Probiotiká sú živé mikrobiálne zložky potravy. Užitočné vlastnosti niektorých mikroorganizmov využíva ľudstvo už tisíce rokov. Vlastnosti „prospešných baktérií“ skvasovať mlieko, zeleninu na trvanlivejšie potraviny poznajú ľudia už 6000 rokov.  Je známe, že aj život a zdravie živočíchov závisí od vzájomnej symbiózy s mikroorganizmami.

Mikrobiálny ekosystém tráviaceho traktu je zložité spoločenstvo mikroorganizmov, ktorých úlohou je fermentovať zložky potravy, ktoré sa tráviacimi procesmi v črevách nedali rozložiť. Sú to hlavne odolný škrob, vláknina, oligosacharidy,  bielkoviny a pod.   Bakteriálnou fermentáciou vzniká kyselina mliečna a mastné kyseliny s krátkym reťazcom – octová, propiónová a maslová, ktoré poskytujú energiu epitelovým bunkám čreva, znižujú pH, zvyšujú absorpciu minerálnych látok (Ca, Fe, Mg a ďalších), vitamínov, priaznivo vplývajú na metabolizmus glukózy a lipidov v pečeni. Niektoré baktérie navyše produkujú vitamíny B₁, B₂, B₆, B₁₂, niacín, kyselinu listovú, kyselinu pantoténovú, vitamín K a syntetizujú enzýmy, ktoré zvyšujú stráviteľnosť proteínov.

Množstvo a obsah  mikroorganizmov v tráviacom systéme zvierat závisí od druhu, spôsobu kŕmenia, veku a fyziologického stavu zvieraťa, ale aj od podávaných liečiv, chemických konzervačných látok v krmive a od množstva používaných dezinfekčných prípravkov v ustajňovacích priestoroch.

Do okamihu narodenia (vyliahnutia) je tráviaci trakt plodu bez mikrobiálnej flóry. Jeho osídľovanie začína orálnou cestou hneď v prvých hodinách po narodení, resp. vyliahnutí, kedy dochádza k osídleniu ústnej dutiny, žalúdka, čreva, ale aj kože a sliznice horných dýchacích ciest. Hlavným zdrojom mikroflóry je matka, spôsob pôrodu,  materinské mlieko, prostredie a krmivo. U mláďat sa tvorí na sliznici tráviaceho a dýchacieho systému laktobacilový ekofilm, ktorý zabezpečuje stály kontakt symbiotickej mikroflóry s bunkami  imunitného  systému,  čo umožňuje  jeho lepšiu  aktiváciu.  Tento bakteriálny ekofilm tvorí aj bariéru proti patogénnym zárodkom, a zároveň vedie ku zvýšeniu špecifickej a nešpecifickej imunitnej odpovede. Fyziologický ekosystém tráviaceho systému zabraňuje mikroorganizmom  preniknúť  črevnou stenou do vnútorného prostredia organizmu a spôsobiť systémovú infekciu.  Rovnako podporuje trávenie a chráni sliznicu čreva pred zvýšenou priepustnosťou látok z čreva, hlavne bielkovín, ktoré by v krvnom  obehu mohli pôsobiť ako antigény a vyprovokovať intoleranciu alebo až alergiu na niektoré potraviny (lepok, mlieko, vajíčka, rôzne obilniny… )

Mikroflóra tráviaceho traktu mláďat sa neskôr mení a vyvíja v závislosti od druhu zvierat, kvality potravy ktorú prijímajú a prostredia v ktorom žijú. Druhu prirodzená potrava  podporuje rozvoj fyziologickej mikroflóry, čo  zabezpečuje zdravý rast a vývoj jedinca.

Bylinožravce, mäsožravce, všežravce aj vtáky majú fyziologicky rozdielny tráviaci systém a  rôzne nároky na zloženie ich prirodzenej potravy, s čím súvisí aj rozdielny spôsob spracovania prijatej potravy v ich tráviacom systéme. Tomu sa prispôsobuje aj ich fyziologická mikroflóra v jednotlivých častiach tráviacej trubice.

V jednotlivých častiach tráviaceho traktu v jeho anatomickom priebehu sa kvantitatívne a kvalitatívne mení zloženie mikroflóry. U ľudí, monogastrických zvierat a vtákov  je charakteristické aborálne (smerom od ústnej dutiny k hrubému črevu) zvyšovanie počtu mikroorganizmov, pričom najhustejšie osídlená, prevažne anaeróbmi, je posledná  časť hrubého čreva. U vtákov aj slepé vaky. Žalúdok a predné časti tráviacej trubice sú v porovnaní s hrubým črevom osídlené podstatne nižším počtom aeróbnych a fakultatívne anaeróbnych mikroorganizmov bez prítomnosti anaeróbov. V žalúdku a dvanástniku sa potrava natrávi tráviacimi enzýmami, uvoľnené živiny sa vstrebávajú v tenkom čreve. V hrubom čreve dochádza k ďalšiemu  rozkladu tráveniny, ktorý zabezpečuje tu prítomná mikrobiálna flóra.

