БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРМЛЕНИЯ КОШЕК И СОБАК

Селиванова И.Р. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРМЛЕНИЯ КОШЕК И СОБАК // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2024. 2(116). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/16694 

При разборе и составление рациона для собак и кошек учитывают обычно основные питательные вещества: вода, протеины, углеводы, жиры, минералы и витамины. Опытный нутриционист знает, что расчет кормления животных, нужно вести с учетом биологических видовых особенностей питомца. Собаки и кошки одни из самых распространенных видов домашних питомцев, за питание которых за кормление которых несет ответственность владелец животного. Собаки и кошки – домашние плотоядные, проживающие в похожих условиях при квартирном содержании,  но это биологически разные виды, с значительными анатомическими и физиологическими различиями в организме.

Цель нашего исследования определение основных нутриенты в составе рациона домашних плотоядных, с учетом их биологических особенностей, обоснование состава рациона и норм кормления домашних собак и кошек с обоснованием эволюционно сложившимися физиологическими потребностями Canis familiaris и Felis catus.

Результаты исследования

Согласно мнению большинства ученых, что кошки и собаки произошли от общего предка, но окончательное формирование видовых признаков происходило в разных географических широтах. Хищные (лат. Carnivora — «плотоядные») — отряд плацентарных млекопитающих (Mammalia), состоящий из подотрядов псообразных (Caniformia) и кошкообразных (Feliformia) [1,2].  

Современные породы домашних собак имеют различное филогенетическое происхождение, так как на разных континентах в разное время были одомашнены различные виды псовых (20-30 тыс лет до н. э.) [3,4].  Все эти породы имеют значительные морфологические и физиологические отличия друг от друга, в отличие от современных кошек в породах которых не наблюдается существенной разницы в размерах и морфологических признаках. Это связано с тем, что одомашнивание кошки произошло в более поздние периоды (7-8 тыс лет до н. э.)  [5,6].

Важнейшую роль одомашнивании кошек сыграл процесс перехода человека от охоты и собирательства к земледелию и выращиванию зерновых культу, человечество столкнулось необходимостью сохранения урожая и защиты его от грызунов. Возможно дикие кошачьи селились на зернохранилищах и уничтожали грызунов, данное полезное свойство было замечено человеком и использовалось в течение нескольких тысячелетий. Кошки в отличии от собак, по этиологическим признакам менее социальные животные, что усложнило процесс доместикации.  Несмотря на сложные поведенческие реакции постепенно человечеству удалось приручить дикого кошачьего предка и в ходе доместикации произошли изменения целого ряда признаков, включая этологические реакции, но анатомически и физиологически кошки изменились незначительно, в отличии от собак.

Одним из важных аспектов доместикации домашних плотоядных было кормление.  Кошачьи на протяжении нескольких тысяч лет и в современном мире жили на «свободном выгуле» и их предназначение было борьба с грызунами. По большей части кошка питалась тем, что добыла сама, это мелкие млекопитающие (грызуны) и птицы. Поэтому одомашнивание кошек не потребовало существенного изменения их анатомо-физиологических особенностей и образа жизни. Одомашнивание собаки происходило по другому типу, и она использовалась как спутник-компаньон в охоте охране и прочее. Питалась собака тем, что добыла на охоте с хозяином или остатками со стола владельца, что внесло существенные изменения в анатомию и физиологию собак разных пород. В зависимости от искусственного отбора, направленного на закрепление определенных признаков у разных пород собак, они содержались и кормились в разных условиях. 

Кормление на прямую связано с анатомией и физиологией пищеварительного тракта и в процессе доместикации по мере изменения рациона, пищеварительная система собак в большей степени подверглась изменению. Кошки, в отличии от собак, в процессе доместикации незначительно изменили анатомию пищеварительного тракта: домашняя кошка Felis catus имеет большую длину кишечника, чем дикая европейская кошка Felis silvestris, что увеличило время переваривания корма и возможность употребления в рационе меньше содержания белка, но при ограниченном глюкогенезе и способности усваивать углеводы [7]. Собаки же в процессе доместикации не только изменили длину кишечника, но и ферментативную активность амилазы поджелудочной железы и метаболизм [8].

