Zdravý tráviaci systém je dôležitý pre poskytovanie fyzickej a imunologickej bariéry pre potenciálne patogény v prostredí a pre extrakciu a absorpciu živín z potravy, aby sa splnili nutričné ​​požiadavky zvieraťa. V posledných rokoch sa čoraz viac ukazuje, že zdravý mikrobióm hrá zásadnú úlohu v zdraví trávenia a prispieva k udržaniu celkového zdravia a pohody. Pojem „črevný mikrobióm“ konkrétne označuje bilióny mikroorganizmov žijúcich v črevnom trakte. Zatiaľ čo niektoré mikroorganizmy sú škodlivé pre zdravie domáceho maznáčika, mnohé sú neuveriteľne prospešné a potrebné pre zdravé telo. Mikróby majú schopnosť odblokovať a syntetizovať živiny, ktoré majú priamy prínos pre domáce zviera. Populáciu mikrobiómu môže ovplyvniť veľa faktorov, ako je vek, strava, prostredie a antibiotiká. Napriek tomu sú diéty často doplnené prísadami, ktoré pomáhajú podporovať rast zdravých črevných baktérií na podporu najlepšieho zdravia čriev. Pre-, Pro- a Post-biotiká sú len niektoré zložky, ktoré sa môžu podieľať na udržaní zdravého črevného mikrobiómu a trávenia.

Prebiotiká boli definované ako nestráviteľné oligosacharidy, ktoré stimulujú rast a aktivitu obmedzeného počtu rezidentných baktérií v hrubom čreve (Gibson a Roberfroid, 1995), čo môže mať priaznivý vplyv na faktory, vrátane zdravia tráviaceho traktu. Dva príklady prebiotík sú mannan-oligosacharidy (MOS) a frukto-oligosacharidy (FOS). FOS, oligofruktóza a inulín sú všetky oligosacharidy, ktoré sa prirodzene vyskytujú v rastlinách vrátane cukrovej repy, cibule, cesnaku, špargle, banánu, artičoky a čakanky a pomáhajú udržiavať zdravé črevné baktérie.

Manánové oligosacharidy (MOS) a beta-glukány sú prebiotiká izolované z bunkových stien kvasiniek a súhrnne sa nazývajú manány. MOS sú spojené s proteínmi, aby vytvorili manoproteínovú vrstvu lokalizovanú na vonkajšom povrchu bunky. MOS nie je trávený tráviacimi enzýmami v tenkom čreve a do hrubého čreva sa dostáva štrukturálne nezmenený. Laktobacily a niektoré bifidobaktérie metabolizujú MOS a FOS za vzniku mastných kyselín s krátkym reťazcom (SCFA) – preferovaného zdroja paliva pre enterocyty, ktorý hrá kľúčovú úlohu pri podpore zdravia črevného traktu. MOS je menej fermentovateľný črevnými baktériami ako fruktooligosacharidy (FOS). Poskytujú však priaznivé účinky na zdravie tráviaceho traktu, ktorým sa budeme podrobnejšie venovať neskôr v tomto článku.

Probiotiká sú živé mikroorganizmy určené na udržanie alebo zvýšenie počtu „dobrých“ baktérií (normálnej mikroflóry) v tele. Väčšina probiotík nemá rada zvýšenú teplotu, vlhkosť, tlak a extrémne hodnoty pH, preto je náročné ich začleniť do krmiva pre domáce zvieratá. Najbežnejšie mikrobiálne druhy hodnotené z hľadiska probiotík na použitie v krmivách pre domáce zvieratá sú Enterococcus faecium a Lactobacillus acidophilus (obe baktérie mliečneho kvasenia). Baktérie využívajú fermentáciu na produkciu kyseliny mliečnej a octovej, ktoré znižujú črevné pH a inhibujú rast určitých potenciálne škodlivých baktérií. Probiotiká predstavujú príťažlivý prístup k liečbe a prevencii mnohých stavov, pretože majú potenciál byť účinné a bezpečné a viesť k zníženému používaniu liekov.

Postbiotiká sú bioaktívne zlúčeniny a prospešné metabolity, ktoré vznikajú, keď priateľské črevné baktérie (probiotiká) trávia/metabolizujú/fermentujú prebiotické substráty. Komerčne sa postbiotiká vyrábajú pomocou presných fermentačných procesov s použitím špecifických mikroorganizmov (napr. kvasiniek) a substrátov. Podľa Medzinárodnej vedeckej asociácie probiotík a prebiotík (ISAPP) je postbiotikum „prípravok neživých mikroorganizmov a/alebo ich zložiek, ktorý hostiteľovi prináša zdravotné výhody“. Postbiotiká môžu obsahovať intaktné neživé mikrobiálne bunky a/alebo fragmenty s alebo bez metabolitov/koncových produktov. Postbiotiká majú za cieľ napodobňovať priaznivé terapeutické účinky probiotík a zároveň sa vyhýbať riziku a problémom spojeným s podávaním živých mikroorganizmov. Záujem spotrebiteľov o postbiotiká zaznamenal od roku 91 do roku 2018 nárast o 2019 % (Kerry, 2020). S rastúcim povedomím a zameraním je pravdepodobné, že postbiotické tvrdenia sa budú čoraz častejšie objavovať na trhu s krmivami a pochúťkami pre domáce zvieratá.

