Was wir unseren Haustieren füttern, kann ihre Verdauungsgesundheit beeinflussen

Ein gesundes Verdauungssystem ist wichtig, um eine physische und immunologische Barriere gegen potenzielle Krankheitserreger in der Umwelt zu bilden und Nährstoffe aus der Nahrung zu extrahieren und aufzunehmen, um den Nährstoffbedarf des Tieres zu decken. In den letzten Jahren wurde immer deutlicher, dass ein gesundes Mikrobiom eine wichtige Rolle für die Verdauungsgesundheit spielt und zur Erhaltung der allgemeinen Gesundheit und des Wohlbefindens beiträgt. Der Begriff „Darmmikrobiom“ bezieht sich speziell auf die Billionen von Mikroorganismen, die im Darmtrakt leben. Während einige Mikroorganismen für die Gesundheit eines Haustiers schädlich sind, sind viele unglaublich nützlich und für einen gesunden Körper notwendig. Mikroben haben die Fähigkeit, Nährstoffe freizusetzen und zu synthetisieren, die dem Haustier direkte Vorteile bringen. Viele Faktoren können die Population des Mikrobioms beeinflussen, wie z. B. Alter, Ernährung, Umgebung und Antibiotika. Dennoch werden Diäten oft mit Zutaten ergänzt, die das Wachstum gesunder Darmbakterien fördern und so die Darmgesundheit unterstützen. Präbiotika, Probiotika und Postbiotika sind nur einige Zutaten, die zur Erhaltung eines gesunden Darmmikrobioms und einer gesunden Verdauung beitragen können.

Präbiotika sind definiert als unverdauliche Oligosaccharide, die das Wachstum und die Aktivität einer begrenzten Anzahl von Darmbakterien stimulieren (Gibson und Roberfroid, 1995), was sich positiv auf Faktoren wie die Verdauungsgesundheit auswirken kann. Zwei Beispiele für Präbiotika sind Mannan-Oligosaccharide (MOS) und Fructooligosaccharide (FOS). FOS, Oligofructose und Inulin sind allesamt Oligosaccharide, die natürlicherweise in Pflanzen vorkommen, darunter Zuckerrüben, Zwiebeln, Knoblauch, Spargel, Bananen, Artischocken und Chicorée, und die dazu beitragen, gesunde Darmbakterien zu erhalten.

Mannan-Oligosaccharide (MOS) und Beta-Glucane sind Präbiotika, die aus Hefezellwänden isoliert werden und zusammen als Mannane bezeichnet werden. MOS sind mit Proteinen verbunden und bilden eine Mannoproteinschicht, die sich auf der äußeren Oberfläche der Zelle befindet. MOS werden im Dünndarm nicht von Verdauungsenzymen verdaut und erreichen den Dickdarm strukturell unverändert. Lactobazillen und einige Bifidobakterien verstoffwechseln MOS und FOS zu kurzkettigen Fettsäuren (SCFA) – der bevorzugten Energiequelle der Enterozyten, die eine entscheidende Rolle bei der Unterstützung der Gesundheit des Darmtrakts spielt. MOS sind von Darmbakterien weniger fermentierbar als Fructooligosaccharide (FOS). Sie haben jedoch positive Auswirkungen auf die Verdauungsgesundheit, auf die später in diesem Artikel näher eingegangen wird.

Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die die Anzahl der „guten“ Bakterien (normale Mikroflora) im Körper aufrechterhalten oder erhöhen sollen. Die meisten Probiotika vertragen keine erhöhten Temperaturen, Feuchtigkeit, Druck und extremen pH-Wert, was ihre Einarbeitung in Tierfutter erschwert. Die am häufigsten für Probiotika zur Verwendung in Tierfutter untersuchten mikrobiellen Arten sind Enterococcus faecium und Lactobacillus acidophilus (beide Milchsäurebakterien). Die Bakterien produzieren durch Fermentation Milchsäure und Essigsäure, die den pH-Wert des Darms senken und das Wachstum bestimmter potenziell schädlicher Bakterien hemmen. Probiotika stellen einen attraktiven Ansatz für die Behandlung und Vorbeugung vieler Erkrankungen dar, da sie potenziell wirksam und sicher sind und zu einem geringeren Medikamentengebrauch führen.

