Те, чим ми годуємо своїх домашніх тварин, може вплинути на їхнє травлення

Здорова травна система важлива для забезпечення фізичного та імунологічного бар’єру для потенційних патогенів у навколишньому середовищі, а також для вилучення та поглинання поживних речовин із їжі для задоволення харчових потреб тварини. В останні роки стає все більш очевидним, що здоровий мікробіом відіграє життєво важливу роль у здоров’ї травлення та сприяє підтримці загального здоров’я та благополуччя. Термін «мікробіом кишечника» стосується саме трильйонів мікроорганізмів, що живуть у кишковому тракті. Хоча деякі мікроорганізми шкідливі для здоров’я домашніх тварин, багато з них неймовірно корисні та необхідні для здоров’я організму. Мікроби мають здатність розблоковувати та синтезувати поживні речовини, які приносять пряму користь тварині. Багато факторів можуть впливати на популяцію мікробіома, наприклад вік, дієта, середовище та антибіотики. Тим не менш, дієти часто доповнюють інгредієнтами, які сприяють зростанню здорових кишкових бактерій для підтримки найкращого здоров’я кишечника. Пребіотики, пробіотики та постбіотики – це лише деякі інгредієнти, які можуть допомогти підтримувати здоровий мікробіом кишечника та здоров’я травлення.

Пребіотики були визначені як неперетравлювані олігосахариди, які стимулюють ріст і активність обмеженої кількості резидентних бактерій товстої кишки (Gibson and Roberfroid, 1995), що може сприятливо впливати на фактори, включаючи здоров’я травлення. Два приклади пребіотиків - це маннанолігосахариди (MOS) і фруктоолігосахариди (FOS). ФОС, олігофруктоза та інулін — це олігосахариди, які природним чином містяться в рослинах, включаючи цукровий буряк, цибулю, часник, спаржу, банан, артишок і цикорій, і допомагають підтримувати здоров’я кишкових бактерій.

Маннан-олігосахариди (MOS) і бета-глюкани є пребіотиками, виділеними з клітинних стінок дріжджів, і їх спільно називають мананами. MOS пов'язані з білками, утворюючи маннопротеїновий шар, локалізований на зовнішній поверхні клітини. MOS не перетравлюються травними ферментами в тонкому кишечнику і досягають товстого кишечника структурно незмінними. Лактобацили та деякі біфідобактерії метаболізують MOS та FOS з утворенням коротколанцюгових жирних кислот (SCFA) – переважного джерела палива для ентероцитів, що відіграє вирішальну роль у підтримці здоров’я кишкового тракту. MOS менше піддаються зброджуванню кишковими бактеріями, ніж фруктоолігосахариди (FOS). Однак вони сприятливо впливають на здоров’я травної системи, що буде розглянуто більш детально далі в цій статті.

Пробіотики - це живі мікроорганізми, призначені для підтримки або збільшення кількості «хороших» бактерій (нормальної мікрофлори) в організмі. Більшість пробіотиків не люблять підвищеної температури, вологи, тиску та екстремальних значень pH, що ускладнює введення їх у корм для домашніх тварин. Найпоширенішими мікробними видами, оціненими для пробіотиків для використання в кормах для домашніх тварин, є Enterococcus faecium і Lactobacillus acidophilus (обидві молочнокислі бактерії). Бактерії використовують ферментацію для виробництва молочної та оцтової кислот, які знижують рН кишечника та пригнічують ріст певних потенційно шкідливих бактерій. Пробіотики є привабливим підходом до лікування та профілактики багатьох станів, оскільки вони можуть бути ефективними та безпечними та призводити до зменшення використання ліків.

