Heilbrigt meltingarkerfi er mikilvægt til að veita líkamlega og ónæmisfræðilega hindrun fyrir hugsanlegum sýkla í umhverfinu og draga og taka upp næringarefni úr fóðri til að mæta næringarþörf dýrsins. Á undanförnum árum hefur það komið betur í ljós að heilbrigð örvera gegnir mikilvægu hlutverki í meltingarheilbrigði og stuðlar að því að viðhalda almennri heilsu og vellíðan. Hugtakið „örvera í þörmum“ vísar sérstaklega til trilljóna örvera sem búa í meltingarvegi. Þó að sumar örverur séu skaðlegar heilsu gæludýra eru margar ótrúlega gagnlegar og nauðsynlegar fyrir heilbrigðan líkama. Örverur hafa getu til að opna og búa til næringarefni sem hafa beinan ávinning fyrir gæludýrið. Margir þættir geta haft áhrif á íbúa örverunnar, svo sem aldur, mataræði, umhverfi og sýklalyf. Samt sem áður er mataræði oft bætt við innihaldsefni til að stuðla að vexti heilbrigðra þarmabaktería til að styðja við bestu þarmaheilbrigði. Pre-, Pro- og Post-biotics eru aðeins örfá innihaldsefni sem geta tekið þátt í að hjálpa til við að viðhalda heilbrigðri örveru í þörmum og meltingarheilbrigði.

Prebiotics hafa verið skilgreind sem ómeltanlegar fásykrur sem örva vöxt og virkni takmarkaðs fjölda búsettra ristilbaktería (Gibson og Roberfroid, 1995), sem geta haft jákvæð áhrif á þætti, þar á meðal meltingarheilbrigði. Tvö dæmi um prebiotics eru Mannan-oligosaccharides (MOS) og Fructo-oligosaccharides (FOS). FOS, oligofructose og inúlín eru öll fásykrur sem finnast náttúrulega í plöntum, þar á meðal sykurrófur, laukur, hvítlauk, aspas, banani, þistilhjörtur og síkóríur og hjálpa til við að viðhalda heilbrigðum þarmabakteríum.

Mannan fásykrur (MOS) og beta-glúkanar eru prebiotics einangruð úr gerfrumuveggjum og eru sameiginlega kölluð mannan. MOS eru tengd próteinum til að mynda mannopróteinlag sem er staðsett á ytra yfirborði frumunnar. MOS er ekki melt af meltingarensímum í smáþörmum og berst óbreytt að uppbyggingu þörmanna. Lactobacilli og sumar bifidobakteríur umbrotna MOS og FOS til að mynda stuttkeðju fitusýrur (SCFA) - ákjósanlegur eldsneytisgjafi iðrumfruma, sem gegna mikilvægu hlutverki við að styðja við heilbrigði þarmavegarins. MOS er minna gerjunarhæft af bakteríum í þörmum en frúctooligosaccharides (FOS). Hins vegar hafa þau jákvæð áhrif í kringum meltingarheilbrigði, sem verður skoðað nánar síðar í þessari grein.

Probiotics eru lifandi örverur sem ætlað er að viðhalda eða auka fjölda „góðra“ baktería (venjulegra örveruflóra) í líkamanum. Flest probiotics líkar ekki við hækkað hitastig, raka, þrýsting og öfgar í pH, sem gerir það krefjandi að setja þau í gæludýrafóður. Algengustu örverutegundirnar sem metnar hafa verið fyrir probiotics til notkunar í gæludýrafóður eru Enterococcus faecium og Lactobacillus acidophilus (báðar mjólkursýrubakteríur). Bakteríurnar nota gerjun til að framleiða mjólkur- og ediksýrur, sem lækka pH í þörmum og hindra vöxt ákveðinna hugsanlegra skaðlegra baktería. Probiotics eru aðlaðandi nálgun við meðferð og forvarnir gegn mörgum sjúkdómum vegna möguleika þeirra til að vera áhrifarík og örugg og leiða til minni lyfjanotkunar.

Postbiotics eru lífvirku efnasamböndin og gagnleg umbrotsefni sem verða til þegar vingjarnlegar þarmabakteríur (probiotics) melta/umbrotna/gerja prebiotic hvarfefni. Í viðskiptalegum tilgangi eru postbiotics framleidd með nákvæmum gerjunarferlum með því að nota sérstakar örverur (td ger) og hvarfefni. Samkvæmt International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) er postbiotic „undirbúningur líflausra örvera og/eða íhluta þeirra sem veitir hýsilinn heilsufarslegum ávinningi“. Postbiotics geta innihaldið ósnortnar líflausar örverufrumur og/eða brot með eða án umbrotsefna/endaafurða. Postbiotics miða að því að líkja eftir jákvæðum meðferðaráhrifum probiotics en forðast áhættu og áskoranir við að gefa lifandi örverur. Áhugi neytenda á líffæralyfjum jókst um 91% frá 2018 til 2019 (Kerry, 2020). Með aukinni vitund og einbeitingu er líklegt að fullyrðingar eftir sýklalyf muni í auknum mæli sjást á gæludýrafóðri og nammimarkaði.

