Здравата храносмилателна система е важна за осигуряване на физическа и имунологична бариера за потенциални патогени в околната среда и за извличане и усвояване на хранителни вещества от храната, за да отговори на хранителните изисквания на животното. През последните години става все по-очевидно, че здравият микробиом играе жизненоважна роля за здравето на храносмилането и допринася за поддържането на цялостното здраве и благополучие. Терминът „чревен микробиом“ се отнася конкретно до трилионите микроорганизми, живеещи в чревния тракт. Докато някои микроорганизми са вредни за здравето на домашните любимци, много от тях са невероятно полезни и необходими за здраво тяло. Микробите имат способността да отключват и синтезират хранителни вещества, които имат пряка полза за домашния любимец. Много фактори могат да повлияят на популацията на микробиома, като възраст, диета, околна среда и антибиотици. Все пак диетите често се допълват със съставки, които подпомагат растежа на здрави чревни бактерии, за да поддържат най-доброто чревно здраве. Пре-, про- и пост-биотиците са само няколко съставки, които могат да участват в подпомагането на поддържането на здрав чревен микробиом и здраве на храносмилането.

Пребиотиците се определят като несмилаеми олигозахариди, които стимулират растежа и активността на ограничен брой резидентни бактерии на дебелото черво (Gibson and Roberfroid, 1995), които могат да имат благоприятно въздействие върху фактори, включително здравето на храносмилането. Два примера за пребиотици са манан-олигозахариди (MOS) и фрукто-олигозахариди (FOS). FOS, олигофруктоза и инулин са всички олигозахариди, които се срещат естествено в растенията, включително захарно цвекло, лук, чесън, аспержи, банан, артишок и цикория и помагат за поддържането на здрави чревни бактерии.

Манановите олигозахариди (MOS) и бета-глюканите са пребиотици, изолирани от клетъчните стени на дрождите и се наричат ​​заедно манани. MOS са свързани с протеини, за да образуват манопротеинов слой, локализиран на външната повърхност на клетката. MOS не се усвоява от храносмилателните ензими в тънките черва и достига до дебелото черво структурно непроменен. Лактобацилите и някои бифидобактерии метаболизират MOS и FOS, за да образуват късоверижни мастни киселини (SCFA) – предпочитаният източник на гориво за ентероцитите, играещи решаваща роля в поддържането на здравето на чревния тракт. MOS е по-малко ферментируем от чревни бактерии, отколкото фруктоолигозахаридите (FOS). Те обаче осигуряват благоприятни ефекти върху здравето на храносмилането, което ще бъде разгледано по-задълбочено по-късно в тази статия.

Пробиотиците са живи микроорганизми, предназначени да поддържат или увеличават броя на „добрите“ бактерии (нормална микрофлора) в тялото. Повечето пробиотици не обичат повишена температура, влага, налягане и крайни стойности на рН, което затруднява включването им в храната за домашни любимци. Най-често срещаните микробни видове, оценени за пробиотици за използване в храни за домашни любимци, са Enterococcus faecium и Lactobacillus acidophilus (и двете млечнокисели бактерии). Бактериите използват ферментация, за да произведат млечна и оцетна киселина, които понижават рН на червата и инхибират растежа на определени потенциално вредни бактерии. Пробиотиците представляват привлекателен подход за лечение и превенция на много състояния поради техния потенциал да бъдат ефективни и безопасни и да доведат до намалена употреба на лекарства.

Постбиотиците са биоактивни съединения и полезни метаболити, образувани, когато полезни чревни бактерии (пробиотици) усвояват/метаболизират/ферментират пребиотични субстрати. В търговската мрежа постбиотиците се произвеждат чрез прецизни процеси на ферментация, като се използват специфични микроорганизми (напр. дрожди) и субстрати. Според Международната научна асоциация по пробиотици и пребиотици (ISAPP), постбиотикът е „препарат от неживи микроорганизми и/или техни компоненти, който носи ползи за здравето на гостоприемника“. Постбиотиците могат да съдържат непокътнати неживи микробни клетки и/или фрагменти със или без метаболити/крайни продукти. Постбиотиците имат за цел да имитират полезните терапевтични ефекти на пробиотиците, като същевременно избягват риска и предизвикателствата от прилагането на живи микроорганизми. Интересът на потребителите към постбиотиците отбеляза скок от 91% от 2018 г. до 2019 г. (Кери, 2020 г.). С повишаване на осведомеността и фокуса, вероятно твърденията за постбиотици все повече ще се срещат на пазара на храни за домашни любимци и лакомства.

