Zdrav prebavni sistem je pomemben za zagotavljanje fizične in imunološke ovire za potencialne patogene v okolju ter pridobivanje in absorpcijo hranilnih snovi iz hrane za izpolnjevanje prehranskih potreb živali. V zadnjih letih je postalo vse bolj očitno, da ima zdrav mikrobiom ključno vlogo pri zdravju prebave in prispeva k ohranjanju splošnega zdravja in dobrega počutja. Izraz 'črevesni mikrobiom' se posebej nanaša na trilijone mikroorganizmov, ki živijo v črevesnem traktu. Medtem ko so nekateri mikroorganizmi škodljivi za zdravje hišnega ljubljenčka, so mnogi izjemno koristni in potrebni za zdravo telo. Mikrobi imajo sposobnost odkleniti in sintetizirati hranila, ki neposredno koristijo ljubljenčku. Številni dejavniki lahko vplivajo na populacijo mikrobioma, kot so starost, prehrana, okolje in antibiotiki. Kljub temu so diete pogosto dopolnjene s sestavinami, ki pomagajo spodbujati rast zdravih črevesnih bakterij za podporo najboljšemu zdravju črevesja. Pre-, pro- in post-biotiki so le nekatere sestavine, ki lahko sodelujejo pri ohranjanju zdravega črevesnega mikrobioma in zdravja prebave.

Prebiotiki so opredeljeni kot neprebavljivi oligosaharidi, ki spodbujajo rast in aktivnost omejenega števila rezidenčnih bakterij debelega črevesa (Gibson in Roberfroid, 1995), kar lahko ugodno vpliva na dejavnike, vključno z zdravjem prebave. Dva primera prebiotikov sta Manan-oligosaharidi (MOS) in Frukto-oligosaharidi (FOS). FOS, oligofruktoza in inulin so vsi oligosaharidi, ki se naravno pojavljajo v rastlinah, vključno s sladkorno peso, čebulo, česnom, šparglji, banano, artičoko in cikorijo ter pomagajo ohranjati zdrave črevesne bakterije.

Manan oligosaharidi (MOS) in beta-glukani so prebiotiki, izolirani iz celičnih sten kvasovk in se imenujejo manani. MOS so povezani z beljakovinami, da tvorijo manoproteinsko plast, ki je lokalizirana na zunanji površini celice. MOS se ne prebavi s prebavnimi encimi v tankem črevesu in doseže debelo črevo strukturno nespremenjen. Laktobacili in nekatere bifidobakterije presnavljajo MOS in FOS, da tvorijo kratkoverižne maščobne kisline (SCFA) – prednostni vir goriva za enterocite, ki igrajo ključno vlogo pri podpiranju zdravja črevesnega trakta. Črevesne bakterije MOS manj fermentirajo kot fruktooligosaharide (FOS). Vendar zagotavljajo ugodne učinke na zdravje prebave, kar bo podrobneje obravnavano kasneje v tem članku.

Probiotiki so živi mikroorganizmi, namenjeni vzdrževanju ali povečanju števila »dobrih« bakterij (normalne mikroflore) v telesu. Večina probiotikov ne mara povišane temperature, vlage, pritiska in ekstremnih vrednosti pH, zaradi česar jih je težko vključiti v hrano za hišne živali. Najpogostejši mikrobni vrsti, ocenjeni za probiotike za uporabo v hrani za hišne živali, sta Enterococcus faecium in Lactobacillus acidophilus (obe mlečnokislinski bakteriji). Bakterije uporabljajo fermentacijo za proizvodnjo mlečne in ocetne kisline, ki znižujejo črevesni pH in zavirajo rast nekaterih potencialno škodljivih bakterij. Probiotiki predstavljajo privlačen pristop k zdravljenju in preprečevanju številnih stanj, ker so lahko učinkoviti in varni ter povzročijo zmanjšano uporabo zdravil.

Postbiotiki so bioaktivne spojine in koristni metaboliti, ki nastanejo, ko prijazne črevesne bakterije (probiotiki) prebavijo/presnavljajo/fermentirajo prebiotične substrate. Komercialno se postbiotiki proizvajajo z natančnimi procesi fermentacije z uporabo specifičnih mikroorganizmov (npr. kvasovk) in substratov. Po mnenju Mednarodnega znanstvenega združenja probiotikov in prebiotikov (ISAPP) je postbiotik „pripravek neživih mikroorganizmov in/ali njihovih komponent, ki koristi zdravju gostitelja“. Postbiotiki lahko vsebujejo nedotaknjene nežive mikrobne celice in/ali fragmente z ali brez metabolitov/končnih produktov. Cilj postbiotikov je posnemati koristne terapevtske učinke probiotikov, hkrati pa se izogniti tveganju in izzivom dajanja živih mikroorganizmov. Zanimanje potrošnikov za postbiotike je od leta 91 do 2018 naraslo za 2019 % (Kerry, 2020). Z naraščajočo ozaveščenostjo in osredotočenostjo je verjetno, da bodo trditve o postbiotikih vse pogosteje vidne na trgu hrane za hišne živali in priboljškov.

