Uso de pre- y probióticos en perros y gatos

La salud intestinal de los animales depende de manera importante de la microbiota, que se define como el conjunto de microorganismos (bacterias, hongos, arqueas, protistas y virus) que contribuyen a mantener la homeostasis a través de la protección ante patógenos, la facilitación del proceso de digestión y absorción de nutrientes, estimulación de la reparación intestinal, producción de metabolitos, fermentación de nutrientes y modulación inmunológica^1,2; a su vez, estos microorganismos dependen de moléculas presentes en el alimento, para que en conjunto produzcan metabolitos benéficos para el tubo digestivo como los ácidos grasos de cadena corta, siendo de especial interés el butirato. Esto sucede sobre todo cuando se emplean fibras, almidones y azúcares en la dieta como fuentes fermentables, pero también pueden producirse derivados no deseables como los compuestos fenólicos y las aminas biogénicas cuando las bacterias degradan proteínas que sobrepasan la digestión convencional³.

Cuando el equilibrio entre sustrato, bacterias y ambiente (microbioma) sufre alguna alteración, se habla de un proceso de disbiosis, que generalmente concurre con alguna manifestación gastrointestinal (vómitos, diarreas). Para modular de manera positiva este efecto, la complementación de la dieta con prebióticos (sustrato) y probióticos (bacterias vivas) es una alternativa viable ampliamente empleada en medicina humana y medicina veterinaria².

La fibra es un componente de la parede celular de diversos ingredientes vegetales constituida por moléculas como la celulosa, hemicelulosa, pectina y otros carbohidratos no digestibles. Por su capacidad de solubilizarse en el agua se puede dividir en fibras solubles (que modulan la absorción de lípidos y carbohidratos), y fibras insolubles, que modifican la consistencia fecal y pueden tener efecto laxante^4,5.

De manera natural este nutriente se encuentra en ingredientes como la achicoria, avena, trigo, agave y betabel, conteniendo siempre más de un tipo de fibra de acuerdo con la clasificación mencionada previamente, por lo que se suelen emplear técnicas químicas y enzimáticas para obtener purificados con las fracciones de mayor interés⁶.

Su potencial en la salud se ha evaluado desde épocas remotas, se sabe que los griegos conocían de sus efectos laxantes y desde hace aproximadamente cien años se habla de su impacto en la calidad fecal y prevención de enfermedades como la diabetes, cáncer de colon y obesidad⁴. Sin duda alguna en la actualidad se considera un factor dietético clave en el mantenimiento de la salud gastrointestinal derivado de su potencial para modular la microbiota, producir metabolitos y promover la correcta motilidad⁷.

La inulina, oligofructosa, betaglucanos y frutooligosacáridos (FOS), son los más estudiados hoy en día como sustratos prebioticos³, generalmente a dosis de entre 5 - 8 g al día o un equivalente de 1 a 2.5 % de la inclusión en la dieta. Los oligosacáridos tienen variedades de acuerdo con el monosacárido que los constituya en su primer fracción, teniendo así a los fructooligosacáridos (FOS), xilooligosacáridos (XOS), galactooligosacáridos (GOS), inulinooligosacáridos (IOS) y mananooligosacáridos (MOS), estas últimas moléculas han demostrado conferir una fermentación selectiva hacia las bacterias comensales benéficas.

A nivel comercial, las fuentes más empleadas que podemos encontrar reportadas en etiquetas de alimentos para perros y gatos incluyen a la pulpa de remolacha, sola y mezclada con fracciones de celulosa, achicoria, psyllium e inulina. De manera más reciente también se han analizado fuentes alternativas como las provenientes de herbáceas (Miscannthus), que han demostrado no tener efectos negativos sobre la digestión, calidad de heces o palatabilidad, confiriendo un potencial similar al de las fuentes tradicionales⁷.

Si bien la mayor parte de los prebióticos se definían como fibras dietarias, es importante considerar que su definición formal solo los limita a ser ingredientes no digestibles que brindan un sustrato que permite el crecimiento de ciertas bacterias intestinales y sus metabolitos para favorecer la salud intestinal del hospedador^4,8, por lo que actualmente se ha determinado que cualquier componente que supere la digestión, ya sea proteína, aminoácido grasa o polifenoles, pueden funcionar como prebiótico, siendo entonces moléculas que se fermentan selectivamente y que logran cambios específicos en la salud del hospedador⁵. Este efecto puede afectar directamente el tubo digestivo o ser sistémico modulando el sistema inmunológico⁹.

