Ένα υγιές πεπτικό σύστημα είναι σημαντικό για την παροχή ενός φυσικού και ανοσολογικού φραγμού σε πιθανά παθογόνα στο περιβάλλον και την εξαγωγή και απορρόφηση θρεπτικών ουσιών από τα τρόφιμα για την κάλυψη των διατροφικών απαιτήσεων του ζώου. Τα τελευταία χρόνια έχει γίνει όλο και πιο εμφανές ότι ένα υγιές μικροβίωμα παίζει ζωτικό ρόλο στην υγεία του πεπτικού συστήματος και συμβάλλει στη διατήρηση της συνολικής υγείας και ευεξίας. Ο όρος «μικροβίωμα του εντέρου» αναφέρεται συγκεκριμένα στα τρισεκατομμύρια μικροοργανισμών που ζουν στον εντερικό σωλήνα. Ενώ ορισμένοι μικροοργανισμοί είναι επιβλαβείς για την υγεία ενός κατοικίδιου ζώου, πολλοί είναι απίστευτα ωφέλιμοι και απαραίτητοι για ένα υγιές σώμα. Τα μικρόβια έχουν την ικανότητα να ξεκλειδώνουν και να συνθέτουν θρεπτικά συστατικά που έχουν άμεσα οφέλη για το κατοικίδιο. Πολλοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν τον πληθυσμό του μικροβιώματος, όπως η ηλικία, η διατροφή, το περιβάλλον και τα αντιβιοτικά. Ωστόσο, οι δίαιτες συχνά συμπληρώνονται με συστατικά που βοηθούν στην προώθηση της ανάπτυξης υγιών βακτηρίων του εντέρου για την υποστήριξη της καλύτερης εντερικής υγείας. Τα προ-, τα προ- και τα μετα-βιοτικά είναι μερικά μόνο συστατικά που μπορούν να συμβάλουν στη διατήρηση ενός υγιούς μικροβιώματος του εντέρου και στην υγεία του πεπτικού συστήματος.

Τα πρεβιοτικά έχουν οριστεί ως μη εύπεπτοι ολιγοσακχαρίτες που διεγείρουν την ανάπτυξη και τη δραστηριότητα ενός περιορισμένου αριθμού μόνιμων βακτηρίων του παχέος εντέρου (Gibson και Roberfroid, 1995), τα οποία μπορούν να έχουν ευεργετική επίδραση σε παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της πεπτικής υγείας. Δύο παραδείγματα πρεβιοτικών είναι οι ολιγοσακχαρίτες Mannan (MOS) και οι φρουκτο-ολιγοσακχαρίτες (FOS). Το FOS, η ολιγοφρουκτόζη και η ινουλίνη είναι όλοι ολιγοσακχαρίτες που απαντώνται φυσικά σε φυτά, όπως το ζαχαρότευτλο, το κρεμμύδι, το σκόρδο, τα σπαράγγια, η μπανάνα, η αγκινάρα και το κιχώριο και βοηθούν στη διατήρηση υγιών βακτηρίων του εντέρου.

Οι ολιγοσακχαρίτες μαννάνης (MOS) και οι βήτα-γλυκάνες είναι πρεβιοτικά που απομονώνονται από τα κυτταρικά τοιχώματα του ζυμομύκητα και συλλογικά ονομάζονται μαννάνια. Τα MOS συνδέονται με πρωτεΐνες για να σχηματίσουν ένα στρώμα μαννοπρωτεΐνης εντοπισμένο στην εξωτερική επιφάνεια του κυττάρου. Το MOS δεν αφομοιώνεται από τα πεπτικά ένζυμα στο λεπτό έντερο και φτάνει στο παχύ έντερο δομικά αμετάβλητο. Οι γαλακτοβάκιλλοι και ορισμένα bifidobacteria μεταβολίζουν τα MOS και FOS για να σχηματίσουν λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας (SCFA) - την προτιμώμενη πηγή καυσίμου των εντεροκυττάρων, που διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην υποστήριξη της υγείας του εντερικού σωλήνα. Το MOS είναι λιγότερο ζυμώσιμο από τα εντερικά βακτήρια από τους φρουκτοολιγοσακχαρίτες (FOS). Ωστόσο, παρέχουν ευεργετικά αποτελέσματα γύρω από την πεπτική υγεία, τα οποία θα εξεταστούν σε βάθος αργότερα σε αυτό το άρθρο.

