То, чем мы кормим наших питомцев, может повлиять на их пищеварительное здоровье

Здоровая пищеварительная система важна для обеспечения физического и иммунологического барьера для потенциальных патогенов в окружающей среде, а также для извлечения и поглощения питательных веществ из пищи для удовлетворения потребностей животного в питании. В последние годы становится все более очевидным, что здоровый микробиом играет жизненно важную роль в здоровье пищеварительной системы и способствует поддержанию общего здоровья и благополучия. Термин «микробиом кишечника» относится конкретно к триллионам микроорганизмов, живущих в кишечном тракте. Хотя некоторые микроорганизмы вредны для здоровья питомца, многие невероятно полезны и необходимы для здорового организма. Микробы обладают способностью выделять и синтезировать питательные вещества, которые приносят прямую пользу питомцу. На популяцию микробиома могут влиять многие факторы, такие как возраст, диета, окружающая среда и антибиотики. Тем не менее, диеты часто дополняются ингредиентами, которые способствуют росту здоровых кишечных бактерий и поддерживают здоровье кишечника. Пребиотики, пробиотики и постбиотики — это лишь несколько ингредиентов, которые могут помочь поддерживать здоровый микробиом кишечника и здоровье пищеварительной системы.

Пребиотики определяются как неперевариваемые олигосахариды, которые стимулируют рост и активность ограниченного числа резидентных бактерий толстой кишки (Gibson and Roberfroid, 1995), что может оказывать благотворное влияние на различные факторы, включая здоровье пищеварительной системы. Двумя примерами пребиотиков являются маннанолигосахариды (МОС) и фруктоолигосахариды (ФОС). ФОС, олигофруктоза и инулин — это олигосахариды, которые в природе встречаются в растениях, включая сахарную свеклу, лук, чеснок, спаржу, банан, артишок и цикорий, и помогают поддерживать здоровые кишечные бактерии.

Маннанолигосахариды (МОС) и бета-глюканы представляют собой пребиотики, выделенные из стенок дрожжевых клеток и называемые маннанами. МОС связаны с белками, образуя маннопротеиновый слой, локализованный на внешней поверхности клетки. МОС не перевариваются пищеварительными ферментами в тонком кишечнике и достигают толстого кишечника структурно неизмененными. Лактобактерии и некоторые бифидобактерии метаболизируют МОС и ФОС с образованием короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) – предпочтительного источника топлива для энтероцитов, играющего решающую роль в поддержании здоровья кишечного тракта. МОС менее ферментируются кишечными бактериями, чем фруктоолигосахариды (ФОС). Тем не менее, они оказывают благотворное влияние на здоровье пищеварительной системы, что будет рассмотрено более подробно далее в этой статье.

Пробиотики – это живые микроорганизмы, предназначенные для поддержания или увеличения количества «хороших» бактерий (нормальной микрофлоры) в организме. Большинству пробиотиков не нравятся повышенная температура, влажность, давление и экстремальные значения pH, что затрудняет их включение в корм для домашних животных. Наиболее распространенными видами микробов, которые оцениваются на предмет пробиотиков для использования в кормах для домашних животных, являются Enterococcus faecium и Lactobacillus acidophilus (оба — молочнокислые бактерии). Бактерии используют ферментацию для производства молочной и уксусной кислот, которые снижают pH кишечника и подавляют рост некоторых потенциально вредных бактерий. Пробиотики представляют собой привлекательный подход к лечению и профилактике многих заболеваний, поскольку они могут быть эффективными и безопасными и привести к снижению использования лекарств.

Постбиотики — это биологически активные соединения и полезные метаболиты, образующиеся, когда дружественные кишечные бактерии (пробиотики) переваривают/метаболизируют/ферментируют пребиотические субстраты. В промышленных масштабах постбиотики производятся посредством точных процессов ферментации с использованием специфических микроорганизмов (например, дрожжей) и субстратов. По данным Международной научной ассоциации пробиотиков и пребиотиков (ISAPP), постбиотик — это «препарат неживых микроорганизмов и/или их компонентов, который приносит пользу здоровью хозяина». Постбиотики могут содержать интактные неодушевленные микробные клетки и/или их фрагменты с метаболитами/конечными продуктами или без них. Постбиотики призваны имитировать полезные терапевтические эффекты пробиотиков, избегая при этом рисков и проблем, связанных с введением живых микроорганизмов. Потребительский интерес к постбиотикам вырос на 91% с 2018 по 2019 год (Kerry, 2020). По мере роста осведомленности и внимания, вполне вероятно, что постбиотические заявления будут все чаще встречаться на рынке кормов и лакомств для домашних животных.

