Un sistem digestiv sănătos este important pentru asigurarea unei bariere fizice și imunologice pentru potențialii agenți patogeni din mediu și pentru extragerea și absorbția nutrienților din alimente pentru a satisface cerințele nutriționale ale animalului. În ultimii ani, a devenit din ce în ce mai evident că un microbiom sănătos joacă un rol vital în sănătatea digestivă și contribuie la menținerea sănătății și a bunăstării generale. Termenul „microbiom intestinal” se referă în mod specific la trilioane de microorganisme care trăiesc în tractul intestinal. În timp ce unele microorganisme sunt dăunătoare sănătății unui animal de companie, multe sunt incredibil de benefice și necesare pentru un organism sănătos. Microbii au capacitatea de a debloca și de a sintetiza nutrienți care au beneficii directe pentru animalul de companie. Mulți factori pot influența populația microbiomului, cum ar fi vârsta, dieta, mediul și antibioticele. Cu toate acestea, dietele sunt adesea suplimentate cu ingrediente pentru a ajuta la promovarea creșterii bacteriilor intestinale sănătoase pentru a susține cea mai bună sănătate intestinală. Pre-, pro- și post-biotice sunt doar câteva ingrediente care pot fi implicate în a ajuta la menținerea unui microbiom intestinal sănătos și a sănătății digestive.

Prebioticele au fost definite ca oligozaharide nedigerabile care stimulează creșterea și activitatea unui număr limitat de bacterii colonice rezidente (Gibson și Roberfroid, 1995), care pot avea un impact benefic asupra factorilor, inclusiv asupra sănătății digestive. Două exemple de prebiotice sunt Manan-oligozaharidele (MOS) și Fructo-oligozaharidele (FOS). FOS, oligofructoza și inulina sunt toate oligozaharide care se găsesc în mod natural în plante, inclusiv sfecla de zahăr, ceapa, usturoiul, sparanghelul, banana, anghinarea și cicoarea și ajută la menținerea sănătății bacteriilor intestinale.

Oligozaharidele de manan (MOS) și beta-glucanii sunt prebiotice izolate din pereții celulelor de drojdie și sunt denumite colectiv manani. MOS sunt legate de proteine ​​pentru a forma un strat de manoproteină localizat pe suprafața externă a celulei. MOS nu este digerat de enzimele digestive din intestinul subțire și ajunge structural neschimbat în intestinul gros. Lactobacilii și unele bifidobacterii metabolizează MOS și FOS pentru a forma acizi grași cu lanț scurt (SCFA) - sursa preferată de combustibil a enterocitelor, jucând un rol crucial în susținerea sănătății tractului intestinal. MOS este mai puțin fermentabil de către bacteriile intestinale decât fructooligozaharidele (FOS). Cu toate acestea, ele oferă efecte benefice în jurul sănătății digestive, care vor fi luate în considerare mai în profunzime mai târziu în acest articol.

Probioticele sunt microorganisme vii menite să mențină sau să crească numărul de bacterii „bune” (microfloră normală) din organism. Majoritatea probioticelor nu le plac temperaturile ridicate, umiditatea, presiunea și pH-ul extrem, ceea ce face dificilă încorporarea lor în hrana pentru animale de companie. Cele mai comune specii microbiene evaluate pentru probiotice pentru utilizare în alimente pentru animale de companie sunt Enterococcus faecium și Lactobacillus acidophilus (ambele bacterii lactice). Bacteriile folosesc fermentația pentru a produce acizi lactic și acetic, care scad pH-ul intestinal și inhibă creșterea anumitor bacterii potențial dăunătoare. Probioticele prezintă o abordare atrăgătoare pentru tratamentul și prevenirea multor afecțiuni, datorită potențialului lor de a fi eficiente și sigure și de a duce la o utilizare redusă a medicamentelor.

Postbioticele sunt compușii bioactivi și metaboliții benefici obținuți atunci când bacteriile intestinale prietenoase (probiotice) digeră/metaboliză/fermentează substraturile prebiotice. Comercial, postbioticele sunt produse prin procese precise de fermentație folosind microorganisme specifice (de exemplu drojdie) și substraturi. Potrivit Asociației Științifice Internaționale de Probiotice și Prebiotice (ISAPP), un postbiotic este un „preparat de microorganisme neînsuflețite și/sau componente ale acestora care conferă un beneficiu pentru sănătate gazdei”. Postbioticele pot conține celule microbiene neînsuflețite intacte și/sau fragmente cu sau fără metaboliți/produși finali. Postbioticele urmăresc să imite efectele terapeutice benefice ale probioticelor evitând în același timp riscul și provocările administrării de microorganisme vii. Interesul consumatorilor pentru postbiotice a înregistrat o creștere de 91% din 2018 până în 2019 (Kerry, 2020). Odată cu creșterea gradului de conștientizare și concentrare, este probabil că afirmațiile postbiotice vor fi văzute din ce în ce mai mult pe piața hranei și tratărilor pentru animale de companie.

