3討論
犬神經(jīng)類型是選擇工作犬的重要考核要素，影響其具體訓(xùn)練規(guī)劃和實戰(zhàn)效果。因此，對犬的神經(jīng)類型進(jìn)行精準(zhǔn)評估至關(guān)重要。有研究將犬的神經(jīng)類型劃分為神經(jīng)質(zhì)型、外向型、專注型和友善型，并對60頭犬進(jìn)行分類分析發(fā)現(xiàn)，犬的神經(jīng)質(zhì)型和膽量、外向型和訓(xùn)練興奮性、專注型和訓(xùn)練響應(yīng)之間呈顯著的正相關(guān)，而友善型與攻擊因素和恐懼心理呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)。這表明，犬的神經(jīng)類型很大程度上決定了其未來的訓(xùn)練方向及使用場景。當(dāng)前，研究者評判犬的神經(jīng)類型大多采用非模式化“經(jīng)驗”進(jìn)行，不同評判人在評價同一頭犬時往往會出現(xiàn)較大差異。此外，許多研究指出，腸道微生物與宿主神經(jīng)類型之間主要依靠“腸道-微生物群-大腦軸”進(jìn)行直接或間接的聯(lián)系。董建一等通過分析導(dǎo)盲犬和淘汰犬之間腸道菌群的多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)的差異，成功用于輔助導(dǎo)盲犬的早期篩選。
可見，解析神經(jīng)類型與腸道微生物之間的關(guān)聯(lián)對于輔助工作犬的篩選與提升訓(xùn)練效果具有實際意義。本研究采用測評量表的形式對犬神經(jīng)類型進(jìn)行評分篩選，依據(jù)評分判定犬的神經(jīng)類型分類，并在試驗結(jié)束時對試驗犬的神經(jīng)類型進(jìn)行驗證，以確保試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。本研究中，安靜型犬表現(xiàn)沉穩(wěn)，對外界事物保持敬畏，而活潑型犬互動性強(qiáng)，銜取欲望強(qiáng)烈。此外，研究發(fā)現(xiàn)，工作犬的神經(jīng)特征以及腸道微生物菌群均會受到日齡、營養(yǎng)以及環(huán)境因素的影響。因此，本研究采用配對試驗設(shè)計，試驗犬的性格特征為唯一變量。
結(jié)果顯示，安靜型犬與活潑型犬糞便微生物菌群主要在腸道菌群整體組成有差異，包括Alpha多樣性(物種豐富度和系統(tǒng)發(fā)育多樣性)以及Beta多樣性之間的差異。與安靜型犬相比，活潑型犬糞便菌群的Alpha多樣性(物種豐富度和系統(tǒng)發(fā)育多樣性)更高，在Chao1指數(shù)和Shannon指數(shù)中最為明顯。這與M?rkl等研究結(jié)論一致，性格安靜且情感慢熱的宿主腸道菌群的Alpha多樣性偏低，主要體現(xiàn)在產(chǎn)生丁酸鹽的菌群減少;其次，認(rèn)知障礙與丁酸鹽生產(chǎn)菌豐度較低有關(guān)，且神經(jīng)炎癥與短鏈脂肪酸、丁酸酯水平降低之間存在關(guān)聯(lián)。可見，丁酸鹽在大腦神經(jīng)穩(wěn)態(tài)中具有潛在的有益作用，腸道微生物菌群的Alpha多樣性可一定程度反映宿主性格特征。
微生物群落的多樣性和復(fù)雜性是“腸道-微生物群-大腦軸”發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)，腸道內(nèi)可以調(diào)節(jié)影響情緒性格的微生物種類繁雜，且作用途徑多樣。一方面，腸道菌群可以直接生成神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)腸道神經(jīng)系統(tǒng)，并通過迷走神經(jīng)和脊神經(jīng)將信號傳導(dǎo)至中樞神經(jīng)系統(tǒng)，影響情緒狀態(tài);另一方面，腸道菌群的肽聚糖等成分可以激活宿主的黏膜免疫系統(tǒng)，影響神經(jīng)系統(tǒng)的活動，從而調(diào)節(jié)宿主情緒。有研究表明，F(xiàn)irmicutes、Bacteroidetes的代謝產(chǎn)物(短鏈脂肪酸，如丁酸、琥珀酸、戊酸、甲酸)可以提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，而Proteobacteria衍生的淀粉樣蛋白可以充當(dāng)神經(jīng)毒素(朊病毒)，引發(fā)其他正常蛋白質(zhì)異常折疊，導(dǎo)致宿主患輕度認(rèn)知障礙。