ФОС способствует росту дружественных кишечных бактерий, таких как бифидобактерии и лактобактерии, хотя в различных исследованиях наблюдались некоторые противоречивые результаты. Скармливание сухого корма с 1% (по массе) олигофруктозы значительно повлияло на бактериальный профиль фекалий у здоровых собак, при этом наблюдалось увеличение количества бифидобактерий, а также потенциально патогенных видов, стрептококков и клостридий (Beynen et al., 2002). . Суонсон и др. (2002a) сообщили о результатах двух исследований, каждое из которых проводилось на 20 собаках. В первом исследовании добавление ФОС не привело к значительным изменениям ни в одной из оцененных фекальных микробных популяций. Напротив, во втором исследовании наблюдалось значительное увеличение количества бифидобактерий и незначительное увеличение популяций лактобактерий. Причина этих различий неясна, поскольку единственная разница между исследованиями заключалась в том, что собаки в первом исследовании были немного старше и немного тяжелее, чем собаки во втором исследовании.

В другом исследовании на собаках изменения количества бифидобактерий в фекалиях при добавлении в рацион ФОС зависели от содержания белка в рационе: снижение количества бифидобактерий наблюдалось у собак, получавших диету с «низким» содержанием белка, и увеличение количества бифидобактерий у собак, получавших диету с низким содержанием белка. Диета с «высоким» содержанием белка (Pinna et al., 2018). Независимо от содержания белка в рационе, добавление ФОС увеличивало очевидную общую усвояемость некоторых минералов в тракте (Ca, Mg, Na, Zn и Fe; Pinna et al., 2018). Аналогичным образом, Beynen et al. (2002) сообщили о значительном увеличении абсорбции магния и кальция у собак, получавших диету с добавками олигофруктозы. Возможный механизм действия повышенного всасывания минералов заключается в том, что снижение pH подвздошной кишки (т.е. увеличение подкисления) повышает растворимость минералов, делая их более доступными для всасывания в тонком кишечнике.

Пищевые ФОС не перевариваются в тонком кишечнике и достигают толстой кишки структурно неизмененными, где метаболизируются кишечной микрофлорой с образованием короткоцепочечных жирных кислот. Короткоцепочечные жирные кислоты, образующиеся в результате этого процесса в желудочно-кишечном тракте, стимулируют рост слизистой оболочки и пролиферацию эпителиальных клеток в тонком кишечнике (Thompson et al., 1996). Поддержание здоровой слизистой оболочки толстой кишки важно для обеспечения правильного усвоения питательных веществ и поддержания здоровой барьерной функции кишечника. Ряд исследований показал, что пищевые добавки ФОС/олигофруктозы приводят к увеличению в фекалиях уровней короткоцепочечных жирных кислот (ацетата, пропионата и бутирата) у собак (Swanson et al., 2002b; Propst et al., 2003). и повышенное содержание бутирата в фекалиях у кошек (Barry et al., 2010).

Исследование, проведенное Барри и его коллегами (2010), показывает, что и ФОС, и пектин являются эффективными источниками клетчатки, способствующими здоровью кишечника кошек. Более того, ФОС имел больше преимуществ по сравнению с пектином, поскольку фруктаны, по-видимому, создавали более полезную микробную популяцию, чем пектин. Исследование также пришло к выводу, что добавление ферментируемых волокон в количестве 4% в рацион кошек успешно изменяет концентрацию белковых катаболитов в стуле и концентрацию микробов.

Исследование желудочно-кишечных и иммунологических реакций пожилых собак на цикорий и маннанолигосахариды, проведенное Гришопом и его коллегами (2004), предполагает, что MOS и цикорий изменяют фекальные микробные популяции и определенные показатели иммунной системы. Тридцати четырем пожилым собакам случайным образом назначали добавки, содержащие либо 1% цикория, 1% MOS, 1% цикория и 1% MOS, либо не давали добавок в течение 4-недельного исходного периода с последующим 4-недельным периодом лечения. Увеличение потребления пищи отмечено при приеме пищевых добавок с МОС или МОС и цикорием, что связано с увеличением ферментируемой клетчатки и снижением энергетической ценности рациона. Было замечено, что добавление цикория увеличивает усвояемость жиров, а цикорий или MOS повышают концентрацию бифидобактерий в фекалиях, тогда как MOS снижает концентрацию кишечной палочки в фекалиях.

Исследование, проведенное Коре и его коллегами (2012) для оценки влияния пищевых добавок MOS на переваримость питательных веществ, показатели здоровья задней кишки и метаболический профиль плазмы, показало, что добавление MOS в количестве 1% от сухого вещества рациона положительно влияет на потребление корма, переваримость клетчатки. и маркеры здоровья задней кишки. В исследовании использовались пять взрослых собак в полной кроссоверной конструкции. Собак кормили соответственно только домашним рационом или с добавлением MOS (на уровне 1%). Исследование пищеварения, проводимое в конце каждого периода, показало, что потребление сухого корма и других питательных веществ увеличивается при добавлении MOS. Усвояемость клетчатки улучшилась в группе, получавшей MOS, в то время как усвояемость других питательных веществ не пострадала. Также была признана более высокая концентрация КЖК в фекалиях вследствие добавления MOS, а добавление MOS имело тенденцию к снижению фекальных колиформ с соответствующим увеличением количества лактобацилл по сравнению с контрольной диетой.

Таким образом, «биотические» ингредиенты становятся все более популярными в составе кормов для домашних животных. Очевидно, что их включение открывает большие маркетинговые возможности, что подтверждается научными исследованиями, отражающими преимущества их использования.

