Sağlıklı bir sindirim sistemi, çevredeki potansiyel patojenlere karşı fiziksel ve immünolojik bir bariyer sağlamak ve hayvanın beslenme gereksinimlerini karşılamak için besinleri gıdalardan çıkarmak ve emmek için önemlidir. Son yıllarda, sağlıklı bir mikrobiyomun sindirim sağlığında hayati bir rol oynadığı ve genel sağlık ve esenliğin korunmasına katkıda bulunduğu giderek daha belirgin hale geldi. Bağırsak mikrobiyomu terimi, özellikle bağırsak sisteminde yaşayan trilyonlarca mikroorganizmayı ifade eder. Bazı mikroorganizmalar bir evcil hayvanın sağlığına zararlı olsa da birçoğu inanılmaz derecede faydalıdır ve sağlıklı bir vücut için gereklidir. Mikroplar, evcil hayvana doğrudan faydaları olan besin maddelerinin kilidini açma ve sentezleme yeteneğine sahiptir. Yaş, diyet, çevre ve antibiyotikler gibi birçok faktör mikrobiyom popülasyonunu etkileyebilir. Yine de, en iyi bağırsak sağlığını desteklemek için sağlıklı bağırsak bakterilerinin büyümesini teşvik etmeye yardımcı olmak için diyetler genellikle bileşenlerle desteklenir. Pre-, Pro- ve Post-biyotikler, sağlıklı bir bağırsak mikrobiyomunun ve sindirim sağlığının korunmasına yardımcı olabilecek birkaç bileşendir.

Prebiyotikler, sınırlı sayıda yerleşik kolonik bakterinin büyümesini ve aktivitesini uyaran sindirilemeyen oligosakkaritler olarak tanımlanmıştır (Gibson ve Roberfroid, 1995), bu da sindirim sağlığı da dahil olmak üzere faktörler üzerinde yararlı bir etkiye sahip olabilir. Prebiyotiklerin iki örneği, Mannan-oligosakkaritler (MOS) ve Frukto-oligosakkaritlerdir (FOS). FOS, oligofruktoz ve inülin, şeker pancarı, soğan, sarımsak, kuşkonmaz, muz, enginar ve hindiba gibi bitkilerde doğal olarak bulunan ve sağlıklı bağırsak bakterilerinin korunmasına yardımcı olan oligosakkaritlerdir.

Mannan oligosakkaritler (MOS) ve beta-glukanlar, maya hücre duvarlarından izole edilen prebiyotiklerdir ve topluca mannan olarak adlandırılırlar. MOS, hücrenin dış yüzeyine lokalize bir mannoprotein tabakası oluşturmak için proteinlere bağlanır. MOS, ince bağırsakta sindirim enzimleri tarafından sindirilmez ve yapısal olarak değişmeden kalın bağırsağa ulaşır. Laktobasiller ve bazı bifidobakteriler, MOS ve FOS'u kısa zincirli yağ asitleri (SCFA) oluşturmak için metabolize eder - enterositlerin tercih edilen yakıt kaynağı ve bağırsak sisteminin sağlığını desteklemede çok önemli bir rol oynar. MOS, bağırsak bakterileri tarafından fruktooligosakkaritlerden (FOS) daha az fermente edilebilir. Bununla birlikte, bu makalenin ilerleyen kısımlarında daha ayrıntılı olarak ele alınacak olan sindirim sağlığını çevreleyen yararlı etkiler sağlarlar.

Probiyotikler, vücuttaki "iyi" bakterilerin (normal mikroflora) sayısını korumayı veya artırmayı amaçlayan canlı mikroorganizmalardır. Çoğu probiyotik, yüksek sıcaklık, nem, basınç ve aşırı pH değerlerini sevmez, bu da onları evcil hayvan mamasına dahil etmeyi zorlaştırır. Evcil hayvan gıdalarında kullanım için probiyotikler için değerlendirilen en yaygın mikrobiyal türler Enterococcus faecium ve Lactobacillus acidophilus'tur (her ikisi de laktik asit bakterileri). Bakteriler, bağırsak pH'ını düşüren ve potansiyel olarak zararlı bazı bakterilerin büyümesini engelleyen laktik ve asetik asitler üretmek için fermantasyonu kullanır. Probiyotikler, etkili ve güvenli olma potansiyelleri ve ilaç kullanımının azalmasıyla sonuçlanma potansiyelleri nedeniyle birçok durumun tedavisine ve önlenmesine çekici bir yaklaşım sunar.

