Inclusão de fibra animal em dietas para gatos: abordagens in vitro e in vivo

Ao considerar os hábitos alimentares e a evolução dos gatos domésticos, porções indigeríveis de proteína com penas, pelos, e tendões – denominadas substratos fermentáveis de origem animal (ADFS) ou “fibra animal”– podem atuar como substratos orgânicos para a microbiota do cólon. Entretanto, a inclusão destes em dietas extrusadas para felinos continua inexplorada. Este estudo foi composto por ensaios in vitro e in vivo que avaliaram a degradabilidade, fermentabilidade e os efeitos fisiológicos de ADFS em comparação com fibras vegetais. No primeiro capítulo é realizada revisão da literatura a respeito, que dá suporte a possível participação dos ADFS como componentes que do ponto de vista evolutivo tiveram papel relevante no desenvolvimento e diferenciação da composição e atividade metabólica da microbiota intestinal de carnívoros. No capítulo dois é apresentado estudo experimental que incluiu métodos in vitro para avaliação de oito ingredientes proteicos com possível baixa digestibilidade ileal, quanto à degradabilidade in vitro de matéria orgânica (IVDOM) e fermentabilidade in vitro (IVF), utilizando inóculo fecal felino. A IVDOM foi determinada em quadruplicata, e a IVF foi avaliada nos resíduos insolúveis após 4, 8 e 24 horas de incubação anaeróbia. O inóculo fecal foi coletado de seis gatos adultos saudáveis alimentados com a mesma dieta de manutenção por pelo menos 21 dias. Os resíduos insolúveis provenientes da hidrólise de farinha de subprodutos de aves (HPMr) e de penas hidrolisadas ao final da hidrólise (FHr2) apresentaram os maiores valores de IVDOM, seguidos por penas cruas e farinha de penas (FM), enquanto o pelo de gato apresentou a menor degradabilidade (P < 0,05). Durante a fermentação, HPMr, FHr2 e FM produziram os maiores volumes de gás, enquanto HPMr e FHr2 apresentaram as maiores concentrações de ácidos graxos de cadeia curta (P < 0,05). Os demais substratos apresentaram fermentabilidade intermediária, embora todos tenham produzido respostas fermentativas superiores à fibra de cana-de-açúcar (controle negativo). Esses resultados indicam que vários coprodutos de origem animal podem atuar como substratos fermentáveis para a microbiota do intestino grosso dos felinos e sustentar a atividade metabólica microbiana. No capítulo três quatro dietas foram formuladas e extrusadas para conter 4% de matéria orgânica indigestível de origem vegetal—fibra de cana-de-açúcar (SF) e polpa de beterraba (BP)—e de origem animal—farinha de penas (FM) e resíduo sólido de proteína de aves hidrolisada (HPMr). A escolha dos resíduos de origem animal foi baseada nos resultados obtidos no estudo in vitro. Trinta e dois gatos (8 por dieta) foram alimentados durante 31 dias. A dieta FM apresentou maior digestibilidade aparente da matéria orgânica e da energia bruta em comparação com SF e BP (P < 0,05). O pH fecal foi mais alto e a amônia mais baixa em HPMr, enquanto os ácidos graxos de cadeia curta foram mais elevados em BP (P < 0,05). O colesterol e os fitoesteróis foram mais elevados nas fezes dos gatos alimentados com a dieta BP do que nas demais (P < 0,05). Efeitos semelhantes das dietas foram observados na diversidade e na composição geral do microbioma fecal dos gatos; no entanto, foram observadas maiores concentrações de ácidos biliares secundários e ácido litocólico, bem como maiores abundâncias de Peptacetobacter hiranonis, Blautia e Oscillospiraceae nos grupos ADFS (P < 0,05), apoiando a hipótese de que esses ingredientes podem atuar como uma fonte adequada de matéria orgânica fermentável para gatos.

Resumo (inglês)

Considering the feeding habits and evolutionary history of domestic cats, indigestible protein fractions such as feathers, hair, and tendons—referred to as animalderived fermentable substrates (ADFS) or “animal fibre”—may act as organic substrates for the colonic microbiota. However, the inclusion of these ingredients in extruded feline diets remains unexplored. This study comprised both in vitro and in vivo trials that evaluated the degradability, fermentability, and physiological effects of ADFS in comparison with plant fibres. The first chapter presents a literature review supporting the potential role of ADFS as components that, from an evolutionary perspective, may have played a relevant role in the development and differentiation of the composition and metabolic activity of the intestinal microbiota of carnivores. In the chapter two, eight protein ingredients with low expected ileal digestibility were evaluated for their in vitro digestible organic matter disappearance (IVDOM) and in vitro fermentability (IVF) using feline faecal inoculum. IVDOM was determined in quadruplicate, and IVF was assessed in the insoluble residues after 4, 8, and 24 h of anaerobic incubation. Faecal inoculum was collected from six healthy adult cats fed the same maintenance diet for at least 21 days. The insoluble residues from poultry co-product meal hydrolysis (HPMr) and hydrolyzed feathers at the end of hydrolysis (FHr2) showed the highest IVDOM values, followed by raw feathers and feather meal (FM), whereas cat hair exhibited the lowest degradability (P < 0.05). During fermentation, HPMr, FHr2, and FM produced the greatest gas volumes, while HPMr and FHr2 higher concentrations of short-chain fatty acids (P < 0.05). The remaining substrates exhibited intermediate fermentability, although all produced greater fermentation responses than sugarcane fibre (negative control). These results indicate that several animal-derived co-products may act as fermentable substrates for the feline hindgut microbiota and support microbial metabolic activity. In chapter three, four diets were formulated and extruded to contain 4% indigestible organic matter from vegetable sources—sugarcane fibre (SF) and beet pulp (BP)—and animal sources—feather meal (FM) and solid residue of hydrolysed poultry protein (HPMr). The selection of animalderived residues was based on the results obtained in the in vitro study. Thirty-two cats (8 per diet) were fed for 31 days. The FM diet showed higher apparent digestibility of organic matter and gross energy compared with SF and BP (P < 0.05). Faecal pH was higher and ammonia lower in HPMr, while short-chain fatty acids were higher in BP (P < 0.05). Cholesterol and phytosterols were higher in the faeces of cats fed the BP diet than in the others (P < 0.05). Similar diet effects were observed on faecal microbiome diversity and overall composition of cats; nevertheless, increased concentrations of secondary bile acids and lithocholic acid, as well as increased abundances of Peptacetobacter hiranonis, Blautia, and Oscillospiraceae, were observed in ADFS groups (P < 0.05), supporting the hypothesis that they may serve as a suitable source of fermentable organic matter for cats.

Palavras-chave

Nutrição animal , Cães alimentação , Ammonia

Idioma

Inglês

Citação

RAMOS, E. C. - Inclusão de fibra animal em dietas para gatos: abordagens in vitro e in vivo - 2026, 138f - Tese (Doutorado em Ciência Animal) Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2026.