FOS podporuje rast priateľských črevných baktérií, ako sú bifidobaktérie a laktobacily, hoci v rôznych štúdiách boli pozorované niektoré nekonzistentné výsledky. Kŕmenie suchého krmiva s 1 % (w/w) oligofruktózy významne ovplyvnilo fekálny bakteriálny profil u zdravých psov, pričom sa zvýšil počet bifidobaktérií, ale aj potenciálne patogénnych druhov, streptokokov a klostrídií (Beynen et al., 2002). Swanson a kol. (2002a) uviedli výsledky 2 štúdií, z ktorých každá bola vykonaná s 20 psami. V prvej štúdii suplementácia FOS neviedla k žiadnym významným zmenám v žiadnej z hodnotených fekálnych mikrobiálnych populácií. Naopak, v druhej štúdii bol pozorovaný významný nárast bifidobaktérií a nevýznamný nárast populácie laktobacilov. Dôvod týchto rozdielov je nejasný, keďže jediný rozdiel medzi štúdiami bol v tom, že psi v prvej štúdii boli o niečo starší a o niečo ťažší ako psi v druhej štúdii.

V ďalšej štúdii na psoch boli zmeny v počte fekálnych bifidobaktérií v dôsledku suplementácie FOS v potrave ovplyvnené obsahom bielkovín v strave, pričom pokles bifidobaktérií bol pozorovaný u psov kŕmených diétou s nízkym obsahom bielkovín a zvýšený počet bifidobaktérií u psov kŕmených „vysokobielkovinová“ diéta (Pinna et al., 2018). Bez ohľadu na obsah bielkovín v strave, suplementácia FOS zvýšila zdanlivú celkovú stráviteľnosť traktu niekoľkých minerálov (Ca, Mg, Na, Zn a Fe; Pinna et al., 2018). Podobne Beynen a kol. (2002) uviedli významne zvýšenú absorpciu horčíka a vápnika u psov kŕmených diétou s doplnkom oligofruktózy. Možným mechanizmom účinku na zvýšenú absorpciu minerálov je, že zníženie pH v ileu (tj zvýšenie okyslenia) zvyšuje rozpustnosť minerálov, čím sa stávajú dostupnejšími pre absorpciu tenkým črevom.

Diétne FOS nemôžu byť trávené tenkým črevom a dostávajú sa do hrubého čreva štrukturálne nezmenené, kde sú metabolizované črevnou mikroflórou za vzniku mastných kyselín s krátkym reťazcom. Mastné kyseliny s krátkym reťazcom produkované týmto procesom v gastrointestinálnom trakte stimulujú rast sliznice a proliferáciu epitelových buniek v tenkom čreve (Thompson et al., 1996). Udržiavanie zdravej sliznice hrubého čreva je dôležité na zabezpečenie správneho vstrebávania živín a zachovania zdravej funkcie črevnej bariéry. Množstvo štúdií ukázalo, že suplementácia FOS/oligofruktózy v potrave má za následok zvýšenie hladín mastných kyselín s krátkym reťazcom (acetát, propionát a butyrát) v stolici u psov (Swanson a kol., 2002b; Propst a kol., 2003) a zvýšený fekálny butyrát u mačiek (Barry et al., 2010).

Štúdia vykonaná Barrym a kolegami (2010) naznačuje, že FOS aj pektín boli účinnými zdrojmi vlákniny pri podpore zdravia čriev u mačiek. Okrem toho mal FOS v porovnaní s pektínom zvýšené výhody, pretože sa zdá, že fruktány produkujú prospešnejšiu mikrobiálnu populáciu ako pektín. Štúdia tiež dospela k záveru, že suplementácia fermentovateľnej vlákniny v množstve 4 % mačacej stravy je úspešná pri úprave katabolitu bielkovín v stolici a mikrobiálnych koncentrácií.

Štúdia vykonaná Grieshopom a kolegami (2004) o gastrointestinálnych a imunologických odpovediach starších psov na čakanku a manán-oligosacharidy naznačuje, že MOS a čakanka menia fekálne mikrobiálne populácie a určité ukazovatele imunitného systému. Tridsaťštyri starším psom boli náhodne pridelené doplnky buď 1% čakanky, 1% MOS, 1% čakanky a 1% MOS alebo žiadne doplnky počas 4-týždňového základného obdobia, po ktorom nasledovalo 4-týždňové obdobie liečby. Zvýšený príjem potravy bol zaznamenaný pri suplementácii stravy s MOS alebo MOS a čakankou, a to v dôsledku zvýšenia fermentovateľnej vlákniny a zníženia energetického obsahu stravy. Bolo pozorované, že suplementácia čakankou zvyšuje stráviteľnosť tukov a čakanka alebo MOS zvýšili koncentrácie fekálnych bifidobaktérií, zatiaľ čo MOS znížili koncentrácie E. coli v stolici.

