Świadomość, że jakość odżywiania wpływa na zdrowie i dobrostan całego organizmu, rośnie z każdym rokiem, również wśród właścicieli zwierząt domowych. Głównym zadaniem układu pokarmowego jest trawienie i wchłanianie składników odżywczych. Przewód pokarmowy jest częściowo zasiedlony przez mikroorganizmy tworzące mikrobiom jelitowy. Jest on uważany za aktywny metabolicznie organ, wpływający na zdrowie zwierząt domowych [Tomasik i Tomasik 2020; Possemiers i wsp. 2011]. Pokarm podawany zwierzętom, odżywia mikroflorę przewodu pokarmowego i ma wpływ na jej skład oraz metabolizm. Mikrobiom ułatwia trawienie składników odżywczych i odpowiada za produkcję postbiotyków - substancji produkowanych przez bakterie lub grzyby, które korzystnie wpływają na zdrowie gospodarza [Tizard i Jones 2017].
Skład diety poprzez zmiany w mikrobiomie jelitowym może wpływać nie tylko na choroby przewodu pokarmowego, ale także na alergie, zdrowie jamy ustnej, kontrolę masy ciała, cukrzycę i choroby nerek [Nicholson i wsp. 2012]. Podczas zatrucia pokarmowego lub rozwoju bakterii patogennych obserwowane są zaburzenia mikrobiomu. Stan ten, znany jako dysbioza, powoduje dysfunkcje układu trawiennego, zaburzenia wchłaniania i metabolizmu składników odżywczych, osłabienie ochronnej bariery jelitowej, zaburzenia autoimmunologiczne i pogorszenie nastroju. Powrót do stanu równowagi mikrobiologicznej (eubiozy) jest możliwy dzięki stosowaniu odpowiednich suplementów diety lub farmaceutyków [Tomasik i Tomasik 2020; DeGruttola i wsp. 2016].
Karma dla zwierząt domowych jest tak formułowana, aby zapewniać dzienne potrzeby zwierząt w zakresie węglowodanów, białek, tłuszczów, minerałów i witamin. Rosnąca świadomość konsumentów sprawiła, że komercyjne karmy coraz częściej zawierają składniki aktywne, substancje o właściwościach prozdrowotnych, które wspierają mikrobiom i zdrowie całego organizmu. Najpopularniejsze dodatki aktywne to probiotyki i prebiotyki. Każda z tych grup oraz ich względne proporcje w karmie mogą wpływać na skład i/lub funkcję mikrobiomu.
Probiotyki to żywe, pożyteczne bakterie, które zasiedlają jelita i produkują różne korzystne substancje. W efekcie probiotyki ograniczają wzrost patogennych bakterii, wspierają równowagę mikrobiologiczną, prawidłowe funkcjonowanie przewodu pokarmowego i układu odpornościowego [FAO/WHO 2002]. Probiotyki mogą wpływać na specyficzną mikroflorę gospodarza poprzez stymulację wzrostu pożytecznych bakterii, redukcję liczebności bakterii chorobotwórczych lub układ odpornościowy nabłonka jelit [Derrien i van Hylckama Vlieg 2015].
Prebiotyki to składniki nie ulegające trawieniu (głównie węglowodany strukturalne, np. celuloza, inulina), które stymulują wzrost i/lub aktywność korzystnej mikroflory jelita grubego, poprawiając tym samym zdrowie gospodarza [Gibson i Roberfroid 1995].
Synbiotyki to produkty zawierające kombinację probiotyków i prebiotyków.
Nowym członkiem rodziny „biotyków” są postbiotyki, zwane również metabiotykami. Są to bioaktywne substancje wytwarzane przez żywe bakterie lub uwalniane po ich rozpadzie. Dzięki swoim właściwościom antyoksydacyjnym i sygnalizacyjnym postbiotyki przynoszą korzyści zdrowotne gospodarzowi oraz odżywiają specyficzny mikrobiom jelitowy, stymulując jego rozwój i funkcje [Tsilingiri i Rescigno 2012]. Dodatkowe zalety postbiotyków to wysoka biodostępność, trwałość i stabilność w suplementach diety [Wernimont i wsp. 2020].
Substancje postbiotyczne zwiększają ochronę przewodu pokarmowego, co ogranicza rozwój różnych chorób [Aguilar-Toalá i wsp. 2018]. Postbiotyki dostarczane w formie suplementów diety lub farmaceutyków mogą być stosowane w leczeniu chorób przewodu pokarmowego, stanów zapalnych jelit, chorób funkcjonalnych układu trawiennego i chorób metabolicznych. Postbiotyki produkowane przez rodzaj Bacillusmają pozytywny wpływ na mikrobiom jelitowy, zwiększają endogenną produkcję maślanu, łagodzą zaburzenia wchłaniania glukozy i zaburzenia lipidowe [Chen i wsp. 2023].
