Apie pilvo gyventojus

Nors žarnynas žinomas kaip maisto medžiagų virškinimo bei pasisavinimo centras, funkcijų jis turi ir daugiau. Tai nėra tik „dar viena virškinimo sistemos dalis“. Ši sritis taip pat atlieka gyvybiškai svarbų darbą moduliuodama organizmo imuninę sistemą, be to, joje slypi organizmo „antrosios smegenys“. Nervinių ląstelių virškinimo trakte daugiau, nei galvos ir nugaros smegenyse. Didžioji dalis serotonino ir maždaug pusė dopamino randama žarnyne.

Žarnyne gyvena trilijonai mikroorganizmų – mikrobiota, neretai pavadinama atskiru organu. Mikrobiota reiškia visą mikroorganizmų, kolonizuojančių tam tikrą vietą, populiaciją. Mikrobų daugiausia yra virškinimo trakte ir odoje. Virškinimo trakto mikrobų populiacija yra žinoma kaip žarnų mikrobiota. Mikrobiomas nurodo genetinę mikrobiotos struktūrą, kartais šis žodis vartojamas nurodant mikrobų populiaciją ir bendrą mikroorganizmų genetinę medžiagą tam tikroje aplinkoje. Terminai „mikrobiota“ ir „mikrobiomas“ kartais vartojami kaip sinonimai, tačiau mikrobiota yra tam tikroje aplinkoje esantys mikroorganizmai, o mikrobiomas reiškia tų mikroorganizmų ir jų genų katalogą.

Žarnyno bakterijos mūsų augintinių sveikatą palaiko daugybe būdų. Vis dažniau minima žarnyno mikrobiotos ir smegenų ašies hipotezė, kuri nurodo, jog bakterijų metabolitai, prasiskverbdami į kraujotaką, gali sukelti kai kurias ligas. Žarnyno – smegenų ašies sąveika laikoma dvikrypte, o įrodymų, kad mikrobiota daro įtaką kitiems organams kaip oda, širdis ar inkstai, daugėja. Žarnyno mokrobiotos sudėtį lemia daugybė dalykų, svarbiausiu laikomas maistas.

Dauguma žarnyno gyventojų naudingi, tačiau dalis – potencialiai kenksmingi. Mikroorganizmų disbalansas, kai padaugėja sveikatai potencialiai kenksmingų „padarėlių“, vadinamas disbioze ir yra susijęs su daugybe sveikatos problemų, įskaitant ir nutukimą. Gerosiomis laikomos bakterijos dalyvauja energijos apykaitoje, mineralų absorbcijoje, vitaminų sintezėje, imuninės sistemos ir žarnyno barjero funkcijose. Šios bakterijos saugo nuo patogenų ir padeda maitinti žarnyną. Tikimasi, kad geriau suprantamas mikrobiomo poveikis gyvūnų sveikatai sudarys sąlygas jų ilgesniam ir sveikesniam gyvenimui.

Žarnyno mikrobiotos pokyčiai susiję ne tik su mityba, bet ir kitais veiksniai, pvz., senėjimu. Palyginus 100 ir 40 metų amžiaus žmonių populiaciją, paaiškėjo, kad šimtamečiai turi unikalią mikrobiotą, joje mažiau gramteigiamų bakterijų – tačiau nežinoma, tai priežastis ar pasekmė. Tikimasi, kad apibrėžiant atskirų žmonių ar gyvūnų metabotipą, bus galima individualiu lygiu įvertinti metabolinį atsaką bei jo laipsnį į specifinius raciono pokyčius. Tai padės sukurti individualizuotą mitybą.

Probiotikai

Probiotikai – gyvi mikroorganizmai, padedantys išlaikyti optimalią žarnyno bakterijų pusiausvyrą, kuri būtina gerai sveikatai. Nesubalansuota mikrobiota lemia prastą išmatų kokybę ir imuninių funkcijų sutrikimus. Nors mikrobiotos sudėčiai didžiausią įtaką daro mityba, įvairūs veiksniai gali sutrikdyti naudingų ir patogeninių rūšių pusiausvyrą.

