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 здорового 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 росту здорових кишкових бактерій для підтримки найкращого здоров’я кишечника. Пре-, про- та постбіотики — це лише кілька інгредієнтів, які можуть бути задіяні в підтримці здорового мікробіому кишечника та здоров’я травлення.

Пребіотики визначені як неперетравлювані олігосахариди, які стимулюють ріст і активність обмеженої кількості резидентних бактерій товстої кишки (Gibson and Roberfroid, 1995), які можуть мати сприятливий вплив на фактори, включаючи здоров’я травлення. Двома прикладами пребіотиків є 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.

Маннанові 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 перетравлюється травними ферментами в тонкій кишці і досягає товстого кишечника без структурних змін. Лактобактерії та деякі біфідобактерії метаболізують MOS і FOS з утворенням коротколанцюгових жирних кислот (SCFA) – переважного джерела палива для ентероцитів, що відіграє вирішальну роль у підтримці здоров’я кишкового тракту. MOS менше піддається 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 шляхом 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, ймовірно, заяви про постбіотики все частіше можна буде побачити на ринку кормів і ласощів для домашніх тварин.

ФОС сприяє зростанню дружніх кишкових бактерій, таких як біфідобактерії та лактобацили, 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 2 досліджень, у кожному з яких взяли участь 20 собак. У першому дослідженні додавання ФОС не призвело до значних змін у жодній з оцінених популяцій фекальних мікробів. 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). Так само Beynen et al. (2002) повідомили про значне збільшення засвоєння магнію та кальцію у собак, яких годували дієтою з добавками олігофруктози. Можливий механізм дії 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 тонкій кишці (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 рівня коротколанцюгових жирних кислот (ацетат, пропіонат і бутират) у собак (Swanson та ін., 2002b; Пропст та ін., 2003) та підвищений фекальний бутират у кішок (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) стосовно 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 з 1% цикорію, 1% MOS, 1% цикорію та 1% MOS або не отримували добавок протягом 4-тижневого базового періоду, а потім 4-тижневого періоду лікування. Збільшення споживання їжі було відзначено в дієтичних добавках з MOS або MOS і цикорієм, і це було пов’язано зі збільшенням зброджуваної клітковини та зниженням вмісту енергії в раціоні. Встановлено, що додавання цикорію покращує засвоюваність жиру, а цикорій або MOS підвищують концентрацію біфідобактерій у фекаліях, тоді як MOS знижують концентрацію E. coli у фекаліях.

Дослідження, розроблене Коре та його колегами (2012) для оцінки впливу дієтичних добавок MOS на засвоюваність поживних речовин, показники здоров’я задньої кишки та метаболічний профіль плазми, показало, що добавки MOS у кількості 1% сухої речовини раціону позитивно впливають на споживання корму, перетравність клітковини та маркери здоров'я задньої кишки. У дослідженні брали участь п’ять дорослих собак у повному кросоверному дизайні. Собак годували відповідно саморобною дієтою або додавали 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 вища фекальна концентрація загальних SCFAs через додавання 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., Фейхі, Г. К. молодший (2010) Харчова целюлоза, фруктоолігосахариди та пектин змінюють катаболіти фекального білка та мікробну популяцію у дорослих котів. 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). Дж. Анім. фізіол. a. Анім. Nutr. 86 (2002), 298–305.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) Дієтична модуляція мікробіоти товстої кишки людини: представлення концепції пребіотиків. J Nutr 125, 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr. (2004) Шлунково-кишкова та імунологічна реакція літніх собак на цикорій і манан-олігосахариди. Arch Anim Nutr 58:483-494.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA & Kerley, MS (1995) Дієтичні фруктоолігосахариди, ксилоолігосахариди та гуміарабік мають різний вплив на мікробіоту сліпої та товстої кишки та проліферацію епітеліальних клітин у мишей і щурів. J. Nutr. 125: 2604–2609.

Дженкінс, DJA, Кендалл, CWC, Вуксан, В. (1999) Інулін, олігофруктоза та кишкова функція. JNutr 129, 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 utm_source=petfoodindustry&utm_medium=topic_page&utm_campaign=functional_nutrition&utm_content=digestive_health

Коре, К. Б., Паттанайк, А. К., Дас, А., Шарма, К. (2012) Оцінка маннанолігосахариду як пребіотичного функціонального корму для собак: вплив на засвоюваність поживних речовин, здоров’я задньої кишки та метаболічний профіль плазми. 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) Вплив дієтичного білка та фруктоолігосахаридів на кінцеві продукти ферментації фекалій, популяції фекальних бактерій і очевидну загальну засвоюваність тракту у собак. BMC Veterinary Research. 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) Експеримент із залежністю від дози, що оцінює вплив олігофруктози та інуліну на засвоюваність поживних речовин, якість стільця та катаболіти фекального білка у здорових дорослих собаки. Кафедра зоотехніки. 81:3057-3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002a). , мікробні популяції та концентрації білкових катаболітів у товстому кишечнику собак. J Nutr 132, 980-989.

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

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b). собаки. Arch Anim Nutr 56, 309-318.

Томпсон, Дж. С., Квіглі, Е. М., Палмер, Дж. М., Вест, В. В., Адріан, Т. Е. (1996) Люмінальні коротколанцюгові жирні кислоти та адаптація кишечника після резекції. JPEN 20, 338-343.