Пробиотици са живи микробни компоненти на храната. Полезните свойства на някои микроорганизми се използват от човечеството в продължение на хиляди години. Свойствата на "полезните бактерии", ферментиращи мляко, зеленчуци за по-трайни храни хората са познавали от 6000 години. Известно е, че животът и здравето на животните също зависят от взаимната симбиоза с микроорганизмите.
Микробната екосистема на храносмилателния тракт е сложна общност от микроорганизми, чиято роля е тя ферментират хранителни компоненти, които не могат да бъдат разградени от храносмилателните процеси в червата. Те са главно устойчиви нишесте, фибри, олигозахариди, протеини и други подобни. Бактериалната ферментация произвежда млечна киселина и късоверижни мастни киселини - оцетна, пропионова и маслена, които осигуряват енергия на чревните епителни клетки, понижавайки рН, увеличават абсорбцията на минерали (Ca, Fe, Mg и други), витамини, имат положителен ефект върху метаболизма на глюкозата и липидите в черния дроб. Някои допълнителни бактерии произвеждат витамини В1, В2, В6, В12, ниацин, фолиева киселина, пантотенова киселина, витамин К и синтезират ензими, които повишават смилаемостта на протеините.
Количеството и съдържанието на микроорганизми в храносмилателната система на животните зависи от вида, метод на хранене, възраст и физиологично състояние на животното, но също така и от приложени лекарства, химически консерванти във фуражите и от количеството дезинфектанти, използвани в стопанството.
До момента на раждането (излюпването), феталният храносмилателен тракт е свободен от микробна флора. Уреждането му започва през устата съответно в първите часове след раждането. излюпване, когато устната кухина, стомаха, червата, но също и кожата и лигавиците на горните дихателни пътища са колонизирани. Основният източник на микрофлора е майката, начин на доставка, кърма, околна среда и фураж. При малките лактобацилус екофилм се образува върху лигавицата на храносмилателната и дихателната система, което осигурява постоянен контакт на симбиотичната микрофлора с клетките на имунната система, което позволява по-доброто й активиране. Този бактериален екофилм също формира бариера срещу патогенни микроби и в същото време води до увеличаване на специфични и неспецифични имунни отговори. Физиологичната екосистема на храносмилателната система не позволява на микроорганизмите да проникнат в чревната стена във вътрешната среда на тялото и да причинят системна инфекция. Той също така насърчава храносмилането и предпазва чревната лигавица от повишена пропускливост на чревни вещества, особено протеини, които могат да действат като антигени в кръвта и да провокират непоносимост или дори алергия към определени храни (глутен, мляко, яйца, различни зърнени култури ...)
Микрофлората на храносмилателния тракт на малките по-късно се променя и развива в зависимост от вида на животните, качеството на храната, която ядат и средата, в която живеят. Естествената храна на вида подпомага развитието на физиологичната микрофлора, което осигурява здравословен растеж и развитие на индивида.
Тревопасните, месоядните, всеядните и птиците имат физиологично различни храносмилателни системи и различни изисквания към състава на естествената си храна, което е свързано с различен начин на обработка на храната в храносмилателната им система. Физиологичната им микрофлора в отделни части на храносмилателния тракт също се адаптира към това.
Съставът на микрофлората се променя количествено и качествено в отделни части на храносмилателния тракт по време на неговия анатомичен ход. При хората, моногастричните животни и птиците, аборалът (от устната кухина до дебелото черво) се характеризира с увеличаване на броя на микроорганизмите, като най-гъсто населените, предимно анаероби, са последната част на дебелото черво. Слепи чанти също в птици. Стомахът и предните части на храносмилателния тракт са населени от значително по-малък брой аеробни и факултативно анаеробни микроорганизми при липса на анаероби в сравнение с дебелото черво. В стомаха и дванадесетопръстника храната се усвоява от храносмилателните ензими, а освободените хранителни вещества се абсорбират в тънките черва. В дебелото черво има по-нататъшно разлагане на храносмилането, което се осигурява от присъстващата тук микробна флора.
При преживните животни микробното разлагане на фуражите се случва главно в предните черва. Тук целулозата се образува от микробен протеин, който с други вещества впоследствие е в слузта и дванадесетопръстника.
подложени на ензимно разграждане. Следователно най-високата концентрация на симбиотична микрофлора е в търбуха и за правилното протичане на храносмилането, добрата използваемост на фуражите, както и цялостното здраве на преживните животни, е от решаващо значение оптималното количество и състав на микрофлората на рубчето. При коне и зайци микробното храносмилане на целулозата се осъществява в удължените дебели и цекални черва, така че тези части на храносмилателния тракт са населени с микрофлора най-гъсто.
Основната функция на храносмилателната система е храносмилането и усвояването на хранителните вещества, което е първата предпоставка за поддържане на добър хранителен статус на организма и съответно добро здраве. По време на живота животното получава няколко тона различни вещества чрез храносмилателния тракт, които също могат да имат вредно въздействие върху тялото (токсини, патогени, алергени). Храносмилателният тракт е „вътрешният външен организъм“, има и важна имунологична функция. Лигавицата на целия храносмилателен тракт, но особено лигавицата на дебелото черво е най-големият имунен орган на тялото. Тук протичат много имунни реакции. Лигавицата на храносмилателния тракт и кожата осигуряват за имунната система първия контакт с патогена, респ. алерген, като повърхността на лигавицата на храносмилателната система е няколко пъти по-голяма от повърхността на кожата. Дебелото черво е най-населено от симбиотични микроорганизми, които са важна част от чревната лигавична бариера. Лимфната система на червата заедно с полезните - пробиотични микроорганизми създават симбиоза, която носи ползи за организма под формата на защитни сили и възможност за добра обработка и използване на храната.