У собак и кошек наблюдаются существенные различия в углеводном и энергетическом обмене. В печени животных под действием гексокиназы и глюкокиназы, регулируется превращение глюкозы в глюкозо-6-фосфат. Глюкокиназа активируется и действует в случае поступления в печень больших количеств глюкозы. Как правило в рационе кошек больше содержание протеина, чем растворимых углеводов, поэтому активность глюкокиназы в печени у кошек  очень низкая. Собаки в своем рационе содержат больше растворимых углеводов и поэтому в печени выявлена более высокая активность глюкокиназы. Кошки для поддержания определённого уровня глюкозы в крови, по большей части получают глюкозу в процессе глюконеогенеза из аминокислот, пропионовой и молочной кислот, а также из глицерина (жиров). После еды у собак отмечается высокая активность глюконеогенеза, в это время происходит окончательное всасывание питательных веществ в кишечном тракте. А у кошек активация глюконеогенеза происходит уже во время кормления и в процессе глюконеогенеза в основном используется аминокислоты [9,10].

Существенные различия наблюдаются у домашних собак и кошек в белковом метаболизме. Основное отличие в белковом обмене у кошек повышенная их потребность в белке и аминокислотах, в отличие от другого домашнего хищника собаки. В ранний натальный период кошкам требуется больше белка, чем собакам в этом же возрасте. Потребности взрослых кошек в белке выше, чем у собак, не менее 25 % по сухому веществу (СВ), у собак не менее 18% по СВ.  Высокая потребность кошек в белке объясняется не только повышенными потребностями в определённых аминокислотах, но и энергетическими затратами в ходе глюконеогенеза аминокислот. У кошек в отличие от собак, не снижается активность ферментов трансаминаз и дезаминаз, превращающих аминокислоты в кетокислоты, при низком поступлении белка с кормом. Поэтому эти ферментные системы печени у кошек всегда активны и часть белка, потребляемого с кормом, у них используется для энергетических целей.

Кроме того, установлено, что помимо глюконеогенеза, у кошек глюкоза может синтезироваться и другим путём, при котором в качестве предшественника глюкозы используется аминокислота серин. Более того у кошек также имеются специфические потребности в двух аминокислотах таурине и аргинине.

Аминокислота таурин или аминосульфоновая кислота, обязательно должна входить в их рацион кошек, так как в отличие от собак они не могут синтезировать достаточное количество таурина из серосодержащих аминокислот (цистина, метионина и др). Хронический дефицит таурина в рационе может вызывать у кошек дегенерацию сетчатки и слепоту [11].

Кормление кошек рационом, не содержащим аминокислоту аргинин, приводит к быстрому повышению концентрации аммиака в плазме крови, в этом случает от острого токсикоза животные через 3-5 часов погибают. Причиной повышенной чувствительности кошек к дефициту аргинина является их неспособность синтезировать в достаточном количестве орнитин и цитруллин, из которых синтезируется аргинин, необходимый для нормального функционирования цикла мочевины. При недостатке аргинина в организме кошек, аммиак не может превращаться в мочевину и развивается аммиачный токсикоз [12].

Особенности жирового обмена собак и кошек заключается в том, что здоровые домашние плотоядные способны к потреблению и усвоению большого количества жира. Но кошки в отличии от собак не способны к синтезу арахидоновой кислоты из линолевой кислоты и поэтому нуждаются в поступлении арахидоновой кислоты с кормом. Жиры животного происхождения содержат большое количество арахидоновой кислоты.

