Sveika virškinimo sistema yra svarbi siekiant užtikrinti fizinį ir imunologinį barjerą potencialiems patogenams aplinkoje ir išgauti bei pasisavinti maistines medžiagas, kad būtų patenkinti gyvūno mitybos poreikiai. Pastaraisiais metais tapo vis labiau akivaizdu, kad sveikas mikrobiomas vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį palaikant virškinimo sistemą ir prisideda prie bendros sveikatos ir gerovės palaikymo. Terminas „žarnyno mikrobiomas“ konkrečiai reiškia trilijonus žarnyno trakte gyvenančių mikroorganizmų. Nors kai kurie mikroorganizmai kenkia augintinio sveikatai, daugelis jų yra nepaprastai naudingi ir būtini sveikam organizmui. Mikrobai turi galimybę atrakinti ir sintetinti maistines medžiagas, kurios turi tiesioginės naudos augintiniui. Daugelis veiksnių gali turėti įtakos mikrobiomo populiacijai, pavyzdžiui, amžius, mityba, aplinka ir antibiotikai. Vis dėlto dietos dažnai papildomos ingredientais, kurie padeda skatinti sveikų žarnyno bakterijų augimą ir palaikyti geriausią žarnyno sveikatą. Pre-, Pro- ir Post-biotikai yra tik keletas ingredientų, kurie gali padėti palaikyti sveiką žarnyno mikrobiomą ir virškinimo sveikatą.

Prebiotikai buvo apibrėžti kaip nevirškinami oligosacharidai, skatinantys riboto skaičiaus storosios žarnos bakterijų augimą ir aktyvumą (Gibson ir Roberfroid, 1995), o tai gali turėti teigiamą poveikį veiksniams, įskaitant virškinimo sveikatą. Du prebiotikų pavyzdžiai yra manano-oligosacharidai (MOS) ir frukto-oligosacharidai (FOS). FOS, oligofruktozė ir inulinas yra oligosacharidai, kurie natūraliai randami augaluose, įskaitant cukrinius runkelius, svogūnus, česnakus, šparagus, bananus, artišokus ir cikorijas, ir padeda palaikyti sveikas žarnyno bakterijas.

Manano oligosacharidai (MOS) ir beta gliukanai yra prebiotikai, išskirti iš mielių ląstelių sienelių ir bendrai vadinami mananais. MOS yra susieti su baltymais, kad sudarytų manoproteino sluoksnį, lokalizuotą išoriniame ląstelės paviršiuje. MOS nevirškina virškinimo fermentų plonojoje žarnoje ir pasiekia storąją žarną struktūriškai nepakitęs. Laktobacilos ir kai kurios bifidobakterijos metabolizuoja MOS ir FOS, sudarydamos trumposios grandinės riebalų rūgštis (SCFA) – pageidaujamą enterocitų kuro šaltinį, atliekantį esminį vaidmenį palaikant žarnyno trakto sveikatą. MOS yra mažiau fermentuojamas žarnyno bakterijų nei fruktooligosacharidai (FOS). Tačiau jie turi teigiamą poveikį virškinimo sistemos sveikatai, kuris bus išsamiau aptartas vėliau šiame straipsnyje.

Probiotikai yra gyvi mikroorganizmai, skirti palaikyti arba padidinti „gerųjų“ bakterijų (normalios mikrofloros) skaičių organizme. Daugumai probiotikų nepatinka aukšta temperatūra, drėgmė, slėgis ir kraštutiniai pH, todėl sunku juos įtraukti į naminių gyvūnėlių ėdalą. Dažniausios mikrobų rūšys, įvertintos dėl probiotikų, skirtų naudoti naminių gyvūnėlių maiste, yra Enterococcus faecium ir Lactobacillus acidophilus (abi pieno rūgšties bakterijos). Bakterijos fermentacijos būdu gamina pieno ir acto rūgštis, kurios sumažina žarnyno pH ir slopina tam tikrų potencialiai kenksmingų bakterijų augimą. Probiotikai yra patrauklus požiūris į daugelio ligų gydymą ir prevenciją, nes jie gali būti veiksmingi ir saugūs bei sumažinti vaistų vartojimą.