Τα προβιοτικά είναι ζωντανοί μικροοργανισμοί που προορίζονται να διατηρήσουν ή να αυξήσουν τον αριθμό των «καλών» βακτηρίων (φυσιολογική μικροχλωρίδα) στο σώμα. Στα περισσότερα προβιοτικά δεν αρέσει η αυξημένη θερμοκρασία, η υγρασία, η πίεση και τα ακραία pH, γεγονός που καθιστά δύσκολη την ενσωμάτωσή τους στις τροφές για κατοικίδια. Τα πιο κοινά μικροβιακά είδη που αξιολογούνται για προβιοτικά για χρήση σε τροφές για κατοικίδια είναι ο Enterococcus faecium και ο Lactobacillus acidophilus (και τα δύο βακτήρια γαλακτικού οξέος). Τα βακτήρια χρησιμοποιούν τη ζύμωση για να παράγουν γαλακτικά και οξικά οξέα, τα οποία μειώνουν το εντερικό pH και αναστέλλουν την ανάπτυξη ορισμένων δυνητικά επιβλαβών βακτηρίων. Τα προβιοτικά παρουσιάζουν μια ελκυστική προσέγγιση για τη θεραπεία και την πρόληψη πολλών παθήσεων λόγω της δυνατότητάς τους να είναι αποτελεσματικά και ασφαλή και να οδηγούν σε μειωμένη χρήση φαρμάκων.

Τα μεταβιοτικά είναι οι βιοδραστικές ενώσεις και οι ωφέλιμοι μεταβολίτες που παράγονται όταν τα φιλικά βακτήρια του εντέρου (προβιοτικά) αφομοιώνουν/μεταβολίζουν/ζυμώνουν πρεβιοτικά υποστρώματα. Εμπορικά, τα μεταβιοτικά παράγονται μέσω ακριβών διεργασιών ζύμωσης χρησιμοποιώντας συγκεκριμένους μικροοργανισμούς (π.χ. μαγιά) και υποστρώματα. Σύμφωνα με τη Διεθνή Επιστημονική Ένωση Προβιοτικών και Πρεβιοτικών (ISAPP), ένα μεταβιοτικό είναι ένα «παρασκεύασμα άψυχων μικροοργανισμών και/ή των συστατικών τους που αποφέρει οφέλη για την υγεία στον ξενιστή». Τα μεταβιοτικά μπορεί να περιέχουν άθικτα άψυχα μικροβιακά κύτταρα και/ή θραύσματα με ή χωρίς μεταβολίτες/τελικά προϊόντα. Τα μεταβιοτικά στοχεύουν να μιμηθούν τα ευεργετικά θεραπευτικά αποτελέσματα των προβιοτικών αποφεύγοντας τον κίνδυνο και τις προκλήσεις της χορήγησης ζωντανών μικροοργανισμών. Το ενδιαφέρον των καταναλωτών για τα μεταβιοτικά σημείωσε άνοδο 91% από το 2018 έως το 2019 (Kerry, 2020). Με αυξανόμενη ευαισθητοποίηση και εστίαση, είναι πιθανό οι ισχυρισμοί για τα μεταβιοτικά να εμφανίζονται όλο και περισσότερο στην αγορά τροφών και λιχουδιών για κατοικίδια.