FOS promovează creșterea bacteriilor intestinale prietenoase, cum ar fi bifidobacterii și lactobacili, deși unele rezultate inconsistente au fost observate în diferite studii. Hrănirea hranei uscate cu 1% (g/g) oligofructoză a influențat semnificativ profilul bacterian fecal la câinii sănătoși, observându-se creșteri ale numărului de bifidobacterii dar și ale speciilor potențial patogene, streptococi și clostridii (Beynen et al., 2002). Swanson şi colab. (2002a) au raportat rezultatele a 2 studii, fiecare efectuate cu 20 de câini. În primul studiu, suplimentarea cu FOS nu a dus la nicio modificare semnificativă în niciuna dintre populațiile microbiene fecale evaluate. În schimb, în ​​al doilea studiu, s-a observat o creștere semnificativă a bifidobacteriilor și o creștere nesemnificativă a populațiilor de lactobacili. Motivul acestor diferențe nu este clar, deoarece singura diferență dintre studii a fost că câinii din primul studiu erau puțin mai în vârstă și puțin mai grei decât câinii din al doilea studiu.

Într-un alt studiu la câini, modificările numărului de bifidobacteri fecale prin suplimentele alimentare cu FOS au fost influențate de conținutul de proteine ​​al dietei, cu o scădere a bifidobacteriilor observată la câinii hrăniți cu o dietă „scăzută” în proteine ​​și o creștere a bifidobacteriilor observată la câinii hrăniți cu un dieta „bogată” în proteine ​​(Pinna et al., 2018). Indiferent de conținutul de proteine ​​al dietei, suplimentarea cu FOS a crescut digestibilitatea aparentă a tractului total a mai multor minerale (Ca, Mg, Na, Zn și Fe; Pinna și colab., 2018). În mod similar, Beynen și colab. (2002) au raportat o creștere semnificativă a absorbției de magneziu și calciu la câinii hrăniți cu o dietă suplimentată cu oligofructoză. Un posibil mecanism de acțiune pentru creșterea absorbției mineralelor este acela că o scădere a pH-ului ileal (adică o creștere a acidificării) crește solubilitatea mineralelor, făcându-le mai disponibile pentru absorbție de către intestinul subțire.

FOS alimentar nu poate fi digerat de intestinul subțire și ajunge în intestinul gros structural nemodificat, unde sunt metabolizați de microflora intestinală pentru a forma acizi grași cu lanț scurt. Acizii grași cu lanț scurt produși prin acest proces în tractul gastrointestinal stimulează creșterea mucoasei și proliferarea celulelor epiteliale în intestinul subțire (Thompson și colab., 1996). Menținerea unei mucoase colonice sănătoase este importantă pentru a vă asigura că nutrienții sunt absorbiți în mod corespunzător și pentru a menține o funcție de barieră intestinală sănătoasă. O serie de studii au arătat că suplimentarea alimentară cu FOS/oligofructoză are ca rezultat o creștere a nivelului fecal de acizi grași cu lanț scurt (acetat, propionat și butirat) la câini (Swanson și colab., 2002b; Propst și colab., 2003) și butiratul fecal crescut la pisici (Barry et al., 2010).

Un studiu realizat de Barry și colegii (2010) sugerează că atât FOS, cât și pectina au fost surse eficiente de fibre în promovarea sănătății intestinale la pisici. Mai mult, FOS a avut beneficii crescute în comparație cu pectina, deoarece fructanii păreau să producă o populație microbiană mai benefică decât pectina. Studiul a concluzionat, de asemenea, că suplimentarea cu fibre fermentabile la 4% dintr-o dietă pentru pisici are succes în modificarea cataboliților proteici din scaun și a concentrațiilor microbiene.

Un studiu realizat de Grieshop și colegii (2004) asupra răspunsurilor gastrointestinale și imunologice ale câinilor seniori la cicoare și manan-oligozaharide sugerează că MOS și cicoarea modifică populațiile microbiene fecale și anumiți indici ai sistemului imunitar. Treizeci și patru de câini seniori au primit suplimente aleatoriu fie din cicoare 1%, MOS 1%, cicoare 1% și MOS 1% sau fără suplimente pentru o perioadă de referință de 4 săptămâni, urmată de o perioadă de tratament de 4 săptămâni. O creștere a aportului alimentar a fost observată în suplimentele alimentare cu MOS sau MOS și cicoare, iar acest lucru s-a datorat creșterii fibrelor fermentabile și scăderii conținutului energetic al dietei. S-a observat că suplimentarea cu cicoare crește digestibilitatea grăsimilor, iar cicoarea sau MOS au crescut concentrațiile de bifidobacterii fecale, în timp ce MOS a scăzut concentrațiile de E. coli fecale.