U prežúvavcov dochádza k mikrobiálnemu rozkladu krmiva hlavne v predžalúdkoch.  Tu sa z celulózy tvorí  mikrobiálna bielkovina, ktorá s ostatnými  látkami  následne v sleze a dvanástni

ku podlieha enzymatickému rozkladu. Najvyššia koncentrácia symbiotickej mikroflóry je preto v bachore a pre správny priebeh trávenia, dobrú využiteľnosť krmiva a aj celkový zdravotný stav je u prežúvavcov rozhodujúce optimálne množstvo a zloženie bachorovej mikroflóry.  U koní a králikov sa uskutočňuje mikrobiálne trávenie celulózy  v predĺženom hrubom a slepom čreve, preto sú tieto časti tráviaceho traktu osídlené mikroflórou najhustejšie.

Primárnou funkciou tráviaceho aparátu je trávenie a vstrebávanie živín, čo je prvým predpokladom zachovania dobrého výživného stavu organizmu, a tým aj dobrého zdravia. Počas života zviera prijme cez tráviaci trakt niekoľko ton rôznych látok, ktoré by mohli mať na organizmus aj škodlivý vplyv (toxíny, patogény, alergény). Tráviaca trubica  je „vnútorným vonkajškom organizmu“, má aj dôležitú imunologickú funkciu. Sliznica celej tráviacej trubice, ale  hlavne sliznica hrubého čreva je najväčší imunitný orgán tela. Odohráva sa tu veľa imunitných reakcií. Sliznica tráviacej trubice a koža zabezpečujú pre imunitný systém prvý kontakt s patogénom, resp. alergénom, pričom povrch sliznice tráviaceho systému je niekoľkonásobne väčší ako povrch kože. Hrubé črevo je najviac osídlené symbiotickými mikroorganizmami, ktoré sú dôležitou súčasťou intestinálnej slizničnej bariéry. Lymfatický systém čreva spolu s prospešnými – probiotickými mikroorganizmami vytvárajú symbiózu, ktorá pre organizmus prináša výhody v podobe obranyschopnosti a možnosti dobrého spracovania a využitia potravy.

Probiotiká sú živé baktérie, ktoré osídľujú vnútornú stenu čreva. Po adherencii na bunky sliznice udržiavajú sliznicu čreva a črevný imunitný systém v pohotovosti a zabraňujú osídleniu čreva patogénmi. Zvyšujú tak odolnosť čreva ale aj toleranciu voči neškodným antigénom, čím zabraňujú alergickým reakciám. Kontakt lymfocytov  črevnej sliznice so živými probiotikami spúšťa imunitné mechanizmy v intestinálnom lymfatickom systéme a následne aj v systémovej imunite, čo znamená, že probiotiká pozitívne ovplyvňujú celkovú obranyschopnosť organizmu svojou  aktívnou účasťou v procesoch imunitnej regulácie.

K potláčaniu rozvoja niektorých nežiaducich mikroorganizmov symbiotickou mikroflórou dochádza vďaka konkurenčnému boju, pri ktorom fyziologicky prospešné probiotické druhy mikroorganizmov vytláčajú patogénne pôsobiace mikroorganizmy. Táto mikrobiálna bariéra proti patogénom a potenciálnym patogénom sa označuje ako kolonizačná rezistencia voči patogénom (salmonely, shigely, yersínie, kampylobakter, listérie…) a potenciálnym patogénom (helikobakter, klostrídie, kandidy…) a kontrola oportúnnej mikroflóry (proteus, pseudomonády, enterobaktérie, stafylokoky, streptokoky…).

Koolonizačná rezistencia a jej mechanizmy:

– obsadzovanie potenciálnych väzobných miest črevného epitelu, tzv. receptorová blokáda

-brzdenie rastu a/alebo usmrcovanie patogénnych  mikroorganizmov tvorbou antibakteriálnych látok (bakteriocínov) a organických kyselín

– konkurencia v získavaní látok, vitamínov a rastových faktorov (kompetetívna exklúzia)

– znižovanie črevného pH

– priamy antagonizmus fyziologickej mikroflóry voči mikroflóre patogénnej a potenciálne patogénnej.

Účinok probiotík:

Aktivujú imunitný systém, potláčajú množenie patogénnej a podmienečne patogénnej mikroflóry, redukujú účinok prokarcinogénnych látok vznikajúcich niektorými tráviacimi procesmi a enzymatickou činnosťou niektorých baktérií v hrubom čreve:

