EquiNectars påverkan på humör och beteende

Dr Rosemary Waring presenterar nedan en genomgång av hur utfodring med EquiNectar kan påverka humör och beteende.

Bakgrund

Forskning på både människor och djur har visat att det finns en så kallad tarm–hjärna-axel, där tarmens mikrobiom kan påverka uttrycket av humör och beteende och därmed förändra benägenheten för exempelvis depression, ångest och repetitiva beteendemönster (Ribeiro et al. 2022).

Det är fortfarande oklart exakt vilka mekanismer som ligger bakom, men effekten verkar vara multifaktoriell och kan bland annat involvera produktion av neurotransmittorer av tarmens mikrobiom, förändrad syntes av neurosteroider, vagusnerven, immunförsvaret (Rogers et al. 2016) samt kortkedjiga fettsyror (SCFAs, särskilt ättiksyra, propionsyra och smörsyra) (O'Riordan et al. 2022).

SCFAs bildas genom att tarmbakterier bryter ned kostfiber och är av stort forskningsintresse eftersom de kan påverka nervsystemets funktion. Särskilt smörsyra har visat sig ha antiinflammatoriska egenskaper och kunna bidra till att återställa skadade tarmväggar. Hos möss har smörsyra dessutom visat sig kunna förbättra depressions- och ångestliknande beteenden (Cristiano et al. 2022).

Mekanismen är inte helt klarlagd, men det har föreslagits att smörsyra kan utöva sina effekter genom att hämma histondeacetylas (Peng et al. 2021). Även andra SCFAs kan ha liknande effekter. När dessa tillfördes möss minskade social stress och humöret förbättrades (van de Wouw et al. 2018).

Eftersom mikrobiomet kan påverkas av omgivningsfaktorer, framför allt kosten, har forskningen fokuserat på samspelet mellan olika födoämnen och tillsatta probiotika, tarmbakteriernas sammansättning och de metaboliter som bildas.

Sambandet mellan tarmbakterier och beteende

Hos däggdjur har specifika bakterier kopplats till olika beteendemönster. Hos möss har exempelvis Blautia stercoris visat sig kunna minska ångest och repetitiva beteenden (Sen et al. 2022).

Smågrisar som fick en fiberrik kost från två dagars ålder – vilket ökar nivåerna av SCFAs – uppvisade mindre stress och bättre tillväxt samt var mindre känsliga för diarré. De hade också högre nivåer av Prevotella och Ruminococcus spp. (Choudhury et al. 2021).

Grisar som uppvisade så kallat svansbitningsbeteende, där de attackerade andra grisars svansar, hade också ett annorlunda mikrobiom jämfört med kontrollgruppen samt lägre nivåer av smörsyra i träcken (Verbeek et al. 2021).

Liknande resultat har setts hos höns. Fåglar som hackade andra fåglars fjädrar hade förändringar i mikrobiomet, bland annat ökade nivåer av Lactobacillus-arter (van Staaveren et al. 2020).

Hos människor har studier också visat samband mellan beteende och specifika bakteriearter. Bakteriegrupper som producerar smörsyra, exempelvis Lachnospiraceae och Ruminococcaceae, förekom i högre grad i träckprover från mödrar under graviditetens tredje trimester vars barn senare uppvisade normalt beteende vid 24 månaders ålder, jämfört med mödrar vars barn hade beteendeproblem vid samma ålder.

Spädbarn med lägre nivåer av Prevotella vid 12 månaders ålder uppvisade sämre beteende vid 24 månaders ålder, vilket kan tyda på långvariga effekter (Dawson et al. 2021).

Tarmmikrobiomet verkar även kunna påverka fysisk motorik. Spädbarn med bättre finmotorik vid 18 månaders ålder hade högre nivåer av bland annat Collinsella, Coprococcus, Enterococcus, Fusobacterium, Holdemanella, Propionibacterium, Roseburia och Veillonella, samt lägre nivåer av Turicibacter och Parabacteroides (Acuna et al. 2021).

Det finns alltså tydliga belägg från flera arter för att tarmens mikrobiom kan påverka beteendet. Eftersom bakteriesammansättningen kan förändras av omgivningsfaktorer, framför allt kosten, är detta ett viktigt forskningsområde – inte minst hos hästar.

Tarmmikrobiomet och hästens beteende

Stereotypa beteenden som krubbitning och luftsnappning är relativt vanliga hos hästar som hålls under suboptimala stallförhållanden och anses vara en reaktion på stress, som kan vara både foderrelaterad och miljörelaterad (Sarrafchi och Blokhuis 2013).

Hästar har relativt låga nivåer av amylas, det viktigaste enzymet för nedbrytning av stärkelse. Om hästen utfodras med stora mängder stärkelse kan därför en betydande del nå grovtarmen, där den fermenteras av bakterier som kan bidra till störningar i tarmmiljön.

Detta kan leda till ökad genomsläpplighet i tarmväggen och ökad produktion av potentiellt skadliga metaboliter samt försurning i baktarmen.