Ejemplos de otras fuentes, incluyen a los glucosaminoglicanos, que han demostrado ser benéficos para las células intestinales aumentando la expresión de proteínas de unión como la zonulina 1 sobre todo en humanos y ratones, en donde se ha observado un incremento en la proliferación de los enterocitos y de su regeneración, lo cual brinda un efecto de protección ante la translocación bacteriana, también se ha observado que reducen el número de proteobacterias consideradas proinflamatorias¹⁰. Incluso la quitina del exoesqueleto de artrópodos (grillos) ha promovido cambios en la biodiversidad del microbioma en perros. En la Tabla 1 se resumen las fuentes y efectos de los prebióticos más comúnmente empleados en perros y gatos, así como de fuentes novedosas.

A grandes rasgos, las características de un buen prebiótico deben incluir:

• Resistir al medio ácido estomacal y al proceso enzimático intestinal.
• Poder fermentarse por los microorganismos intestinales.
• Estimular el crecimiento selectivo de bacterias benéficas (casi siempre lactobacilos y bifidobacterias)¹¹.

Y de manera general sus beneficios se asocian a:

• Corregir diarreas.
• Reducir la inflamación intestinal.
• Reducir el riesgo de cáncer de colon.
• Mejorar la biodisponibilidad de minerales como calcio, magnesio y hierro.
• Promover la saciedad y regular el consumo voluntario.
• Estimular el sistema inmunológico a través de su interacción con el tejido linfoide⁶.

Los microorganismos son una de las formas de vida más pequeñas que existen, se encuentran en prácticamente todos los lugares del mundo, incluyendo el cuerpo animal, siendo el tubo digestivo su principal hábitat. A lo largo del tiempo, su estudio se ha perfeccionado con técnicas más específicas como las secuenciaciones, métodos de hibridación y electroforesis¹⁷. Las bacterias son las pobladoras más abundantes, en perros y gatos se distribuyen desde la cavidad oral hasta el colon en proporciones diversas, a grandes rasgos el estómago es la región con menor carga bacteriana, mientras que el intestino grueso es el sitio donde mayor concentración tienen^17,18.

De manera reiterada, un sistema microbiano en balance (eubiosis) permite la regulación inmunológica y salud del hospedero. Una alteración en la composición o riqueza de la microbiota intestinal (antibióticos, infecciones o estrés), se denomina disbiosis. La disbiosis puede ser de tres tipos:

• La que presenta una reducción en la diversidad bacteriana.
• En la que hay pérdida de bacterias benéficas.
• En la que hay sobre crecimiento de patógenos¹⁹.

Este proceso está íntimamente relacionado con la presentación clínica de desórdenes inflamatorios como la enfermedad inflamatoria intestinas (EII), colitis y síndrome de intestino irritable¹⁸.

Los probióticos, al igual que los prebióticos, son considerados actualmente como moduladores de la microbiota y microbioma intestinal, se definen como microorganismos que obligatoriamente deben estar vivos al momento de ser consumidos, y que al administrarse en cantidades adecuadas promuevan un beneficio en la salud del hospedador¹⁹. En perros y gatos se han empleado sobre todo como parte del tratamiento en enfermedades gastrointestinales causantes de diarreas²⁰y se ha observado que sus efectos son aún mejores cuando se combinan con prebióticos y antidiarreicos^21,22 (Figura 1).

Dentro de las principales cepas empleadas hasta el momento se incluyen bacterias clasificadas como ácido lácticas: Lactobacillus, Enterococcus y Bifidobacterium. Todas ellas han demostrado tener efectos tanto sistémicos como locales, mejorando procesos de digestión y absorción de nutrientes, mejorando la morfología intestinal, produciendo sustancias antimicrobianas, participando en la conversión de ácidos biliares, modulando el proceso inflamatorio y estimulando el sistema inmunológico^2,23(Tabla 2).

Las características que debe cumplir de manera general un microorganismo para poder ser un probiótico son:

• No ser posibles patógenos.
• Ser específicos de la especie, haber sido aislados de manera convencional del hospedador
• Demostrar capacidad de adherencia y resistencia al medio intestinal.
• Demostrar efectos positivos en la salud del animal².