Το FOS προάγει την ανάπτυξη φιλικών βακτηρίων του εντέρου, όπως τα bifidobacteria και οι γαλακτοβάκιλλοι, αν και ορισμένα ασυνεπή αποτελέσματα έχουν παρατηρηθεί σε διαφορετικές μελέτες. Η σίτιση της ξηράς τροφής με 1% (w/w) ολιγοφρουκτόζη επηρέασε σημαντικά το βακτηριακό προφίλ των κοπράνων σε υγιείς σκύλους, με αυξήσεις που παρατηρήθηκαν στον αριθμό των bifidobacteria αλλά και δυνητικά παθογόνων ειδών, στρεπτόκοκκων και κλωστριδίων (Beynen et al., 2002). Swanson et al. (2002a) ανέφεραν τα αποτελέσματα 2 μελετών, η καθεμία από τις οποίες διεξήχθη με 20 σκύλους. Στην πρώτη μελέτη, η συμπλήρωση FOS δεν οδήγησε σε σημαντικές αλλαγές σε κανέναν από τους μικροβιακούς πληθυσμούς κοπράνων που αξιολογήθηκαν. Αντίθετα, στη δεύτερη μελέτη, παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση στα bifidobacteria και μη σημαντική αύξηση στους πληθυσμούς γαλακτοβακίλλων. Ο λόγος για αυτές τις διαφορές είναι ασαφής, καθώς η μόνη διαφορά μεταξύ των μελετών ήταν ότι τα σκυλιά στην πρώτη μελέτη ήταν ελαφρώς μεγαλύτερα και ελαφρώς βαρύτερα από τα σκυλιά στη δεύτερη μελέτη.

Σε μια άλλη μελέτη σε σκύλους, οι αλλαγές στον αριθμό των bifidobacteria στα κόπρανα από τη διατροφική συμπλήρωση FOS επηρεάστηκαν από την περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη της δίαιτας, με μείωση των bifidobacteria που παρατηρήθηκε σε σκύλους που τρέφονταν με δίαιτα «χαμηλής πρωτεΐνης» και μια αύξηση στα bifidobacteria που παρατηρήθηκε σε σκύλους που ταΐστηκαν δίαιτα «υψηλής» πρωτεΐνης (Pinna et al., 2018). Ανεξάρτητα από την περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες της δίαιτας, η συμπλήρωση FOS αύξησε τη φαινομενική ολική πεπτικότητα αρκετών μετάλλων (Ca, Mg, Na, Zn και Fe; Pinna et al., 2018). Ομοίως, οι Beynen et al. (2002) ανέφεραν σημαντικά αυξημένη απορρόφηση μαγνησίου και ασβεστίου σε σκύλους που τρέφονταν με δίαιτα συμπληρωμένη με ολιγοφρουκτόζη. Ένας πιθανός μηχανισμός δράσης για την αυξημένη απορρόφηση μετάλλων είναι ότι η μείωση του pH του ειλεού (δηλαδή η αύξηση της οξίνισης) αυξάνει τη διαλυτότητα των μετάλλων, καθιστώντας τα πιο διαθέσιμα για απορρόφηση από το λεπτό έντερο.

Τα διαιτητικά FOS δεν μπορούν να αφομοιωθούν από το λεπτό έντερο και φτάνουν στο παχύ έντερο δομικά αμετάβλητα, όπου μεταβολίζονται από την εντερική μικροχλωρίδα για να σχηματίσουν λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας. Τα βραχείας αλυσίδας λιπαρά οξέα που παράγονται από αυτή τη διαδικασία στον γαστρεντερικό σωλήνα διεγείρουν την ανάπτυξη του βλεννογόνου και τον πολλαπλασιασμό των επιθηλιακών κυττάρων εντός του λεπτού εντέρου (Thompson et al., 1996). Η διατήρηση ενός υγιούς βλεννογόνου του παχέος εντέρου είναι σημαντική για τη διασφάλιση της σωστής απορρόφησης των θρεπτικών συστατικών και τη διατήρηση της υγιούς λειτουργίας του φραγμού του εντέρου. Ένας αριθμός μελετών έχει δείξει ότι η διατροφική συμπλήρωση FOS/ολιγοφρουκτόζης οδηγεί σε αύξηση των επιπέδων στα κόπρανα των λιπαρών οξέων βραχείας αλυσίδας (οξικό, προπιονικό και βουτυρικό) σε σκύλους (Swanson et al., 2002b· Propst et al., 2003) και αυξημένο βουτυρικό στα κόπρανα σε γάτες (Barry et al., 2010).