Postbiotikai yra biologiškai aktyvūs junginiai ir naudingi metabolitai, susidarantys, kai draugiškos žarnyno bakterijos (probiotikai) virškina/metabolizuoja/fermentuoja prebiotinius substratus. Komerciniu požiūriu postbiotikai gaminami per tikslius fermentacijos procesus, naudojant specifinius mikroorganizmus (pvz., mieles) ir substratus. Pasak Tarptautinės mokslinės probiotikų ir prebiotikų asociacijos (ISAAPP), postbiotikas yra „negyvų mikroorganizmų ir (arba) jų komponentų preparatas, naudingas šeimininko sveikatai“. Postbiotikuose gali būti nepažeistų negyvų mikrobų ląstelių ir (arba) fragmentų su metabolitais / galutiniais produktais arba be jų. Postbiotikais siekiama imituoti teigiamą terapinį probiotikų poveikį, išvengiant gyvų mikroorganizmų vartojimo rizikos ir iššūkių. Nuo 91 m. iki 2018 m. vartotojų susidomėjimas postbiotikais išaugo 2019 % (Kerry, 2020). Didėjant sąmoningumui ir susitelkiant, tikėtina, kad naminių gyvūnėlių ėdalo ir skanėstų rinkoje vis dažniau bus matomi teiginiai apie postbiotikus.

FOS skatina draugiškų žarnyno bakterijų, tokių kaip bifidobakterijos ir laktobacilos, augimą, nors įvairių tyrimų metu buvo pastebėti tam tikri nenuoseklūs rezultatai. Šėrimas sausu ėdalu su 1 % (m/m) oligofruktoze reikšmingai paveikė sveikų šunų išmatų bakterijų profilį, padidindamas bifidobakterijų, taip pat potencialiai patogeninių rūšių, streptokokų ir klostridijų, skaičių (Beynen ir kt., 2002). Swanson ir kt. (2002a) pranešė apie 2 tyrimų, kurių kiekvienas buvo atliktas su 20 šunų, rezultatus. Pirmajame tyrime FOS papildymas nepakeitė jokių reikšmingų pokyčių nė vienoje iš išmatų mikrobų populiacijos, kuri buvo įvertinta. Priešingai, antrojo tyrimo metu buvo pastebėtas reikšmingas bifidobakterijų ir nežymus laktobacilų populiacijų padidėjimas. Šių skirtumų priežastis neaiški, nes vienintelis skirtumas tarp tyrimų buvo tas, kad pirmojo tyrimo šunys buvo šiek tiek vyresni ir šiek tiek sunkesni už antrojo tyrimo šunis.

Kito tyrimo su šunimis metu bifidobakterijų skaičiaus pokyčiams išmatose, kai buvo papildytas FOS ėdalas, turėjo įtakos baltymų kiekis ėdaloje: sumažėjo bifidobakterijų kiekis šunims, šertiems mažai baltymų turinčia dieta, ir padidėjo bifidobakterijų skaičius šunims, šertiems. „daug“ baltymų turinti dieta (Pinna ir kt., 2018). Nepriklausomai nuo baltymų kiekio dietoje, FOS papildai padidino tariamą bendrą kelių mineralų (Ca, Mg, Na, Zn ir Fe; Pinna ir kt., 2018) virškinamumą. Panašiai Beynen ir kt. (2002). Galimas padidėjusios mineralų absorbcijos veikimo mechanizmas yra tas, kad sumažėjus klubinės žarnos pH (ty padidėjus rūgštėjimui), padidėja mineralų tirpumas, todėl juos lengviau absorbuoti plonojoje žarnoje.