Žarnyno mikrobų kolonizaciją pirmiausia nulemia motinos mikrobiomas, aplinka ir mityba. Metams bėgant, veikiant ligoms, vaistams, įvairiems streso veiksniams bakterinė žarnyno pusiausvyra gali pasikeisti taip, kad suvešėtų patogeniniai mikroorganizmai. Tokią sutrikusią pusiausvyra normalizuoti galima keičiant mitybą. Probiotikai laikomi saugiu būdu palaikyti sveiką žarnyno mikrobiotą. Kai kurie padeda stiprinti imuninį atsaką, kiti stimuliuoja uždegimą slopinančių medžiagų gamybą. Probiotikai pasitelkiami gydant viduriavimą ir kitas virškinimo problemas, taip pat pastebėtas naudingas jų poveikis ir tokiose srityse kaip dantų sveikata. Žinoma, naudingi probiotikai bus tik vartojami pakankamais kiekais.

Kad probiotikai būtų veiksmingi, reikia, kad jie:

  • Išbūtų gyvi ar gyvybingi iki vartojimo laiko.
  • Būtų atsparūs skrandžio rūgšties ir žarnyno fermentų poveikiui.
  • Sumažintų patogeninių bakterijų kiekį žarnyne ar užkirstų kelią jų išgyvenimui.
  • Gamintų medžiagas, nepalankias patogenų vystymuisi.
  • Būtų saugūs – neįgytų ir neperduotų atsparumo antibiotikams, negamintų kenksmingų metabolitų.
  • Pagerintų bendrą gyvūno sveikatą

Probiotikų nauda daugiausia priklaus nuo to, kiek gyvų bakterijų įveiks visas negandas, pasieks „atvykimo tašką“ ir kolonizuos virškinimo traktą. Probiotikai konkuruoja su patogenais dėl maisto medžiagų ir vietos, jie veikia kaip fizinis barjeras, neleidžiantis kenksmingiesiems pasiekti žarnyno paviršiaus. Kai kurie probiotikai gali išskirti antibakterines medžiagas kaip bakteriocinai ir peroksidai.

Fermentuodami prebiotinę medžiagą, probiotikai gamina trumpųjų grandinių riebalų rūgštis (RR), tokias kaip butiritatas, pieno rūgštis ir acto rūgštis. Šios RR maitina enterocitus bei mažina žarnyno pH, tokiu būdu slopindamos patogeninių bakterijų dauginimąsi. Dauguma patogenų mėgsta šamingesnę aplinką, o naudingos bakterijos – rūgštesnę. Be veiksmingumo tyrimų, reikia tirti ir stabilumą – ar probiotikai išgyvens gamybos, gabenimo bei laikymo sąlygas.

Tiriant su naminiais gyvūnais, kai kurie probiotikai pasirodė esantys naudingi sveikatai. Skirtingi tos pačios rūšies štamai gali turėti skirtingą poveikį, taip pat svarbus dozavimas, tad galimybių tiriant probiotikus yra daugybė. Pvz., SF68 yra Enterococcus faecium štamas, padedantis palaikyti subalansuotą ir sveiką bakterijų populiaciją žarnyne, stiprinantis imuninę sistemą, pagerinantis išmatų kokybę (susijusią su mikrobiotos disbalansu, stresu, antibiotikų terapija ar dietos pokyčiais), sumažinantis šuniukų ir kačiukų išmatų kintamumą, mažinantis vidurių pūtimą.

Prebiotikai

Prebiotikais vadinami nevirškinami maisto angliavandeniai – ląsteliena ir atsparus krakmolas, galintys būti naudingu žarnyno bakterijų maistu. Prebiotikai suteikia galimybę atlikti šeimininko savijautai bei sveikatai naudingus specifinius virškinamojo trakto mikrofloros sudėties ir/arba aktyvumo pokyčius. Galutinis prebiotinių papildų tikslas – žarnyno mikrobiotos stiprinimas.

Kad maisto ingredientas galėtų vadintis prebiotiku, jis turi priešintis virškinimui, absorbcijai ir skaidymui kol pasieks storąją žarną, o ten leistis fermentuojamam gaubtinės žarnos mikrobiotos ir selektyviai skatinti naudingų bakterijų augimą. Bene dažniausiai naudojami prebiotikai yra inulinas, kviečių aleuronas ir cikorijos šaknis. Daug inulino turi svogūnai, artišokai, porai. Kviečių aleuronas - ląstelių sluoksnis tarp kviečio grūdų sėlenos ir endospermo.

