营养和饮食因素如何减少狗的氧化应激和炎症

Juan Gomez-Basauri博士Alltech

复杂情况•氧化应激

•衰老

•炎症

•疾病

• ROS

• DNA

氧化应激

•失调• 细胞和组织之间的活性氧 (ROS)

• 通过保护机制 (抗氧化系统) 消除失调症状

活性氧 (ROS)

•容易与细胞中其他分子产生反应的不稳定分子。

•细胞中积累的ROS会损伤DNA、RNA和蛋白质，并可能导致细胞死亡。

https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/reactive-oxygen-species

氧化细胞损伤机制

氧化应激

• 氧化蛋白质产物累积在人体老化细胞中 (Stadtman, 2006)

• 人类血浆抗氧化剂总量随年龄下降(Rizvi et al., 2006)

• 老牛肌肉中脂质氧化物比小牛肌肉中高4倍 (Xiong et al., 2007)

主要疾病

心血管疾病(CVD)

慢性肾病(CKD)

神经退行性疾病(ND)

黄斑变性

癌症

阿尔茨海默氏症

胃肠道疾病 (IBD)

动脉粥样硬化

关节炎

ROS/RNS

宠物常见健康问题•与人一样，动物容易患各种疾病

•有些疾病具有慢性病遗传易感性

骨性关节炎• 德国牧羊犬

• 金毛犬• 腊肠犬

• 12只成年犬饲喂维持饮食 (包括Bio-Mos和石榴、姜黄、葡萄天然提取物)

• 6个月，d-ROMS显著减少，血浆AOX容量显著增加

选自Pasquini et al., 2013

氧化应激

宠物常见健康问题

•肥胖

•糖尿病

•骨性关节炎

•癌症

宠物常见健康问题

及…

•这些疾病中许多与炎症通路有关

• ROS也涉及炎症病程

• ROS起信号分子和炎症介质的作用

Chandrasekaran, et al; 2017

什么是炎症?•塞尔苏斯 (公元前25年至公元

50年)

•红、肿、热、痛

•加伦•丧失功能

•免疫系统识别并消除有害刺激，开始愈合过程的先天防御机制。

什么是炎症?

• 急性炎症• 创伤、微生物入侵或有毒化合物造成组织损伤

• 慢性炎症• 炎症持续时间较长，修复能力未得到适当控制

什么是炎症?

因素炎症

促炎介质

环境毒素

微生物入侵和慢性感染

急性和低度炎症比较参数 感染 组织损伤 低度炎症

原因 致病菌 外伤 代谢功能介质 分子和细胞先天免

疫反应分子和细胞先天免疫反应

分子和细胞先天免疫反应

典型标志 +++ +++ 无

目的 防御性愈合修复 愈合修复 恢复体内平衡

选自Antonelly and Kushner, 2017

健康

营养

生活方式

基因

饮食

生活方式形成的慢性疾病

肥胖 (内脏)

饮食FFA葡萄糖甘油三酯缺乏天然抗氧化剂

炎症ROS, NTTNF-aIL-6, IL-8脂联素

代谢综合征2型糖尿病动脉粥样硬化

胰岛素抵抗

选自Hussain et. al.; 2016

炎症标志物

•白细胞介素IL-6

• IL-1a

• IL-8

• C-反应蛋白CRP

•白细胞数

患有肿瘤的狗体内C-反应蛋白 (CRP)

血清 CRP (mg/L)

疾病狗只数 中间值 范围

% pop CRP > 5 mg/L

良性乳腺肿瘤 19 5 <5-26 53%恶性乳腺肿瘤

未转移 7 5 <5-19 43%

已转移 10 25 <5-246 80%

选自Caspi et al.; 1987

II型免疫介导性多发性关节炎

[◆]中性粒细胞数[●]CRP[▲]泼尼松龙

Kjelgaard-Hansen et. al; 2006 https://actavetscand.biomedcentral.com/articles/10.1186/1751-0147-48-9#Sec2

