Interaktionen zwischen fäkaler Mikrobiota und athletischen Pferden
Kontext und Zielsetzung
Das Darmmikrobiom wird als zentraler Akteur bei der Regulierung der physischen, metabolischen und mentalen Gesundheit von Säugetieren anerkannt. Beim Pferd wurden zwar bereits Studien zu den Auswirkungen von Fütterung oder Bewegung auf die mikrobielle Zusammensetzung durchgeführt, jedoch haben nur wenige Arbeiten gleichzeitig Umwelt-, physiologische und Verhaltensvariablen in einem longitudinalen Ansatz integriert. Diese Studie zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen, indem sie die Wechselwirkungen zwischen dem fäkalen Mikrobiom, den Reitbedingungen, hämatologischen Parametern und Wohlbefindensindikatoren bei 185 Sportpferden über einen Zeitraum von acht Monaten analysiert.
Methodik
Die Pferde, die in derselben nationalen Reitschule in Frankreich untergebracht waren, wurden in zwei Probenahmekampagnen untersucht (T1 und T2, im Abstand von acht Monaten). Fäkalproben wurden mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung der V3–V4-Region des 16S-rRNA-Gens analysiert. Parallel dazu wurden 41 Umwelt- und Individualvariablen erfasst, darunter:
- Reitdisziplin und Spezialisierung
- Einstreuart
- Fütterungsdaten
- Stereotype Verhaltensweisen (Koppen, Weben, Aggressivität, Hypervigilanz)
- Hämatologische Parameter (MCHC, RWR usw.)
- Fäkaler pH-Wert und mikrobielle Belastung (Bakterien, Protozoen, Pilze)
Hauptergebnisse
1. Struktur und Dynamik des Mikrobioms
- Hohe interindividuelle Variabilität: Die mikrobielle Zusammensetzung unterschied sich stärker zwischen Individuen als innerhalb desselben Individuums über die Zeit, insbesondere bei seltenen Bakterien.
- Stabiles mikrobielles Kernset: Eine Gruppe von 29 bakteriellen Gattungen, hauptsächlich aus dem Phylum Firmicutes, bildete das „Core Microbiota“, das in 99 % der Proben vorhanden war.
- Zeitliche Dynamik: Zwischen T1 und T2 wurde eine signifikante Veränderung der mikrobiellen Zusammensetzung festgestellt, mit einer Zunahme der Alpha-Diversität (Chao1, Fisher) und einer Überrepräsentation bestimmter seltener Gattungen (z. B. Anaeroplasma, Enterococcus, Erysipelotrichaceae).
2. Einflussfaktoren auf die mikrobielle Zusammensetzung
Die multivariate Analyse zeigte, dass sechs Variablen zusammen 32 % der Beta-Diversitätsvarianz erklärten:
- Reitspezialisierung (6,5 %)
- Disziplin (5,8 %)
- Einstreuart (5,2 %)
- Hypervigilanz (4,9 %)
- MCHC (6 %)
- Erythrozyten/Leukozyten-Verhältnis (RWR) (5,7 %)
Pferde, die in körperlich und mental anspruchsvollen Disziplinen (Gala, Cadre Noir) eingesetzt wurden, wiesen homogenere Mikrobiome auf, was auf einen strukturierenden Effekt von chronischem Stress hindeutet.
3. Verhalten und Mikrobiom
Signifikante Korrelationen wurden zwischen bestimmten Verhaltensweisen, die auf Unwohlsein hinweisen, und der mikrobiellen Zusammensetzung festgestellt:
- Orale Stereotypien: assoziiert mit einer Überrepräsentation von Roseburia, Acinetobacter, Desulfurispora, Helicobacter
- Aggressivität: korreliert mit Streptococcus und Butyrivibrio, negativ mit Anaeroplasma
- Hypervigilanz: tendenziell assoziiert mit Denitrobacterium und Dehalobacterium
- Rückzug aus der Umgebung: verbunden mit Diplorickettsia, Anaerorhabdus, Novosphingobium
Diese Zusammenhänge stützen die Hypothese einer funktionellen Darm–Mikrobiom–Gehirn-Achse beim Pferd.
4. Mikrobiabilität von Merkmalen
Das Konzept der Mikrobiabilität (m²), analog zur genetischen Erblichkeit, wurde verwendet, um den Anteil der phänotypischen Varianz zu schätzen, der durch das Mikrobiom erklärt wird:
Verhalten:
- Orale Stereotypien: 24,2 %
- Lokomotorische Stereotypien: 16,2 %
- Aggressivität: 13 %
- Hypervigilanz: 9 %
Hämatologische Parameter:
- Eosinophile: 32,1 %
- RWR: 25,7 %
- Hämoglobin: 21,9 %
Diskussion
Die Ergebnisse zeigen, dass selbst unter homogenen Haltungsbedingungen das Darmmikrobiom von Sportpferden durch Faktoren wie Trainingsintensität, Verhaltensstress und bestimmte physiologische Marker beeinflusst wird. Pferde, die hohen körperlichen und mentalen Belastungen ausgesetzt sind, zeigen mikrobielle Veränderungen, die mit einem Dysbiose-Zustand vereinbar sind – möglicherweise reversibel.
Die Studie legt nahe, dass das Mikrobiom nicht nur den Gesundheitszustand widerspiegeln, sondern auch aktiv über neuroendokrine und immunologische Mechanismen dazu beitragen kann. Butyrat- (Roseburia) oder H₂S-produzierende Bakterien (Desulfurispora) könnten eine schützende Rolle gegen die Auswirkungen von chronischem Stress spielen.
Schlussfolgerungen und Perspektiven
Diese Pionierstudie hebt die Bedeutung des Darmmikrobioms bei der Regulierung des verhaltensbezogenen und physiologischen Wohlbefindens von Sportpferden hervor. Sie eröffnet vielversprechende Perspektiven für:
- Die Entwicklung mikrobieller Biomarker für Stress und Wohlbefinden
- Den gezielten Einsatz von Probiotika zur Verbesserung der Stressresistenz
- Die Integration des Mikrobioms in Zucht- und Managementprogramme für Sportpferde
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