Пробиотици са живи бактерии, които обитават вътрешната стена на червата. След прилепване към лигавичните клетки те поддържат чревната лигавица и чревната имунна система нащрек и предотвратяват колонизирането на дебелото черво от патогени. Те се увеличават както чревна резистентност, но също така и толерантност към безвредни антигени, като по този начин предотвратява алергичните реакции. Контактът на лимфоцитите на чревната лигавица с живи пробиотици задейства имунни механизми в чревната лимфна система и впоследствие в системен имунитет, което означава, че пробиотиците влияят положително на цялостната защита на организма чрез активното им участие в процесите на имунна регулация.
Развитието на някои нежелани микроорганизми от симбиотичната микрофлора се потиска от конкуренцията, при която физиологично полезните пробиотични видове микроорганизми изместват патогенните микроорганизми. Тази микробна бариера срещу патогени и потенциални патогени е посочена като устойчивост на колонизация към патогени (салмонела, шигела, йерсиния, кампилобактер, листерия ...) и потенциални патогени (хеликобактер, клостридии, кандидии ...) и контрол на опортюнистичната микрофлора (протеи, псевдомонади, ентеробактерии, стафилококи, стрептококи ...).
Колонизационна устойчивост и нейните механизми:
- заемане на потенциални места за свързване на чревния епител, т.нар рецепторна блокада
-инхибиране на растежа и/или убиване на патогенни микроорганизми чрез образуване на антибактериални вещества (бактериоцини) и органични киселини
- конкуренция в придобиването на вещества, витамини и растежни фактори (конкурентно изключване)
- понижаване на чревното рН
- директен антагонизъм на физиологичната микрофлора към микрофлората на патогенни и потенциално патогенни.
Ефект на пробиотиците:
Те активират имунната система, потискат размножаването на патогена и условно патогенни микрофлора, намаляват ефекта на прокарциногените причинени от определени храносмилателни процеси и ензимна активност на определени бактерии в дебелото черво:
Размножаването и растежа на симбиотично - пробиотичната микрофлора в храносмилателния тракт се подпомага от вещества, наречени пребиотици. Те са несмилаеми хранителни съставки, кои подпомагат селективно размножаването на симбиотична микрофлора в дебелото черво и потискат размножаването на патогенна микрофлора. Тези вещества преминават през храносмилателната система непроменени до дебелото черво, където се хидролизират от пробиотичната микрофлора, която ги разгражда до прости въглехидрати, произвежда ензима фруктозидаза, който стимулира главно размножаването на лактобацили и бифидобактерии и потиска размножаването. Като пребиотици се използват олигозахариди, най-често фруктоолигозахариди и някои полизахариди. Естествените хранителни пребиотици включват фибри и инулин и други вещества, които се намират естествено в много растения - включително няколко зеленчука, плодове, зърнени храни и гъби. Известно е, че някои растителни екстракти, билки, подправки имат пребиотичен ефект - те могат да усилят антибактериалните и имуностимулиращи ефекти на пробиотиците и могат да увеличат неутрализиращия ефект на някои лактобацили върху ентеротоксини, произведени от патогенни щамове на бактерии.
Ефектът на пребиотиците
Те селективно подпомагат размножаването на симбиотичната чревна микрофлора, като по този начин намалява количеството на патогенни и условно патогенни микроорганизми в дебелото черво.
Те намаляват количеството на токсични и канцерогенни вещества в дебелото черво като: нитрозамини, вторични жлъчни киселини, хетероциклични амини, азо съединения, фенолни и индолови съединения, амоняк и други, които се образуват като метаболитни продукти на храносмилането и ензимната активност на бактериите с изключение на лактобацили и бифидобактерии. Лактобацилите и бифидобактериите, освен че образуват витамини от група В и мастни киселини с къса верига, също намаляват активността на ензимите, произведени от някои бактерии от естествената чревна микрофлора, като по този начин намаляват количеството на прокарциногенните вещества в дебелото черво.
Пробиотици може да се използва при храненето, профилактиката и лечението на болести по животни и домашни животни, особено млади. Храносмилателните разстройства предразполагат към прилагане на патогенна или условно патогенна микрофлора. Ранното прилагане на пробиотици оптимизира храносмилателните процеси, което значително намалява този риск и същевременно постига стимулиращ растежа ефект и увеличаване на наддаването на тегло. По-специално използването на пробиотици е много ефективно в профилактиката на заболявания на стомашно-чревния и дихателния тракт на животните, особено млади, които са придружени от висока заболеваемост, смъртност и високи разходи за терапията им. От гледна точка на здравето на животните и жизнеспособността или рентабилността на фермите е по-изгодно да се съсредоточи върху ефективната превенция, която ще намали разходите за лечение, ще подобри здравето и устойчивостта на животните и ще увеличи производителността на добитъка.