Štúdia navrhnutá Koreom a kolegami (2012) na posúdenie vplyvu doplnkov stravy MOS na stráviteľnosť živín, zdravotné indexy zadného čreva a metabolický profil plazmy zistila, že suplementácia MOS vo výške 1 % sušiny stravy pozitívne ovplyvnila príjem krmiva, stráviteľnosť vlákniny a markery zdravia zadného čreva. Štúdia použila päť dospelých psov v úplnom crossover dizajne. Psy boli primerane kŕmené domácou stravou samotnou alebo doplnenou MOS (na úrovni 1 %). Skúška trávenia vykonaná na konci každého obdobia odhalila, že príjem sušiny a iných živín sa zvýšil, keď sa doplnil MOS. Stráviteľnosť vlákniny sa zlepšila v skupine s doplnkom MOS, zatiaľ čo stráviteľnosť ostatných živín nebola ovplyvnená. Rozpoznala sa aj vyššia koncentrácia celkových SCFA v stolici v dôsledku suplementácie MOS a pridanie MOS malo tendenciu znižovať fekálne koliformné baktérie so súvisiacim zvýšením počtu laktobacilov v porovnaní s kontrolnou diétou.

Stručne povedané, „biotické“ zložky sa stávajú čoraz populárnejšou súčasťou krmív pre domáce zvieratá. Je zrejmé, že okolo ich zaradenia existujú veľké marketingové príležitosti, čo je podporené vedeckým výskumom odrážajúcim výhody ich používania.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, Fahey, GC Jr. (2010) Diétna celulóza, fruktooligosacharidy a pektín modifikujú fekálne proteínové katabolity a mikrobiálne populácie u dospelých mačiek. 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) Fekálny bakteriálny profil, vylučovanie dusíka a absorpcia minerálov u zdravých psov kŕmených doplnkovou oligofruktózou. J. Anim. Physiol. a. Anim. Nutr. 86 (2002), 298-305.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) Diétna modulácia ľudskej črevnej mikrobioty: Predstavenie konceptu prebiotík. J Nutr 125, 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr. (2004) Gastrointestinálne a imunologické odpovede starších psov na čakanku a mannan-oligosacharidy. Arch Anim Nutr 58:483-494.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA & Kerley, MS (1995) Diétne fruktooligosacharidy, xylooligosacharidy a arabská guma majú rôzne účinky na mikrobiotu slepého čreva a hrubého čreva a proliferáciu epitelových buniek u myší a potkanov. J. Nutr. 125: 2604-2609.

Jenkins, DJA, Kendall, CWC, Vuksan, V. (1999) Inulín, oligofruktóza a črevné funkcie. JNutr 129, 1431S-1433S.

Kerry (2020) Nároky na zdravie tráviaceho traktu pre domáce zvieratá rastú. Sú vaše produkty pripravené? 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) Hodnotenie mananoligosacharidu ako prebiotickej funkčnej potravy pre psov: Vplyv na stráviteľnosť živín, zdravie zadného čreva a metabolický profil plazmy. 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) Vplyv diétnych bielkovín a fruktooligosacharidov na fekálnych fermentačných konečných produktoch, fekálnych bakteriálnych populáciách a zjavnej celkovej stráviteľnosti traktu u psov. Veterinárny výskum BMC. 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) Experiment s reakciou na dávku hodnotiaci účinky oligofruktózy a inulínu na stráviteľnosť živín, kvalitu stolice a fekálne proteínové katabolity u zdravých dospelých jedincov psov. Katedra vied o zvieratách. 81:3057-3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002a) Doplnkové fruktooligosacharidy a mannanoligosacharidy ovplyvňujú imunitné funkcie, trávenie a celkový trakt mikrobiálne populácie a koncentrácie proteínových katabolitov v hrubom čreve psov. J Nutr 132, 980-989.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb KA, Fahey, GCJr. (2002a) Fruktooligosacharidy a Lactobacillus acidopilus modifikujú črevné mikrobiálne populácie, celkovú stráviteľnosť živín v trakte a koncentrácie fekálnych proteínových katabolitov u zdravých dospelých psov. J Nutr 132, 3721-3731.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b) Účinky doplnkových fruktooligosacharidov plus mananoligosacharidov na imunitné funkcie a ileálne a fekálne mikrobiálne populácie psov. Arch Anim Nutr 56, 309-318.

Thompson, JS, Quigley, EM, Palmer, JM, West, WW, Adrian, TE (1996) Luminálne mastné kyseliny s krátkym reťazcom a postresekčná adaptácia čreva. JPEN 20, 338-343.