Μια μελέτη που διεξήχθη από τον Barry και τους συνεργάτες του (2010) υποδηλώνει ότι τόσο το FOS όσο και η πηκτίνη ήταν αποτελεσματικές πηγές φυτικών ινών στην προαγωγή της υγείας του εντέρου στις γάτες. Επιπλέον, το FOS είχε αυξημένα οφέλη σε σύγκριση με την πηκτίνη, επειδή οι φρουκτάνες φάνηκε να παράγουν έναν πιο ωφέλιμο μικροβιακό πληθυσμό από την πηκτίνη. Η μελέτη κατέληξε επίσης στο συμπέρασμα ότι η συμπλήρωση ζυμώσιμων ινών στο 4% μιας δίαιτας γάτας είναι επιτυχής στην τροποποίηση των πρωτεϊνών του καταβολίτη των κοπράνων και των μικροβιακών συγκεντρώσεων.

Μια μελέτη που διεξήχθη από τους Grieshop και συνεργάτες (2004) σχετικά με τις γαστρεντερικές και ανοσολογικές αποκρίσεις των ηλικιωμένων σκύλων στο κιχώριο και τους ολιγοσακχαρίτες μαννάνης υποδηλώνει ότι το MOS και το κιχώριο μεταβάλλουν τους μικροβιακούς πληθυσμούς των κοπράνων και ορισμένους δείκτες του ανοσοποιητικού συστήματος. Σε τριάντα τέσσερις ηλικιωμένους σκύλους κατανεμήθηκαν τυχαία συμπληρώματα είτε 1% κιχώριο, 1% MOS, 1% κιχώριο και 1% MOS ή καθόλου συμπλήρωμα για μια βασική περίοδο 4 εβδομάδων, ακολουθούμενη από περίοδο θεραπείας 4 εβδομάδων. Αύξηση στην πρόσληψη τροφής σημειώθηκε στα συμπληρώματα διατροφής με MOS ή MOS και κιχώριο, και αυτό οφειλόταν στην αύξηση των ζυμώσιμων ινών και στη μείωση του ενεργειακού περιεχομένου της δίαιτας. Το συμπλήρωμα κιχωρίου φάνηκε να αυξάνει την πεπτικότητα του λίπους και το κιχώριο ή το MOS αύξησε τις συγκεντρώσεις των bifidobacteria στα κόπρανα, ενώ το MOS μείωσε τις συγκεντρώσεις E. coli στα κόπρανα.

Μια μελέτη που σχεδιάστηκε από τους Kore και συνεργάτες (2012) για να αξιολογήσει την επίδραση του διατροφικού συμπληρώματος MOS στην πεπτικότητα των θρεπτικών ουσιών, στους δείκτες υγείας του οπισθίου εντέρου και στο μεταβολικό προφίλ του πλάσματος βρήκε ότι η συμπλήρωση MOS στο 1% της ξηρής ουσίας της διατροφής επηρέασε θετικά την πρόσληψη τροφής, την πεπτικότητα των φυτικών ινών και δείκτες υγείας του οπισθίου εντέρου. Η μελέτη χρησιμοποίησε πέντε ενήλικους σκύλους σε ένα πλήρες σχέδιο crossover. Τα σκυλιά τράφηκαν ανάλογα με σπιτική δίαιτα μόνο ή συμπληρωμένα με MOS (σε επίπεδο 1%). Μια δοκιμή πέψης που διεξήχθη στο τέλος κάθε περιόδου αποκάλυψε ότι η πρόσληψη ξηρής τροφής και άλλων θρεπτικών συστατικών αυξήθηκε όταν συμπληρώθηκε με MOS. Η πεπτικότητα των φυτικών ινών βελτιώθηκε στην ομάδα με συμπλήρωμα MOS, ενώ αυτή των άλλων θρεπτικών συστατικών δεν επηρεάστηκε. Αναγνωρίστηκε επίσης η υψηλότερη συγκέντρωση στα κόπρανα των συνολικών SCFAs λόγω της συμπλήρωσης MOS και η προσθήκη MOS έτεινε να μειώσει τα κολοβακτηρίδια των κοπράνων με σχετική αύξηση του αριθμού των γαλακτοβακίλλων σε σύγκριση με τη δίαιτα ελέγχου.