Postbiotika sind die bioaktiven Verbindungen und nützlichen Metaboliten, die entstehen, wenn freundliche Darmbakterien (Probiotika) präbiotische Substrate verdauen/metabolisieren/fermentieren. Kommerziell werden Postbiotika durch präzise Fermentationsprozesse unter Verwendung spezifischer Mikroorganismen (z. B. Hefe) und Substrate hergestellt. Laut der International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) ist ein Postbiotikum ein „Präparat aus unbelebten Mikroorganismen und/oder ihren Bestandteilen, das dem Wirt einen gesundheitlichen Nutzen bringt“. Postbiotika können intakte unbelebte mikrobielle Zellen und/oder Fragmente mit oder ohne Metaboliten/Endprodukte enthalten. Postbiotika zielen darauf ab, die positiven therapeutischen Wirkungen von Probiotika nachzuahmen und gleichzeitig die Risiken und Herausforderungen der Verabreichung lebender Mikroorganismen zu vermeiden. Das Interesse der Verbraucher an Postbiotika stieg von 91 bis 2018 um 2019 % (Kerry, 2020). Mit zunehmendem Bewusstsein und Fokus ist es wahrscheinlich, dass Postbiotika-Behauptungen auf dem Markt für Tiernahrung und -leckereien zunehmend zu sehen sein werden.

FOS fördert das Wachstum von nützlichen Darmbakterien wie Bifidobakterien und Laktobazillen, obwohl in verschiedenen Studien einige inkonsistente Ergebnisse beobachtet wurden. Die Fütterung von Trockenfutter mit 1 % (w/w) Oligofruktose beeinflusste das Bakterienprofil im Stuhl gesunder Hunde signifikant, wobei eine Zunahme der Anzahl von Bifidobakterien, aber auch potenziell pathogener Arten, Streptokokken und Clostridien beobachtet wurde (Beynen et al., 2002). Swanson et al. (2002a) berichteten über die Ergebnisse von zwei Studien, die jeweils mit 20 Hunden durchgeführt wurden. In der ersten Studie führte die FOS-Ergänzung zu keinen signifikanten Veränderungen in einer der untersuchten mikrobiellen Populationen im Stuhl. Im Gegensatz dazu wurde in der zweiten Studie eine signifikante Zunahme der Bifidobakterien und eine nicht signifikante Zunahme der Laktobazillenpopulationen beobachtet. Der Grund für diese Unterschiede ist unklar, da der einzige Unterschied zwischen den Studien darin bestand, dass die Hunde in der ersten Studie etwas älter und etwas schwerer waren als die Hunde in der zweiten Studie.

In einer anderen Studie mit Hunden wurden Veränderungen der Anzahl von Bifidobakterien im Stuhl durch eine Nahrungsergänzung mit FOS durch den Proteingehalt der Nahrung beeinflusst. Bei Hunden mit einer „proteinarmen“ Nahrung war ein Rückgang der Bifidobakterien zu verzeichnen, bei Hunden mit einer „proteinreichen“ Nahrung ein Anstieg der Bifidobakterien (Pinna et al., 2018). Unabhängig vom Proteingehalt der Nahrung erhöhte die Nahrungsergänzung mit FOS die scheinbare Verdaulichkeit mehrerer Mineralien (Ca, Mg, Na, Zn und Fe; Pinna et al., 2018) im gesamten Verdauungstrakt. In ähnlicher Weise berichteten Beynen et al. (2002) von einer signifikant erhöhten Magnesium- und Kalziumaufnahme bei Hunden, die eine mit Oligofructose angereicherte Nahrung erhielten. Ein möglicher Wirkungsmechanismus für die erhöhte Mineralaufnahme ist, dass eine Abnahme des ilealen pH-Werts (d. h. eine Zunahme der Versauerung) die Löslichkeit der Mineralien erhöht, wodurch sie für die Aufnahme durch den Dünndarm besser verfügbar werden.