Su maistu gaunamų FOS negali virškinti plonoji žarna ir struktūriškai nepakitusios pasiekia storąją žarną, kur žarnyno mikroflora juos metabolizuoja, kad susidarytų trumpos grandinės riebalų rūgštys. Šio proceso metu virškinimo trakte susidarančios trumpos grandinės riebalų rūgštys skatina gleivinės augimą ir epitelio ląstelių proliferaciją plonojoje žarnoje (Thompson ir kt., 1996). Svarbu išlaikyti sveiką storosios žarnos gleivinę, kad būtų užtikrintas tinkamas maistinių medžiagų įsisavinimas ir sveika žarnyno barjero funkcija. Daugybė tyrimų parodė, kad FOS/oligofruktozės papildai padidina trumpos grandinės riebalų rūgščių (acetato, propionato ir butirato) kiekį šunų išmatose (Swanson ir kt., 2002b; Propst ir kt., 2003) ir padidėjęs butirato kiekis kačių išmatose (Barry ir kt., 2010).

Barry ir jo kolegų atliktas tyrimas (2010 m.) rodo, kad ir FOS, ir pektinas buvo veiksmingi skaidulų šaltiniai, skatinantys kačių žarnyno sveikatą. Be to, FOS nauda buvo didesnė, palyginti su pektinu, nes atrodė, kad fruktanai gamina naudingesnę mikrobų populiaciją nei pektinas. Tyrimas taip pat padarė išvadą, kad fermentuojamų skaidulų papildymas 4% kačių dietos sėkmingai keičia baltymų katabolito ir mikrobų koncentraciją išmatose.

Grieshop ir jo kolegų (2004) atliktas tyrimas dėl vyresnio amžiaus šunų virškinimo trakto ir imunologinio atsako į cikorijas ir manano-oligosacharidus rodo, kad MOS ir cikorija keičia išmatų mikrobų populiacijas ir tam tikrus imuninės sistemos rodiklius. Trisdešimt keturiems vyresniems šunims atsitiktine tvarka buvo paskirti 1% cikorijos, 1% MOS, 1% cikorijos ir 1% MOS papildai arba jo nebuvo 4 savaičių pradinį laikotarpį, o po to sekė 4 savaičių gydymo laikotarpis. Maisto suvartojimo padidėjimas buvo pastebėtas papildant MOS arba MOS ir cikorijomis, ir tai buvo dėl padidėjusio fermentuojamų skaidulų kiekio ir sumažėjusio energijos kiekio dietoje. Pastebėta, kad trūkažolės papildai padidino riebalų virškinamumą, o cikorija arba MOS padidino bifidobakterijų koncentraciją išmatose, o MOS sumažino E. coli koncentraciją išmatose.

Kore ir kolegų (2012 m.) atliktas tyrimas, skirtas įvertinti MOS papildų su maistu poveikį maistinių medžiagų virškinamumui, užpakalinės žarnos sveikatos rodikliams ir plazmos metabolizmo profiliui, parodė, kad MOS papildymas 1 % dietos sausosios medžiagos teigiamai paveikė pašarų suvartojimą, skaidulų virškinamumą ir užpakalinės žarnos sveikatos žymenys. Tyrime buvo naudojami penki suaugę šunys, sudaryti iš viso kryžiaus. Šunys buvo atitinkamai šeriami vien tik naminiu maistu arba papildyti MOS (1% lygiu). Kiekvieno laikotarpio pabaigoje atliktas virškinimo tyrimas atskleidė, kad sausųjų pašarų ir kitų maistinių medžiagų suvartojimas padidėjo, kai jie buvo papildyti MOS. MOS papildytų grupėje pagerėjo skaidulų virškinamumas, o kitų maistinių medžiagų virškinamumas nebuvo paveiktas. Taip pat buvo pripažinta didesnė bendro SCFA koncentracija išmatose dėl MOS papildymo, o MOS pridėjimas sumažino išmatų koliformines bakterijas ir padidino laktobacilų skaičių, palyginti su kontroline dieta.