• Bránia adherencii a množeniu patogénnych a podmienečne patogénnych mikroorganizmov aj kvasiniek v črevách a v urogenitálnom trakte.
• Podporujú tráviace procesy v čreve, udržujú optimálne pH v jednotlivých častiach čreva pre činnosť tráviacich enzýmov, vytvárajú prostredie nevhodné pre uplatnenie patogénov.
• Stimulujú aktivitu imunitného systému zvýšenou produkciou mucínu v čreve, mobilizujú bunky imunitného systému, podporujú produkciu protilátok.
• Významným protiinfekčným mechanizmom probiotických baktérií hlavne laktobacilov je redukcia „bakteriálnej translokácie“. Je to proces, pri ktorom baktérie prestupujú stenou tráviacej trubice  do lymfatického systému a následne  do rôznych častí tela. Tento dej je do určitej miery fyziologický.  Patologickým sa stáva pri šokových stavoch, pri poruchách trávenia z rôznych príčin, napr. pri  dysbakterióze, pri obštrukcii žlčovodov,  a pod. Miera translokácie je ovplyvnená hlavne zložením črevnej mikroflóry. Je známe, že laktobacily bránia translokácií  listérií aj salmonel z črevného obsahu do krvného a lymfatického obehu, čím predchádzajú systémovému ochoreniu.
• Chránia organizmus pred vznikom potravinových alergií.
• Zvyšujú odolnosť organizmu aj proti tvorbe spontánnych nádorov.
• V mnohých prípadoch nahradzujú použitie antibiotík, hlavne v prevencii ale aj liečbe črevných infekcií, napr. salmonelózy, kampylobakteriózy, kolibacilózy,  klostrídiovej enteritídy  a pod.
• Podporujú tráviace procesy, vstrebateľnosť živín  a dobré využitie potravy.
• Produkujú vitamíny skupiny B, vitamín K, mastné kyseliny s krátkym reťazcom a bakteriocíny – látky s baktericídnym alebo bakteristatickým účinkom voči oportúnnej a patogénnej mikroflóre.
• Fyziologická črevná mikroflóra, podporovaná probiotikami, vykonáva stály tréning imunitného systému čreva zvyšovaním fagocytárnej schopnosti makrofágov, stimuláciou lymfocytov produkujúcich IgA a zvyšovaním produkcie cytokínov, ktoré aktivujú recirkuláciu lymfocytov späť do slizníc.

Množenie a rast symbiotickej – probiotickej mikroflóry v tráviacom trakte podporujú látky nazývané prebiotiká. Sú to nestráviteľné potravinové zložky, ktoré selektívne podporujú množenie symbiotickej mikroflóry v hrubom čreve a potláčajú množenie patogénnej mikroflóry.  Tieto látky prechádzajú tráviacim systémom nezmenené až do hrubého čreva, kde sú hydrolyzované probiotickou mikroflórou, ktorá ich rozkladá na jednoduché sacharidy, produkuje enzým fruktozidázu, ktorá stimuluje hlavne množenie laktobacilov a bifidobaktérii a potláča množenie viacerých patogénnov – klostrídií, klebsiel, bakteroidov, fusobaktérií a ďalších.  Ako prebiotiká sa používajú oligosacharidy, najčastejšie fruktooligosacharidy a niektoré polysacharidy. K prirodzeným potravinovým prebiotikám patrí vláknina, inulín a ďalšie látky, ktoré sa prirodzene nachádzajú v mnohých rastlinách – aj vo viacerých druhoch zeleniny, ovocia, obilnín a v hubách.  Je známe, že niektoré rastlinné extrakty, byliny, koreniny pôsobia prebioticky – môžu potencovať antibakteriálne a imunostimulačné účinky probiotík a môžu zvýšiť  neutralizačný účinok niektorých laktobacilov na enterotoxíny produkované patogénnymi kmeňmi baktérií.

Účinok  prebiotík

Selektívne podporujú množenie symbiotickej črevnej mikroflóry , čím znižujú množstvo patogénnych a podmienečne patogénnych mikroorganizmov v hrubom čreve.

Znižujú množstvo toxických a karcinogénnych látok v hrubom čreve ako sú: nitrozamíny, sekundárne žlčové kyseliny, heterocyklické amíny, azozlúčeniny, fenolové a indolové zlúčeniny, amoniak a ďalšie, ktoré vznikajú ako metabolické produkty trávenia a enzymatickou činnosťou  baktérií s výnimkou laktobacilov a bifidobaktérií. Laktobacily a bifidobaktérie okrem toho, že tvoria vitamíny skupiny B a mastné kyseliny s krátkym reťazcom, redukujú aj aktivitu enzýmov produkovaných niektorými baktériami prirodzenej črevnej mikroflóry, a tým znižujú množstvo prokarcinogénnych látok v hrubom čreve.

Probiotiká možno využiť vo výžive, prevencii a terapii chorôb hospodárskych a domácich zvierat, predovšetkým mláďat. Poruchy trávenia vytvárajú predispozíciu pre uplatnenie sa patogénnej alebo podmienečne patogénnej mikroflóry. Skorou aplikáciou probiotík sa optimalizujú tráviace procesy, čím sa toto riziko výrazne znižuje a zároveň sa dosiahne rastovo stimulačný účinok a zvýšenie hmotnostných prírastkov. Veľmi efektívne je používanie probiotík najmä v prevencii chorôb gastrointestinálneho a respiračného traktu zvierat, zvlášť mláďat, ktoré bývajú sprevádzané vysokou chorobnosťou, úhynom a vysokými nákladmi na ich terapiu. Z hľadiska zdravia a životaschopnosti zvierat či  rentability chovov je výhodnejšie zamerať sa na účinnú prevenciu, čím sa znížia náklady na liečbu, zlepší sa zdravotný stav a odolnosť zvierat, u hospodárskych zvierat sa zvýši aj úžitkovosť.