发酵性纤维和胃肠道生态系统(精)

可发酵纤维和胃肠道（GIT）生态系统

简介

膳食纤维，特别是可发酵品种，被公认为有益健康一个重要的角色。大部分贡献在于对胃肠道内细菌繁殖数量的变化。虽然狗，尤其是猫，被认为是食肉动物，但当喂养的食物含膳食纤维时，很明显能从中获得健康益处。与早期认为纤维发酵对猫、狗不重要的观点相比，这些发现相对较新。然而，提升优化猫、狗肠道健康的不同可发酵纤维的类型，数量、比例早已被明确定义。纤维扮演提升肠道健康的角色是一个复杂的问题，将不是一项轻松的任务，包括细菌和一些变量之间的相互作用，很多是猫和狗如同其他物种一样未被很好认识的变量。

肠道内的一些细菌群体，被认为是有益的，包括双歧杆菌、乳酸杆菌，最近的真细菌类和其他见列表的菌群。这些菌群的典型特征是具发酵纤维的能力，被认为比致病菌和腐败菌明显有效。这种增强的能力促进发酵纤维的使用成为选择性促进有益菌的方法，因而减少有害菌群的比例。其他有更高密度有益菌宣称的益处，包括癌症风险的降低，改善血清脂肪形态，免疫性增强作用，改善粪便特征和排便方式。此外，细菌发酵产生的短链脂肪酸被寄主迅速地吸收和利用。

此作用是试图去使读者认识可发酵纤维对猫、狗胃肠道的影响，延续前面回顾的信息。为完成这个目标，首先必须把胃肠道描述成一个对内外因素敏感的复杂生态系统，它可以被怎样研究，应用生态学原理也许有助于更好的理解。接下来的章节描述可发酵纤维对胃肠道细菌的具体影响，如通过成对动物的体内和体外实验来阐述。这个回顾是那些至今被报导的发现的暗示和看法：关于可发酵纤维对猫、狗胃肠道的影响。

可发酵纤维

膳食纤维是一个专业术语用于描述不会被脊椎动物的消化液水解食物的比例。历史上，膳食纤维被认为主要由木质素、纤维素、半纤维素和胶质构成。然而，最近的兴趣聚焦在抗性淀粉和低聚糖等成分上面。膳食纤维的来源多样化，非常广泛，包括树（α-纤维素），植物提取物（阿拉伯树胶），低聚果糖，水果提取物（柑橘果胶），海藻（大型褐藻、角叉胶）、坚果的壳（花生壳）。

化学上，膳食纤维通过水溶性来分类。虽然低聚果糖和其它类型的复杂碳水化合物传统

意义上并不被认为是纤维，但它们确实符合必要的标准，现在被接受为一些膳食纤维的形式。从生物学的角度，膳食纤维通过能否被胃肠道细菌利用来分类。被细菌利用的形式被认为是可发酵的和似乎与改善动物健康有很大关系的。目前的证据显示可发酵纤维的角色在有益于更改肠道细菌数量方面，可能增强肠道免疫力，改善口服葡萄糖耐受性，再分配含氮废物排泄物。稍后的部分呈现：有哪些细菌能够利用多样化的可发酵纤维当基质，利用的程度和发酵的产物。纤维可发酵方面另外的影响将会在这对狗的健康有多重要的内容中讨论。

胃肠道生态系统（GIT）

生态学者已经为生物的相互作用建立模型，利用的是他们数十年来的物理、化学和生物环境。它建议许多相同的原理能够，或者应该，被应用于更好地了解胃肠道和饮食中添加可发酵性纤维有益于健康的潜能。

生态系统含有两个基本组成部分。非生物部分包括环境的物理和化学特征，而生物部分包含所有存活于生态系统选定空间的生物。每一个两部分之间的相互作用是生态系统结构和功能非常重要的决定因素。

