To, czym karmimy nasze zwierzęta, może mieć wpływ na ich zdrowie układu trawiennego
Zdrowy układ trawienny jest ważny, ponieważ zapewnia fizyczną i immunologiczną barierę dla potencjalnych patogenów w środowisku oraz wydobywa i wchłania składniki odżywcze z pożywienia w celu zaspokojenia potrzeb żywieniowych zwierzęcia. W ostatnich latach staje się coraz bardziej oczywiste, że zdrowy mikrobiom odgrywa kluczową rolę w zdrowiu układu trawiennego i przyczynia się do utrzymania ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia. Termin „mikrobiom jelitowy” odnosi się konkretnie do bilionów mikroorganizmów żyjących w przewodzie pokarmowym. Chociaż niektóre mikroorganizmy są szkodliwe dla zdrowia zwierzęcia, wiele z nich jest niezwykle pożytecznych i niezbędnych dla zdrowego organizmu. Mikroorganizmy potrafią odblokowywać i syntetyzować składniki odżywcze, które przynoszą bezpośrednie korzyści zwierzęciu. Na populację mikrobiomu może wpływać wiele czynników, takich jak wiek, dieta, środowisko i antybiotyki. Mimo to diety są często uzupełniane składnikami, które pomagają promować wzrost zdrowych bakterii jelitowych, aby wspierać najlepsze zdrowie jelit. Prebiotyki, probiotyki i postbiotyki to tylko kilka składników, które mogą pomóc w utrzymaniu zdrowego mikrobiomu jelitowego i zdrowia układu trawiennego.
Prebiotyki, probiotyki i postbiotyki – jaka jest różnica?
Czym są prebiotyki?
Prebiotyki zdefiniowano jako niestrawne oligosacharydy, które stymulują wzrost i aktywność ograniczonej liczby bakterii zamieszkujących okrężnicę (Gibson i Roberfroid, 1995), co może mieć korzystny wpływ na czynniki, w tym na zdrowie układu trawiennego. Dwa przykłady prebiotyków to mannanooligosacharydy (MOS) i fruktooligosacharydy (FOS). FOS, oligofruktoza i inulina to oligosacharydy występujące naturalnie w roślinach, w tym w burakach cukrowych, cebuli, czosnku, szparagach, bananach, karczochach i cykorii, i pomagają w utrzymaniu zdrowych bakterii jelitowych.
Mannanooligosacharydy (MOS) i beta-glukany to prebiotyki izolowane ze ścian komórkowych drożdży i nazywane są zbiorczo mannanami. MOS są połączone z białkami, tworząc warstwę mannoprotein zlokalizowaną na zewnętrznej powierzchni komórki. MOS nie są trawione przez enzymy trawienne w jelicie cienkim i docierają do jelita grubego w niezmienionej strukturze. Lactobacilli i niektóre bifidobakterie metabolizują MOS i FOS, tworząc krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) – preferowane źródło paliwa dla enterocytów, odgrywające kluczową rolę we wspieraniu zdrowia przewodu jelitowego. MOS są mniej podatne na fermentację przez bakterie jelitowe niż fruktooligosacharydy (FOS). Zapewniają jednak korzystny wpływ na zdrowie układu trawiennego, co zostanie omówione bardziej szczegółowo w dalszej części tego artykułu.
Czym są probiotyki?
Probiotyki to żywe mikroorganizmy, których zadaniem jest utrzymanie lub zwiększenie liczby „dobrych” bakterii (normalnej mikroflory) w organizmie. Większość probiotyków nie lubi podwyższonej temperatury, wilgoci, ciśnienia i skrajnego pH, co utrudnia włączenie ich do karmy dla zwierząt domowych. Najpopularniejszymi gatunkami drobnoustrojów ocenianymi pod kątem probiotyków do stosowania w karmie dla zwierząt domowych są Enterococcus faecium i Lactobacillus acidophilus (obie bakterie kwasu mlekowego). Bakterie wykorzystują fermentację do produkcji kwasów mlekowego i octowego, które obniżają pH jelit i hamują rozwój niektórych potencjalnie szkodliwych bakterii. Probiotyki stanowią atrakcyjne podejście do leczenia i zapobiegania wielu schorzeniom ze względu na ich potencjał skuteczności i bezpieczeństwa oraz powodowania zmniejszenia stosowania leków.
Czym są Postbiotyki?