Барри, К.А., Войжитски, Б.Дж., Миддлбос, И.С., Вестер, Б.М., Суонсон, К.С., и Фэи, Г.К. младший (2010). Пищевая целлюлоза, фруктоолигосахариды и пектин модифицируют катаболиты фекальных белков и микробные популяции у взрослых кошек. Журнал зоотехники, 88 (9), 2978-2987. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20495116/

Бейнен, А.С., Баас, Дж.К., Хёкемейер, П.Е., Капперт, Х.Дж., Баккер, М.Х., Купман, Дж.П. и Лемменс, А.Г. (2002). Фекальный бактериальный профиль, экскреция азота и всасывание минералов у здоровых собак, получавших дополнительную олигофруктозу. Журнал физиологии животных и питания животных, 86(9-10), 298-305.

Гибсон, Г.Р., и Роберфруа, М.Б. (1995). Диетическая модуляция микробиоты толстой кишки человека: введение в концепцию пребиотиков. Журнал питания, 125 (6), 1401-1412.

Гришоп, К., Фликинджер, Э., Брюс, К., Патил, А.Р., Чарнеки-Молден, Г.Л., и Фэйи, Г.К. младший (2004). Желудочно-кишечные и иммунологические реакции пожилых собак на цикорий и маннанолигосахариды. Архив питания животных, 58 (6), 483-494.

Ховард, доктор медицинских наук, Гордон, Д.Т., Гарлеб, К.А., и Керли, М.С. (1995). Диетические фруктоолигосахариды, ксилоолигосахариды и гуммиарабик оказывают различное воздействие на микробиоту слепой и толстой кишки, а также на пролиферацию эпителиальных клеток у мышей и крыс. Журнал питания, 125 (10), 2604-2609.

Дженкинс, DJA, Кендалл, CWC, и Вуксан, В. (1999). Инулин, олигофруктоза и функция кишечника. Журнал питания, 129(7), 1431С-1433С.

Керри. (2020). Требования к здоровью пищеварительной системы домашних животных растут. Ваша продукция готова? https://www.kerry.com/products/animal-applications/pet-food-nutrition/pet-digestive-health-ingredients

Коре К.Б., Паттанаик А.К., Дас А. и Шарма К. (2012). Оценка маннанолигосахарида в качестве пребиотического функционального корма для собак: влияние на усвояемость питательных веществ, здоровье заднего кишечника и метаболический профиль плазмы. Индийский журнал наук о животных, 82 (1), 81-86.

Пинна К., Веккиато Г., Болдуан К., Гранди М., Стефанелли К., Виндиш В., Загини Г. и Бьяджи Г. (2018). Влияние пищевого белка и фруктоолигосахаридов на конечные продукты фекального брожения, фекальные бактериальные популяции и кажущуюся общую усвояемость пищеварительного тракта у собак. Ветеринарные исследования BMC, 14, 106-115.

Пропст, Э.Л., Фликинджер, Э.А., Бауэр, Л.Л., Мерхен, Н.Р., и Фэи, Г.К. младший (2003). Эксперимент «доза-реакция», оценивающий влияние олигофруктозы и инулина на усвояемость питательных веществ, качество стула и катаболиты фекального белка у здоровых взрослых собак. Журнал зоотехники, 81 (12), 3057-3066.

Суонсон, К.С., Гришоп, К.М., Фликингер, Э.А., Бауэр, Л.Л., Хили, Х.П., Доусон, К.А., Мерхен, Н.Р. и Фэйи, Г.К. младший (2002a). Дополнительные фруктоолигосахариды и маннанолигосахариды влияют на иммунную функцию, перевариваемость подвздошной и общей кишки, микробные популяции и концентрацию белковых катаболитов в толстой кишке собак. Журнал питания, 132 (5), 980-989.

Суонсон, К.С., Гришоп, К.М., Фликингер, Э.А., Бауэр, Л.Л., Чоу, Дж., Вольф, Б.В., Гарлеб, К.А., и Фэйи, Г.К. младший (2002b). Фруктоолигосахариды и Lactobacillus acidophilus изменяют микробную популяцию кишечника, общую усвояемость питательных веществ в пищеварительном тракте и концентрацию катаболитов фекального белка у здоровых взрослых собак. Журнал питания, 132 (12), 3721-3731.

Суонсон, К.С., Гришоп, СМ, Фликингер, Э.А., Хили, Х.П., Доусон, К.А., Мерхен, Н.Р. и Фэйи, Г.К. младший (2002c). Влияние дополнительных фруктоолигосахаридов плюс маннанолигосахаридов на иммунную функцию и микробные популяции подвздошной и фекальной кишки у взрослых собак. Архив питания животных, 56 (5), 309-318.

Томпсон Дж.С., Куигли Э.М., Палмер Дж.М., Уэст В.В. и Адриан Т.Э. (1996). Люминальные короткоцепочечные жирные кислоты и пострезекционная адаптация кишечника. Журнал парентерального и энтерального питания, 20 (5), 338-343.