Az egészséges emésztőrendszer fontos ahhoz, hogy fizikai és immunológiai gátat biztosítson a potenciális kórokozókkal szemben a környezetben, valamint hogy a táplálékból kivonja és felszívja a tápanyagokat az állat táplálkozási igényeinek kielégítése érdekében. Az elmúlt években egyre nyilvánvalóbbá vált, hogy az egészséges mikrobiom létfontosságú szerepet játszik az emésztőrendszer egészségében, és hozzájárul az általános egészség és jólét megőrzéséhez. A „bél mikrobióma” kifejezés kifejezetten a bélrendszerben élő mikroorganizmusok billióira utal. Míg egyes mikroorganizmusok károsak a kedvtelésből tartott állatok egészségére, sokuk hihetetlenül hasznos és szükséges az egészséges szervezet számára. A mikrobák képesek felszabadítani és szintetizálni azokat a tápanyagokat, amelyek közvetlen előnyökkel járnak az állat számára. Számos tényező befolyásolhatja a mikrobiom populációját, például az életkor, az étrend, a környezet és az antibiotikumok. Ennek ellenére a diétákat gyakran olyan összetevőkkel egészítik ki, amelyek elősegítik az egészséges bélbaktériumok szaporodását a bélrendszer legjobb egészségének támogatása érdekében. A pre-, pro- és posztbiotikumok csak néhány összetevő, amelyek hozzájárulhatnak az egészséges bélmikrobióma és az emésztőrendszer egészségének fenntartásához.

A prebiotikumokat nem emészthető oligoszacharidokként határozták meg, amelyek serkentik a korlátozott számú rezidens vastagbélbaktérium növekedését és aktivitását (Gibson és Roberfroid, 1995), amelyek jótékony hatással lehetnek olyan tényezőkre, mint például az emésztőrendszer egészsége. A prebiotikumok két példája a mannán-oligoszacharidok (MOS) és a frukto-oligoszacharidok (FOS). A FOS, az oligofruktóz és az inulin mind olyan oligoszacharidok, amelyek természetesen előfordulnak növényekben, beleértve a cukorrépát, a hagymát, a fokhagymát, a spárgát, a banánt, az articsókát és a cikóriát, és hozzájárulnak az egészséges bélbaktériumok fenntartásához.

A mannán-oligoszacharidok (MOS) és a béta-glükánok élesztősejtek falából izolált prebiotikumok, és összefoglaló néven mannánoknak nevezik őket. A MOS fehérjékhez kapcsolódik, hogy a sejt külső felületén lokalizált mannoprotein réteget képezzenek. A MOS-t az emésztőenzimek nem emésztik meg a vékonybélben, és szerkezetileg változatlan formában jut el a vastagbélbe. A laktobacillusok és egyes bifidobaktériumok a MOS-t és a FOS-t metabolizálják, így rövid láncú zsírsavakat (SCFA) képeznek – ez az enterociták előnyben részesített tüzelőanyag-forrása, amely döntő szerepet játszik a bélrendszer egészségének támogatásában. A MOS kevésbé fermentálható a bélbaktériumok által, mint a fruktooligoszacharidok (FOS). Mindazonáltal jótékony hatást fejtenek ki az emésztőrendszer egészsége körül, amelyekről a cikk későbbi részében részletesebben is szó lesz.

A probiotikumok élő mikroorganizmusok, amelyek célja, hogy fenntartsák vagy növeljék a „jó” baktériumok (normál mikroflóra) számát a szervezetben. A legtöbb probiotikum nem szereti a magas hőmérsékletet, a nedvességet, a nyomást és a szélsőséges pH-értéket, ezért nehéz beépíteni őket az állateledelbe. A kisállat-eledelekben felhasznált probiotikumok szempontjából a leggyakoribb mikrobafajok az Enterococcus faecium és a Lactobacillus acidophilus (mindkettő tejsavbaktérium). A baktériumok fermentáció segítségével tej- és ecetsavat állítanak elő, amelyek csökkentik a bél pH-értékét és gátolják bizonyos potenciálisan káros baktériumok növekedését. A probiotikumok vonzó megközelítést jelentenek számos betegség kezelésében és megelőzésében, mivel potenciálisan hatékonyak és biztonságosak, és csökkentik a gyógyszerhasználatot.

A posztbiotikumok olyan bioaktív vegyületek és jótékony metabolitok, amelyek akkor keletkeznek, amikor a barátságos bélbaktériumok (probiotikumok) megemésztik/metabolizálják/fermentálják a prebiotikus szubsztrátokat. A kereskedelemben a posztbiotikumokat precíz fermentációs folyamatokkal állítják elő specifikus mikroorganizmusok (pl. élesztő) és szubsztrátok felhasználásával. A Probiotikumok és Prebiotikumok Nemzetközi Tudományos Szövetsége (ISAAPP) szerint a posztbiotikum „élettelen mikroorganizmusokból és/vagy azok összetevőiből álló készítmény, amely a gazdaszervezet számára egészségügyi előnyökkel jár”. A posztbiotikumok érintetlen, élettelen mikrobiális sejteket és/vagy fragmenseket tartalmazhatnak metabolitokkal/végtermékekkel vagy anélkül. A posztbiotikumok célja, hogy utánozzák a probiotikumok jótékony terápiás hatásait, miközben elkerülik az élő mikroorganizmusok beadásával járó kockázatokat és kihívásokat. A posztbiotikumok iránti fogyasztói érdeklődés 91 és 2018 között 2019%-kal nőtt (Kerry, 2020). A növekvő tudatosság és összpontosítás következtében valószínűleg egyre gyakrabban jelenik meg a posztbiotikumokra vonatkozó állítások az állateledel és -csemege piacán.