FOS aus der Nahrung können vom Dünndarm nicht verdaut werden und gelangen strukturell unverändert in den Dickdarm, wo sie von der Darmflora zu kurzkettigen Fettsäuren verstoffwechselt werden. Die durch diesen Prozess im Magen-Darm-Trakt entstehenden kurzkettigen Fettsäuren stimulieren das Schleimhautwachstum und die Epithelzellvermehrung im Dünndarm (Thompson et al., 1996). Die Erhaltung einer gesunden Dickdarmschleimhaut ist wichtig, um sicherzustellen, dass Nährstoffe richtig aufgenommen werden und eine gesunde Darmbarrierefunktion aufrechterhalten wird. Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Nahrungsergänzung mit FOS/Oligofruktose zu einem Anstieg der fäkalen Mengen kurzkettiger Fettsäuren (Acetat, Propionat und Butyrat) bei Hunden (Swanson et al., 2002b; Propst et al., 2003) und zu einem Anstieg des fäkalen Butyrats bei Katzen (Barry et al., 2010) führt.

Eine von Barry und Kollegen (2010) durchgeführte Studie legt nahe, dass sowohl FOS als auch Pektin wirksame Ballaststoffquellen zur Förderung der Darmgesundheit bei Katzen sind. Darüber hinaus hat FOS im Vergleich zu Pektin größere Vorteile, da die Fructane eine vorteilhaftere mikrobielle Population zu produzieren scheinen als Pektin. Die Studie kam auch zu dem Schluss, dass die Ergänzung von fermentierbaren Ballaststoffen in einer Katzennahrung von 4 % erfolgreich ist, um die Konzentrationen von Proteinkataboliten und Mikroben im Stuhl zu verändern.

Eine von Grieshop und Kollegen (2004) durchgeführte Studie zu den gastrointestinalen und immunologischen Reaktionen älterer Hunde auf Chicorée und Mannan-Oligosaccharide deutet darauf hin, dass MOS und Chicorée die mikrobiellen Populationen im Stuhl und bestimmte Indizes des Immunsystems verändern. 1 ältere Hunde erhielten über einen 1-wöchigen Basiszeitraum, gefolgt von einem 1-wöchigen Behandlungszeitraum, nach dem Zufallsprinzip Nahrungsergänzungsmittel mit entweder 1 % Chicorée, 4 % MOS, 4 % Chicorée und XNUMX % MOS oder gar keine Nahrungsergänzung. Bei der Nahrungsergänzung mit MOS oder MOS und Chicorée konnte eine gesteigerte Nahrungsaufnahme festgestellt werden, was auf einen Anstieg der fermentierbaren Ballaststoffe und einen Rückgang des Energiegehalts in der Nahrung zurückzuführen war. Die Chicorée-Nahrungsergänzung verbesserte nachweislich die Fettverdaulichkeit und Chicorée oder MOS erhöhten die Bifidobakterien-Konzentration im Stuhl, während MOS die E. coli-Konzentration im Stuhl senkte.

Eine von Kore und Kollegen (2012) konzipierte Studie zur Beurteilung der Wirkung von MOS-Nahrungsergänzungsmitteln auf die Nährstoffverdaulichkeit, die Gesundheitsindizes des Dickdarms und das Plasmastoffwechselprofil ergab, dass eine MOS-Supplementierung mit 1 % der Trockenmasse der Nahrung die Futteraufnahme, die Ballaststoffverdaulichkeit und Marker der Dickdarmgesundheit positiv beeinflusste. An der Studie nahmen fünf erwachsene Hunde in einem kompletten Crossover-Design teil. Die Hunde wurden entsprechend entweder allein mit selbst zubereiteter Nahrung gefüttert oder mit MOS (auf 1 %-Niveau) ergänzt. Ein am Ende jedes Zeitraums durchgeführter Verdauungsversuch zeigte, dass die Aufnahme von Trockenfutter und anderen Nährstoffen bei MOS-Supplementierung zunahm. Die Ballaststoffverdaulichkeit war in der mit MOS ergänzten Gruppe verbessert, während die anderer Nährstoffe nicht beeinflusst wurde. Die höhere fäkale Konzentration von kurzkettigen Fettsäuren insgesamt aufgrund der MOS-Supplementierung wurde ebenfalls erkannt und die Zugabe von MOS neigte dazu, fäkale Colibakterien mit einer damit verbundenen Erhöhung der Laktobazillenzahl im Vergleich zur Kontrolldiät zu reduzieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass „biotische“ Inhaltsstoffe immer beliebter in Heimtiernahrung werden. Es ist offensichtlich, dass es großartige Marketingmöglichkeiten rund um ihre Aufnahme gibt, was durch wissenschaftliche Forschung unterstützt wird, die die Vorteile ihrer Verwendung widerspiegelt.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, & Fahey, GC Jr. (2010). Diätetische Zellulose, Fructooligosaccharide und Pektin verändern fäkale Proteinkataboliten und mikrobielle Populationen bei erwachsenen Katzen. Zeitschrift für Tierwissenschaften, 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). Bakterienprofil im Stuhl, Stickstoffausscheidung und Mineralstoffaufnahme bei gesunden Hunden, die mit zusätzlicher Oligofruktose gefüttert wurden. Zeitschrift für Tierphysiologie und Tierernährung, 86(9-10), 298-305.

