Ett hälsosamt matsmältningssystem är viktigt för att tillhandahålla en fysisk och immunologisk barriär mot potentiella patogener i miljön och för att extrahera och absorbera näringsämnen från maten för att möta djurets näringsbehov. Under de senaste åren har det blivit alltmer uppenbart att en hälsosam mikrobiom spelar en viktig roll för matsmältningshälsa och bidrar till att upprätthålla allmän hälsa och välbefinnande. Termen "tarmmikrobiom" syftar specifikt på de biljoner mikroorganismer som lever i tarmkanalen. Medan vissa mikroorganismer är skadliga för ett husdjurs hälsa, är många otroligt nyttiga och nödvändiga för en frisk kropp. Mikrober har förmågan att låsa upp och syntetisera näringsämnen som har direkta fördelar för husdjuret. Många faktorer kan påverka populationen av mikrobiomet, såsom ålder, kost, miljö och antibiotika. Ändå kompletteras dieter ofta med ingredienser för att främja tillväxten av friska tarmbakterier för att stödja den bästa tarmhälsan. Pre-, Pro- och Post-biotika är bara några få ingredienser som kan bidra till att bibehålla en hälsosam tarmmikrobiom och matsmältningshälsa.

Prebiotika har definierats som icke-smältbara oligosackarider som stimulerar tillväxten och aktiviteten hos ett begränsat antal inhemska kolonbakterier (Gibson och Roberfroid, 1995), vilket kan ha en gynnsam inverkan på faktorer, inklusive matsmältningshälsa. Två exempel på prebiotika är Mannan-oligosackarider (MOS) och Frukto-oligosackarider (FOS). FOS, oligofruktos och inulin är alla oligosackarider som förekommer naturligt i växter, inklusive sockerbetor, lök, vitlök, sparris, banan, kronärtskocka och cikoria och hjälper till att upprätthålla friska tarmbakterier.

Mannan-oligosackarider (MOS) och beta-glukaner är prebiotika isolerade från jästcellväggar och kallas gemensamt för mannaner. MOS är kopplade till proteiner för att bilda ett mannoproteinlager lokaliserat till den yttre ytan av cellen. MOS smälts inte av matsmältningsenzymer i tunntarmen och når tjocktarmen strukturellt oförändrad. Laktobaciller och vissa bifidobakterier metaboliserar MOS och FOS för att bilda kortkedjiga fettsyror (SCFA) – den föredragna bränslekällan för enterocyter, som spelar en avgörande roll för att stödja hälsan i tarmkanalen. MOS är mindre fermenterbart av tarmbakterier än fruktooligosackarider (FOS). Men de ger fördelaktiga effekter kring matsmältningshälsa, vilket kommer att övervägas mer på djupet senare i denna artikel.

Probiotika är levande mikroorganismer avsedda att bibehålla eller öka antalet "bra" bakterier (normal mikroflora) i kroppen. De flesta probiotika gillar inte förhöjd temperatur, fukt, tryck och extrema pH-värden, vilket gör det svårt att införliva dem i foder för husdjur. De vanligaste mikrobiella arterna som utvärderas för probiotika för användning i sällskapsdjursfoder är Enterococcus faecium och Lactobacillus acidophilus (båda mjölksyrabakterier). Bakterierna använder jäsning för att producera mjölk- och ättiksyror, som sänker tarmens pH och hämmar tillväxten av vissa potentiellt skadliga bakterier. Probiotika är ett tilltalande tillvägagångssätt för behandling och förebyggande av många tillstånd på grund av deras potential att vara effektiva och säkra och leda till minskad användning av läkemedel.

Postbiotika är de bioaktiva föreningarna och nyttiga metaboliter som skapas när vänliga tarmbakterier (probiotika) smälter/metaboliserar/fermenterar prebiotiska substrat. Kommersiellt produceras postbiotika genom exakta fermenteringsprocesser med användning av specifika mikroorganismer (t.ex. jäst) och substrat. Enligt International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) är en postbiotika en "beredning av livlösa mikroorganismer och/eller deras komponenter som ger värden en hälsofördel". Postbiotika kan innehålla intakta livlösa mikrobiella celler och/eller fragment med eller utan metaboliter/slutprodukter. Postbiotika syftar till att efterlikna de fördelaktiga terapeutiska effekterna av probiotika samtidigt som man undviker riskerna och utmaningarna med att administrera levande mikroorganismer. Konsumenternas intresse för postbiotika ökade med 91 % från 2018 till 2019 (Kerry, 2020). Med ökad medvetenhet och fokus är det troligt att postbiotikapåståenden i allt högre grad kommer att ses på marknaden för foder och godsaker för sällskapsdjur.