FOS насърчава растежа на полезни чревни бактерии като бифидобактерии и лактобацили, въпреки че в различни проучвания са наблюдавани някои противоречиви резултати. Храненето на суха храна с 1% (w/w) олигофруктоза значително повлиява фекалния бактериален профил при здрави кучета, като се наблюдава увеличение на броя на бифидобактериите, но също така и на потенциално патогенни видове, стрептококи и клостридии (Beynen et al., 2002). Swanson и др. (2002a) докладват резултатите от 2 проучвания, всяко проведено с 20 кучета. В първото проучване добавянето на FOS не доведе до значителни промени в никоя от оценените фекални микробни популации. За разлика от това, във второто проучване се наблюдава значително увеличение на бифидобактериите и незначително увеличение на популациите на лактобацили. Причината за тези разлики е неясна, тъй като единствената разлика между проучванията е, че кучетата в първото проучване са малко по-възрастни и малко по-тежки от кучетата във второто проучване.

В друго проучване при кучета промените в броя на бифидобактериите във фекалиите чрез диетична добавка на FOS са повлияни от протеиновото съдържание на диетата, като се наблюдава намаляване на бифидобактериите при кучета, хранени с диета с „ниско съдържание на протеини“, и увеличение на бифидобактериите, наблюдавано при кучета, хранени с „високо“ протеинова диета (Pinna et al., 2018). Независимо от съдържанието на протеини в диетата, добавките с FOS повишават видимата обща усвояемост на няколко минерала (Ca, Mg, Na, Zn и Fe; Pinna et al., 2018). По подобен начин, Beynen et al. (2002) съобщават за значително повишена абсорбция на магнезий и калций при кучета, хранени с диета с добавка на олигофруктоза. Възможен механизъм на действие за повишената минерална абсорбция е, че намаляването на рН на илеума (т.е. увеличаване на подкисляването) повишава разтворимостта на минералите, което ги прави по-достъпни за абсорбция от тънките черва.

Диетичните FOS не могат да бъдат усвоени от тънките черва и достигат до дебелото черво структурно непроменени, където се метаболизират от чревната микрофлора, за да образуват късоверижни мастни киселини. Късоверижните мастни киселини, произведени от този процес в стомашно-чревния тракт, стимулират растежа на лигавицата и пролиферацията на епителните клетки в тънките черва (Thompson et al., 1996). Поддържането на здрава лигавица на дебелото черво е важно, за да се гарантира, че хранителните вещества се абсорбират правилно и се поддържа здрава чревна бариерна функция. Редица проучвания показват, че хранителните добавки с FOS/олигофруктоза водят до повишаване на фекалните нива на късоверижни мастни киселини (ацетат, пропионат и бутират) при кучета (Swanson et al., 2002b; Propst et al., 2003) и повишен фекален бутират при котки (Barry et al., 2010).

Проучване, проведено от Бари и колеги (2010), предполага, че както FOS, така и пектинът са ефективни източници на фибри за насърчаване на чревното здраве при котки. Освен това FOS има повишени ползи в сравнение с пектина, тъй като фруктаните изглежда произвеждат по-полезна микробна популация от пектина. Проучването заключава също, че добавянето на ферментиращи фибри при 4% от котешката диета е успешно за модифициране на протеиновия катаболит в изпражненията и микробните концентрации.

Проучване, проведено от Grieshop и колеги (2004) върху стомашно-чревния и имунологичен отговор на възрастни кучета към цикория и манан-олигозахариди предполага, че MOS и цикорията променят фекалните микробни популации и определени показатели на имунната система. На 1 възрастни кучета произволно са разпределени добавки от 1% цикория, 1% MOS, 1% цикория и 4% MOS или без добавки за 4-седмичен изходен период, последван от XNUMX-седмичен период на лечение. Беше отбелязано увеличение на приема на храна при диетични добавки с MOS или MOS и цикория и това се дължи на увеличаване на ферментиращите фибри и намаляване на енергийното съдържание на диетата. Вижда се, че добавянето на цикория повишава усвояемостта на мазнините, а цикорията или MOS повишават концентрациите на бифидобактерии във фекалиите, докато MOS намаляват концентрациите на E. coli във фекалиите.