因素炎症

促炎介质

环境毒素

微生物入侵和慢性感染

微生物是慢性炎症促成因素

•微生物在粘膜表面定殖，尤其是肠道中

•微生物严重影响许多慢性炎症状况，包括炎性肠病 (IBD)、关节炎和原发性硬化胆管炎等，所有这些都与癌症有关。

肠道功能•生理

• 吸收和分泌• 选择性屏障

•微生物学• 集中繁殖共生菌• 限制病原体生长 (定植抗力)

•免疫学• 耐受自身益生菌 (食物和共生细菌)

• 相应免疫反应

微生物是慢性炎症的促成因素

•人类有益共生菌与有害细菌不平衡 (生态失调)，对于IBD慢性粘膜炎性病变的发病机制具有重要作用 (Walker et al.; 2011)

微生物是慢性炎症的促成因素

•与人类一样...越来越多的证据表明，微生物在狗的急性和慢性肠病发病机制中具有重要作用，包括IBD (Suchodolski et. al. 2012)

健康犬、非出血性和急性出血性腹泻犬粪便微生物特征

选自Suchodolski et al., 2012

H –健康犬NHD – 非出血性AHD – 急性出血性A IBD –活性IBD疾病S IBD –治疗控制的IBD

健康犬、非出血性和急性出血性腹泻犬粪便微生物特征

选自Suchodolski et al., 2012

H –健康犬NHD – 非出血性AHD – 急性出血性A IBD –活性IBD疾病S IBD –治疗控制的 IBD

0

1

2

3

4

5

6

7

H NHD AHD A_IBD S_IBD

Turicibacter Faecalibacterium

b

a

b

a

a,b

a

b

bb

a,b

微生物群相互作用• 保持正确平衡是关键

• 代谢微生物影响免疫反应

饲喂肠道 -为什么这很重要• 已知一些共生菌产生SCFA

• 调节性T细胞 (Tregs) 在预防自身免疫方面起着关键作用

• 粘膜感染期间， SCFA调节T细胞细胞因子

Kondelkova et al.; 2010, Bhaskaran et al.; 2018

Marchix J, et al.; 2018. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 6(2):149–162.

微生物群相互作用

Bio-Mos ® 营养品对猫科动物结肠细胞和杯状细胞的影响

选自Aquino et al., 2010

0 0.2 0.4 0.6 P-值

结肠细胞 567.30 542.60 498.75 506.25 NS

杯状细胞 47.50 95.80 27.75 69.00 0.0173*

杯状细胞/结肠细胞 0.09 0.17 0.06 0.15 0.0192*

*立方

酚类化合物 (Punicalagin)

动物模型 状态 # 研究 标志物 结果

大鼠 IBD 2 CRP

大鼠 代谢性 CVD 1 CRP

大鼠 IBD 2 IL-6

小鼠/大鼠 代谢性 CVD 6 IL-6

小鼠/大鼠 神经退行性疾病 2 IL-6

选自Danesi & Ferguson, 2017

炎症和肠道健康

•总共16只健康成年比格犬加入完全随机设计，分为两种饮食治疗

•确定新型功能性成分技术对犬血液炎症标志物和粪便微生物群的影响。

粪便评分

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

CONTROL TREATMENT

Delles & Gomez-Basauri, 2019. 未发表

健康犬粪便微生物特征

CRP –健康犬炎症标志物

CRP –健康犬炎症标志物

健康肠道低度炎症?TURICIBACTER菌?

健康肠道无炎症?梭杆菌粪杆菌

结语

•氧化应激、炎症和健康之间有很强关联

•功能障碍炎症反应被认为是慢性病的促成因素

•肠道生态失调是肠道微生物群不平衡

结语

•短链脂肪酸 (SCFA) 是肠道微生物群发酵物，肠道微生物群与宿主健康之间存在联系。

•饲喂微生物组是健康的关键