纤维“对决”：不同纤维来源如何改变犬类肠道与免疫

我们都知道膳食纤维对狗狗健康很重要，能促进消化、调节肠道。但你是否想过，不同来源的纤维对狗狗的影响可能天差地别？一篇发表在《Animals》期刊上的研究《The Impact of Fiber Source on Digestive Function, Fecal Microbiota, and Immune Response in Adult Dogs》揭开了这个秘密：谷物纤维和水果纤维在狗狗体内上演了一场“微生物大战”，最终结果深刻影响了狗狗的消化、免疫甚至整体健康。

 

一、实验设计：一场精心安排的“纤维对决”

 

研究人员精心设计了一项严谨的交叉试验：

 

1、主角： 12只健康的成年绝育比格犬。

 

2、饮食： 三种实验性膨化干粮：

CTR (对照组)： 低纤维基础日粮(总膳食纤维TDF 5.7%)。

 

BRA (谷物组)： 在CTR基础上添加谷物纤维（小麦麸10%，燕麦麸6%，燕麦纤维1.5%）和甜菜粕(5.5%)，并额外添加0.5%低聚果糖(FOS)作为纯化可溶性纤维。TDF提升至12.0%。

 

FRU (水果组)： 在CTR基础上添加水果纤维（柑橘渣5%，苹果纤维3.5%，橙皮0.6%，石榴皮0.5%）和纤维素颗粒(2.5%)作为纯化不溶性纤维，也添加0.5% FOS。TDF提升至12.2%。

 

3、关键点： BRA和FRU组不仅总纤维量相当，还特意通过添加甜菜粕（可溶）和纤维素（不溶）调整，使两者的不溶性纤维/可溶性纤维比例保持一致，力求公平比较纤维来源本身的效果，而非比例差异。

 

4、流程： 每只狗依次喂食三种饮食，每种持续6周（包含1周过渡期、4周适应期和1周采样期）。这种交叉设计能最大程度减少个体差异影响。

 

5、测量指标： 在采样周，研究人员收集了粪便分析微生物组成(16S rRNA测序)、功能(宏基因组测序)、短链脂肪酸(SCFAs)；采集血液分析血脂、免疫细胞(如淋巴细胞亚群CD4+/CD8+)；并评估了营养消化率、粪便质量等。

 

二、核心发现：谷物纤维vs 水果纤维，各显神通

研究结果清晰地表明，虽然两种高纤维饮食都带来了有益变化（与低纤维CTR相比），但谷物纤维(BRA)和水果纤维(FRU)对狗狗的影响模式存在显著差异：

 

1、肠道微生物的“建筑师”：谷物纤维打造更繁荣、更多样的“生态系统”

 

更高的生物多样性： BRA饮食显著增加了狗狗粪便微生物群的Alpha多样性（包括丰富度和Shannon指数），意味着肠道内的微生物种类更丰富、分布更均匀。相比之下，FRU饮食的多样性甚至低于BRA（图1）。更高的微生物多样性通常与更健康的肠道和更强的环境适应能力（稳健性）相关。

 

“有益菌”的助推器： BRA饮食显著促进了多种被认为有益的细菌属的生长：

 

• 双歧杆菌属(Bifidobacterium)： 经典益生菌，在人类健康中作用突出。

   

• 毛螺菌属(Lachnospira)： 擅长分解纤维，产生短链脂肪酸。

   

• 粪杆菌属(Faecalibacterium)： 重要的丁酸盐生产者，对肠道健康至关重要（如抗炎、滋养肠壁细胞）。

   

• 纤维素分解菌属(Cellulosilyticum)： 顾名思义，擅长分解纤维素。

   

• 梭菌属(Clostridium)： 部分特定种类具有有益功能。

   

更强的“代谢工厂”： 宏基因组分析揭示，BRA组的微生物群落功能更活跃：

 

• 与碳水化合物代谢（尤其是淀粉、蔗糖代谢）相关的基因显著富集。

   