Šunims ir katėms trūksta fermentų, reikalingų prebiotinių ingredientų kaip inulinas ar oligofruktozėė cheminiams ryšiams suardyti. Tačiau jų gaubtinės žarnos mikrobiota fermentacijos metu geba šias jungtis nutraukti ir „pasigaminti“ trumpųjų grandinių riebalų rūgščių. Jos mažina žarnyno pH, kuris susijęs su daugybe naudingų prebiotikų poveikių sveikatai. Rūgštesnė aplinka nepalanki patogeninių bakterijų dauginimuisi bei pagerina mineralų absorbciją. Taip pat tokioje aplinkoje baltymų virškinimo metu susidarantis potencialiai kenksmingas amoniakas virsta amonio jonais, kurie išsiskiria nedelsiant, užuot absorbuoti detoksikacijai kepenyse ir išskirti su šlapimu kaip karbamidas. Tai naudinga gyvūnams su prastesnėmis kepenų ar inkstų funkcijomis.

Minėtos trumpųjų grandinių riebalų rūgštys tiesiogiai veikia ir žarnyno ląsteles. Butiratas yra pagrindinis kolonocitų energijos šaltinis. Jis padidina žarnyno gleivinės storį, gaurelių aukštį bei kriptų gylį. Taip padidėjus žarnyno paviršiaus plotui, pagerėja maistinių medžiagų absorbcija. Butiratas pasižymi priešvėžinėmis ir priešuždegiminėmis savybėmis bei gali pagerinti storosios žarnos gijimą sergant uždegimine žarnyno liga ir opiniu kolitu.

77 proc kačių, gavusių prebiotikų iš cikorijų, padidėjo naudingų bifidobakterijų ir laktobacilų kiekis bei sumažėjo potencialiai patogeniškų bakterijų Clostridium perfringens. Be to, katės, šertos specifiniu maistinių medžiagų mišiniu, į kurį buvo įtraukta prebiotikų, gyveno 1 metais ilgiau negu šertos kontroline dieta.

Žarnyno – smegenų ašis

Terminas žarnyno – smegenų ašis apibūdina nuolatinį dvikryptį ryšį tarp virškinimo trakto ir smegenų. Žarnyno mikrobai dalyvauja formuojantis normaliam nervų vystymuisi, smegenų biochemijai ir elgesiui. Mikrobiota – pagrindinis žarnyno ir smegenų bendravimo mechanizmas.  Šio proceso mechanizmus mokslininkai pradėjo aiškintis palyginti neseniai, o juos tyrinėja neurogastroenerologija.

Enterinė nervų sistema (ENS – šimtai milijonų neuronų, besitęsiančių išilgai virškinamojo trakto), kartais vadinama „antrosiomis smegenimis“, yra sudaryta iš įvairių neuronų tipų, turi savo hematoencefalinį (kraujo–smegenų) barjerą, išlaikantį pastovią fiziologinę aplinką. Ji gamina daugybę hormonų tipų ir daugybę tų pačių klasių neurotransmiterių, kaip ir galvos smegenys.

Su smegenimis ir centrine nervų sistema mikrobiota bendrauja keliais būdais. ENS kontroliuoja ne tik virškinimą. Ji svarbi ir fizinei bei psichinei savijautai, gali veikti kartu su galvos smegenimis ir padeda pajusti išorines grėsmes ir bei daro įtaką tam, kaip bus sureaguota. Daug informacijos, žarnyno siunčiamos į galvos smegenis, veikia savijautą, nors sąmonės net nepasiekia. Smegenimis apie virškinimo trakto pokyčius pranešama per klajoklį nervą.

Simpatinė nervų sistema taip pat dalyvauja virškinimo trakto ir smegenų „pokalbiuose“. Adrenalino ir noradrenalino išsiskyrimas iš smegenų ir antinksčių sukelia tokias elgesio reakcijas kaip kova, bandymas pabėgti ar sustingimas. Taip pat šie hormonai gali pakeisti žarnyno judrumą. Pogumburio - hipofizės - antinksčių ašis tarpininkauja kortizolio sekrecijoje, taip pat susijusiose su tiesioginiu atsaku į stresą. Žarnyno mikrobiota gali paveikti nervų sistemų, reguliuojančių endokrininę reakciją į stresą, vystymąsi.

Pranešimus smegenims žarnyno mikrobiota siunčia ir pasitelkusi imuninius signalus. Žarnyno mikrobiota gali paveikti žarnyno gleivinėje esančias imunines ląsteles, modifikuojančias ENS neuronų veiklą. Šios imuninės ląstelės išskiria atsakui į uždegimą ir infekciją svarbius citokinus.

Žarnyno bakterijų metabolitai (jau minėtos trumpųjų grandinių riebalų rūgštys) taip pat gali paveikti smegenų funkcijas. Be to, virškinimo traktas ir jo bakterijos prisideda prie organizmo hormonų bei neuromediatorių, įskaitant dopaminą ir serotoniną, gamybos.