Gibson, GR, & Roberfroid, MB (1995). Ernährungsbedingte Modulation der menschlichen Dickdarmmikrobiota: Einführung in das Konzept der Präbiotika. Journal of Nutrition, 125 (6), 1401-1412.

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, & Fahey, GC Jr. (2004). Gastrointestinale und immunologische Reaktionen älterer Hunde auf Chicorée und Mannan-Oligosaccharide. Archiv für Tierernährung, 58 (6), 483-494.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA, & Kerley, MS (1995). Diätetische Fructooligosaccharide, Xylooligosaccharide und Gummi arabicum haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Mikrobiota im Blinddarm und Dickdarm sowie auf die Epithelzellproliferation bei Mäusen und Ratten. Journal of Nutrition, 125 (10), 2604-2609.

Jenkins, DJA, Kendall, CWC, & Vuksan, V. (1999). Inulin, Oligofructose und Darmfunktion. Journal of Nutrition, 129(7), 1431S-1433S.

Kerry. (2020). Die Anforderungen an die Verdauungsgesundheit von Haustieren steigen. Sind Ihre Produkte bereit? https://www.kerry.com/products/animal-applications/pet-food-nutrition/pet-digestive-health-ingredients

Kore, KB, Pattanaik, AK, Das, A., & Sharma, K. (2012). Bewertung von Mannanoligosacchariden als präbiotisches Funktionsfutter für Hunde: Auswirkungen auf die Nährstoffverdaulichkeit, die Gesundheit des Dickdarms und das Plasmastoffwechselprofil. Indisches Journal der Tierwissenschaften, 82 (1), 81-86.

Pinna, C., Vecchiato, G., Bolduan, C., Grandi, M., Stefanelli, C., Windisch, W., Zaghini, G., & Biagi, G. (2018). Einfluss von Nahrungsprotein und Fructooligosacchariden auf fäkale Fermentationsendprodukte, fäkale Bakterienpopulationen und scheinbare Gesamtverdaulichkeit bei Hunden. BMC Veterinärforschung, 14, 106-115.

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, & Fahey, GC Jr. (2003). Ein Dosis-Wirkungs-Experiment zur Bewertung der Auswirkungen von Oligofructose und Inulin auf die Nährstoffverdaulichkeit, Stuhlqualität und fäkale Proteinkataboliten bei gesunden erwachsenen Hunden. Zeitschrift für Tierwissenschaften, 81 (12), 3057-3066.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP, Dawson, KA, Merchen, NR, & Fahey, GC Jr. (2002a). Ergänzende Fructooligosaccharide und Mannanoligosaccharide beeinflussen die Immunfunktion, die Verdaulichkeit im Ileum und im gesamten Verdauungstrakt, die mikrobielle Population und die Konzentration von Proteinkataboliten im Dickdarm von Hunden. Journal of Nutrition, 132 (5), 980-989.

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Chow, J., Wolf, BW, Garleb, KA, & Fahey, GC Jr. (2002b). Fructooligosaccharide und Lactobacillus acidophilus verändern die mikrobiellen Populationen im Darm, die Verdaulichkeit der gesamten Nährstoffe im Verdauungstrakt und die Konzentrationen von Proteinkataboliten im Stuhl bei gesunden erwachsenen Hunden. Journal of Nutrition, 132 (12), 3721-3731.

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Thompson, JS, Quigley, EM, Palmer, JM, West, WW, & Adrian, TE (1996). Luminale kurzkettige Fettsäuren und intestinale Anpassung nach Resektion. Zeitschrift für parenterale und enterale Ernährung, 20 (5), 338-343.