Постбіотики — це біологічно активні сполуки та корисні метаболіти, які утворюються, коли дружні кишкові бактерії (пробіотики) перетравлюють/метаболізують/ферментують пребіотичні субстрати. Комерційно постбіотики виробляються за допомогою точних процесів бродіння з використанням специфічних мікроорганізмів (наприклад, дріжджів) і субстратів. За даними Міжнародної наукової асоціації пробіотиків і пребіотиків (ISAPP), постбіотик — це «препарат неживих мікроорганізмів та/або їх компонентів, який приносить користь здоров’ю господаря». Постбіотики можуть містити неушкоджені неживі мікробні клітини та/або фрагменти з або без метаболітів/кінцевих продуктів. Постбіотики мають на меті імітувати корисні терапевтичні ефекти пробіотиків, уникаючи ризику та проблем, пов’язаних із застосуванням живих мікроорганізмів. Споживчий інтерес до постбіотиків зріс на 91% з 2018 по 2019 рік (Kerry, 2020). З підвищенням обізнаності та зосередженості постбіотичні твердження, ймовірно, будуть все частіше зустрічатися на ринку кормів і ласощів для домашніх тварин.

ФОС сприяє зростанню дружніх кишкових бактерій, таких як біфідобактерії та лактобактерії, хоча в різних дослідженнях спостерігалися деякі суперечливі результати. Годування сухим кормом з 1% (мас./мас.) олігофруктози суттєво вплинуло на фекальний бактеріальний профіль у здорових собак, при цьому спостерігалося збільшення кількості біфідобактерій, а також потенційно патогенних видів, стрептококів і клостридій (Beynen et al., 2002) . Swanson та ін. (2002a) повідомили про результати двох досліджень, у кожному з яких взяли участь 20 собак. У першому дослідженні додавання ФОС не призвело до суттєвих змін у жодній з оцінених фекальних мікробних популяцій. Навпаки, у другому дослідженні спостерігалося значне збільшення біфідобактерій і незначне збільшення популяцій лактобацил. Причина цих відмінностей незрозуміла, оскільки єдина різниця між дослідженнями полягала в тому, що собаки в першому дослідженні були трохи старшими та трохи важчими, ніж собаки в другому дослідженні.

В іншому дослідженні на собаках зміни кількості біфідобактерій у фекаліях під час дієтичних добавок ФОС залежали від вмісту білка в раціоні: зменшення кількості біфідобактерій спостерігалося у собак, яких годували дієтою з низьким вмістом білка, і збільшення біфідобактерій у собак, яких годували дієта з високим вмістом білка (Pinna та ін., 2018). Незалежно від вмісту білка в раціоні, добавки ФОС підвищили видиму загальну засвоюваність у тракті кількох мінералів (Ca, Mg, Na, Zn і Fe; Pinna et al., 2018). Подібним чином Beynen et al. (2002) повідомили про значне збільшення засвоєння магнію та кальцію у собак, яких годували дієтою з добавками олігофруктози. Можливий механізм дії для посиленого всмоктування мінералів полягає в тому, що зниження рН клубової кишки (тобто збільшення підкислення) підвищує розчинність мінералів, роблячи їх більш доступними для всмоктування тонким кишечником.

Дієтичні ФОС не можуть перетравлюватися тонким кишечником і досягають товстого кишечника без структурних змін, де вони метаболізуються кишковою мікрофлорою з утворенням коротколанцюгових жирних кислот. Жирні кислоти з коротким ланцюгом, що утворюються в результаті цього процесу в шлунково-кишковому тракті, стимулюють ріст слизової оболонки та проліферацію епітеліальних клітин у тонкому кишечнику (Thompson et al., 1996). Підтримка здорової слизової оболонки товстої кишки є важливою для забезпечення належного всмоктування поживних речовин і підтримки здорової бар’єрної функції кишечника. Низка досліджень показала, що харчові добавки ФОС/олігофруктози призводять до підвищення у фекаліях вмісту коротколанцюгових жирних кислот (ацетат, пропіонат і бутират) у собак (Swanson та ін., 2002b; Propst та ін., 2003). і підвищений фекальний бутират у котів (Barry et al., 2010).