FOS stuðlar að vexti vingjarnlegra þarmabaktería eins og bifidobacteria og lactobacilli, þó að nokkrar ósamræmar niðurstöður hafi komið fram í mismunandi rannsóknum. Fóðrun þurrfóðurs með 1% (w/w) oligofructose hafði marktæk áhrif á saurbakteríasniðið hjá heilbrigðum hundum, þar sem aukning sást á fjölda bifidobaktería en einnig mögulega sjúkdómsvaldandi tegunda, streptókokka og clostridia (Beynen o.fl., 2002). Swanson o.fl. (2002a) greindu frá niðurstöðum tveggja rannsókna, sem hver um sig var framkvæmd á 2 hundum. Í fyrstu rannsókninni leiddi FOS viðbót ekki til marktækra breytinga á neinum saurörveruhópum sem metnir voru. Aftur á móti, í seinni rannsókninni, sást marktæk aukning á bifidobakteríum og óveruleg aukning á mjólkurbakteríum. Ástæðan fyrir þessum mun er óljós þar sem eini munurinn á rannsóknunum var að hundarnir í fyrri rannsókninni voru aðeins eldri og aðeins þyngri en hundarnir í seinni rannsókninni.

Í annarri rannsókn á hundum voru breytingar á fjölda bifidobaktería í saur vegna FOS-uppbótar í fæðu fyrir áhrifum af próteininnihaldi fóðursins, með minnkun á bifidobakteríum hjá hundum sem fengu „lítið“ próteinfæði og aukningu á bifidobakteríum hjá hundum sem fengu „próteinríkt“ mataræði (Pinna o.fl., 2018). Óháð próteininnihaldi fæðunnar jók FOS viðbót sýnilegan heildarmeltanleika nokkurra steinefna (Ca, Mg, Na, Zn og Fe; Pinna o.fl., 2018). Á sama hátt, Beynen o.fl. (2002) greint frá marktækt auknu magnesíum og kalsíum frásog hjá hundum sem fengu fæðubótarefni með oligofructose. Mögulegur verkunarmáti fyrir aukið frásog steinefna er að lækkun á pH í ileal (þ.e. aukning á súrnun) eykur leysni steinefnanna, sem gerir þau aðgengilegri til frásogs í smáþörmum.

FOS í fæðu er ekki hægt að melta í smáþörmum og berst að byggingunni óbreytt í þörmum, þar sem þau eru umbrotin af örveruflóru í þörmum til að mynda stuttar fitusýrur. Stuttu fitusýrurnar sem framleiddar eru með þessu ferli í meltingarvegi örva slímhúðarvöxt og þekjufrumnafjölgun í smáþörmum (Thompson o.fl., 1996). Það er mikilvægt að viðhalda heilbrigðu ristilslímhúðinni til að tryggja að næringarefni frásogast rétt og að heilbrigðri starfsemi þörmum sé viðhaldið. Fjöldi rannsókna hefur sýnt að fæðubótarefni FOS/oligofructose bætiefna leiðir til aukningar á saurmagni stuttkeðju fitusýra (asetat, própíónat og bútýrats) hjá hundum (Swanson o.fl., 2002b; Propst o.fl., 2003) og aukið saurbútýrat hjá köttum (Barry o.fl., 2010).

Rannsókn sem gerð var af Barry og félögum (2010) bendir til þess að bæði FOS og pektín hafi verið árangursríkar trefjagjafar til að efla þarmaheilbrigði hjá köttum. Þar að auki hafði FOS aukinn ávinning samanborið við pektín vegna þess að frúktan virtist framleiða hagstæðari örveruþýði en pektín. Rannsóknin komst einnig að þeirri niðurstöðu að viðbót gerjanlegra trefja í 4% af mataræði kattarins skilar árangri við að breyta niðurbrotsefni hægðapróteina og styrk örvera.