FOS främjar tillväxten av vänliga tarmbakterier som bifidobakterier och laktobaciller, även om vissa inkonsekventa resultat har observerats i olika studier. Utfodring av torrfoder med 1 % (vikt/vikt) oligofruktos påverkade signifikant den fekala bakterieprofilen hos friska hundar, med ökningar av antalet bifidobakterier men även potentiellt patogena arter, streptokocker och klostridier (Beynen et al., 2002). Swanson et al. (2002a) rapporterade resultaten från 2 studier, var och en utförd med 20 hundar. I den första studien resulterade FOS-tillskott inte i några signifikanta förändringar i någon av de utvärderade fekala mikrobiella populationerna. Däremot sågs i den andra studien en signifikant ökning av bifidobakterier och en icke-signifikant ökning av laktobacillipopulationer. Orsaken till dessa skillnader är oklar, eftersom den enda skillnaden mellan studierna var att hundarna i den första studien var något äldre och något tyngre än hundarna i den andra studien.

I en annan studie på hundar påverkades förändringar i antalet bifidobakterier i avföring genom kosttillskott av FOS av proteininnehållet i kosten, med en minskning av bifidobakterier hos hundar som fick en "låg" proteindiet och en ökning av bifidobakterier hos hundar som matades med en "hög" proteindiet (Pinna et al., 2018). Oavsett proteininnehållet i kosten ökade FOS-tillskott den skenbara totala smältbarheten av flera mineraler (Ca, Mg, Na, Zn och Fe; Pinna et al., 2018). På liknande sätt har Beynen et al. (2002) rapporterade signifikant ökad magnesium- och kalciumabsorption hos hundar som fick en diet med oligofruktostillskott. En möjlig verkningsmekanism för den ökade mineralabsorptionen är att en minskning av ilealt pH (dvs en ökning av försurningen) ökar mineralernas löslighet, vilket gör dem mer tillgängliga för absorption i tunntarmen.

Dietary FOS kan inte smältas av tunntarmen och når tjocktarmen strukturellt oförändrad, där de metaboliseras av tarmens mikroflora för att bilda kortkedjiga fettsyror. De kortkedjiga fettsyrorna som produceras av denna process i mag-tarmkanalen stimulerar mukosal tillväxt och epitelcellsproliferation i tunntarmen (Thompson et al., 1996). Att upprätthålla en frisk tjocktarmsslemhinna är viktigt för att säkerställa att näringsämnen absorberas ordentligt och att en hälsosam tarmbarriärfunktion upprätthålls. Ett antal studier har visat att kosttillskott av FOS/oligofruktos resulterar i en ökning av fekala nivåer av kortkedjiga fettsyror (acetat, propionat och butyrat) hos hundar (Swanson et al., 2002b; Propst et al., 2003) och ökat fekalt butyrat hos katter (Barry et al., 2010).

En studie utförd av Barry och kollegor (2010) tyder på att både FOS och pektin var effektiva fiberkällor för att främja tarmhälsa hos katter. Dessutom hade FOS ökade fördelar jämfört med pektin eftersom fruktanerna verkade producera en mer fördelaktig mikrobiell population än pektin. Studien drog också slutsatsen att tillskott av fermenterbara fibrer på 4 % av en kattdiet är framgångsrikt för att modifiera avföringsproteinkataboliter och mikrobiella koncentrationer.

En studie utförd av Grieshop och kollegor (2004) av de gastrointestinala och immunologiska svaren hos äldre hundar på cikoria och mannan-oligosackarider tyder på att MOS och cikoria förändrar avföringsmikrobiella populationer och vissa index i immunsystemet. Trettiofyra seniorhundar tilldelades slumpmässigt tillskott av antingen 1 % cikoria, 1 % MOS, 1 % cikoria och 1 % MOS eller inget tillskott under en 4-veckors baslinjeperiod, följt av en 4-veckors behandlingsperiod. Ett ökat födointag noterades vid kosttillskott med MOS eller MOS och cikoria, och detta berodde på en ökning av fermenterbara fibrer och en minskning av kostens energiinnehåll. Cikoriatillskott sågs öka fettsmältbarheten, och cikoria eller MOS ökade koncentrationerna av fekala bifidobakterier, medan MOS minskade fekala E. coli-koncentrationer.