Postbiotyki to związki bioaktywne i korzystne metabolity powstające, gdy przyjazne bakterie jelitowe (probiotyki) trawią/metabolizują/fermentują substraty prebiotyczne. Na skalę komercyjną postbiotyki produkowane są w drodze precyzyjnych procesów fermentacji przy użyciu określonych mikroorganizmów (np. drożdży) i substratów. Według Międzynarodowego Stowarzyszenia Naukowego Probiotyków i Prebiotyków (ISAPP) postbiotyk to „preparat nieożywionych mikroorganizmów i/lub ich składników, który zapewnia gospodarzowi korzyści zdrowotne”. Postbiotyki mogą zawierać nienaruszone nieożywione komórki i/lub fragmenty drobnoustrojów, z metabolitami/produktami końcowymi lub bez nich. Postbiotyki mają na celu naśladować korzystne działanie terapeutyczne probiotyków, jednocześnie unikając ryzyka i wyzwań związanych z podawaniem żywych mikroorganizmów. Zainteresowanie konsumentów postbiotykami wzrosło o 91% w latach 2018–2019 (Kerry, 2020). Wraz ze wzrostem świadomości i skupienia prawdopodobne jest, że oświadczenia postbiotyczne będą coraz częściej spotykane na rynku karmy i przysmaków dla zwierząt domowych.
Jak FOS wpływa na zdrowie układu trawiennego
FOS sprzyja wzrostowi przyjaznych bakterii jelitowych, takich jak bifidobakterie i pałeczki kwasu mlekowego, chociaż w różnych badaniach zaobserwowano pewne niespójne wyniki. Podawanie suchej karmy zawierającej 1% (w/w) oligofruktozy znacząco wpłynęło na profil bakterii w kale u zdrowych psów, ze wzrostem liczby bifidobakterii, ale także gatunków potencjalnie chorobotwórczych, paciorkowców i Clostridia (Beynen i in., 2002). . Swanson i in. (2002a) podali wyniki dwóch badań, każde przeprowadzone na 20 psach. W pierwszym badaniu suplementacja FOS nie spowodowała żadnych znaczących zmian w żadnej z ocenianych populacji drobnoustrojów kałowych. Natomiast w drugim badaniu zaobserwowano znaczny wzrost liczby bifidobakterii i nieistotny wzrost populacji pałeczek kwasu mlekowego. Przyczyna tych różnic jest niejasna, ponieważ jedyną różnicą między badaniami było to, że psy w pierwszym badaniu były nieco starsze i nieco cięższe niż psy w drugim badaniu.
W innym badaniu na psach wykazano, że na zmiany liczby bifidobakterii w kale spowodowane suplementacją FOS w diecie miała wpływ zawartość białka w diecie, przy czym zmniejszenie liczby bifidobakterii obserwowano u psów karmionych dietą „niskobiałkową” i wzrost liczby bifidobakterii obserwowano u psów karmionych dietą dieta „wysoko” białkowa (Pinna i in., 2018). Niezależnie od zawartości białka w diecie, suplementacja FOS zwiększyła widoczną strawność kilku minerałów w całym przewodzie pokarmowym (Ca, Mg, Na, Zn i Fe; Pinna i in., 2018). Podobnie Beynen i in. (2002) odnotowali znacznie zwiększone wchłanianie magnezu i wapnia u psów karmionych dietą uzupełnioną oligofruktozą. Możliwy mechanizm działania zwiększonego wchłaniania minerałów polega na tym, że obniżenie pH w jelicie krętym (tj. wzrost zakwaszenia) zwiększa rozpuszczalność minerałów, czyniąc je łatwiejszymi do wchłaniania w jelicie cienkim.
Dietetyczne FOS nie są trawione w jelicie cienkim i docierają do jelita grubego w niezmienionej strukturze, gdzie są metabolizowane przez mikroflorę jelitową z wytworzeniem krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe wytwarzane w tym procesie w przewodzie pokarmowym stymulują wzrost błony śluzowej i proliferację komórek nabłonkowych w jelicie cienkim (Thompson i in., 1996). Utrzymanie zdrowej błony śluzowej jelita grubego jest ważne, aby zapewnić prawidłowe wchłanianie składników odżywczych i utrzymanie zdrowej funkcji bariery jelitowej. Szereg badań wykazało, że suplementacja diety FOS/oligofruktozą powoduje wzrost poziomu w kale krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (octanu, propionianu i maślanu) u psów (Swanson i in., 2002b; Propst i in., 2003). i zwiększony maślan w kale u kotów (Barry i in., 2010).