Метаболизм витаминов так же имеет определённые отличия по сравнению с собаками. Собаки как условно всеядные плотоядные животные выработали способность трансформировать каротин, растительный предшественник в витамин А, но кошки не обладают такой способностью. Кошкам необходим готовый витамин А, который содержится только в тканях животного происхождения [13]. Ниацин (никотиновая кислота) у собак образуется из аминокислоты кислоту, кошки не способны к этому синтезу, поэтому потребность в никотиновой кислоте или ниацине, у кошек в 4 раза выше, чем у собак. Так как ткани животного происхождения богаты ниацином, то хищники, питающиеся сырым мясом, в том числе кошки, получают его в готовом виде из пищи. Так же кошкам необходимо в 4 раза больше пиридоксина, чем собакам [13,14].

Заключение

На основании проведенного исследования были разработаны рекомендации по нутриентному составу ежедневного рациона для здоровых домашних плотоядных собак и кошек, с учетом собственных исследований и рекомендаций FEDIAF и ГОСТ Р 55453-2022 [15,16, 17].

Прежде всего рацион должен содержать необходимое количество энергии, поэтому энергетическая ценность этих рациона должна составлять не менее 3,2 ккал/г (13,4 кДж/г) СВ для собак и не менее 4,0 ккал/г (16,27 кДж/г) СВ для кошек.

Рекомендуемое содержание протеина по сухому веществу должно быть не менее необходимого физиологическим потребностям не менее 18% по СВ для взрослых собак и не менее 25% по СВ для щенков, для взрослых кошек не менее 25% по СВ и для котят не менее 30% и беременных кошек не менее 28% по СВ. При этом при сокращение энергетической ценности рациона доля протеина должна быть увеличена у взрослых собак до 21 % СВ, у кошек до 33,3% по СВ. Особое внимание необходимо уделять не только содержанию общего протеина в рационе но и его биологической ценности и содержанию аминокислот. Содержание метионина в рационе для собак должно быть не менее 0,44% по СВ для котят и беременных кошек, для взрослых кошек 0,17% по СВ; особое внимание в рационе кошек уделяется таурину и его содержание должно быть не менее 0,25 % по СВ для котят и не менее 0,20% по СВ для взрослых кошек. Содержание метионина для щенков 0,26% по СВ, для беременных и щенков младше 14 недель 0,35% по СВ.

Рекомендации по содержанию жира в рационе по СВ составляет не менее 8,5% по СВ для щенков и беременных собак, для взрослых собак не менее 5,5% по СВ; для взрослых кошек и котят общая рекомендации не менее 9% по СВ, так как кошки имеют особенности энергетического обмена и для покрытия энергетических затрат через глюконеогенез жиров и аминокислот. При увеличении физической нагрузки рекомендуется увеличить содержание жира в рационе для повышения его энергетической ценности.

Рекомендации к нутриентному составу рациона представлены на Таблице 1.

Таблица 1.

Рекомендации к составу рациона для домашних собак и кошек

Содержание углеводов в рационе облигатных хищников таких как кошки, должно быть ограничено до 20% по СВ, в том числе содержание клетчатки должно быть в диапазоне 1-7%, но доля клетчатки может быть увеличена для нормализации работы пищеварительного тракта. Собаки в отличие от кошек выработали способность усваивать и получать энергию из углеводов в процессе одомашнивания и поэтому доля их содержания в рационе может достигать до 50% по СВ.

В таблице 1 представлены рекомендации по содержанию в рационе собак и кошек минералов и витаминов. Большое значение при оценки нутриентного состава рациона имеет не только содержание основных макро и микроэлементов, но их правильное соотношение, которое позволяет комплексно усваивать минералы из рациона.

Потребности кошек и собак в пищевых нутриентах различаются, что обусловлено доместикацией и эволюционной адаптацией к условиям содержания, кормления и внешней среды, поэтому при разработке рациона или его выборе необходимо ориентироваться на эти биологические потребности.