• 与氨基酸代谢（如赖氨酸、苯丙氨酸等合成）相关的基因也更为丰富。

   

• 参与能量产生的磷酸戊糖途径相关基因在BRA组也多于FRU组。

   

• 与炎症相关的脂多糖(LPS)生物合成基因则减少。

   

更庞大的“微生物军团”： 通过粪便嘌呤碱基（微生物标记物）估算，BRA组粪便中的细菌氮含量显著高于FRU组，表明其肠道微生物总量更大。

 

 

2、免疫系统的“调节师”：水果纤维点亮特定免疫信号

 

 

提升“细胞卫士”： FRU饮食显著增加了狗狗血液中CD8+ T淋巴细胞的数量（表7）。CD8+ T细胞是关键的细胞免疫执行者，负责清除受感染细胞和癌细胞。

 

 

增加淋巴细胞比例： FRU组血液白细胞中淋巴细胞的总比例也更高（表7）。

 

 

潜在优势： CD8+ T细胞水平的下降与狗狗衰老、癌症风险增加有关。它们在抵抗某些细胞内病原体（如利什曼原虫）感染中也扮演重要角色。FRU饮食带来的这种免疫调节效应，可能与其富含的多酚类物质有关（FRU组总多酚含量2500 mg/kg，显著高于CTR和BRA组的1500 mg/kg）。多酚具有已知的免疫调节特性。

 

3、肠道发酵与代谢：殊途同归与差异体现

 

SCFAs总量提升： 两种高纤维饮食都提高了粪便中总短链脂肪酸(SCFAs) 的浓度（BRA组趋势显著，p=0.069），这是纤维被肠道微生物发酵的主要有益产物。

 

差异侧重点：

 

• BRA组显著提高了乙酸(Acetate) 浓度，这与观察到的更大微生物总量和活跃代谢相符。

   

• FRU组则显示出丁酸(Butyrate) 浓度更高的趋势（p=0.087）。丁酸是结肠细胞的首选能量来源，具有强大的抗炎、抗氧化和维持肠道屏障功能的作用。

   

减少“腐败产物”： 两种纤维饮食都显著降低了支链脂肪酸(BCFAs) 的浓度和摩尔比例。BCFAs是蛋白质腐败发酵的产物，其减少意味着纤维的添加有效抑制了肠道内的有害蛋白分解活动，转向更健康的糖类发酵模式。研究还发现一种叫Phaseolactobacterium succinatutens的细菌与BCFAs呈强正相关，且在纤维饮食组丰度降低，可能成为潜在的“腐败”生物标志物。

 

血脂影响：

 

• BRA组显著降低了血清甘油三酯(Triglycerides) 水平。这可能是其高发酵性（产生更多SCFAs，如丙酸被认为能在肝脏抑制脂肪生成）和/或所含燕麦β-葡聚糖的作用。

   

• FRU组显示出降低血清总胆固醇(Total Cholesterol) 的趋势（p=0.090），可能与其多酚成分的抗氧化和调节代谢作用有关。

   

氮代谢： FRU组血清尿素(Urea) 水平显著低于CTR组，进一步支持了水果纤维更有效地抑制了肠道内蛋白质的腐败分解。

 

4、消化与粪便质量：高纤维的共性影响

 

消化率下降： 与低纤维CTR相比，两种高纤维饮食都降低了干物质、有机物和总能量的表观消化率（约5%），粗蛋白表观消化率也有所下降。这是纤维的物理效应（如增加食糜粘度、加速肠道蠕动）和可能增加内源性损失的结果。但值得注意的是，当使用嘌呤碱基校正粪便微生物氮后，BRA组的蛋白质消化率与CTR组无显著差异，只有FRU组仍较低。

 

粪便变化： 高纤维饮食增加了每日粪便湿重，降低了粪便干物质百分比，但粪便评分（衡量软硬/形状） 并未显著恶化（保持在理想范围2-3分）。这说明通过精心搭配（保持可溶/不可溶纤维比例平衡），即使将纤维含量从6%提升到12%，也能维持良好的粪便质量。