Postbiyotikler, dost bağırsak bakterileri (probiyotikler) prebiyotik substratları sindirdiğinde/metabolize ettiğinde/fermente ettiğinde yapılan biyoaktif bileşikler ve faydalı metabolitlerdir. Ticari olarak postbiyotikler, belirli mikroorganizmalar (örn. maya) ve substratlar kullanılarak hassas fermantasyon işlemleriyle üretilir. Uluslararası Bilimsel Probiyotikler ve Prebiyotikler Birliği'ne (ISAPP) göre, bir postbiyotik, 'konakçıya sağlık açısından fayda sağlayan cansız mikroorganizmaların ve/veya bileşenlerinin hazırlanması'dır. Postbiyotikler, bozulmamış cansız mikrobiyal hücreler ve/veya metabolitler/son ürünler içeren veya içermeyen fragmanlar içerebilir. Postbiyotikler, canlı mikroorganizmaların uygulanmasının risk ve zorluklarından kaçınırken, probiyotiklerin faydalı terapötik etkilerini taklit etmeyi amaçlar. Tüketicilerin postbiyotiklere olan ilgisi 91'den 2018'a kadar %2019'lik bir artış gördü (Kerry, 2020). Artan farkındalık ve odaklanma ile, evcil hayvan maması ve ödül maması pazarında postbiyotik iddialarının giderek daha fazla görülmesi muhtemeldir.

FOS, farklı çalışmalarda bazı tutarsız sonuçlar gözlemlenmiş olsa da, bifidobakteriler ve laktobasiller gibi dost bağırsak bakterilerinin büyümesini teşvik eder. %1 (ağırlık/ağırlık) oligofruktoz ile kuru mamanın beslenmesi, sağlıklı köpeklerde dışkı bakteri profilini önemli ölçüde etkilemiştir; bifidobakterilerin ve ayrıca potansiyel olarak patojenik türler olan streptokokların ve klostridiaların sayısında görülen artışlarla birlikte (Beynen ve diğerleri, 2002). Swanson ve ark. (2002a), her biri 2 köpekle yapılan 20 çalışmanın sonuçlarını bildirmiştir. İlk çalışmada, FOS takviyesi, değerlendirilen dışkı mikrobiyal popülasyonlarının hiçbirinde önemli bir değişiklikle sonuçlanmadı. Buna karşılık, ikinci çalışmada, bifidobakterilerde önemli bir artış ve laktobasil popülasyonlarında anlamlı olmayan bir artış görülmüştür. Çalışmalar arasındaki tek fark, ilk çalışmadaki köpeklerin ikinci çalışmadaki köpeklerden biraz daha yaşlı ve biraz daha ağır olması olduğundan, bu farklılıkların nedeni belirsizdir.

Köpeklerde yapılan başka bir çalışmada, diyete FOS takviyesi ile dışkı bifidobakteri sayılarındaki değişiklikler, diyetin protein içeriğinden etkilenmiştir; 'düşük' proteinli bir diyetle beslenen köpeklerde görülen bifidobakterilerde bir azalma ve başka bir yemle beslenen köpeklerde bifidobakterilerde bir artış görülmüştür. 'yüksek' protein diyeti (Pinna ve diğerleri, 2018). Diyetin protein içeriğinden bağımsız olarak, FOS takviyesi, çeşitli minerallerin görünen toplam sistem sindirilebilirliğini arttırdı (Ca, Mg, Na, Zn ve Fe; Pinna ve diğerleri, 2018). Benzer şekilde Beynen ve ark. (2002), oligofruktoz takviyeli bir diyetle beslenen köpeklerde magnezyum ve kalsiyum emiliminin önemli ölçüde arttığını bildirdi. Artan mineral absorpsiyonu için olası bir etki mekanizması, ileal pH'daki bir düşüşün (yani asitleşmede bir artış), minerallerin çözünürlüğünü arttırarak, onları ince bağırsak tarafından absorpsiyon için daha uygun hale getirmesidir.