En studie designad av Kore och kollegor (2012) för att bedöma effekten av kosttillskott av MOS på näringssmältbarhet, baktarmshälsoindex och plasmametabolisk profil fann att tillskott av MOS med 1 % av kostens torrsubstans positivt påverkade foderintag, fibersmältbarhet och markörer för baktarmens hälsa. Studien använde fem vuxna hundar i en komplett crossover-design. Hundarna matades i enlighet därmed med en hemmagjord diet ensam eller kompletterad med MOS (på 1 % nivå). Ett matsmältningsförsök som genomfördes i slutet av varje period visade att intaget av torrfoder och andra näringsämnen ökade när de kompletterades med MOS. Fibers smältbarhet förbättrades i den MOS-kompletterade gruppen, medan den för andra näringsämnen inte påverkades. Den högre fekala koncentrationen av totala SCFA på grund av MOS-tillskott erkändes också, och tillägg av MOS tenderade att minska fekala koliformer med en associerad ökning av antalet laktobaciller jämfört med kontrolldieten.

Sammanfattningsvis blir "biotiska" ingredienser en alltmer populär inkludering inom husdjursfoder. Det är uppenbart att det finns stora marknadsföringsmöjligheter kring deras inkludering, vilket stöds av vetenskaplig forskning som återspeglar fördelarna med deras användning.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, Fahey, GC Jr. (2010) Dietcellulosa, fruktooligosackarider och pektin modifierar fekala proteinkataboliter och mikrobiella populationer hos vuxna katter. J Anima 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) Fekal bakterieprofil, kväveutsöndring och mineralabsorption hos friska hundar som utfodras med oligofruktos. J. Anim. Physiol. a. Anim. Nutr. 86 (2002), 298–305.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) Dietmodulering av den mänskliga kolonmikrobiotan: Introduktion av begreppet prebiotika. J Nutr 125, 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr. (2004) Gastrointestinala och immunologiska svar hos äldre hundar på cikoria och mannan-oligosackarider. Arch Anima Nutr 58:483-494.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA & Kerley, MS (1995) Fruktooligosackarid i kosten, xylooligosackarid och gummi arabicum har varierande effekter på cekal och kolonmikrobiota och epitelcellsproliferation hos möss och råttor. J. Nutr. 125: 2604–2609.

Jenkins, DJA, Kendall, CWC, Vuksan, V. (1999) Inulin, oligofruktos och tarmfunktion. JNutr 129, 1431S-1433S.

Kerry (2020) Kraven på matsmältningshälsan för husdjur växer. Är dina produkter redo? 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) Utvärdering av mannanoligosackarid som prebiotisk funktionell mat för hundar: Effekt på näringssmältbarhet, baktarmshälsa och plasmametabolisk profil. Ind J Anima Sci 82 (1): 81-86.

Pinna, C., Giuditta Vecchiato, C., Bolduan, C., Grandi, M., Stefanelli, C., Windisch, W., Zaghini, G., Biagi, G., (2018) Influence of dietary protein and fructooligosackarides på fekala fermentativa slutprodukter, fekala bakteriepopulationer och uppenbar total kanal smältbarhet hos hundar. BMC Veterinärforskning. 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) Ett dos-responsexperiment som utvärderar effekterna av oligofruktos och inulin på näringsämnessmältbarhet, avföringskvalitet och fekala proteinkataboliter hos friska vuxna hundar. Institutionen för husdjursvetenskap. 81:3057–3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002a) Kompletterande fruktooligosackarider och mannanoligosackarider påverkar immunfunktionen, ileala och totala magsmältningskanalen , mikrobiella populationer och koncentrationer av proteinkataboliter i tjocktarmen hos hundar. J Nutr 132, 980-989.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb KA, Fahey, GCJr. (2002a) Fruktooligosackarider och Lactobacillus acidopilus modifierar tarmmikrobiella populationer, totala näringsämnens smältbarhet och fekala proteinkataboliter hos friska vuxna hundar. J Nutr 132, 3721-3731.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b) Effekter av kompletterande fruktooligosackarider plus mannanoligosackarider på immunfunktion och ileala och fekala mikrobiella populationer i vuxna hundar. Arch Animal Nutr 56, 309-318.

Thompson, JS, Quigley, EM, Palmer, JM, West, WW, Adrian, TE (1996) Luminala kortkedjiga fettsyror och tarmanpassning efter resektion. JPEN 20, 338-343.