 

三、为什么差异如此显著？背后的“推手”

 

1、谷物纤维(BRA)的“武器库”：

 

结构性复杂碳水化合物： 小麦麸、燕麦麸等富含半纤维素（如阿拉伯木聚糖）、纤维素等结构复杂多样的纤维。这种结构异质性可能为更多样化的微生物提供了不同的“食物”来源和生态位，从而支持了更高的微生物多样性。

 

特定益生元： 谷物（尤其是燕麦）富含β-葡聚糖等益生元，能选择性地刺激双歧杆菌等有益菌生长。

 

高发酵性成分： 甜菜粕含有丰富的果胶，也是一种高度可发酵的纤维，促进微生物生长和SCFA产生。

 

2、水果纤维(FRU)的“独门秘籍”：

 

丰富的果胶： 苹果纤维、柑橘渣等富含果胶，也是一种优秀的可发酵底物，支持微生物活动（尤其与丁酸产生相关）。

 

多酚宝库： 橙皮、石榴皮等是多酚类物质（如黄酮类、鞣花单宁）的极佳来源。多酚具有：

 

• 抗菌/抑菌活性： 选择性抑制某些潜在有害菌（如研究中减少的Erysipelatoclostridium等），可能导致其组内微生物丰富度低于BRA组。

   

• 益生元作用： 能被特定肠道菌代谢，产生有益次级代谢物。

   

• 免疫调节： 直接或间接（通过菌群代谢物）作用于免疫细胞（如T细胞），可能是FRU组提升CD8+ T细胞的关键原因。

   

• 抗氧化： 清除自由基，保护细胞。

   

四、图表点睛：核心发现的直观呈现

 

图1：Alpha多样性指数对比

 

(来源：论文图1)

解读： 清晰显示BRA组的Richness（丰富度）和Shannon指数显著高于CTR和FRU组，表明谷物纤维饮食下的微生物种类最多、多样性最高。FRU组的多样性最低。Simpson指数（强调优势度）差异不显著。

 

表5：粪便短链脂肪酸(SCFA)浓度与比例

(来源：论文表5 -摘要如下表)

指标	CTR	BRA	FRU	p值
总SCFAs (μmol/g)	138.1	177.1	160.3	0.069
乙酸(μmol/g)	75.8a	102.7b	92.0ab	0.023
丁酸(μmol/g)	15.7	19.9	21.2	0.074
总BCFAs (μmol/g)	6.01a	4.35b	4.45b	0.001
乙酸比例(%)	55.2a	58.5b	57.7b	0.004
丁酸比例(%)	2.35a	1.43b	1.67b	<0.001
总BCFA比例 (%)	4.39a	2.50b	2.94b	<0.001

解读： BRA组总SCFA最高（趋势），乙酸浓度和比例显著最高。FRU组丁酸浓度有最高趋势。BRA和FRU组BCFA浓度和比例均显著低于CTR组。显示纤维促进发酵（SCFA↑），抑制腐败（BCFA↓），且BRA更偏乙酰化，FRU丁酸潜力大。

 

 

表7：淋巴细胞亚群分析(关键部分摘要)

(来源：论文表7)

指标	CTR	BRA	FRU	p值
淋巴细胞比例(%白细胞)	29.1 ab	26.7 a	31.0 b	0.0390
CD8+ (count³/μL)	0.48 ab	0.42 a	0.50 b	0.0407

解读： FRU组淋巴细胞占总白细胞的比例以及CD8+ T细胞的绝对数量均显著高于BRA组。清楚表明水果纤维对提升特定免疫细胞（CD8+）的作用。

 

五、对宠物食品开发的启示：精准纤维，健康升级

 

这项研究为开发更健康、更具功能性的宠物食品提供了宝贵的科学依据，强调了“纤维来源”与“纤维总量”同等重要，甚至更为关键：

 

