The gut microbiome in companion animal nutrition: emerging science, functional diets, and personalized pet food strategies

Abstract

The gut microbiome has emerged as a central determinant of health, metabolism, and disease outcomes in companion animals. Advances in high-throughput sequencing and metabolomics have revealed complex microbial ecosystems in dogs and cats that interact dynamically with dietary inputs, host genetics, and environmental factors. This review synthesizes current evidence linking the gut microbiome to nutrient metabolism, immune modulation, metabolic disease, and functional dietary responses in pets. We discuss mechanisms by which diet shapes microbial composition and function, evaluate the role of emerging functional ingredients (prebiotics, probiotics, postbiotics, fermented ingredients), and explore personalized nutrition strategies based on microbiome profiling. We also identify research gaps and future directions for integrating microbiome science into pet food formulation and clinical practice. Understanding and harnessing gut–diet–host interactions hold immense promise for optimizing health, preventing disease, and advancing next-generation pet food solutions. This interdisciplinary approach is essential for bridging the gap between fundamental microbiology and practical nutrition.

Ішек микробиомасы серіктес жануарлардың денсаулығы, метаболизмі және аурулардың даму нәтижелерін айқындайтын негізгі факторлардың бірі ретінде танылды. Жоғары өнімді секвенирлеу және метаболомика саласындағы жетістіктер иттер мен мысықтардың ағзасындағы күрделі микробтық экожүйелерді анықтап, олардың рацион құрамымен, иесінің генетикалық ерекшеліктерімен және қоршаған орта факторларымен динамикалық өзара әрекеттесетінін көрсетті. Бұл шолу үй жануарларындағы ішек микробиомасының қоректік заттардың алмасуына, иммундық реттелуге, метаболикалық ауруларға және функционалдық рациондарға жауабына әсерін сипаттайтын қазіргі ғылыми деректерді жүйелейді. Біз рационның микробтық құрам мен функцияға әсер ету механизмдерін қарастырып, жаңа функционалдық ингредиенттердің (пребиотиктер, пробиотиктер, постбиотиктер, ашытылған компоненттер) рөлін бағалаймыз және микробиомалық профильдеу негізінде дербестендірілген қоректену стратегияларын талқылаймыз. Сонымен қатар, микробиомалық ғылымды үй жануарлары тағамын әзірлеу мен клиникалық тәжірибеге енгізуге қатысты зерттеу олқылықтары мен болашақ бағыттарды анықтаймыз. Ішек–рацион– иесі арасындағы өзара әрекеттесуді түсіну және тиімді пайдалану денсаулықты оңтайландыруға, аурулардың алдын алуға және келесі буындағы үй жануарлары тағамын дамытуға үлкен мүмкіндік береді. Пәнаралық тәсіл іргелі микробиология мен қолданбалы нутрициология арасындағы алшақтықты жою үшін аса маңызды.

Кишечный микробиом рассматривается как один из ключевых факторов, определяющих здоровье, метаболизм и исходы заболеваний у домашних животных-компаньонов. Достижения в области высокопроизводительного секвенирования и метаболомики позволили выявить сложные микробные экосистемы у собак и кошек, которые динамично взаимодействуют с рационом, генетическими особенностями хозяина и факторами окружающей среды. В данном обзоре обобщены современные данные о связи кишечного микробиома с метаболизмом питательных веществ, иммунной модуляцией, метаболическими заболеваниями и реакцией на функциональные рационы у домашних животных. Рассматриваются механизмы влияния рациона на состав и функции микробиоты, оценивается роль новых функциональных ингредиентов (пребиотики, пробиотики, постбиотики, ферментированные компоненты), а также анализируются стратегии персонализированного питания на основе профилирования микробиома. Кроме того, обозначены существующие пробелы в исследованиях и перспективные направления интеграции микробиомных данных в разработку кормов и клиническую практику. Понимание и эффективное использование взаимодействий «кишечник–рацион–организм» открывает широкие возможности для оптимизации здоровья, профилактики заболеваний и создания кормов нового поколения. Подход, основанный на междисциплинарном взаимодействии, является ключевым для преодоления разрыва между фундаментальной микробиологией и практической нутрициологией.