Дослідження, проведене Баррі та його колегами (2010), показує, що і ФОС, і пектин є ефективними джерелами клітковини для зміцнення здоров’я кишечника у котів. Крім того, FOS мав більші переваги порівняно з пектином, оскільки фруктани, як виявилося, створювали більш корисну мікробну популяцію, ніж пектин. Дослідження також прийшло до висновку, що додавання ферментованих волокон у кількості 4% котячого раціону успішно змінює катаболіт білка в калі та концентрацію мікробів.

Дослідження, проведене Grieshop та його колегами (2004) щодо шлунково-кишкових та імунологічних реакцій літніх собак на цикорій та маннанолігосахариди, свідчить про те, що MOS та цикорій змінюють фекальні мікробні популяції та певні показники імунної системи. Тридцять чотири собаки похилого віку отримували випадковим чином добавку або 1% цикорію, 1% MOS, 1% цикорію та 1% MOS, або не отримували добавки протягом 4-тижневого базового періоду, після чого 4-тижневий період лікування. Збільшення споживання їжі було відмічено в дієтичних добавках з MOS або MOS і цикорієм, і це було пов’язано зі збільшенням зброджуваної клітковини та зниженням вмісту енергії в раціоні. Було помічено, що добавки цикорію підвищують засвоюваність жиру, а цикорій або MOS підвищують фекальні концентрації біфідобактерій, тоді як MOS знижують фекальні концентрації E. coli.

Дослідження, розроблене Kore та його колегами (2012) для оцінки впливу дієтичних добавок MOS на перетравність поживних речовин, показники здоров’я задньої кишки та метаболічний профіль плазми, показало, що додавання MOS у кількості 1% сухої речовини раціону позитивно впливає на споживання корму, перетравність клітковини. і маркери здоров’я задньої кишки. У дослідженні брали участь п’ять дорослих собак у повному кросоверному дизайні. Собак годували відповідно саморобною домашньою дієтою або з додаванням MOS (на рівні 1%). Випробування травлення, проведене наприкінці кожного періоду, показало, що споживання сухої кормової речовини та інших поживних речовин збільшувалося при доповненні MOS. Засвоюваність клітковини була покращена в групі, яка отримувала MOS-добавки, тоді як засвоюваність інших поживних речовин не вплинула. Була також визнана більш висока фекальна концентрація загальних SCFAs через добавки MOS, і додавання MOS мало тенденцію до зменшення фекальних коліформ із пов’язаним підвищенням кількості лактобацил порівняно з контрольною дієтою.

Таким чином, «біотичні» інгредієнти стають все більш популярними в кормах для домашніх тварин. Очевидно, що навколо їх включення є великі маркетингові можливості, які підтверджуються науковими дослідженнями, що відображають переваги їх використання.

Баррі, К.А., Войчіцкі, Б.Дж., Міддлбос, І.С., Вестер, Б.М., Свонсон, К.С., і Фейхі, Дж.К.-молодший (2010). Дієтична целюлоза, фруктоолігосахариди та пектин змінюють катаболіти фекальних білків і мікробну популяцію у дорослих котів. Журнал наук про тварин, 88 (9), 2978-2987. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20495116/

Beynen, AC, Baas, JC, Hoekemeijer, PE, Kappert, HJ, Bakker, MH, Koopman, JP, & Lemmens, AG (2002). Бактеріальний профіль фекалій, виділення азоту та поглинання мінералів у здорових собак, яким годували додаткову олігофруктозу. Журнал фізіології тварин і харчування тварин, 86(9-10), 298-305.

Gibson, GR, & Roberfroid, MB (1995). Дієтична модуляція мікробіоти товстої кишки людини: введення концепції пребіотиків. Журнал харчування, 125 (6), 1401-1412.