本研究中，安靜型犬與活潑型犬糞便中Firmicutes、Bacteroidetes和Proteobacteria的相對豐度分別占總菌群的65.23%和89.44%，且活潑型犬糞便菌群的Firmicutes和Bacteroidetes的相對豐度均高于安靜型犬，Proteobacteria則相反。這一結(jié)果與Kaur等研究結(jié)論相似，腸道菌群中Firmicutes、Bacteroidetes和Proteobacteria的色氨酸代謝途徑豐富，通過特定的代謝途徑將色氨酸轉(zhuǎn)化為5-羥色胺，在神經(jīng)突觸及大腦皮質(zhì)發(fā)揮作用，提高宿主情緒活力。其次，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在Firmicutes中以Lactobacillus為代表的菌屬能夠產(chǎn)生γ-氨基丁酸，增加細(xì)胞膜對氯離子的通透性，使氯離子流入神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)，引起細(xì)胞膜超極化，減少宿主的運動量，進(jìn)而導(dǎo)致宿主表現(xiàn)為相對安靜狀態(tài)。
本研究中，安靜型犬糞便中Lactobacillus占總菌屬的相對豐度(16.05%)顯著高于活潑型犬(7.97%)，這一結(jié)果與上述結(jié)論相契合。其次，現(xiàn)有研究已初步證實了不同性格或用途的宿主之間腸道微生物存在差異，且腸道中補(bǔ)充特定的外源菌群亦可以反作用于宿主情緒。Xu等在犬飼糧中添加復(fù)合益生菌后發(fā)現(xiàn)，外源益生菌可以改變老年犬的腸道微生物結(jié)構(gòu)，并增加有益細(xì)菌(普雷沃菌)和減少潛在有害細(xì)菌(大腸桿菌)的相對豐度，改善宿主健康并增強(qiáng)宿主活力狀態(tài)。其次，補(bǔ)充外源益生菌(發(fā)酵乳桿菌)還可以通過增加腸道中短鏈脂肪酸(丁酸、琥珀酸、戊酸、甲酸)濃度，降低氣單胞菌、大腸桿菌和假單胞菌等有害菌的數(shù)量，從而達(dá)到增強(qiáng)犬的免疫力和改善精神狀態(tài)。這進(jìn)一步表明，腸道特定微生物產(chǎn)生的神經(jīng)遞質(zhì)或神經(jīng)調(diào)控因子可以通過“腸道-微生物群-大腦軸”調(diào)控宿主活力和精神狀態(tài)?？梢?，不同神經(jīng)類型犬的糞便微生物之間的分布規(guī)律存在顯著差異，這些差異可用于指導(dǎo)工作犬后續(xù)的訓(xùn)練及使用方向。
本研究將所有試驗犬糞便菌群進(jìn)行了SPARCC分析發(fā)現(xiàn)，腸道菌群在共生和排斥之間處在一個動態(tài)平衡的狀態(tài)，共同維持著腸道微生物穩(wěn)態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，不同神經(jīng)類型犬的腸道微生物穩(wěn)態(tài)并不是處于同一個水平，糞便中顯著富集的差異微生物側(cè)面反映了犬腸道微生物群落的多樣性，這種多樣性有助于提供多種代謝功能(營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收、代謝產(chǎn)物的生成、免疫防御等)，對于維持犬的腸道健康及宿主活力至關(guān)重要。
Bacteroidetes和Fusobacteria、Proteobacteria共同構(gòu)成了犬腸道微生物群落的主要組成部分，其中，Bacteroidetes可以參與復(fù)雜的多糖和蛋白質(zhì)的分解，協(xié)助宿主(犬)從食物中獲得更多的營養(yǎng)。因此，Bacteroidetes的顯著富集可以反映活潑型犬的消化能力較強(qiáng)，并且Bacteroidetes在活潑型犬腸道中占據(jù)主導(dǎo)地位時，往往意味著犬的腸道環(huán)境處于良好的平衡狀態(tài)。
Fusobacteria和Proteobacteria在犬腸道生態(tài)系統(tǒng)中豐度較高，參與碳水化合物代謝、短鏈脂肪酸生成及氮硫循環(huán)等生態(tài)過程，更有助于維持腸道健康狀態(tài)。此外，某些變形桿菌屬可能與腸道炎癥和感染有關(guān)，其富集程度需要結(jié)合其他指標(biāo)進(jìn)行綜合評估。本研究首次就不同神經(jīng)類型犬的腸道菌群的差異進(jìn)行分析和研究，但未結(jié)合犬的運動相關(guān)生理、生化指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)性分析，其具體作用機(jī)制仍有待后續(xù)試驗進(jìn)一步研究。
其次，目前沒有直接證據(jù)表明犬糞便微生物的富集及結(jié)構(gòu)特征與特定神經(jīng)特征直接相關(guān)，但微生物群落的變化導(dǎo)致的代謝產(chǎn)物的變化會通過“腸道-微生物群-大腦軸”影響犬的情緒和行為，未來的研究需更深入地探索腸道微生物與犬的情緒狀態(tài)和行為模式之間的復(fù)雜關(guān)系。
4結(jié)論
本研究揭示了安靜型與活潑型馬里努阿犬腸道微生物菌群在物種多樣性和群落結(jié)構(gòu)上存在差異，主要體現(xiàn)在特定菌群如Fusobacteria及其分支在安靜型犬糞便菌群中富集，F(xiàn)irmicutes及其分支在活潑型犬糞便菌群中富集。這些差異可能通過“腸道-微生物群-大腦軸”影響犬行為和情緒，這為理解工作犬神經(jīng)類型與腸道微生物的關(guān)系提供新見解，也為未來工作犬的早期篩選和行為訓(xùn)練提供科學(xué)依據(jù)。
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