Список литературы:

1. Daujeard, Camille & Smith, Geoff. (2023). Hominin-animal interactions during the Paleolithic. 10.1016/B978-0-323-99931-1.00124-0.
2. Frantz LAF, Mullin VE, Pionnier-Capitan M, et al. 2016. Genomic and archaeological evidence suggests a dual origin of domestic dogs. Science 352(6293):1228–123
3. Полищук Ф. Й., Трофименко О. Л. 4.5. Породообразование в собаководстве. 4.6. Породное многообразие собак // Кинология. Учебник для ВУЗов. — Киев: ВТФ «Перун», 2007. — С. 285—357. — 1000 с. — ISBN 978-966-569-244-7.
4. Schunemann, V. J. Wo der Mensch auf den Hund kam : Genetische Untersuchungen deuten darauf hin, dass der Ursprung der Domestikation in Europa liegt / V. J. Schunemann, J. Krause //Senckenberg – Natur, Forschung, Museum. – 2014. – Vol. 144, № 7–8. – S. 278–281.
5. Towards a comprehensive picture of the Mediterranean: population genetics of the cats of Rome, Italy / A. T. Lloyd [et al.] // Carnivore Genet. Newslett. – 1983. – Vol. 4. – P. 235–241.
6. Березина, Е. С. Морфологические особенности и генетика окрасов кошки домашней в популяции лесной зоны среднего Прииртышья / Е. С Березина // Рос. вет. журн. Мелкие домашние и дикие животные. – 2011. – № 4. – С. 8–11.
7. Kitchener AC (1998) The Scottish wildcat – a cat with an identity crisis? British Wildlife 9: 232–242.
8. Axelsson E, Ratnakumar A, Arendt M, Maqbool K, Webster MT, Perloski M, Liberg O, Arnemo JM, Hedhammarå LK (2013) The genomic signature of dog domestication reveals adaptation to a starch-rich diet. Nature 495: 360–364.
9. Washizu T, Tanaka A, Sako T, Washizu M, Arai T. Comparison of the activities of enzymes related to glycolysis and gluconeogenesis in the liver of dogs and cats. Res Vet Sci. 1999 Oct;67(2):205-6. doi: 10.1053/rvsc.1998.0305. PMID: 10502495.
10. Tanaka A, Inoue A, Takeguchi A, Washizu T, Bonkobara M, Arai T. Comparison of expression of glucokinase gene and activities of enzymes related to glucose metabolism in livers between dog and cat. Vet Res Commun. 2005 Aug;29(6):477-85. doi: 10.1007/s11259-005-1868-1. PMID: 16215838.
11. Рядчикова Ольга Леонидовна ТАУРИН В РАЦИОНЕ КОШЕК, ЕГО ПОТРЕБНОСТЬ И ЗНАЧЕНИЕ В МЕТАБОЛИЗМЕ // Научный журнал КубГАУ. 2020. №164.
12. Morris JG. Nutritional and metabolic responses to arginine deficiency in carnivores. J Nutr. 1985 Apr;115(4):524-31. doi: 10.1093/jn/115.4.524. PMID: 3981273.
13. Кузнецова Ксения Александровна, Халина Виктория Николаевна, Дюмин Максим Сергеевич. Роль витаминов в организме кошек // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. 2016. №4 (7).
14. Баюров Леонид Иванович. ВИТАМИНЫ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ СОБАК // Научный журнал КубГАУ. 2021. №169.
15. Европейская федерация производителей кормов для животных FEDIAF (Руководство по питанию, справочник по правильному питанию) http://www.fediaf.org
16.  ГОСТ Р 55453-2022 Корма для непродуктивных животных. Общие технические условия.
17. Селиванова И.Р. Основы диетологии и биологическая оценка качества корма для домашних питомцев / И. Р. Селиванова, Г. О. Селиванов, Т. Л. Калита [и др.]. – Москва : Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (Первый казачий университет), 2022. – 168 с. – EDN YQIWYD.