Žarnyno bakterijos smegenų veiklą gali paveikti netiesiogiai, pavyzdžiui, tiekiant chemines medžiagas ir baltymus, tačiau gali egzistuoti ir tiesioginis ryšys. Nors tam įrodyti reikia daugiau mokslinių tyrimų, gali būti, kad smegenys turi savo mikrobiomą, kuris galbūt susijęs su žarnyno mikrobiomu. Jeigu teorija, kad mums įprastos žarnyno bakterijos gali būti įsikūrusios ir smegenyse, pasitvirtins, aiškinsimės, kaip jos gali turėti įtakos smegenų imuninės sistemos reguliavimui.

Atrandamos sąsajos tarp disbiozės ir sveikatos problemų kaip kognityviniai pokyčiai bei nerimas. Tyrimai įrodė žarnyno bakterijų ryšį su nutukimu, Alzheimerio liga ir gyvūnų nerimu. Bifidobacterium longum padeda šunims išlaikyti ramų elgesį. Tokių bakterijų gavusiems šunims sumažėja ne tik neramaus elgesio požymiai, bet ir kortizolio kiekis seilėse. Žarnyno mikrobiotos keitimas atliekant mitybos intervencijas gali palengvinti žarnyno ir smegenų „pokalbį“ bei koreguoti elgesį.

Nesireplikuojantys mikroorganizmai

Nesireplikuojantys mikroorganizmai NRM yra termiškai apdoroti probiotikai kartu su jų kultūros terpe, o teigiamą poveikį sveikatai jie turi net po inaktyvacijos. Jie gerina virškinimą, išmatų kokybę ir imunitetą. Ne visi probiotikai bus tinkami inaktyvacijai, ir ne visi inaktyvavimo metodai bakterijoms leidžia išlaikyti pageidaujamas savybes.

NRM naudingas savybes po inaktyvacijos išlaiko todėl, kad bakterijų ląstelių sienelės sugeba sukelti imuninį atsaką, paveikti žarnyno uždegimo signalų kelius bei mechanizmus. Tai gali sukelti didesnę imuninių ląstelių toleranciją ir sumažinti uždegiminį atsaką. Be to, inkatyvacijos proceso metu bakterijų išskirti metabolitai taip pat sukelia imuninį atsaką ir gali suteikti tam tikrą apsaugą nuo patogenų. Galiausiai NRM gali tapti pageidaujamos mikrofloros patiekalu.

Termiškai apdorotas laktobacilų Lactobacillus fermentum ir Lactobacillus delbrueckii mišinys pasižymi naudingomis savybėmis. Pastebėtas teigiamas poveikis NRM gavusių kačių žarnyno imuninei sistemai (išmatose aptiktas didesnis IgA antikūnų kiekis).

 

Pilvelio imunitetas

70 proc. visų imuninių ląstelių randasi žarnyne. Jos apsaugo kūną nuo nuolat atakuojančių patogenų ir palaiko bendrą sveikatą. Itin svarbu pasirūpinti šuniukų ir kačiukų žarnyno sveikata, kol jų imuninė sistema bręsta, tačiau tai naudinga ir suaugusiems.

Imuninę sistemą gali paveikti keli veiksniai, pvz., genetika, gyvenimo trukmė, mityba, išorės poveikis... Naujagimiai absorbuoja antikūnus iš pirmojo motinos pieno - priešpienio, kuris, kaip žinoma, suteikia imuninę apsaugą. Tačiau šis pirmasis imunitetas laikui bėgant silpsta ir taip atsiranda tam tikra spraga, beišlaikanti tol, kol šuniuko ar kačiuko imuninė sistema subręs. Maisto papildai gali šią problemą panaikinti ir apsaugoti nuo ligų tokiu kritiniu vystymosi laikotarpiu.

Priešpienyje esantys antikūnai sąveikauja su žarnyno imuninėmis ląstelėmis, sukeldami pageidaujamą imuninį atsaką. Maitinimas priešpienyje esančiais bioaktyviasiais antikūnais gali būti naudingas bet kuriame gyvenimo etape. Kačiukai, šeriami dieta, papildyta galvijų priešpienio bioaktyviais preparatais, greičiau ir stipriau reagavo į pasiutligės vakciną. Priešpienis gali būti naudingas ir suaugusiems. Suaugusiems šunims davus galvijų priešpienyje randamų bioaktyviųjų medžiagų ir antikūnų, jų atsakas į vakcinaciją nuo maro buvo stipresnis ir ilgesnis.