Грішоп, К., Флікінгер, Е., Брюс, К., Патіл, А.Р., Чарнецкі-Молден, Г.Л., і Фейхі, Дж.К.-молодший (2004). Шлунково-кишкова та імунологічна реакція літніх собак на цикорій та маннанолігосахариди. Архів харчування тварин, 58 (6), 483-494.

Говард, доктор медичних наук, Гордон, Д.Т., Гарлеб, К.А., Керлі, MS (1995). Дієтичні фруктоолігосахариди, ксилоолігосахариди та гуміарабік мають різний вплив на мікробіоту сліпої та товстої кишки та проліферацію епітеліальних клітин у мишей і щурів. Журнал харчування, 125 (10), 2604-2609.

Дженкінс, DJA, Кендалл, CWC, і Вуксан, В. (1999). Інулін, олігофруктоза та функція кишечника. Журнал харчування, 129(7), 1431S-1433S.

Керрі. (2020). Вимоги до здоров’я травлення для домашніх тварин зростають. Ваші продукти готові? https://www.kerry.com/products/animal-applications/pet-food-nutrition/pet-digestive-health-ingredients

Коре К.Б., Паттанайк А.К., Дас А. та Шарма К. (2012). Оцінка маннанолігосахариду як пребіотичного функціонального корму для собак: вплив на засвоюваність поживних речовин, здоров’я задньої кишки та метаболічний профіль плазми. Індійський журнал наук про тварин, 82 (1), 81-86.

Пінна К., Веккіато Г., Болдуан К., Гранді М., Стефанеллі К., Віндіш В., Загіні Г. та Бьяджі Г. (2018). Вплив дієтичного білка та фруктоолігосахаридів на кінцеві продукти бродіння фекалій, фекальні бактеріальні популяції та очевидну загальну засвоюваність тракту у собак. BMC Veterinary Research, 14, 106-115.

Пропст, Е.Л., Флікінгер, Е.А., Бауер, Л.Л., Мерчен, Н.Р., і Фахі, Дж.К.-молодший (2003). Експеримент із залежністю від дози, що оцінює вплив олігофруктози та інуліну на засвоюваність поживних речовин, якість стільця та катаболіти фекальних білків у здорових дорослих собак. Журнал наук про тварин, 81 (12), 3057-3066.

Свонсон, К.С., Грішоп, К.М., Флікінгер, Е.А., Бауер, Л.Л., Хілі, Х.П., Доусон, К.А., Мерчен, Н.Р., і Фейхі, Дж.К.-молодший (2002a). Додаткові фруктоолігосахариди та маннанолігосахариди впливають на імунну функцію, засвоюваність клубової кишки та загального тракту, мікробну популяцію та концентрацію білкових катаболітів у товстому кишечнику собак. Журнал харчування, 132 (5), 980-989.

Свонсон, К.С., Грішоп, К.М., Флікінгер, Е.А., Бауер, Л.Л., Чоу, Дж., Вольф, Б.В., Гарлеб, К.А., і Фейхі, Дж.К.-молодший (2002b). Фруктоолігосахариди та Lactobacillus acidophilus змінюють мікробну популяцію кишківника, загальну засвоюваність поживних речовин у тракті та концентрацію білкових катаболітів у фекаліях у здорових дорослих собак. Журнал харчування, 132 (12), 3721-3731.

Свонсон, К.С., Грішоп, К.М., Флікінгер, Е.А., Хілі, Х.П., Доусон, К.А., Мерчен, Н.Р., і Фейхі, Дж.К.-молодший (2002c). Вплив додаткових фруктоолігосахаридів плюс маннанолігосахаридів на імунну функцію та мікробну популяцію клубової кишки та фекалій у дорослих собак. Архів харчування тварин, 56 (5), 309-318.

Томпсон, Дж.С., Квіглі, Е.М., Палмер, Дж.М., Вест, В.В., і Адріан, Т.Е. (1996). Люмінальні коротколанцюгові жирні кислоти та пострезекційна кишкова адаптація. Журнал парентерального та ентерального харчування, 20 (5), 338-343.