De acuerdo con estudios, la concentración necesaria para ejercer un efecto clínico debe estar en un rango de entre 1 x 10⁷ y hasta 1 x 10⁹ UFC/día, con el que se ha demostrado mejorar la calidad de las heces y controlar procesos diarreicos³², tomando en cuenta que la dosis y tiempo de administración puede variar dependiendo el proceso patológico o el efecto fisiológico deseado, así como la idiosincrasia entre paciente.

Finalmente es importante mencionar, que el uso de probióticos no se limita al cuidado gastrointestinal, debido a la importancia de los metabolitos que se producen a nivel luminal y la existencia de diversos ejes como el cerebro- intestino y cerebro-piel, se está buscando implementarlos en el tratamiento de otras patologías como la ansiedad, depresión, atopia, enfermedad periodontal, obesidad y diabetes³³.

Los posbióticos se definen como metabolitos de la fermentación bacteriana, también se puede incluir en la definición a las fracciones celulares, microorganismos no vivos, paredes celulares y sobrenadantes. Todos ellos tienen la capacidad de generar un beneficio en el ambiente intestinal que se refleja en la salud del hospedador.

Los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) son ácidos orgánicos de máximo seis carbonos que se producen principalmente a nivel colónico por efecto de la fermentación bacteriana, parte de su función se centra en modular el pH luminal (control de crecimiento de posibles patógenos y sus metabolitos), favorecer absorción de agua-minerales y ofrecer energía a las células intestinales (aproximadamente 70 %), siendo el butirato (4C) el que tiene mayor rango de oxidación, es decir de utilización²². De manera adicional, se ha observado que el butirato participa en el crecimiento de los colonocitos y regula el proceso inflamatorio. Los ácidos grasos de cadena corta también pueden mejorar la absorción de agua, sodio calcio y otros minerales^5,34.

De este modo, uno de los principales efectos que se busca con el uso de moduladores intestinales como los pre- y probióticos, es la producción de ácidos grasos de cadena corta, en especial del ácido butírico.

Otras alternativas recientes para el manejo no farmacológico de trastornos gastrointestinales incluyen el trasplante fecal, tanto por vía rectal como por vía oral. Estudios muy recientes han demostrado que es posible corregir la signología asociada a enteropatías, tanto en perros y gatos, tras la administración de cápsulas con filtrados de heces provenientes de donadores clínicamente sanos, contemplando también cambios en la microbiota que aparentemente viran a favor de los microorganismos benéficos³⁵. Sin duda un campo que permite pensar en nuevas estrategias para el manejo de pacientes con problemas digestivos y muchas otras patologías, considerando la actual importancia de los diversos ejes conectados con el intestino.

El uso de pre- y probióticos es uno de los principales manejos complementarios en el tratamiento de enfermedades gastrointestinales, su uso en concentraciones y tiempos adecuados permite corregir de manera significativa procesos diarreicos y generar efectos positivos a nivel del microbioma (ambiente intestinal, microorganismos y metabolitos) e inmunidad.

En la actualidad es posible encontrar un sinfín de productos comerciales que contienen a uno o ambos principios activos en sus fórmulas, para tomar decisiones acertadas de uso, es importante contar con bases sobre sus características, mecanismos de acción y sobre todo de estudios confirmados que demuestren su seguridad y efectividad.

También es importante considerar que el desarrollo de estrategias alternativas como los posbióticos y el trasplante fecal, están en crecimiento, es valioso estar actualizados sobre las pruebas hechas en pequeñas especies para poderlos aplicar de manera práctica en nuestra clínica diaria, considerando que, por sus mecanismos de acción, hasta el momento son manejos que no se contraponen entre sí.

