Progut® – der ursprüngliche postbiotische Modulator der intestinalen Homöostase und Immunität für Nutztiere

Blogbeitrag über Progut als Postbiotikum 12.4.2021 | Hannele Kettunen, Hankkija Oy

Die moderne Tierfütterung beinhaltet prophylaktische Ansätze zur Unterstützung der Darmhomöostase und der Immunität, um eine Dysbiose, Krankheiten und den Einsatz an antimikrobiellen Medikamenten zu vermeiden. Nach den Grundsätzen des One-Health-Konzepts ist das Wohlergehen von Mensch, Tier und Umwelt miteinander verbunden und in Zeiten einer Pandemie ist es umso wichtiger, die übermäßige Anwendung von Antibiotika in der Tierhaltung zu vermeiden.

Pro-, Prä- und Synbiotika

Präbiotika und Probiotika oder ihre Kombination – Synbiotika – gehören zu den am häufigsten angewandten Strategien zur Stärkung des mikrobiellen Gleichgewichts im Darm. Der Nachteil dieser drei Ansätze ist, dass ihre Wirkung auf die Gesundheit und Leistung der Tiere von den Interaktionen zwischen lebenden Mikroben abhängt. Das Darmlumen wird von Hunderten von Mikrobenarten bewohnt und das Mikrobiom von vor allem jungen Tieren unterliegt stetigen Schwankungen. Daher ist das Potenzial für günstige mikrobielle Interaktionen zwischen Präbiotika und/oder Probiotika, den Kommensalen und vorübergehenden Bewohnern des Lumens zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht vorhersehbar.
Auf der virtuellen Veranstaltung, dem Animal Microbiome Congress 2021, wies Dr. Michael Kogut vom USDA-ARS darauf hin, dass die Fähigkeit von Probiotika, sich dauerhaft in der Darmmikrobiota zu etablieren, durch die Kolonisierungsresistenz unweigerlich eingeschränkt wird. Er erklärte nachdrücklich: „Wenn sich die Homöostase des Darms nicht ändert, ist es einfach naiv jeden Tag ein Probiotikum zu verabreichen und zu erwarten, dass es einen Nutzen bringt.“ Er wies auch darauf hin, dass die Ziele und die Spezifität von Präbiotika begrenzt sind, was auf die inhärente Variation des intraluminalen mikrobiellen Ökosystems zurückzuführen ist.

Postbiotika als neu aufkommende Kategorie

Postbiotika ist das jüngste Konzept, das der Familie der „-biotika“ hinzugefügt wurde (1). Postbiotika beziehen sich auf bioaktive Verbindungen, die von und aus mikrobiellen Organismen in Lebensmittelqualität produziert werden. Dabei kann es sich um mikrobielle Stoffwechselprodukte, Zellwandfragmente oder andere Zellbestandteile handeln. Butyrat, Vitamine, Enzyme mikrobiellen Ursprungs oder mikrobielle Zelloberflächenproteine sind Beispiele für Postbiotika.
In einem kürzlich erschienenen Übersichtsartikel über Postbiotika von Żółkiewicz et al. (2) wurden in die Definition der Postbiotika „alle Substanzen bakteriellen oder mykotischen Ursprungs, die dem Wirt eine positive Wirkung verleihen und nicht der Definition eines Probiotikums entsprechen und nicht ausschließlich präbiotischer Natur sind“ aufgenommen. Diese Definition lässt also die Möglichkeit offen, dass einige Teile eines postbiotischen Produkts im Darm fermentiert werden und somit eine gewisse präbiotische Wirkung entfalten können.
Die wichtigsten Aspekte von Postbiotika sind, dass sie keine lebenden Bestandteile enthalten und dass ihre bioaktiven Moleküle bereits in aktiver Form vorliegen. Daher ist die Wirkung von Postbiotika auf das Wohlbefinden und die Leistung von Tieren unabhängig von luminalen mikrobiellen Interaktionen und der mikrobiellen Zusammensetzung (2). In seinem Hauptvortrag auf dem Animal Microbiome Congress 2021 bezeichnete Dr. Kogut Postbiotika als einen Ansatz, der „den Mittelmann ausschaltet“, da ihre positiven Auswirkungen nicht von den intraluminalen Funktionen lebender Bakterien abhängen.