Rannsókn gerð af Grieshop og félögum (2004) á meltingarfærum og ónæmisfræðilegum viðbrögðum eldri hunda við sígóríu og mannan-fjörusykrum bendir til þess að MOS og sígóría breyti saurörverustofnum og ákveðnum vísitölum ónæmiskerfisins. Þrjátíu og fjórum eldri hundum var úthlutað af handahófi bætiefnum af annað hvort 1% sígóríu, 1% MOS, 1% sígóríu og 1% MOS eða engin viðbót í 4 vikna grunnlínutímabil, fylgt eftir af 4 vikna meðferðartímabili. Aukning á fæðuinntöku kom fram í fæðubótarefnum með MOS eða MOS og sígóríu og stafaði það af aukningu á gerjanlegum trefjum og lækkun á orkuinnihaldi fæðunnar. Sígóríubætiefni eykur fitumeltanleika og sígóría eða MOS jók þéttni bifidobaktería í saur en MOS minnkaði þéttni E. coli í saur.

Rannsókn hönnuð af Kore og félögum (2012) til að meta áhrif fæðubótarefnis MOS á meltanleika næringarefna, heilsuvísitölu bakþarma og efnaskiptaferil í plasma leiddi í ljós að viðbót MOS við 1% af þurrefnisfæði hafði jákvæð áhrif á fóðurinntöku, trefjameltanleika og merki um heilbrigði bakþarma. Í rannsókninni voru notaðir fimm fullorðnir hundar í fullkominni crossover hönnun. Hundarnir voru fóðraðir í samræmi við það á heimagerðu fóðri einu sér eða bætt við MOS (við 1% magn). Meltingarpróf sem gerð var í lok hvers tímabils leiddi í ljós að neysla þurrfóðurs og annarra næringarefna jókst þegar bætt var við MOS. Meltanleiki trefja var bættur í hópnum sem fékk MOS bætiefni, en önnur næringarefni höfðu ekki áhrif. Hærri saurstyrkur heildar SCFAs vegna MOS-uppbótar var einnig viðurkenndur, og viðbót MOS hafði tilhneigingu til að draga úr saurkólígerlum með tilheyrandi hækkun á fjölda mjólkurbaktería samanborið við viðmiðunarfæði.

Í stuttu máli eru „líffræðileg“ hráefni að verða sífellt vinsælli innifalinn í gæludýrafóðri. Það er augljóst að það eru mikil markaðstækifæri í kringum þátttöku þeirra, sem eru studd af vísindarannsóknum sem endurspegla kosti notkunar þeirra.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, Fahey, GC Jr. (2010) Sellulósa í fæðu, frúktólógósykrur og pektín breyta saurpróteinbrotum og örverustofnum í fullorðnum köttum. 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. J. Anim. Physiol. a. Anim. Nutr. 2002 (86), 2002–298.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) Mataræði mótun á ristli örveru manna: Kynning á hugmyndinni um prebiotics. J Nutr 125, 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr.(2004) Meltingar- og ónæmisfræðileg viðbrögð eldri hunda við sígóríu og mannan-fjörsykrum. Arch Anima Nutr 58:483-494.

Howard, MD, Gordon, DT. J. Nutr. 1995: 125–2604.

Jenkins, DJA, Kendall, CWC, Vuksan, V. (1999) Inúlín, oligofructose og þarmastarfsemi. JNutr 129, 1431S-1433S.

Kerry (2020) Kröfur um meltingarheilbrigði fyrir gæludýr fara vaxandi. Eru vörurnar þínar tilbúnar? 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) Mat á mannanoligosaccharide sem prebiotic hagnýtur fóður fyrir hunda: Áhrif á meltanleika næringarefna, heilsu afturþarma og efnaskiptasnið í plasma. 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) Áhrif fæðupróteina og frúktólógósakríða á saurgerjunarendaafurðum, saurgerlastofnum og augljósum heildarmeltanleika í meltingarvegi hjá hundum. BMC dýralæknarannsóknir. 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) Skammta-svörunartilraun sem metur áhrif oligofructose og inúlíns á næringarefnameltanleika, hægðagæði og saurpróteinbrot í heilbrigðum fullorðnum. hunda. Dýravísindadeild. 81:3057–3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. , örveruhópar og styrkur niðurbrotsefna próteina í þörmum hunda. J Nutr 2002, 132-980.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb KA, Fahey, GCJr. (2002a) Fructooligosaccharides og Lactobacillus acidopilus breyta örverufjölda í þörmum, heildar meltanleika næringarefna og niðurbrotsþéttni saurpróteina hjá heilbrigðum fullorðnum hundum. J Nutr 132, 3721-3731.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b) Áhrif frúktólógósakra til viðbótar ásamt mannanóligósakríðum á ónæmisstarfsemi og æða- og saurörveruhópa hjá fullorðnum hunda. Arch Anima 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.