1. Kumar, V; Rana, A; Jagtap, P; Dhewa, T; Taneja, NK. Nutritional Science and Technology: Concept and Application.Chapter 2. Prebiotics. Probiotics and Synbiotics. 2022. https://doi.org/10.1002/9781394229116.ch2
2. Yang, Q; Zhenlong, W. Gut probiotics and healthy of dogs and cats: benefits, applications, and underlying mechanism. Miroorganisms. 2023. 11(10):2452
3. González, F; Carelli, A; Komarcheuski, A; Uana, M; do Prado, RM; Rossoni, D; Gomez, M; Vasconcellos, R. Yeast cell wall compounds on the formation of fermentation products and fecal microbiota in cats: an in vivo and in vitro approach. Animals. 2023. 13(4).
4. Slavin, J. Fiber and prebiotics: mechanism and Health benefits. Nutrients. 2013. 1417-1435.
5. Wernimont, S. et.al. The effects on nutrition on the gastrointestinal microbiome of cats and dogs: impact on health and disease. Frontiers in Microbiology. 2020. 11:1266
6. Jana, UK; Kango, N; Pletscke, B. Hemicellulose-derived oligosaccharides: emerging prebiotics in disease alleviation. Frontier Nutrition. 2021. 8:670817
7. Finet, S; He,F; Clark, L; Cattai, MR. Functional propierties of miscanthus fiber and prebiotic blends in extruded canine diets. Journal of animal science. 2022. 15;100(4)
8. Paschoalin,DSJ; He, F; Mangian, HF; Massae, OP; De Godoy, RC. Dietary supplementation of a fiber-prebiotic and saccharin- eugenol blen in extruded diets fed to dogs. J Anim Sci. 2019. 97(11): 4519-4531
9. Perini, M; Rentas, M; Pedreira, R; Amaral, A; et.al. Duration of prebiotic intake is a key factor for diet induced modulation of immunity and fecal fermentation products in dogs. Microorganisms. 2020. 8:12.
10. Glanemann, B; Seo, YJ; Priestnall, SL; Garden, OA, Kilburn, L; Rosonni-Serao, M; Segarra, S; Mochel, JP; Allenspach, K. Clinical efficacy of prebiotics and glycosaminoglycans versus placebo in dogs with food responsive enteropathy receiving a hydrolyzed diet: A pilot study. PLoS One. 2021. 16(10): e0250681.
11. Kumar, V; Rana, A; Jagtap, P; Dhewa, T; Taneja, NK. Nutritional Science and Technology: Concept and Application.Chapter 2. Prebiotics. Probiotics and Synbiotics. 2022. https://doi.org/10.1002/9781394229116.ch2
12. García Mazcorro, JF; Barcenas-Walls, J; Schudoloski, J; Steiner, JM. Molecular assessment of the fecal microbiota in healthy cats and dogs before and during supplementation with fructo – oligosaccharides (FOS) and inulin using high – troughput 454- pyrosequencing. Peer J. 2017.18:5.
13. Swanson, K; Grieshop, C; Flickinger, EA; Healy, HP; Dawson, KA; Merchen, NR; Fahey, GC. Effects of supplemental fructooligosaccharides plus mannanoligosaccharides on immune function and ileal and fecal microbial populations in adult dogs. Arch. Tierernahr. 2002 56:4.
14. Swanson, K; Grieshop, C; Flickinger; Bauer, LL; Haely, HP; Dawson, KA; Merchen, NR; Fahey, GC. Supplemental fructooligosaccharides and mannanoligosaccharides influence immune function, ileal and total tract nutrient digestibilities, microbial populations and concentrations of protein catabolites in the large bowel of dogs. J. Nut. 2002. 132:5.
15. Middelbos, S; Fastinger, ND, Fahey, GC. Evaluation of fermentable oligosaccharides in diets fed to dog in comparison to fiber standars. Journal of Animal Science. 2007. 85:11.
16. De Souza, TS; Putarov, TC; Tiemi, C; Mantovani, VL; Ferreira, CA; Abreu, MB; Cavalieri, CA. Effects of the solubility of yeast cell wall preparations on their potential prebiotic properties in dogs. PLoS One. 2019. 14(11).
17. Deng P; Swanson, K. Gut microbiota of humans, dogs and cats: current knowledge and future opportunities and challenges. British Journal of Nutrition. 2015. 113. S6-S17.
18. Suchodolski, Jan S. Diagnosis and interpretation of intestinal dysbiosis in dogs and cats. Veterinary Journal, 2016. 215, 30–37