Postbiotyki produkowane przez rodzaj Bacillus to m.in. kwas mlekowy lub polisacharydy wykazujące działanie przeciwzapalne oraz wspierające odporność [Aminlari i wsp. 2019; Kodali i wsp. 2011]. Ich pozytywny efekt jest zauważalny w przypadkach nawracających infekcji, alergii pokarmowych czy w leczeniu atopowego zapalenia skóry [Aguilar-Toalá i wsp. 2018; Zhong i wsp. 2022]. Postbiotyki, dzięki wspomnianemu wzmocnieniu naturalnej odporności organizmu, są obiecującą alternatywą dla tradycyjnych probiotyków i terapii antybiotykowej stosowanej zwłaszcza w przypadku dysbiozy jelitowej [Wernimont i wsp. 2020; Wegh i wsp. 2019].
Suplementacja postbiotyków u starszych zwierząt pozytywnie wpływa na ich kondycję i jakość życia, w tym aktywność fizyczną, zwiększenie ilość tkanki mięśniowej i redukcję poziomu tkanki tłuszczowej. Ponadto w badaniach surowicy krwi u zwierząt suplementowanych odnotowano lepsze wchłanianie składników odżywczych [Zamojska i wsp. 2022].
Postbiotyki to innowacja w segmencie suplementów diety dla zwierząt domowych. Te bioaktywne substancje produkowane są przez bakterie i grzyby lub uwalniane po ich rozpadzie. Suplementacja postbiotyczna przynosi liczne korzyści zdrowotne, takie jak ochrona przewodu pokarmowego, działanie przeciwzapalne i wspieranie odporności organizmu. W przeciwieństwie do probiotyków, postbiotyki charakteryzują się wysoką biodostępnością, trwałością i stabilnością w suplementach. Stanowią wsparcie w profilaktyce i terapii chorób układu trawiennego, stanów zapalnych jelit i chorób metabolicznych, co przekłada się na lepsze wchłanianie składników odżywczych i ogólną poprawę zdrowia zwierzęcia.
Literatura
1. Tomasik, P., Tomasik, P. (2020). Probiotics, non-dairy prebiotics and postbiotics in nutrition. Applied Sciences, 10(4), 1470.
2. DeGruttola A.K., Low D., Mizoguchi A., Mizoguchi E.: Current understanding of dysbiosis in disease in human and animal models. Inflamm. Bowel Dis., 2016, 22 (5), 1137-1150.
3. Mojka K. Probiotyki, prebiotyki i synbiotyki – charakterystyka i funkcje. Probl Hig Epidemiol 2014, 95 (3): 541-549.
4. Tsilingiri K., Rescigno M.: Postbiotics: What else? Benef. Microbes, 2012, 4 (1), 101-107.
5. Aguilar-Toalá J.E., García-Varela R., García H.S., Mata-Haro V., González-Córdova A.F., Vallejo- Cordoba B., Hernández-Mendoza A: Postbiotics: An evolving term within the functional foods field. Trends Food Sci. Technol., 2018, 75, 105-114.
6. Karbowiak M., Zielińska D., 2020. Postbiotyki – Właściwości, zastosowanie i wpływ na zdrowie człowieka. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 27, 2 (123).
7. Wernimont S.M., Radosevich J., Jackson M.I., Ephraim E., Bardi D.V., MacLeay J.M., Jewell D.E., Suchodolski J.S., The Effects of Nutrition on the Gastrointestinal Microbiome of Cats and Dogs: Impact on Health and Disease, Frontiers in Microbiology, 2020, 11: 1266.
8. Żółkiewicz, J., Marzec, A., Ruszczyński, M., & Feleszko, W. (2020). Postbiotics—A Step Beyond Pre-and Probiotics. Nutrients, 12(8), 2189.
9. Wegh, C. A., Geerlings, S. Y., Knol, J., Roeselers, G., Belzer, C. (2019). Postbiotics and their potential applications in early life nutrition and beyond. International journal of molecular sciences, 20(19), 4673.
10. Zhong Y., Wang S., Di H., Deng Z., Liu J., Wang H., 2022. Gut health benefit and application of postbiotics in animal production, Journal of Animal Science and Biotechnology 13, 38.
11. Zamojska D., Nowak A., Nowak I., Macierzyńska-Piotrowska E. (b.d.), 2021. Probiotics and postbiotics as substitutes of antibiotics in farm animals: A review. Animals, 11(12).
12. Tizard I. R., Jones S. W. (2017). The microbiota regulates immunity and immunologic diseases in dogs and cats. Vet. Clin. North Am. Small Anim. Pract. 48 307–322.
13. Possemiers S., Bolca S., Verstraete W., Heyerick A. (2011). The intestinal microbiome: a separate organ inside the body with the metabolic potential to influence the bioactivity of botanicals. Fitoterapia82 53–66.
14. Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization (2002). Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food. London: Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization.
15. Derrien M., van Hylckama Vlieg J. E. T. (2015). Fate, activity, and impact of ingested bacteria within the human gut microbiota. Trends Microbiol. 23 354–366.
16. Zmora N., Zilberman-Schapira G., Suez J., Halpern Z., Segal E., Elinav E. (2018). Personalized gut mucosal colonization resistance to empiric probiotics is associated with unique host and microbiome features. Cell 174 1388–1405.