A FOS elősegíti a barátságos bélbaktériumok, például a bifidobaktériumok és a laktobacillusok szaporodását, bár különböző vizsgálatokban ellentmondásos eredményeket figyeltek meg. Az 1% (w/w) oligofruktóz szárazeledel etetése szignifikánsan befolyásolta az egészséges kutyák széklet baktériumprofilját, növelve a bifidobaktériumok, de a potenciálisan patogén fajok, streptococcusok és clostridiumok számát is (Beynen et al., 2002). Swanson és mtsai. (2002a) 2 vizsgálat eredményéről számoltak be, mindegyiket 20 kutyával végeztek. Az első vizsgálatban a FOS-kiegészítés nem eredményezett szignifikáns változásokat a vizsgált székletmikrobiális populációk egyikében sem. Ezzel szemben a második vizsgálatban a bifidobaktériumok számának szignifikáns növekedése és a laktobacillusok populációjának nem szignifikáns növekedése volt megfigyelhető. A különbségek oka nem világos, mivel a vizsgálatok között az egyetlen különbség az volt, hogy az első vizsgálatban szereplő kutyák valamivel idősebbek és valamivel nehezebbek voltak, mint a második vizsgálatban szereplő kutyák.

Egy másik, kutyákon végzett vizsgálatban a székletben előforduló bifidobaktériumok számának változását az étrendi FOS-kiegészítés hatására az étrend fehérjetartalma befolyásolta, a bifidobaktériumok számának csökkenését az „alacsony” fehérjetartalmú diétával etetett kutyáknál és a bifidobaktériumok számának növekedését figyelték meg a táplálékkal etetett kutyáknál. „magas” fehérjetartalmú étrend (Pinna et al., 2018). Az étrend fehérjetartalmától függetlenül a FOS kiegészítés több ásványi anyag (Ca, Mg, Na, Zn és Fe; Pinna et al., 2018) látszólagos teljes traktus emészthetőségét növelte. Hasonlóképpen, Beynen et al. (2002) szignifikánsan megnövekedett magnézium- és kalciumfelszívódásról számoltak be olyan kutyáknál, amelyeket oligofruktóz-kiegészített étrenddel etettek. A megnövekedett ásványianyag-felszívódás egyik lehetséges hatásmechanizmusa, hogy a csípőbél pH-jának csökkenése (azaz a savasodás növekedése) megnöveli az ásványi anyagok oldhatóságát, így könnyebben felszívódik a vékonybélben.

A táplálékkal felvett FOS-t a vékonybél nem tudja megemészteni, és szerkezetileg változatlan formában jut el a vastagbélbe, ahol a bél mikroflórája metabolizálja őket rövid szénláncú zsírsavakká. Az ezzel a folyamattal a gyomor-bél traktusban termelődő rövid szénláncú zsírsavak serkentik a nyálkahártya növekedését és a vékonybélben a hámsejtek proliferációját (Thompson és mtsai, 1996). A vastagbél egészséges nyálkahártyájának megőrzése fontos a tápanyagok megfelelő felszívódásának és az egészséges bélgát működésének megőrzése érdekében. Számos tanulmány kimutatta, hogy az étrendi FOS/oligofruktóz kiegészítés a rövid szénláncú zsírsavak (acetát, propionát és butirát) székletszintjének növekedését eredményezi kutyákban (Swanson és mtsai, 2002b; Propst és mtsai, 2003) és megnövekedett bélsár butirát macskákban (Barry és mtsai, 2010).

Egy Barry és munkatársai (2010) által végzett tanulmány azt sugallja, hogy mind a FOS, mind a pektin hatékony rostforrás volt a macskák bélrendszeri egészségének javításában. Ezen túlmenően a FOS a pektinhez képest nagyobb előnyökkel járt, mivel úgy tűnt, hogy a fruktánok előnyösebb mikrobapopulációt termelnek, mint a pektin. A tanulmány arra is megállapította, hogy a fermentálható rostok kiegészítése a macska étrendjének 4%-ával sikeresen módosítja a széklet fehérje katabolitját és a mikrobiális koncentrációt.