1、告别“一刀切”，拥抱精准化： 不应只关注总纤维含量或简单的“可溶/不可溶”比例。选择特定来源的纤维组合可以实现定向调节肠道菌群和宿主健康的目标。

 

2、谷物纤维的价值重现： 以小麦麸、燕麦麸为代表的谷物纤维（特别是结合甜菜粕）是打造健康、多样、高活性肠道微生态的利器。它们能：

 

• 显著提升微生物多样性和丰度，增强肠道韧性。

   

• 有效促进双歧杆菌、粪杆菌等有益菌增殖。

   

• 增强微生物的碳水化合物代谢能力。

   

• 降低血清甘油三酯。

   

• 产品开发方向： 适用于希望**全面支持肠道健康、改善微生物生态、管理血脂（尤其高甘油三酯）**的犬粮。尤其适合作为基础性肠道健康支持配方。

   

3、水果纤维的独特魅力： 柑橘渣、苹果纤维、石榴皮等水果纤维结合纤维素，其核心优势在于富含多酚等生物活性物质，带来独特益处：

 

• 调节免疫： 显著提升CD8+ T淋巴细胞，增强细胞免疫应答。这对于老年犬、免疫力低下犬或需要额外免疫支持的犬只有潜在益处。

   

• 抑制有害菌： 多酚可能选择性抑制某些潜在致病菌。

   

• 促进丁酸产生： 有提升丁酸水平的潜力，对肠道屏障和抗炎有益。

   

• 降低总胆固醇趋势。

   

• 产品开发方向： 适用于开发功能性配方、老年犬粮、免疫支持配方、抗氧化配方，或针对特定健康需求（如关注胆固醇）的犬粮。可作为提升产品差异化的亮点成分。

   

4、平衡与协同： 研究也证实了通过平衡可溶/不可溶纤维比例（如使用甜菜粕和纤维素），可以在大幅提高纤维含量（从6%到12%）的同时，维持良好的粪便质量，这对提高宠物主人接受度至关重要。

 

5、关注“配角”的力量： 纤维源不仅仅是提供纤维，它们还是多酚、β-葡聚糖等生物活性物质的载体。这些“配角”往往在调节菌群和免疫方面扮演着关键角色。选择富含这些活性成分的天然原料（如全谷物、果皮渣）比单纯添加纯化纤维更具综合健康效益。

 

6、个性化营养的潜力： 未来宠物食品开发可考虑根据狗狗的具体健康状况（如是否存在肥胖、高血脂、免疫力低下、肠道菌群紊乱）或生命周期阶段（幼年、成年、老年），量身定制纤维来源的组合。例如，老年犬可能同时需要免疫支持(水果纤维)和维持微生物多样性(谷物纤维)。

 

总结：

 

这项研究打破了我们对犬类膳食纤维的常规认知。它清晰地告诉我们：纤维的来源决定了它在狗狗体内上演的故事是“微生物多样性繁荣记”还是“免疫细胞激活录”。谷物纤维（如小麦麸、燕麦麸+甜菜粕）是构建复杂、多样、高活性肠道微生物生态的“工程师”，能有效提升有益菌、降低甘油三酯；而水果纤维（如柑橘渣、苹果纤维+石榴皮）则是富含多酚的“免疫特派员”，能显著提升关键的CD8+ T细胞，并展现出降低胆固醇和促进丁酸产生的潜力。

 

对宠物食品行业而言，这意味着配方升级的新方向——从追求纤维含量转向精挑细选纤维来源及其伴随的生物活性物质。根据产品定位和希望解决的具体健康问题（全面肠道健康、免疫支持、血脂管理、抗氧化等），科学地组合谷物纤维和水果纤维等原料，才能为我们的毛孩子提供更精准、更有效的营养支持，真正实现“纤维的力量，源自何方”。未来，个性化宠物营养方案中，纤维来源的选择必将占据重要一席。

 

论文链接：https://www.mdpi.com/2076-2615/14/2/196