Diyetle alınan FOS, ince bağırsak tarafından sindirilemez ve yapısal olarak değişmeden kalın bağırsağa ulaşır ve burada kısa zincirli yağ asitleri oluşturmak üzere bağırsak mikroflorası tarafından metabolize edilir. Gastrointestinal sistemde bu işlemle üretilen kısa zincirli yağ asitleri, ince bağırsakta mukozal büyümeyi ve epitel hücre proliferasyonunu uyarır (Thompson ve diğerleri, 1996). Sağlıklı bir kolonik mukozanın korunması, besinlerin uygun şekilde emilmesini ve sağlıklı bir bağırsak bariyer fonksiyonunun korunmasını sağlamak için önemlidir. Bir dizi çalışma, diyet FOS/oligofruktoz takviyesinin, köpeklerde dışkıda kısa zincirli yağ asitleri (asetat, propiyonat ve bütirat) seviyelerinde bir artışa yol açtığını göstermiştir (Swanson ve diğerleri, 2002b; Propst ve diğerleri, 2003) ve kedilerde artan fekal bütirat (Barry ve ark., 2010).

Barry ve meslektaşları (2010) tarafından yürütülen bir araştırma, hem FOS'un hem de pektinin kedilerde bağırsak sağlığını geliştirmede etkili lif kaynakları olduğunu öne sürüyor. Ayrıca, fruktanların pektinden daha faydalı bir mikrobiyal popülasyon ürettiği göründüğü için, FOS pektine kıyasla daha fazla fayda sağlamıştır. Çalışma ayrıca, bir kedi diyetinin %4'ünde fermente edilebilir liflerin takviyesinin, dışkı proteini katabolitini ve mikrobiyal konsantrasyonları değiştirmede başarılı olduğu sonucuna varmıştır.

Yaşlı köpeklerin hindiba ve mannan-oligosakkaritlere karşı gastrointestinal ve immünolojik tepkileri üzerine Grieshop ve meslektaşları (2004) tarafından yürütülen bir araştırma, MOS ve hindibanın dışkı mikrobiyal popülasyonlarını ve bağışıklık sisteminin belirli göstergelerini değiştirdiğini öne sürüyor. Otuz dört kıdemli köpeğe, 1 haftalık bir başlangıç ​​dönemi için %1 hindiba, %1 MOS, %1 hindiba ve %4 MOS takviyeleri veya eksiz olarak rastgele tahsis edildi, ardından 4 haftalık bir tedavi dönemi uygulandı. MOS veya MOS ve hindiba içeren diyet takviyesinde gıda alımında bir artış kaydedildi ve bunun nedeni, fermente edilebilir lifteki artış ve diyetin enerji içeriğindeki azalmaydı. Hindiba takviyesinin yağ sindirilebilirliğini arttırdığı ve hindiba veya MOS'un fekal bifidobakteri konsantrasyonlarını arttırdığı, MOS'un ise fekal E. coli konsantrasyonlarını azalttığı görülmüştür.

Kore ve meslektaşları (2012) tarafından diyet MOS takviyesinin besin sindirilebilirliği, son bağırsak sağlık indeksleri ve plazma metabolik profili üzerindeki etkisini değerlendirmek için tasarlanan bir çalışma, MOS'un diyet kuru maddesinin %1'inde takviyesinin yem alımını, lif sindirilebilirliğini ve arka bağırsak sağlığının belirteçleri. Çalışma, tam bir çapraz tasarımda beş yetişkin köpek kullandı. Köpekler buna göre tek başına ev yapımı bir diyetle veya MOS (%1 düzeyinde) ile desteklenmiş olarak beslendi. Her periyodun sonunda yapılan bir sindirim denemesi, MOS ile desteklendiğinde kuru yem maddesi ve diğer besin maddelerinin alımının arttığını ortaya çıkardı. MOS takviyeli grupta lifin sindirilebilirliği iyileştirilirken, diğer besinlerinki etkilenmedi. MOS takviyesine bağlı olarak toplam SCFA'ların daha yüksek fekal konsantrasyonu da kabul edildi ve MOS ilavesi, kontrol diyetine kıyasla laktobasil sayısında ilişkili bir artışla birlikte fekal koliformları azaltma eğilimindeydi.