Un studiu conceput de Kore și colegii (2012) pentru a evalua efectul suplimentelor alimentare cu MOS asupra digestibilității nutrienților, indicilor sănătății intestinului posterior și a profilului metabolic plasmatic a constatat că suplimentarea cu MOS la 1% din substanța uscată din dietă a influențat pozitiv aportul de hrană, digestibilitatea fibrelor și markeri ai sănătății intestinului posterior. Studiul a folosit cinci câini adulți într-un design crossover complet. Câinii au fost hrăniți corespunzător cu o dietă de casă singuri sau suplimentată cu MOS (la nivel de 1%). Un studiu de digestie desfășurat la sfârșitul fiecărei perioade a arătat că aportul de substanță uscată pentru furaje și alți nutrienți a crescut atunci când este suplimentat cu MOS. Digestibilitatea fibrelor a fost îmbunătățită în grupul suplimentat cu MOS, în timp ce cea a altor nutrienți nu a fost afectată. Concentrația fecală mai mare de SCFA totale datorită suplimentării MOS a fost, de asemenea, recunoscută, iar adăugarea de MOS a avut tendința de a reduce coliformii fecali cu o creștere asociată a numărului de lactobacili în comparație cu dieta de control.

Pe scurt, ingredientele „biotice” devin o includere din ce în ce mai populară în alimentele pentru animale de companie. Este evident că există oportunități mari de marketing în jurul includerii lor, care este susținută de cercetări științifice care reflectă beneficiile utilizării lor.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, Fahey, GC Jr. (2010) Celuloza dietetică, fructooligozaharidele și pectina modifică cataboliții de proteine ​​​​fecale și populațiile microbiene la pisici adulte. 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) Profil bacterian fecal, excreția de azot și absorbția mineralelor la câinii sănătoși hrăniți cu oligofructoză suplimentară. J. Anim. Physiol. A. Anim. Nutr. 86 (2002), 298–305.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) Modularea dietetică a microbiotei colonice umane: introducerea conceptului de prebiotice. J Nutr 125, 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr. (2004) Răspunsurile gastrointestinale și imunologice ale câinilor seniori la cicoare și manan-oligozaharide. Arch Anim Nutr 58:483-494.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA și Kerley, MS (1995) Fructo-oligozaharidul dietetic, xilo-oligozaharidul și guma arabică au efecte variabile asupra microbiotei cecale și colonice și asupra proliferării celulelor epiteliale la șoareci și șobolani. J. Nutr. 125: 2604–2609.

Jenkins, DJA, Kendall, CWC, Vuksan, V. (1999) Inulină, oligofructoză și funcție intestinală. JNutr 129, 1431S-1433S.

Kerry (2020) Cerințele de sănătate digestivă pentru animalele de companie sunt în creștere. Sunt gata produsele tale? 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) Evaluarea mananoligozaharidei ca hrană funcțională prebiotică pentru câini: efect asupra digestibilității nutrienților, a sănătății intestinului posterior și a profilului metabolic al plasmei. 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) Influența proteinelor dietetice și a fructooligozaharidelor pe produsele finale fermentative fecale, populațiile bacteriene fecale și digestibilitatea totală a tractului aparent la câini. BMC Cercetare Veterinară. 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) Un experiment doză-răspuns care evaluează efectele oligofructozei și inulinei asupra digestibilității nutrienților, calității scaunului și cataboliților de proteine ​​​​fecale la adulți sănătoși. câini. Departamentul de Științe Animale. 81:3057–3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002a) Fructooligozaharidele și Mananoligozaharidele suplimentare influențează funcția imună, digestibilitățile ileale și ale tractului total , populațiile microbiene și concentrațiile de cataboliți proteici din intestinul gros al câinilor. J Nutr 132, 980-989.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb KA, Fahey, GCJr. (2002a) Fructooligozaharidele și Lactobacillus acidopilus modifică populațiile microbiene intestinale, digestibilitatea totală a nutrienților tractului și concentrațiile de cataboliți de proteine ​​​​fecale la câinii adulți sănătoși. J Nutr 132, 3721-3731.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b) Efectele fructooligozaharidelor suplimentare plus mananoligozaharide asupra funcției imune și populațiilor microbiene ileale și fecale la adulți câini. 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.