Проучване, проектирано от Kore и колеги (2012), за да оцени ефекта от диетичните добавки на MOS върху смилаемостта на хранителните вещества, индексите на здравето на задните черва и плазмения метаболитен профил установи, че добавянето на MOS при 1% от сухото вещество на диетата повлиява положително приема на фураж, смилаемостта на фибрите и маркери за здравето на задните черва. Проучването използва пет възрастни кучета в пълен кросоувър дизайн. Кучетата са хранени съответно с домашно приготвена диета или с добавки с MOS (на ниво от 1%). Изпитване на храносмилането, проведено в края на всеки период, разкрива, че приемът на сухо фуражно вещество и други хранителни вещества се увеличава, когато се добавят MOS. Усвояемостта на фибрите е подобрена в групата с MOS добавки, докато тази на другите хранителни вещества не е засегната. По-високата фекална концентрация на общи SCFAs, дължаща се на добавяне на MOS, също беше призната и добавянето на MOS имаше тенденция да намалява фекалните колиформи със свързаното повишаване на броя на лактобацилите в сравнение с контролната диета.

В обобщение, „биотичните“ съставки стават все по-популярно включване в храните за домашни любимци. Очевидно е, че има големи маркетингови възможности около тяхното включване, което е подкрепено от научни изследвания, отразяващи ползите от тяхното използване.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, Fahey, GC Jr. (2010) Диетична целулоза, фруктоолигозахариди и пектин модифицират фекалните протеинови катаболити и микробни популации при възрастни котки. J Anim Sci 88, 2978-2987. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20495116/

Beynen, AC, Baas, JC, Hoekemeijer, PE, Kappert, HJ, Bakker, MH, Koopman, JP, Lemmens, AG (2002) Фекален бактериален профил, екскреция на азот и усвояване на минерали при здрави кучета, хранени с допълнителна олигофруктоза. J. Anim. Physiol. а. Anim. Nutr. 86 (2002), 298–305.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) Диетична модулация на човешката микробиота на дебелото черво: Въвеждане на концепцията за пребиотици. J Nutr 125, 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr. (2004) Стомашно-чревни и имунологични реакции на възрастни кучета към цикория и манан-олигозахариди. Arch Anim Nutr 58:483-494.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA & Kerley, MS (1995) Диетичните фруктоолигозахариди, ксилоолигозахариди и гума арабика имат различни ефекти върху микробиотата на цекума и дебелото черво и пролиферацията на епителните клетки при мишки и плъхове. J. Nutr. 125: 2604–2609.

Jenkins, DJA, Kendall, CWC, Vuksan, V. (1999) Инулин, олигофруктоза и чревна функция. JNutr 129, 1431S-1433S.

Кери (2020 г.) Изискванията за храносмилателно здраве за домашни любимци нарастват. Вашите продукти готови ли са? https://www.kerry.com/products/animal-applications/pet-food-nutrition/pet-digestive-health-ingredients utm_source=petfoodindustry&utm_medium=topic_page&utm_campaign=functional_nutrition&utm_content=digestive_health

Kore, KB, Pattanaik, AK, Das, A., Sharma, K. (2012) Оценка на мананолигозахарид като пребиотична функционална храна за кучета: Ефект върху смилаемостта на хранителните вещества, здравето на задните черва и плазмения метаболитен профил. Ind J Anim Sci 82 (1): 81-86.

Pinna, C., Giuditta Vecchiato, C., Bolduan, C., Grandi, M., Stefanelli, C., Windisch, W., Zaghini, G., Biagi, G., (2018) Влияние на диетични протеини и фруктоолигозахариди върху фекални ферментационни крайни продукти, фекални бактериални популации и видима обща смилаемост на тракта при кучета. Ветеринарни изследвания на BMC. 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) Експеримент доза-отговор, оценяващ ефектите на олигофруктоза и инулин върху смилаемостта на хранителните вещества, качеството на изпражненията и катаболитите на фекалния протеин при здрави възрастни кучета. Катедра по животновъдни науки. 81: 3057-3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002a) Допълнителни фруктоолигозахариди и мананолигозахариди влияят върху имунната функция, смилаемостта на илеума и целия тракт , микробни популации и концентрации на протеинови катаболити в дебелото черво на кучетата. J Nutr 132, 980-989.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb KA, Fahey, GCJr. (2002a) Фруктоолигозахаридите и Lactobacillus acidopilus модифицират чревните микробни популации, общата усвояемост на хранителните вещества в тракта и концентрациите на фекален протеинов катаболит при здрави възрастни кучета. J Nutr 132, 3721-3731.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b) Ефекти на допълнителни фруктоолигозахариди плюс мананолигозахариди върху имунната функция и илеалните и фекалните микробни популации при възрастни кучета. Arch Anim Nutr 56, 309-318.

Thompson, JS, Quigley, EM, Palmer, JM, West, WW, Adrian, TE (1996) Луминални късоверижни мастни киселини и пострезекционна чревна адаптация. JPEN 20, 338-343.