När en hund påbörjar en ny diet förändras gemenskapen av mikrober i tarmen. Väggblomsbakterier förökar sig för att dominera scenen, med det gamla gardet som slinker iväg i nederlag. När mikrobiella arter kämpar för kontroll förändras också deras metaboliska biprodukter, av vilka många är avgörande för Fidos allmänna hälsa.

Den dynamiska dansen mellan näringsämnen, mikrober och deras kemiska produkter är väl dokumenterad hos hundar och andra däggdjur, men fram till nu har forskare bara gissat på tidsramen för mikrobiell omsättning. En ny studie från djurforskare vid University of Illinois dokumenterar att förändringen sker på mindre än en vecka.

"Så länge jag har hållit på med djurnäringsforskning har vi diskuterat hur länge vi behöver äta en ny diet innan vi samlar in prover, när allt har stabiliserats", säger Kelly Swanson, Kraft Heinz Company Endowed Professor in Human Nutrition i Institutionen för husdjursvetenskap och avdelningen för näringsvetenskap vid U av I och medförfattare till den nya studien. "Ingen har någonsin testat det definitivt."

Det visar sig att mikrober stabiliseras mycket snabbt. De börjar tillverka helt nya kemiska produkter inom två dagar efter att hundar påbörjat en ny diet. Och det tar bara sex dagar för mikrobiella samhällen att förändras och stabiliseras.

"Metaboliter förändras väldigt snabbt, inom ett par dagar. Bakterier metaboliseras responsivt och hanterar substraten de får i den nya kosten. Sedan tar det några dagar till att reda ut den mikrobiella hackordningen, om du så vill," säger Swanson . "Våra data visar att allt stabiliseras på dag sex, så djurfoderforskare kunde med tillförsikt ta prov och hitta en stabil mikrobiom inom 10 dagar."

Swansons team matade hundar med en vanlig torrfoderfoder i två veckor innan de plötsligt bytte till nya dieter i ytterligare 14 dagar. Hälften av hundarna åt en konserverad kost med hög fetthalt och hög proteinhalt och den andra hälften åt en fiberrik foderbit. Under tiden samlade forskare in bajs två dagar efter dietförändringen och var fjärde dag efter det. Eftersom vetenskapen kräver replikering gjorde forskarna allt två gånger och bytte hundar till motsatt experimentdiet andra gången.

Teamet extraherade mikrobiella metaboliter från varje fekalt prov, de kemiska produkterna från mikrobiell metabolism som kan påverka en hunds allmänna hälsa. De identifierade också bakteriearter i fekala prover för att visa hur det mikrobiella samhället förändrades över tiden. Slutligen korrelerade de metaboliter med bakteriearter, något som inte har gjorts tidigare för de flesta bakterier.

"Ofta matar vi en diet och samlar in avföringen, men det finns en sorts svart låda när det gäller vad som händer i tarmen. Vi vet vad vissa bakteriearter metaboliserar, men definitivt mycket av det är okänt," säger Swanson. "Våra samband är utgångspunkten för att koppla ihop några av punkterna, men mer riktad forskning måste fortfarande göras."

Det primära målet var att spåra mikrobiella förändringar över tid, men forskningen bekräftade också tidigare fynd som tyder på större hälsofördelar med en fiberrik diet jämfört med en diet med hög fetthalt och hög proteinhalt för hundar. Dessa fynd var inte en överraskning, men det faktum att de två dietexterna nådde en jämvikt på samma tidsram var oväntat. För båda dieterna upptäckte teamet metabolitförändringar på dag två och förändringar i bakteriesamhället på dag sex.

Swanson säger att breda drag av studien kan vara tillämpliga på andra däggdjursmikrobiomesystem, särskilt de som husdjur och boskap som äter samma kontrollerade diet varje dag. Till exempel kan hastigheten med vilken tarmmikrobiomet svarar och stabiliseras efter en näringsförändring vara universell. Och även om specifika bakteriearter och stammar kan skilja sig åt mellan hundar, människor och andra däggdjur, kan korrelationerna mellan metaboliter och arter vara likartade mellan värdarna.

Finns det en takeaway för hundägare? Swanson säger att även om hans studie testade en mycket abrupt dietförändring, stöder hans resultat den gemensamma vägledningen att gradvis byta till ett nytt hundfodermärke.

"Människor brukar föreslå att husdjur flyttas över till en ny diet under en sjudagarsperiod. Vår studie tyder på att mikroberna helt kan förändras inom den tidsramen", säger han. "När du byter kost måste kroppen anpassa sig, men mikroberna måste ändras också. Om de inte är i en lycklig situation slutar du med lös avföring eller gasbildning. Så det är nog bra att göra det lite mer gradvis hemma än vi gjorde i labbet."

Denna studie gjordes i samarbete med NomNomNow, Inc., en direkt-till-konsumentproducent av färskt djurfoder och hälsoprodukter. Nom Nom har en omfattande databas för djurhälsa och mikrobiom, som gör det möjligt för dem att delta i en mängd olika mikrobiomfokuserade studier i djurpopulationen.

"Vi är verkligen exalterade över resultatet av denna rättegång", säger Ryan Honaker, Nom Noms direktör för mikrobiologi. "Att förstå mikrobiomet är centralt för våra ansträngningar för att förbättra husdjurens hälsa, och den här studien tar oss ytterligare ett steg närmare att avslöja hur hundtarmen faktiskt reagerar på en ny diet."

Artikeln är publicerad i Animal Microbiome .