Progut® als echtes Postbiotikum

Progut® ist ein Postbiotikum, das lange vor der Ära der Postbiotika entwickelt wurde. Die Entwicklung von Progut® begann in den frühen 1990er Jahren. Schon damals erkannte Hankkijas F&E-Direktor Juhani Vuorenmaa, dass die Tierhaltung nicht auf dem Einsatz von prophylaktischen Antibiotika basieren sollte und dass es notwendig ist, das Wohlbefinden und die Funktionen des Darms mit natürlichen Mitteln zu unterstützen.
Die Entwicklung von Progut® basiert auf einer soliden wissenschaftlichen Grundlage, und mehrere hochkarätige Forschungsgruppen haben ihren Beitrag zur Produktoptimierung und zum Nachweis des Wirkmechanismus in verschiedenen Anwendungen geleistet. Die ursprüngliche Produktform wurde im Jahr 1999 auf den finnischen Markt gebracht. In den letzten 10 Jahren haben sich die internationalen Märkte für diese Futtermittelinnovation erweitert.
Progut® entspricht der Definition eines Postbiotikums, da es aus verbrauchter Bierhefe in Lebensmittelqualität durch eine saure Hydrolyse hergestellt wird, die die Hefe vollständig abtötet, ihre Zellwand in bioaktive Fragmente von optimaler Größe zerlegt und aus den Zellen Nukleotide und andere Bestandteile mit positiven Wirkungen freisetzt. Die Wasserlöslichkeit des Endprodukts wurde auf ein Niveau optimiert, das die optimalen biologischen Reaktionen hervorruft. Die Forschung hat immer wieder gezeigt, dass die Gesamtheit der Produktform für die Wirkung erforderlich ist und dass nicht nur ein einzelner Bestandteil von Progut® für die positiven Auswirkungen auf Nutztiere verantwortlich ist.

Effekte von Progut® auf Nutztiere

Aufgrund seines hohen Gehalts an löslichen bioaktiven Strukturen ist Progut® ein wirksamer Immunmodulator und Ausgleichsfaktor der gastrointestinalen Mikrobiota. Der optimierte, patentierte Hydrolyseprozess setzt eine Reihe von betaglukan- und mannosehaltigen Molekülen frei, die hämolytische E. coli und Salmonellen im Darmlumen von Nutztieren binden. Die Zugabe von Progut® zu Futtermitteln reduziert E. coli-Ausscheidungen und Durchfallwerte bei Ferkeln und die Salmonellenzahl bei Hähnchen.
Die bioaktiven Moleküle von Progut® verbessern außerdem die Immunabwehr sowohl bei Monogastriern als auch bei Wiederkäuern. Studien mit Geflügel und Schweinen haben höhere Antikörpertiter und mehr Lymphozyten bei mit Progut® behandelten Tieren ergeben. Bei Kälbern erhöhte die Progut®-Supplementierung den Schutz gegen bakterielle und virale Belastungen, gemessen an der Konzentration von Immunglobulin A im Serum. Bei Legehennen milderte Progut® die Folgen einer chronischen Enteritis.
Wissenschaftliche Experimente haben bewiesen, dass Progut® die Pansenfermentation von laktierenden Kühen unabhängig vom Laktationsstadium hervorragend fördern kann. Die verbesserte Pansenfermentation schlägt sich nachweislich in einer höheren Milchproduktion bei Milchkühen, Schafen und Ziegen nieder.
Mit all diesen postbiotischen Effekten hat Progut® bewiesen, dass es den Kunden kontinuierlich Vorteile liefert. Besuchen Sie gerne die Website von Hankkija Finnish Feed Innovation unter hankkija.com für weitere Informationen über den Wirkmechanismus von Progut®.
Quellen
1) Wegh et al., 2019. Postbiotics and their potential applications in early life nutrition and beyond. Int. J. Mol. Sci. 20(19):4673.
2) Żółkiewicz et al., 2020. Postbiotics—A Step Beyond Pre- and Probiotics. Nutrients 12(8):2189