FOS spodbuja rast prijaznih črevesnih bakterij, kot so bifidobakterije in laktobacili, čeprav so v različnih študijah opazili nekatere nedosledne rezultate. Hranjenje s suho hrano z 1 % (m/m) oligofruktoze je pomembno vplivalo na fekalni bakterijski profil pri zdravih psih, s povečanjem števila bifidobakterij, pa tudi potencialno patogenih vrst, streptokokov in klostridij (Beynen et al., 2002). Swanson et al. (2002a) poroča o rezultatih dveh študij, od katerih je bila vsaka izvedena na 2 psih. V prvi študiji dodajanje FOS ni povzročilo pomembnih sprememb v nobeni od ocenjenih populacij fekalnih mikrobov. Nasprotno pa so v drugi študiji opazili znatno povečanje bifidobakterij in nepomembno povečanje populacij laktobacilov. Razlog za te razlike ni jasen, saj je bila edina razlika med študijama ta, da so bili psi v prvi študiji nekoliko starejši in nekoliko težji od psov v drugi študiji.

V drugi študiji pri psih je na spremembe v številu fekalnih bifidobakterij zaradi prehranskih dodatkov FOS vplivala vsebnost beljakovin v prehrani, pri čemer so opazili zmanjšanje bifidobakterij pri psih, ki so bili hranjeni z dieto z nizko vsebnostjo beljakovin, in povečanje bifidobakterij pri psih, hranjenih z 'visoko' beljakovinsko dieto (Pinna et al., 2018). Ne glede na vsebnost beljakovin v prehrani je dodatek FOS povečal navidezno celotno prebavljivost več mineralov (Ca, Mg, Na, Zn in Fe; Pinna et al., 2018). Podobno Beynen et al. (2002) so poročali o znatno povečani absorpciji magnezija in kalcija pri psih, hranjenih z dieto z dodatkom oligofruktoze. Možen mehanizem delovanja za povečano absorpcijo mineralov je, da znižanje pH v ileumu (tj. povečanje zakisanosti) poveča topnost mineralov, zaradi česar so bolj dostopni za absorpcijo v tankem črevesu.

Prehranskih FOS tanko črevo ne more prebaviti in strukturno nespremenjeni dosežejo debelo črevo, kjer jih črevesna mikroflora presnavlja v kratkoverižne maščobne kisline. Kratkoverižne maščobne kisline, ki nastanejo pri tem procesu v prebavnem traktu, spodbujajo rast sluznice in proliferacijo epitelijskih celic v tankem črevesu (Thompson et al., 1996). Ohranjanje zdrave sluznice debelega črevesa je pomembno za zagotovitev pravilne absorpcije hranil in ohranjanje zdrave črevesne pregrade. Številne študije so pokazale, da dodatek FOS/oligofruktoze v prehrani povzroči zvišanje ravni kratkoverižnih maščobnih kislin (acetat, propionat in butirat) v blatu pri psih (Swanson et al., 2002b; Propst et al., 2003) in povečan fekalni butirat pri mačkah (Barry et al., 2010).

Študija, ki so jo izvedli Barry in sodelavci (2010), kaže, da sta tako FOS kot pektin učinkovita vira vlaknin pri spodbujanju zdravja črevesja pri mačkah. Poleg tega je imel FOS večje koristi v primerjavi s pektinom, ker se je zdelo, da fruktani proizvajajo bolj koristno mikrobno populacijo kot pektin. Študija je tudi zaključila, da je dodatek fermentabilnih vlaknin v 4 % mačje prehrane uspešen pri spreminjanju katabolita beljakovin v blatu in koncentracije mikrobov.

Študija, ki so jo izvedli Grieshop in sodelavci (2004) o gastrointestinalnih in imunoloških odzivih starejših psov na cikorijo in manan-oligosaharide, kaže, da MOS in cikorija spremenita fekalne mikrobne populacije in nekatere kazalnike imunskega sistema. Štiriintrideset starejšim psom so naključno dodelili dodatke bodisi 1 % cikorije, 1 % MOS, 1 % cikorije in 1 % MOS ali brez dodatkov za 4-tedensko izhodiščno obdobje, čemur je sledilo 4-tedensko obdobje zdravljenja. Povečanje vnosa hrane so opazili pri prehranskih dopolnilih z MOS ali MOS in cikorijo, kar je bilo posledica povečanja fermentabilnih vlaknin in zmanjšanja energijske vsebnosti prehrane. Ugotovljeno je bilo, da dodatek cikorije poveča prebavljivost maščobe, cikorija ali MOS pa poveča koncentracijo bifidobakterij v blatu, MOS pa zmanjša koncentracijo E. coli v blatu.

