단백 발효 세균의 먹이(미분해 단백질)가 줄면, 대장에서 암모니아·인돌·황화수소 같은 유해 발효 산물 생성이 감소해요. 이는 대장 점막 자극을 줄이고 pH를 낮춰(산성화) 유익균이 선호하는 환경에 가까워지게 해요.

만성 신장 질환(CKD) 개체에서 적절한 단백질 제한이 혈중 인돌황산·p-크레졸황산을 낮추고 장내 프로테올리틱 세균 비율을 줄인다는 연구가 있어요. 이 맥락에서 저단백은 장 독성 산물 감소라는 뚜렷한 이점이 있어요.

장 점막 세포(장세포)는 글루타민·아르기닌·글라이신 같은 아미노산을 에너지원이자 구조 재료로 써요. 단백질 공급이 너무 낮아지면 점막 세포 회전율이 떨어지고, 점막 방어막이 약화될 수 있어요.

항균 펩타이드(디펜신 등)는 장 점막이 분비해 유해균을 억제하는데, 이 합성에도 단백질(아미노산)이 필요해요. 장기 저단백 상태에서 항균 펩타이드 분비가 줄면 유해균 증식 억제 능력이 저하될 수 있다는 동물 실험 결과가 있어요.

특히 고양이처럼 단백질 의존도가 높은 종은 단백질 제한에 훨씬 빠르게 반응해요. 고양이에서 무리한 저단백은 근감소·면역 저하·간 지질증 위험으로 이어질 수 있어요.

단백질이 줄면 탄수화물(특히 식이 섬유)이 주요 기질이 돼 '당 발효(saccharolytic fermentation)' 우위로 세균 구성이 이동해요. 피칼리박테리움·락토바실러스 계열 유익균이 유리해지고 클로스트리디움 계열이 줄어요.

하지만 동시에 단백질이 필요한 세균도 있어요. 장 점막에 밀착해 보호막을 형성하는 특정 균주들은 아미노산 공급에 의존하는 것으로 알려져 있어요. 세균 다양성이 줄어드는 것도 저단백 장기 식이의 잠재적 결과예요.

강아지는 잡식성으로, 탄수화물 발효 세균 비율이 상대적으로 높아 저단백 전환에 다소 유연하게 적응해요. 그러나 고양이는 장내 단백 발효 세균 비율이 원래 높고, 단백질 대사 경로가 탄수화물 쪽으로 전환되지 않아요.

고양이에서 단백질을 줄이면 에너지 대사 자체가 불안정해지고, 지방 동원이 과도해져 간 지질증(지방간)이 빠르게 나타날 수 있어요. 고양이의 경우 단백질 제한은 반드시 수의사 지도 아래에서만 진행해야 해요.

CKD 등으로 단백질 제한이 필요한 경우, 핵심은 '양은 줄이되 소화율과 아미노산 균형은 최대화'예요. 소화율 낮은 원료를 많이 주는 것보다 소화율 높은 원료를 적게 주는 것이 장내 독성 산물도 줄이고, 근감소·면역 저하도 덜해요.

발효성 섬유질을 적정 수준 포함해 당 발효 유익균을 지원하는 것도 도움이 돼요. 구체적인 단백질 수준 목표는 IRIS 단계와 개체 상태에 따라 수의사가 결정해요.