17. Weese J. S., Martin H. (2011). Assessment of commercial probiotic bacterial contents and label accuracy. Can. Vet. J. 52 43–46.
18. Gibson G. R., Roberfroid M. B. (1995). Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics. J. Nutr. 1251401–1412.
19. De Vadder F., Kovatcheva-Datchary P., Goncalves D., Vinera J., Carine Zitoun C., Duchampt A. (2014). Microbiota-generated metabolites promote metabolic benefits via gut-brain neural circuits. Cell 156 84–96.
20. Nicholson J. K., Holmes E., Kinross J., Burcelin R., Gibson G., Jia W., et al. (2012). Host-gut microbiota metabolic interactions. Science 336, 1262–1267.
21. Macfarlane G. T., Macfarlane S. (2012). Bacteria, colonic fermentation, and gastrointestinal health.J. Aoac. Int. 95 50–60.
22. Kasubuchi M., Hasegawa S., Hiramatsu T., Ichimura A., Kimura I. (2015). Dietary gut microbial metabolites, short-chain fatty acids, and host metabolic regulation. Nutrients 7 2839–2849.
23. Timmons J., Chang E. T., Wang J. Y., Rao J. N. (2012). Polyamines and gut mucosal homeostasis.J. Gastrointest. Dig. Syst. 2 1–20.
24. Kibe R., Kurihara S., Sakai Y., Suzuki H., Ooga T., Sawaki E., et al. (2014). Upregulation of colonic luminal polyamines produced by intestinal microbiota delays senescence in mice. Sci. Rep.4:4548.
25. Michael A. J. (2016). Polyamines in eukaryotes, bacteria, and archaea. J. Biological. Chem. 29114896–14903.
26. Mozaffarian D, Hao T, Rimm EBet al. Changes in diet and lifestyle and long-term weight gain in women and men N Engl J Med. 2011; 364:2392–404.
27. Tillisch K, Labus J, Kilpatrick Let al. Consumption of fermented milk product with probiotic modulates brain activity. Gastroenterology. 2013; 144:1394–401., 1401.e1–4.
28. Aslam H, Green J, Jacka FNet al. Fermented foods, the gut and mental health: a mechanistic overview with implications for depression and anxiety. Nutr Neurosci. 2018:1–13.
29. Chen M, Sun Q, Giovannucci E. et al. Dairy consumption and risk of type 2 diabetes: 3 cohorts of US adults and an updated meta-analysis. BMC Med. 2014; 12:215.
30. Tapsell LC. Fermented dairy food and CVD risk. Br J Nutr. 2015; 113: S131–5.
31. Nicholson JK, Holmes E, Kinross J, Burcelin R, Gibson G, Jia W, Pettersson S. Host-gut microbiota metabolic interactions. Science. 2012;336(6086):1262–1267.
32. Lyte M. Probiotics function mechanistically as delivery vehicles for neuroactive compounds: microbial endocrinology in the design and use of probiotics. Bioessays. 2011;33(8):574–581.
33. Barrett E, Ross RP, O’Toole PW, Fitzgerald GF, Stanton C. Gamma-aminobutyric acid production by culturable bacteria from the human intestine. J Appl Microbiol. 2012; 113(2):411–417.
34. Stanaszek PM, Snell JF, Neill JJO. Isolation, extraction, and measurement of acetylcholine from Lactobacillus plantarum. Appl Envron Microbiol. (1977) 34:237–9.
35. Cryan JF, Dinan TG: Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nat Rev Neurosci 2012; 13:701–712
36. Long Chen, Chao Ning, Liying Ma, Meiqing Wang, Yujuan Zhao, Shengyu Li, Zijian Zhao, 2023. Harnessing the potential of postbiotics derived from Bacillus coagulans: A promising avenue for obesity management via the gut-liver axis. Food Bioscience, 56, 103108,
37. Moradi M, Kousheh SA, Almasi H, Alizadeh A, Guimarães JT, Yılmaz N, Lotfi A. Postbiotics produced by lactic acid bacteria: The next frontier in food safety. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2020 Nov;19(6):3390-3415. Aminlari L, Shekarforoush SS, Hosseinzadeh S, Nazifi S, Sajedianfard J, Eskandari MH. Effect of Probiotics Bacillus coagulans and Lactobacillus plantarum on Lipid Profile and Feces Bacteria of Rats Fed Cholesterol-Enriched Diet. Probiotics Antimicrob Proteins. 2019 Dec;11(4):1163-1171. doi: 10.1007/s12602-018-9480-1. PMID: 30368715.
38. Kodali VP, Perali RS, Sen R. Purification and partial elucidation of the structure of an antioxidant carbohydrate biopolymer from the probiotic bacterium Bacillus coagulans RK-02. J Nat Prod. 2011 Aug 26;74(8):1692-7.
39. Sarao LK, Arora M. Probiotics, prebiotics, and microencapsulation: A review. Crit Rev Food Sci Nutr. 2017 Jan 22;57(2):344-371.
rolę w kształtowaniu odporności organizmu, ponieważ jest zasiedlony jest przez pożyteczne drobnoustroje, które tworzą unikalny mikrobiom jelit.