类推法的使用是被当作简化复杂的GIT生态系统的恰当方法。特别是，在许多方面GIT 生态系统像一条河，以快速流动的溪流开始，以缓慢流动的河流结束。类似的，GIT包括一些明显不同的部分，从胃开始，经小肠快速消化，再大肠长时间滞留。GIT的每一部分，像河流的不同部分，有截然不同的非生物特征。这包括与粘膜结构有关的物理特性，蠕动带动的消化流速率，化学特性如pH、电解液及营养物质浓度和消化液。甚至一个区域内都有变量。比如，小肠的物理化学特性存在由近及远的梯度，消化流动的速率（从近到远依次递减）。根据小肠的长度，梯度导致了不同生境的存在。内腔内容物和粘膜之间的细菌同样存在不同很像溪流里的生物，活在水柱里，与生活在河床上或河床里不同。大肠加盲肠提供了另外一种生境，与小肠不一样。

GIT生态系统生境的连续性，使得很难去用排泄物样品来评估发生GIT不同区域的状况和过程。同样，生态学者不能完全理解基于来自河流入海口的样品的山涧。虽然这种类推法过于简单，当只有排泄物样品用于分析时，它突出了临床医生和调查者面临的问题。

猫、狗的胃肠道生态系统内的细菌

成人的GIT生态系统包含已知的400种细菌，随着我们培养和鉴定细菌的能力提高，这个数据还会继续增长。以前主要的目光盯着致病菌菌群。虽然已经研究有益菌将近100

多年，直至相对近期，他们才有相当水平的收益。需要强调的是除细菌以外，GIT的生物部分包括：酵母、真菌类、病毒、螺旋原虫、原生动物、其它各种单或多细胞生物。这种结构的贡献在于限制了细菌，主要由于对其它生物认识得相对较少，不是因为它们不重要。

虽然存于猫和狗GIT中的细菌与人体内的细菌特征不同，但不同种类在数量上与人和其他哺乳动物相当。可获得的数据显示：猫和狗的GIT不同区域的细菌菌群之间，在数量和性质方面有显著的差别（未公布的数据）。区域内的各种细菌的相对比例和密度，部分取决于诸如pH值、蠕动力、饮食中营养成分的浓度和形态、胰腺分泌物、胆囊分泌物、消化道（如胃和肠）分泌物、肠道免疫功能、多糖-蛋白质复合、GIT内里的细胞膜结合位点。因此，沿着GIT的每一个区域和生境有典型的细菌种类组装。类似于其它哺乳动物，猫和狗的GIT细菌密度，从酸性的胃里103~4/g增加到结肠里超过1010/g。肠的上部主要是需氧菌，而缺氧的大肠则很少，相比小肠，它拥有更高的发生氧化还原作用的可能性，更低浓度的膳食营养成分和不同的化学条件。除了区域变量外，甚至种类之间的对照，不同动物相同的GIT区域细菌组合非常不同。

生态系统对非生物成分的轻微变化和差异敏感。因此，并不奇怪GIT的物理和化学特性存在轻微和不明显差异能对细菌菌群产生深远影响。类似的方法，邻近的河流物理化学特性可能稍微不同，但会有不同的生物组成。相对应地，生长中GIT特性的改变和个体之间的变量通过细菌的不同组合反映。

细菌之间的活动和相互作用是菌群特性的其它重要决定因素。例如，需氧菌和特许的厌氧菌的氧气消耗和代谢物产生，改变生态系统的化学特性，允许专性厌氧菌增殖。这个过程，通过一批生物体改变环境，从而增强其他生物体的增殖，被认为是助长。营养物质的竞争和结合位点能同样影响哪种物种占优势。最近发现特定的GIT细菌产生代谢物和其它化学物质抑制其它物种的生长，这个过程称为抑制。特别相关的是乳酸菌（如双歧杆菌和乳酸杆菌）限制一些致病菌和腐败菌的生长。

细菌之间的相互作用似乎出生后特别重要，特别是增殖过程。第一个进入并拓殖GIT 的细菌被认为改变了环境，允许其他菌群增殖。因而，GIT微生物群经历一系列连续的阶段最终达到成人微生物群。最终的组合反映现存的物理化学条件下组成的物种的耐受性，竞争的相互作用，抑制的影响。明显的是很多相同的事件被很好地记录下来用于开发陆地的和水下的生态系统应用于GIT。