19. Mondo, E., Marliani, G., Accorsi, P. A., Cocchi, M., & Di Leone, A. Role of gut microbiota in dog and cat’s health and diseases. Open Veterinary Journal, 2019. 9(3): 253–258.
20. Lucena, R; Novales, M; Blanco, B; Hernández, E; Ginel, PJ. Effect of probiotic Enterococcus faecium SF68 on liver function in healthy dogs. J Vet Intern Med. 2018. 33 (6): 2628-2634.
21. Nixon, S. L., Rose, L., & Muller, A. T. (2019). Efficacy of an orally administered anti-diarrheal probiotic paste (Pro-Kolin Advanced) in dogs with acute diarrhea: A randomized, placebo-controlled, double-blinded clinical study. Journal of Veterinary Internal Medicine, 2019. 33(3)
22. Isidori, M; Corbee, RJ; Trabalza-Marinucci, M. Nonpharmacological treatment strategies for the management of canine chronic inflammatory enteropathy – A narrative review. Vet.Sci. 2022. 20;9(2):37.
23. Schmitz, S; Schudoloski, J. Understanding the canine intestinal microbiota and its modification by pro-, pre- and synbiotics- what is the evidence?. Veterinary Medicine and Science. 2016. 2:71-94.
24. Raheem A., Wang M., Zhang J., Liang L., Liang R., Yin Y., Zhu Y., Yang W., Wang L., Lv X., et al. The probiotic potential of Lactobacillus plantarum strain RW1 isolated from canine faeces. J. Appl. Microbiol. 2022;132:2306–2322.
25. Zhao D., Zhang R., Wang J., Zhang X., Liu K., Zhang H., Liu H. Effect of Limosilactobacillus reuteri ZJF036 on growth performance and gut microbiota in juvenile beagle dogs. Curr. Microbiol. 2023;80:155.
26. Bastos T.S., Souza C.M.M., Legendre H., Richard N., Pilla R., Suchodolski J.S., de Oliveira S.G., Lesaux A.A., Felix A.P. Effect of yeast Saccharomyces cerevisiae as a probiotic on diet digestibility, fermentative metabolites, and composition and functional potential of the fecal microbiota of dogs submitted to an abrupt dietary change. Microorganisms. 2023;11:506.
27. Cosío CK. Cambios en la microbiota fecal de perros adultos sanos alimentados con dietas de diferente valor nutricional. Tesis doctoral. Universidad Nacional Autónoma de México. 2023. Pp. 29-53. https://tesiunam.dgb.unam.mx/F/RYL9XU9T1XPSGVLFCHJA953BUYKEV7BA192T78EYSSREF264JX-01315?func=full-set-set&set_number=029997&set_entry=000012&format=999
28. Rossi G., Pengo G., Galosi L., Berardi S., Tambella A.M., Attili A.R., Gavazza A., Cerquetella M., Jergens A.E., Guard B.C., et al. Effects of the probiotic mixture Slab51® (SivoMixx®) as food supplement in healthy dogs: Evaluation of fecal microbiota, clinical parameters and immune function. Front. Vet. Sci. 2020;7:613.
29. Fusi E., Rizzi R., Polli M., Cannas S., Giardini A., Bruni N., Marelli S.P. Effects of Lactobacillus acidophilus D2/CSL (CECT 4529) supplementation on healthy cat performance. Vet. Rec. Open. 2019;6:e000368.
30. Bybee S.N., Scorza A.V., Lappin M.R. Effect of the probiotic Enterococcus faecium SF68 on presence of diarrhea in cats and dogs housed in an animal shelter. J. Vet. Intern. Med. 2011;25:856–860.
31. Marshall-Jones Z.V., Baillon M.L., Croft J.M., Butterwick R.F. Effects of Lactobacillus acidophilus DSM13241 as a probiotic in healthy adult cats. Am. J. Vet. Res. 2006;67:1005–1012.
32. Minelli, EB; Benini, A. Relationship between number of bacteriaand their probiotic effect. Microbial ecology in health and disease.2009. 20:180-183.
33. Wang, H; Wang, Y. Gut microbiota-brain axis. Chinese Medical Journal. 2016. 129(19).
34. Holt, D; Corsato, AI; Donadelli, R; Aldrich, C. Substrate degradation and postbiotic analysis of alternative fiber ingredients fermented using an in vitro canine fecal inoculum model. Journal of Animal Science. 2023. 21:101:skad078.
35. Rojas, CA; Entrolezo, Z; Jarett, J; Jospin, G; Martin, A; Ganz, H. Microbiome responses to oral fecal microbiota transplantation in a cohort of domestic dogs. Vet.Sci. 2024. 19;11(1):42.