Apibendrinant galima teigti, kad „biotiniai“ ingredientai tampa vis populiaresni naminių gyvūnėlių ėdalo dalimi. Akivaizdu, kad yra didelių rinkodaros galimybių, susijusių su jų įtraukimu, o tai patvirtina moksliniai tyrimai, atspindintys jų naudojimo naudą.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, Fahey, GC Jr. (2010) Dieta celiuliozė, fruktooligosacharidai ir pektinas modifikuoja suaugusių kačių išmatų baltymų katabolitus ir mikrobų populiacijas. 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) Bakterijų profilis išmatose, azoto išsiskyrimas ir mineralų absorbcija sveikiems šunims, šertiems papildomai oligofruktoze. J. Anim. Physiol. a. Anim. Nutr. 86 (2002), 298–305.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) Žmogaus storosios žarnos mikrobiotos dietinis moduliavimas: Prebiotikų koncepcijos pristatymas. J Nutr 125, 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr. (2004) Vyresnio amžiaus šunų virškinimo trakto ir imunologiniai atsakai į cikorijas ir manano-oligosacharidus. Arch Anim Nutr 58:483-494.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA ir Kerley, MS (1995) Dietinis fruktooligosacharidas, ksilo-oligosacharidas ir guma arabikas turi skirtingą poveikį aklosios žarnos ir storosios žarnos mikrobiotai bei epitelio ląstelių dauginimuisi pelėse ir žiurkėse. J. Nutr. 125: 2604–2609.

Jenkins, DJA, Kendall, CWC, Vuksan, V. (1999) Inulinas, oligofruktozė ir žarnyno funkcija. JNutr 129, 1431S-1433S.

Kerry (2020) Auga naminių gyvūnėlių virškinimo sveikatos reikalavimai. Ar jūsų produktai paruošti? 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) Mannanoligosacharido kaip prebiotinio funkcinio maisto šunims įvertinimas: poveikis maistinių medžiagų virškinamumui, užpakalinių žarnų sveikatai ir plazmos metabolizmo profiliui. 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) Dietinių baltymų ir fruktooligosacharidų įtaka apie išmatų fermentacinius galutinius produktus, išmatų bakterijų populiacijas ir akivaizdų bendrą šunų virškinamumą. BMC veterinariniai tyrimai. 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) Dozės ir atsako eksperimentas, įvertinantis oligofruktozės ir inulino poveikį maistinių medžiagų virškinamumui, išmatų kokybei ir išmatų baltymų katabolitams sveikiems suaugusiems. šunys. Gyvūnų mokslų katedra. 81:3057–3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002a) Papildomi fruktooligosacharidai ir mananoligosacharidai daro įtaką imuninei funkcijai, klubinės žarnos ir viso trakto virškinimo traktui , mikrobų populiacijos ir baltymų katabolitų koncentracijos šunų storojoje žarnoje. J Nutr 132, 980-989.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb KA, Fahey, GCJr. (2002a) Fruktooligosacharidai ir Lactobacillus acidopilus modifikuoja žarnyno mikrobų populiacijas, bendrą maistinių medžiagų virškinamumą ir išmatų baltymų katabolitų koncentraciją sveikiems suaugusiems šunims. J Nutr 132, 3721-3731.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b) Papildomų fruktooligosacharidų ir mannoligosacharidų poveikis suaugusiųjų imuninei funkcijai ir klubinės žarnos bei išmatų mikrobų populiacijoms šunys. Arch Anim Nutr 56, 309-318.

Thompson, JS, Quigley, EM, Palmer, JM, West, WW, Adrian, TE (1996) Luminal trumpos grandinės riebalų rūgštys ir žarnyno adaptacija po rezekcijos. JPEN 20, 338-343.