Özetle, 'biyotik' içerikler evcil hayvan mamaları içinde giderek daha popüler hale geliyor. Kullanımlarının faydalarını yansıtan bilimsel araştırmalarla desteklenen, dahil edilmelerini çevreleyen büyük pazarlama fırsatları olduğu açıktır.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, Fahey, GC Jr. (2010) Diyet selüloz, fruktooligosakkaritler ve pektin, yetişkin kedilerde dışkı protein katabolitlerini ve mikrobiyal popülasyonları değiştirir. 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) Ek oligofruktozla beslenen sağlıklı köpeklerde dışkı bakteri profili, azot atılımı ve mineral emilimi. J. Animasyon. Fizyol. a. Animasyon. Nutr. 86 (2002), 298-305.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) İnsan kolon mikrobiyotasının diyetsel modülasyonu: Prebiyotik kavramının tanıtılması. J Nutr 125, 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr.(2004) Kıdemli köpeklerin hindiba ve mannan-oligosakkaritlere gastrointestinal ve immünolojik tepkileri. Arch Anim Nutr 58:483-494.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA & Kerley, MS (1995) Diyet fruktooligosakarit, ksilooligosakarit ve arap zamkı, farelerde ve sıçanlarda çekal ve kolonik mikrobiyota ve epitel hücre proliferasyonu üzerinde değişken etkilere sahiptir. J. Nutr. 125: 2604–2609.

Jenkins, DJA, Kendall, CWC, Vuksan, V. (1999) İnulin, oligofruktoz ve bağırsak fonksiyonu. JNutr 129, 1431S-1433S.

Kerry (2020) Evcil hayvanlar için sindirim sağlığı talepleri artıyor. Ürünleriniz hazır mı? https://www.kerry.com/products/animal-applications/pet-food-nutrition/pet-digestive-health-ingredients utm_source=petfoodindustry&utm_medium=topic_page&utm_campaign=function_nutrition&utm_content=digestive_health

Kore, KB, Pattanaik, AK, Das, A., Sharma, K. (2012) Köpekler için prebiyotik fonksiyonel gıda olarak mannanoligosakkaritin değerlendirilmesi: Besin sindirilebilirliği, arka bağırsak sağlığı ve plazma metabolik profili üzerindeki etkisi. 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) Diyet proteini ve fruktooligosakkaritlerin etkisi köpeklerde fekal fermentatif son ürünler, fekal bakteri popülasyonları ve görünen toplam sistem sindirilebilirliği üzerine. BMC Veterinerlik Araştırması. 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) Sağlıklı yetişkinlerde oligofruktoz ve inülinin besin sindirilebilirliği, dışkı kalitesi ve dışkı protein katabolitleri üzerindeki etkilerini değerlendiren bir doz-yanıt deneyi köpekler. Hayvan Bilimleri Bölümü. 81:3057–3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002a) Ek Fruktooligosakkaritler ve Mannanoligosakkaritler bağışıklık fonksiyonunu, ileal ve toplam kanal sindirilebilirliklerini etkiler , köpeklerin kalın bağırsaklarındaki protein katabolitlerinin mikrobiyal popülasyonları ve konsantrasyonları. J Nutr 132, 980-989.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb KA, Fahey, GCJr. (2002a) Fructooligosaccharides ve Lactobacillus acidopilus, sağlıklı yetişkin köpeklerde bağırsak mikrobiyal popülasyonlarını, toplam kanal besin sindirilebilirliklerini ve dışkı protein katabolit konsantrasyonlarını değiştirir. J Nutr 132, 3721-3731.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b) Ek fruktooligosakkaritler artı mannanoligosakkaritlerin bağışıklık fonksiyonu ve yetişkinlerde ileal ve fekal mikrobiyal popülasyonlar üzerindeki etkileri köpekler. Arch Anim Nutr 56, 309-318.

Thompson, JS, Quigley, EM, Palmer, JM, West, WW, Adrian, TE (1996) Luminal Kısa Zincirli Yağ Asitleri ve Rezeksiyon Sonrası Bağırsak Adaptasyonu. JPEN 20, 338-343.