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Hunde können Stärke effizient durch pankreatische Enzyme (Amylase) und intestinale Disaccharidasen (Maltase und Isomaltase) verdauen. Die Fähigkeit von Hunden, Nährstoffe aufzunehmen, ist etwa 10 % höher als bei Katzen. Bei Katzen passt sich das Zuckertransportsystem im Dünndarm nicht an eine kohlenhydratreiche Ernährung an, da Kohlenhydrate in ihrer natürlichen Nahrung nur in geringen Mengen vorkommen. Ihre Leber verfügt außerdem nicht über ein bestimmtes Enzym, die Glukokinase, weshalb sie große Mengen an Kohlenhydraten oder Zucker nicht schnell verstoffwechseln können.
Das Fehlen der Glukokinase stellt bei gesunden Katzen kein Problem dar, da das natürliche Fressverhalten dieser Tiere durch viele kleine Mahlzeiten über den Tag verteilt gekennzeichnet ist. Dadurch wird die Glukosebelastung im Organismus ausgeglichen.
Zucker sind dennoch als wertvolle Energiequelle zu betrachten und scheinen notwendig zu sein, um eine gute Milchproduktion während der Laktation zu unterstützen.
Bei einer Ernährung ohne einen hohen Anteil an Fleisch sind gezielte Ergänzungen bestimmter Nährstoffe erforderlich. Der Energiestoffwechsel der Katze ist eng mit dem Proteinstoffwechsel verbunden. Dieser zeichnet sich durch einen besonders hohen Proteinbedarf aus. Der erhöhte Proteinbedarf von Katzen hängt mit der hohen enzymatischen Aktivität der Leber (Transaminasen und Deaminasen) zusammen, die Aminogruppen aus Aminosäuren entfernt, sodass die daraus entstehenden Ketosäuren zur Energiegewinnung oder zur Glukoseproduktion genutzt werden können.
Im Gegensatz zu anderen Tierarten (einschließlich des Hundes) kann die Katze bei einer proteinarmen Ernährung die Aktivität dieser Enzyme nicht reduzieren. Sie bleiben daher dauerhaft aktiv, sodass ein bestimmter Anteil der aufgenommenen Proteine kontinuierlich für Energiezwecke abgebaut wird.
Fleischfressende Tiere wie die Katze sind auf die Nährstoffe angewiesen, die ihnen die Gewebe ihrer Beutetiere zur Energiegewinnung und zur Versorgung mit essenziellen Nährstoffen liefern, darunter Proteine, Taurin, Arginin, Arachidonsäure und Niacin. Da sie diese Stoffe nicht ausreichend aus Vorstufen synthetisieren können, haben sie einen hohen Proteinbedarf entwickelt, der auf einem einzigartigen Proteinstoffwechsel basiert.
Katzen können die in der Nahrung enthaltenen Ballaststoffe nicht direkt verwerten. Im Dickdarm verfügen sie jedoch über eine Mikroflora, die diese Bestandteile abbaut und durch Fermentation kurzkettige Fettsäuren produziert (Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure). Diese werden von den Darmepithelzellen als Energiequelle genutzt. Darüber hinaus üben diese Fettsäuren eine wichtige trophische Wirkung auf die Zellen des Blinddarms und des Dickdarms aus (Förderung der Zellvermehrung sowie Verbesserung von Höhe, Dicke und Tiefe der Darmkrypten).
Katzen können hohe Mengen an Nahrungsfetten verdauen, da diese in tierischen Geweben natürlich in ausreichender Menge vorhanden sind.
Sie haben einen besonderen Bedarf an Arachidonsäure (einer mehrfach ungesättigten Omega-6-Fettsäure), da sie diese nicht wie der Hund aus Linolsäure synthetisieren können. Arachidonsäure ist wichtig für die Fortpflanzungsfunktion und die Blutgerinnung, während Linolsäure eine bedeutende Rolle für Wachstum sowie für die Gesundheit von Haut und Fell spielt.
Katzen haben außerdem einen besonderen Bedarf an vier Aminosäuren: Arginin, Taurin, Methionin und Cystin.