Študija, ki so jo zasnovali Kore in njegovi sodelavci (2012) za oceno učinka prehranskih dopolnil MOS na prebavljivost hranil, indekse zdravja zadnjega črevesa in presnovni profil v plazmi, je pokazala, da je dodatek MOS pri 1 % suhe snovi v prehrani pozitivno vplival na vnos krme, prebavljivost vlaknin in označevalci zdravja zadnjega črevesa. Študija je uporabila pet odraslih psov v popolni navzkrižni zasnovi. Psi so bili ustrezno hranjeni samo z doma pripravljeno hrano ali z dodatkom MOS (na ravni 1 %). Prebavni poskus, ki je bil izveden na koncu vsakega obdobja, je pokazal, da se je vnos suhe krmne snovi in ​​drugih hranil povečal ob dodatku MOS. Prebavljivost vlaknin se je v skupini, ki je prejemala MOS, izboljšala, medtem ko prebavljivost drugih hranil ni bila prizadeta. Ugotovljena je bila tudi višja fekalna koncentracija skupnih SCFA zaradi dodatka MOS, dodatek MOS pa je zmanjšal fekalne koliforme s povezanim povečanjem števila laktobacilov v primerjavi s kontrolno dieto.

Če povzamemo, "biotske" sestavine postajajo vse bolj priljubljena vključitev v hrano za hišne živali. Očitno je, da obstajajo velike priložnosti za trženje v zvezi z njihovo vključitvijo, kar je podprto z znanstvenimi raziskavami, ki odražajo koristi njihove uporabe.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, Fahey, GC Jr. (2010) Prehranska celuloza, fruktooligosaharidi in pektin spreminjajo katabolite fekalnih beljakovin in mikrobne populacije pri odraslih mačkah. 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) Fekalni bakterijski profil, izločanje dušika in absorpcija mineralov pri zdravih psih, hranjenih z dodatkom oligofruktoze. J. Anim. Physiol. a. Anim. Nutr. 86 (2002), 298–305.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) Prehranska modulacija mikrobiote človeškega debelega črevesa: Predstavitev koncepta prebiotikov. J Nutr 125, 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr. (2004) Gastrointestinalni in imunološki odzivi starejših psov na cikorijo in manan-oligosaharide. Arch Anim Nutr 58: 483-494.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA & Kerley, MS (1995) Prehranski fruktooligosaharid, ksilooligosaharid in arabski gumi imajo različne učinke na mikrobioto slepega in debelega črevesa ter proliferacijo epitelijskih celic pri miših in podganah. J. Nutr. 125: 2604–2609.

Jenkins, DJA, Kendall, CWC, Vuksan, V. (1999) Inulin, oligofruktoza in črevesna funkcija. JNutr 129, 1431S-1433S.

Kerry (2020) Zahteve po zdravju prebave hišnih ljubljenčkov naraščajo. Ali so vaši izdelki pripravljeni? 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) Vrednotenje mananoligosaharida kot prebiotične funkcionalne hrane za pse: Vpliv na prebavljivost hranil, zdravje zadnjega črevesa in presnovni profil v plazmi. 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) Vpliv prehranskih beljakovin in fruktooligosaharidov na fekalne fermentativne končne produkte, fekalne bakterijske populacije in navidezno celotno prebavljivost trakta pri psih. BMC Veterinary Research. 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) Eksperiment odziva na odmerek, ki ocenjuje učinke oligofruktoze in inulina na prebavljivost hranil, kakovost blata in katabolite fekalnih beljakovin pri zdravih odraslih psi. Oddelek za zootehnike. 81: 3057–3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002a) Dodatni fruktooligosaharidi in mananoligosaharidi vplivajo na imunsko funkcijo, prebavljivost črevesja in celotnega trakta , mikrobne populacije in koncentracije beljakovinskih katabolitov v debelem črevesu psov. J Nutr 132, 980-989.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb KA, Fahey, GCJr. (2002a) Fruktooligosaharidi in Lactobacillus acidopilus spreminjajo populacije črevesnih mikrobov, prebavljivost hranil v celotnem traktu in koncentracije fekalnega katabolita beljakovin pri zdravih odraslih psih. J Nutr 132, 3721-3731.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b) Učinki dodatnih fruktooligosaharidov in mananoligosaharidov na imunsko funkcijo ter populacije ilealnih in fekalnih mikrobov pri odraslih psi. Arch Anim Nutr 56, 309-318.

Thompson, JS, Quigley, EM, Palmer, JM, West, WW, Adrian, TE (1996) Luminalne kratkoverižne maščobne kisline in postresekcijska črevesna prilagoditev. JPEN 20, 338-343.