Συνοπτικά, τα «βιοτικά» συστατικά γίνονται όλο και πιο δημοφιλής στις τροφές για κατοικίδια. Είναι προφανές ότι υπάρχουν μεγάλες ευκαιρίες μάρκετινγκ γύρω από τη συμπερίληψή τους, η οποία υποστηρίζεται από επιστημονική έρευνα που αντικατοπτρίζει τα οφέλη της χρήσης τους.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, Fahey, GC Jr. (2010) Η διαιτητική κυτταρίνη, οι φρουκτοολιγοσακχαρίτες και η πηκτίνη τροποποιούν τους καταβολίτες πρωτεΐνης κοπράνων και τους μικροβιακούς πληθυσμούς σε ενήλικες γάτες. 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) Βακτηριακό προφίλ κοπράνων, απέκκριση αζώτου και απορρόφηση μετάλλων σε υγιείς σκύλους που τρέφονται με συμπληρωματική ολιγοφρουκτόζη. J. Anim. Physiol. ένα. Anim. Nutr. 86 (2002), 298–305.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) Dietary modulation of the human colonic microbiota: Introducing the concept of prebiotics. J Nutr 125, 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr. Arch Anim Nutr 2004:58-483.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA & Kerley, MS (1995) Ο διαιτητικός φρουκτοολιγοσακχαρίτης, ο ξυλοολιγοσακχαρίτης και το αραβικό κόμμι έχουν ποικίλες επιδράσεις στη μικροχλωρίδα του τυφλού και του παχέος εντέρου και στον πολλαπλασιασμό των επιθηλιακών κυττάρων σε ποντίκια και αρουραίους. J. Nutr. 125: 2604–2609.

Jenkins, DJA, Kendall, CWC, Vuksan, V. (1999) Inulin, oligofructose and intestinal function. JNutr 129, 1431S-1433S.

Kerry (2020) Οι απαιτήσεις για την πεπτική υγεία για τα κατοικίδια αυξάνονται. Είναι έτοιμα τα προϊόντα σας; 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) Αξιολόγηση του μαννανολιγοσακχαρίτη ως πρεβιοτικής λειτουργικής τροφής για σκύλους: Επίδραση στην πεπτικότητα των θρεπτικών ουσιών, στην υγεία του οπίσθιου εντέρου και στο μεταβολικό προφίλ του πλάσματος. 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) Επίδραση της διαιτητικής πρωτεΐνης και των φρουκτοολιγοσακχαριτών στα ζυμωτικά τελικά προϊόντα των κοπράνων, στους βακτηριακούς πληθυσμούς των κοπράνων και στη φαινομενική ολική πεπτικότητα του σωλήνα σε σκύλους. BMC Veterinary Research. 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) Ένα πείραμα δόσης-απόκρισης που αξιολογεί τις επιδράσεις της ολιγοφρουκτόζης και της ινουλίνης στην πεπτικότητα των θρεπτικών ουσιών, την ποιότητα των κοπράνων και τους καταβολίτες πρωτεΐνης κοπράνων σε υγιείς ενήλικες Σκύλοι. Τμήμα Επιστημών Ζώων. 81:3057–3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002a) Supplemental Fructooligosaccharides and Mannanoligosaccharides επηρεάζουν την ανοσοποιητική λειτουργία, την ολική πεπτική οδό και , μικροβιακούς πληθυσμούς και συγκεντρώσεις πρωτεϊνικών καταβολιτών στο παχύ έντερο των σκύλων. J Nutr 132, 980-989.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb KA, Fahey, GCJr. (2002a) Οι φρουκτοολιγοσακχαρίτες και ο Lactobacillus acidopilus τροποποιούν τους μικροβιακούς πληθυσμούς του εντέρου, τη συνολική ικανότητα πέψης των θρεπτικών συστατικών και τις συγκεντρώσεις των πρωτεϊνών των κοπράνων καταβολίτη σε υγιείς ενήλικους σκύλους. J Nutr 132, 3721-3731.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b) Επιδράσεις συμπληρωματικών φρουκτοολιγοσακχαριτών συν μαννανολιγοσακχαριτών στην ανοσοποιητική λειτουργία και στον πληθυσμό ειλεού και κοπράνων σε ενήλικα μικροβιακά Σκύλοι. Arch Anim Nutr 56, 309-318.

Thompson, JS, Quigley, EM, Palmer, JM, West, WW, Adrian, TE (1996) Luminal Short-Chain Fatty Acids and Postresection Intestinal Adaptation. JPEN 20, 338-343.