Egy Grieshop és munkatársai (2004) által végzett tanulmány az idősebb kutyák cikóriára és mannán-oligoszacharidokra adott gasztrointesztinális és immunológiai válaszairól azt sugallja, hogy a MOS és a cikória megváltoztatja a széklet mikrobapopulációit és az immunrendszer bizonyos mutatóit. Harmincnégy idősebb kutyának véletlenszerűen osztottak ki 1% cikória, 1% MOS, 1% cikória és 1% MOS kiegészítést, vagy nem adtak kiegészítést egy 4 hetes alapidőszakon keresztül, amelyet 4 hetes kezelési időszak követett. A táplálékfelvétel növekedését figyelték meg a MOS vagy MOS és cikória étrend-kiegészítésekor, és ez az erjeszthető rostok növekedésének és az étrend energiatartalmának csökkenése miatt következett be. A cikória-kiegészítés növelte a zsírok emészthetőségét, a cikória vagy a MOS pedig növelte a széklet bifidobaktérium-koncentrációját, míg a MOS csökkentette a széklet E. coli koncentrációját.

Kore és munkatársai (2012) egy tanulmányban, amely a MOS étrend-kiegészítésének a tápanyag emészthetőségére, a hátsó bél egészségi mutatóira és a plazma metabolikus profiljára gyakorolt ​​hatását vizsgálta, azt találta, hogy a MOS kiegészítése az étrend szárazanyagának 1%-ában pozitívan befolyásolta a takarmányfelvételt, a rostok emészthetőségét és a hátsó bél egészségének jelzői. A tanulmányban öt felnőtt kutyát használtak egy teljes keresztezési tervben. A kutyákat ennek megfelelően házi készítésű étrenddel etettük önmagában vagy MOS-szal kiegészítve (1%-os szinten). Az egyes időszakok végén végzett emésztési kísérletek kimutatták, hogy a száraz takarmány és egyéb tápanyagok bevitele megnőtt, ha MOS-szal kiegészítették. A rostok emészthetősége javult a MOS-pótló csoportban, míg a többi tápanyagé nem. Felismerték az összes SCFA-nak a MOS-kiegészítés miatti magasabb székletkoncentrációját is, és a MOS hozzáadása hajlamos volt csökkenteni a bélsár coliformokat, ami a kontroll étrendhez képest megemelkedett a laktobacillusok számában.

Összefoglalva, a „biotikus” összetevők egyre népszerűbbek az állateledelekben. Nyilvánvaló, hogy nagy marketinglehetőségek rejlenek a befogadásuk körül, amit a használatuk előnyeit tükröző tudományos kutatás is alátámaszt.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, Fahey, GC Jr. (2010) Az étrendi cellulóz, a fruktooligoszacharidok és a pektin módosítják a székletfehérje katabolitjait és a mikrobiális populációkat felnőtt macskákban. 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) Fekális bakteriális profil, nitrogénkiválasztás és ásványianyag-felszívódás egészséges kutyáknál kiegészítő oligofruktózzal táplálva. J. Anim. Physiol. a. Anim. Nutr. 86 (2002), 298–305.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) Az emberi vastagbél mikrobiota étrendi modulációja: A prebiotikumok fogalmának bemutatása. J Nutr 125, 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr. (2004) Idősebb kutyák gasztrointesztinális és immunológiai válaszai cikóriára és mannán-oligoszacharidokra. Arch Anim Nutr 58:483-494.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA és Kerley, MS (1995) Az étrendi frukto-oligoszacharid, xilo-oligoszacharid és gumiarábikum változó hatással van a vakbél- és vastagbél-mikrobiótára, valamint a hámsejtek proliferációjára egerekben és patkányokban. J. Nutr. 125: 2604–2609.

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

Kerry (2020) A háziállatokkal szembeni emésztés-egészségügyi követelmények nőnek. Készen állnak a termékei? 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) A mannanoligoszacharid értékelése prebiotikus funkcionális táplálékként kutyák számára: Hatás a tápanyag emészthetőségére, a hátsó bél egészségére és a plazma metabolikus profiljára. 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) Influence of dietary protein and fructooligosaccharides a széklet fermentációs végtermékein, a széklet baktériumpopulációin és a látszólagos teljes traktus emészthetőségén kutyáknál. BMC Állatorvosi Kutatás. 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) Dózis-válasz kísérlet, amely az oligofruktóz és az inulin hatását értékeli a tápanyagok emészthetőségére, a széklet minőségére és a széklet fehérjekatabolitjaira egészséges felnőtteknél kutyák. Állattudományi Osztály. 81:3057–3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002a) Kiegészítő fruktooligoszacharidok és mannanoligoszacharidok befolyásolják az immunműködést, a csípőbél és a teljes traktus emésztőrendszerét , a mikrobiális populációk és a fehérjekatabolitok koncentrációja a kutyák vastagbelében. J Nutr 132, 980-989.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb KA, Fahey, GCJr. (2002a) A fruktooligoszacharidok és a Lactobacillus acidopilus módosítják a bél mikrobapopulációit, a teljes traktus tápanyag-emészthetőségét és a széklet fehérje katabolit koncentrációját egészséges felnőtt kutyákban. J Nutr 132, 3721-3731.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b) Kiegészítő frukto-oligoszacharidok és mannan-oligoszacharidok hatása az immunfunkcióra, valamint a csípőbél és széklet mikrobiális populációira felnőtteknél kutyák. 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.