Badanie przeprowadzone przez Barry'ego i współpracowników (2010) sugeruje, że zarówno FOS, jak i pektyna są skutecznymi źródłami błonnika w promowaniu zdrowia jelit u kotów. Co więcej, FOS przynosił większe korzyści w porównaniu z pektyną, ponieważ fruktany wydawały się wytwarzać bardziej korzystną populację drobnoustrojów niż pektyna. W badaniu stwierdzono również, że suplementacja błonnika fermentującego w ilości 4% diety kota skutecznie modyfikuje katabolit białek w kale i stężenie drobnoustrojów.
Jak MOS wpływa na zdrowie układu trawiennego
Badanie przeprowadzone przez Grieshopa i współpracowników (2004) nad odpowiedzią żołądkowo-jelitową i immunologiczną starszych psów na cykorię i mannanooligosacharydy sugeruje, że MOS i cykoria zmieniają populację drobnoustrojów w kale i niektóre wskaźniki układu odpornościowego. Trzydziestu czterem starszym psom przydzielono losowo suplementy zawierające 1% cykorii, 1% MOS, 1% cykorii i 1% MOS lub nie przydzielono suplementacji przez 4-tygodniowy okres początkowy, a następnie 4-tygodniowy okres leczenia. W przypadku suplementacji diety MOS lub MOS i cykorią zaobserwowano wzrost spożycia pokarmu, co wynikało ze zwiększenia zawartości błonnika fermentacyjnego i zmniejszenia wartości energetycznej diety. Zaobserwowano, że suplementacja cykorią zwiększa strawność tłuszczu, a cykoria lub MOS zwiększa stężenie bifidobakterii w kale, podczas gdy MOS zmniejsza stężenie E. coli w kale.
Badanie zaprojektowane przez Kore i współpracowników (2012) w celu oceny wpływu suplementacji diety MOS na strawność składników odżywczych, wskaźniki zdrowia jelita grubego i profil metaboliczny osocza wykazało, że suplementacja MOS na poziomie 1% suchej masy diety pozytywnie wpływa na spożycie paszy i strawność błonnika oraz markery stanu zdrowia jelita grubego. W badaniu wykorzystano pięć dorosłych psów w układzie pełnego skrzyżowania. Psy karmiono odpowiednio karmą domową lub z dodatkiem MOS (w stężeniu 1%). Próba trawienia przeprowadzona na koniec każdego okresu wykazała, że spożycie suchej masy paszowej i innych składników odżywczych wzrosło po uzupełnieniu MOS. Strawność błonnika uległa poprawie w grupie suplementowanej MOS, podczas gdy strawność innych składników odżywczych nie uległa zmianie. Stwierdzono również wyższe stężenie całkowitych SCFA w kale w wyniku suplementacji MOS, a dodatek MOS wykazywał tendencję do zmniejszania liczby bakterii z grupy coli w kale, co wiązało się ze zwiększeniem liczby pałeczek kwasu mlekowego w porównaniu z dietą kontrolną.
Podsumowanie
Podsumowując, składniki „biotyczne” stają się coraz popularniejszym dodatkiem do karmy dla zwierząt domowych. Widać duże możliwości marketingowe związane z ich włączeniem, co jest poparte badaniami naukowymi odzwierciedlającymi korzyści z ich stosowania.
Referencje
Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS i Fahey, GC Jr. (2010). Celuloza dietetyczna, fruktooligosacharydy i pektyna modyfikują katabolity białek w kale i populacje drobnoustrojów u dorosłych kotów. Dziennik Nauki o Zwierzętach, 88 (9), 2978-2987. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20495116/
Beynen, AC, Baas, JC, Hoekemeijer, PE, Kappert, HJ, Bakker, MH, Koopman, JP i Lemmens, AG (2002). Profil bakterii w kale, wydalanie azotu i wchłanianie minerałów u zdrowych psów karmionych dodatkową oligofruktozą. Czasopismo Fizjologii Zwierząt i Żywienia Zwierząt, 86(9-10), 298-305.
Gibson, GR i Roberfroid, MB (1995). Modulacja dietetyczna ludzkiej mikroflory jelitowej: wprowadzenie koncepcji prebiotyków. Journal of Nutrition, 125 (6), 1401-1412.
Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL i Fahey, GC Jr. (2004). Reakcje żołądkowo-jelitowe i immunologiczne starszych psów na cykorię i mannanooligosacharydy. Archiwum Żywienia Zwierząt, 58 (6), 483-494.
Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA i Kerley, MS (1995). Dietetyczne fruktooligosacharydy, ksylooligosacharydy i guma arabska mają zmienny wpływ na mikroflorę jelita ślepego i okrężnicy oraz proliferację komórek nabłonkowych u myszy i szczurów. Journal of Nutrition, 125 (10), 2604-2609.
Jenkins, DJA, Kendall, CWC i Vuksan, V. (1999). Inulina, oligofruktoza i funkcja jelit. Journal of Nutrition, 129(7), 1431–1433 S.
Kerry. (2020). Wymagania zdrowotne zwierząt domowych rosną. Czy Twoje produkty są gotowe? https://www.kerry.com/products/animal-applications/pet-food-nutrition/pet-digestive-health-ingredients
Kore, KB, Pattanaik, AK, Das, A. i Sharma, K. (2012). Ocena mannanoligosacharydu jako prebiotycznej żywności funkcjonalnej dla psów: wpływ na strawność składników odżywczych, zdrowie tylnego jelita i profil metaboliczny osocza. Indyjski dziennik nauk o zwierzętach, 82 (1), 81-86.
Pinna, C., Vecchiato, G., Bolduan, C., Grandi, M., Stefanelli, C., Windisch, W., Zaghini, G. i Biagi, G. (2018). Wpływ białka dietetycznego i fruktooligosacharydów na końcowe produkty fermentacji w kale, populacje bakterii w kale i pozorną strawność całego przewodu pokarmowego u psów. Badania weterynaryjne BMC, 14, 106-115.
Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR i Fahey, GC Jr. (2003). Eksperyment dawka-odpowiedź oceniający wpływ oligofruktozy i inuliny na strawność składników odżywczych, jakość kału i katabolity białek w kale u zdrowych dorosłych psów. Dziennik Nauki o Zwierzętach, 81 (12), 3057-3066.
Swanson, KS, Griesshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP, Dawson, KA, Merchen, NR i Fahey, GC Jr. (2002a). Dodatkowe fruktooligosacharydy i mannanoligosacharydy wpływają na funkcje odpornościowe, strawność jelita krętego i całego przewodu pokarmowego, populacje drobnoustrojów i stężenie katabolitów białkowych w jelicie grubym psów. Journal of Nutrition, 132 (5), 980-989.
Swanson, KS, Griesshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb, KA i Fahey, GC Jr. (2002b). Fruktooligosacharydy i Lactobacillus acidophilus modyfikują populację drobnoustrojów jelitowych, strawność składników odżywczych w całym przewodzie pokarmowym i stężenie katabolitów białek w kale u zdrowych dorosłych psów. Journal of Nutrition, 132 (12), 3721-3731.
Swanson, KS, Griesshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP, Dawson, KA, Merchen, NR i Fahey, GC Jr. (2002c). Wpływ dodatkowych fruktooligosacharydów i mannanoligosacharydów na funkcje odpornościowe oraz populacje drobnoustrojów w jelicie krętym i kale u dorosłych psów. Archiwum Żywienia Zwierząt, 56 (5), 309-318.
Thompson, JS, Quigley, EM, Palmer, JM, West, WW i Adrian, TE (1996). Luminalne krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe i adaptacja jelit po resekcji. Dziennik Żywienia Pozajelitowego i Dojelitowego, 20 (5), 338-343.
Zofia Parkinson
GA Pet Food Partners Ekspert ds. oświadczeń dotyczących karmy dla zwierząt domowych
Zofia Parkinson jest GA Pet Food PartnersEkspert ds. roszczeń dotyczących żywności dla zwierząt domowych, zajmujący się sprawdzaniem oświadczeń partnerów, upewnianiem się, że ich etykiety i materiały marketingowe są zgodne z przepisami oraz badaniem nowych i ekscytujących surowców. Sophia posiada tytuł licencjata w dziedzinie nauk o żywieniu, gdzie bardzo zainteresowała się oświadczeniami i przepisami dotyczącymi etykietowania. Zanim dołączyła do GA w 2020 r., przez krótki czas pracowała w branży żywności dla ludzi. W wolnym czasie lubi gotować i chodzić na długie spacery ze swoim miniaturowym sznaucerem Dexterem.
Może spodoba Ci się również ...
Artykuł napisany przez Sophię Parkinson
Zalety i wady AI w handlu detalicznym artykułami dla zwierząt
Możliwe, że często słyszeliście litery „AI” lub „technologia AI” w mediach. Od odblokowywania telefonu za pomocą Face ID po interakcję z [...]