Foderstater med hög stärkelsehalt har kopplats till beteendeproblem hos hästar, sannolikt bland annat eftersom en obalans i mikrobiomet kan bidra till obehag i tarmen.

Förändringar i humör och reaktioner har också observerats. Hästar som utfodrades med en stärkelsebaserad foderstat fick ökade nivåer av stärkelsenedbrytande bakterier och bakterier som använder laktat, vilket korrelerade med beteendemässiga stressreaktioner (Destrez et al. 2015).

I en studie av 185 hästar var stereotypa beteenden, överdriven vaksamhet och aggressivitet associerade med hästens mikrobiomprofil (Mach et al. 2020).

Samma forskargrupp fann att hästar som gick på bete hade ökade nivåer av Ruminococcus och Coprococcus, vilket var associerat med minskad stress. Tillbakadraget beteende var däremot associerat med ökade nivåer av Lachnospiraceae AC2044 och bakteriegruppen Clostridiales XIII (Mach et al. 2021).

Trigeminalt medierat headshaking har kopplats till förekomsten av Methanocorpusculum spp. (Aleman et al. 2022).

Ökade nivåer av Lactobacillus verkar kunna spegla ökad produktion av mjölksyra, vilket kan vara en markör för obalans i tarmmikrobiomet.

I linje med detta hade hästar med fång som framkallats genom behandling med oligosackarider lägre pH i träcken och högre nivåer av mjölksyra, histamin och LPS i blodserumet. Dessa inflammationsmarkörer var associerade med högre nivåer av Lactobacillus och Megasphaera i mikrobiomet (Tuniyazi et al. 2021).

Studier på andra djurarter har också kopplat höga nivåer av Lactobacillus till mindre optimala beteendeförändringar, vilket antyder att inflammatoriska tillstånd i tarmen kan vara förknippade med förändrad hjärnfunktion (Barrio et al. 2022; van Staaveren et al. 2020).

EquiNectar och tarm–hjärna-axeln

Resultaten från samtliga studerade arter, inklusive människor, stödjer därför uppfattningen att tarmbakteriernas sammansättning kan påverka hjärnans funktion och beteende.

Detta innebär i sin tur att fodertillskott som kan bidra till att återställa balansen i mikrobiomet potentiellt kan påverka beteendemässiga reaktioner.

I studien användes ERME (Enzyme-Rich Malt Extract) som fodertillskott – för hästar formulerat som EquiNectar och för människor som Juvia. Tillskottet innehåller enzymer som förbättrar nedbrytningen av stärkelse och minskar mängden polysackarider som når den nedre delen av tarmen för fermentering.

Förändringen i tillgången på substrat påverkar mikrobiomet och är förknippad med minskad inflammation. Bakteriearter som producerar smörsyra blir mer framträdande, vilket ökar tillgången på smörsyra och andra kortkedjiga fettsyror.

Även om den totala metagenomiska och metabolomiska bilden var komplex identifierades ett konsekvent mönster (Tabell 1).

Hos mänskliga idrottare sågs en ökad förekomst av Ruminococcus och Blautia, tillsammans med högre nivåer av SCFAs. Liknande profiler observerades hos brevduvor och tävlingshästar, vilket överensstämmer med tidigare resultat (Proudman et al. 2014).

Att tillsätta ERME till foderstaten bör därför, enligt författaren, kunna bidra till en lugnare och mindre stressad häst, vilket också har observerats i flera genomförda utfodringsstudier. Det skulle även kunna vara fördelaktigt för mänskliga och fågelbaserade (tex tävlingsduvor) idrottare.

Referenser

1. Acuna I et al 2021 Nutrients 13 (5) May 14
2. Aleman M et al 2022 Vet Medicine and Science 8(3):1049-1055 05
3. Barrio C et al 2022 Psychoneuroendocrinology 137:105640 03
4. Cristiano C et al 2022 Biomed. and Pharmacother. 153:113528 Sept
5. Dawson SL et al 2021 EBiomedicine 68:103400 Jun
6. Destrez A et al 2015 Physiology and Behaviour 149 159-164
7. Mach N et al 2020 Scientific Reports 10(1):8311 05 20
8. Mach N et al 2021 Scientific Reports 11(1): 5007 03 03
9. O'Riordan KJ et al 2022 Molecular and Cellular Endocrinology 546: 111572 04 15
10. Peng L et al 2021 Neurochemical Research 46(9):2333-2347 Sept.
11. Proudman CJ et al 2014 Equine Vet J 10.1111 12324
12. Ribeiro G et al 2022 Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care 25(6) 443-450 11 01
13. Rogers GB et al 2016 Molecular Psychiatry 21 738-748
14. Sarrafchi A and Blokhuis HJ 2013 J Vet Behaviour 8 386-394
15. Sen P 2022 Brain Behaviour and Immunity 106: 115-126 11
16. Tuniyazi M et al 2021 BMC Vet Res 17(1): 11 Jan 06
17. van de Wouw M et al 2018 J Physiol. 596(20):4923-4944
18. Van Staaveren N et al 2020 Scientific reports 10(1):12978 07 31
19. Verbeek E et al 2021 Scientific Reports 11(1):20547 10 15