Betain je naravno prisotna spojina, ki je široko razširjena v rastlinah in živalih. Kot krmni dodatek je na voljo v brezvodni ali hidrokloridni obliki. Živalski krmi se lahko dodaja za različne namene.
Najprej so ti nameni lahko povezani z zelo učinkovito sposobnostjo betaina kot donorja metilnih skupin, ki se pojavlja predvsem v jetrih. Zaradi prenosa nestabilnih metilnih skupin se spodbuja sinteza različnih spojin, kot so metionin, karnitin in kreatin. Na ta način betain vpliva na presnovo beljakovin, lipidov in energije, s čimer ugodno spremeni sestavo trupa.
Drugič, namen dodajanja betaina v krmo je lahko povezan z njegovo funkcijo zaščitnega organskega penetranta. V tej funkciji betain pomaga celicam po telesu vzdrževati vodno ravnovesje in celično aktivnost, zlasti v obdobjih stresa. Znan primer je pozitiven učinek betaina na živali, ki so izpostavljene toplotnemu stresu.
Pri prašičih so opisani različni koristni učinki dodajanja betaina. Ta članek se bo osredotočil na vlogo betaina kot krmnega dodatka pri zdravju črevesja odstavljenih pujskov.
Več študij betaina je poročalo o vplivu na prebavljivost hranil v ileumu oziroma celotnem prebavnem traktu prašičev. Ponavljajoča se opažanja povečane prebavljivosti vlaknin (surovih vlaknin ali nevtralnih in kislih detergentnih vlaknin) v ileumu kažejo, da betain spodbuja fermentacijo bakterij, ki so že prisotne v tankem črevesu, ker črevesne celice ne proizvajajo encimov, ki razgrajujejo vlaknine. Vlaknati del rastline vsebuje hranila, ki se lahko sprostijo med razgradnjo teh mikrobnih vlaknin.
Zato so opazili tudi izboljšano prebavljivost suhe snovi in ​​surovega pepela. Na ravni celotnega prebavnega trakta so poročali, da imajo pujski, ki so jim dodali 800 mg betaina/kg prehrane, izboljšano prebavljivost surovih beljakovin (+6,4 %) in suhe snovi (+4,2 %). Poleg tega je druga študija pokazala, da se je z dodajanjem 1250 mg/kg betaina izboljšala navidezna skupna prebavljivost surovih beljakovin (+3,7 %) in eterskega ekstrakta (+6,7 %).
Eden od možnih razlogov za opaženo povečanje prebavljivosti hranil je vpliv betaina na proizvodnjo encimov. V nedavni študiji in vivo o dodajanju betaina odstavljenim pujskom je bila ocenjena aktivnost prebavnih encimov (amilaze, maltaze, lipaze, tripsina in himotripsina) v himusu (slika 1). Vsi encimi razen maltaze so pokazali povečano aktivnost, učinek betaina pa je bil bolj izrazit pri 2500 mg betaina/kg krme kot pri 1250 mg/kg. Povečanje aktivnosti je lahko posledica povečanja proizvodnje encimov ali pa je lahko posledica povečanja katalitične učinkovitosti encima.
Slika 1 – Aktivnost črevesnih prebavnih encimov pri pujskih, ki so jim dodali 0 mg/kg, 1250 mg/kg ali 2500 mg/kg betaina.
V poskusih in vitro je bilo dokazano, da se z dodajanjem NaCl za doseganje visokega osmotskega tlaka zavira aktivnost tripsina in amilaze. Dodajanje različnih ravni betaina v ta test je obnovilo zaviralni učinek NaCl in povečalo aktivnost encimov. Če pa NaCl ni dodan puferski raztopini, betain pri nižji koncentraciji ne vpliva na aktivnost encimov, pri višji koncentraciji pa kaže zaviralni učinek.
Ne le povečana prebavljivost lahko pojasni poročano povečanje rasti in stopnje konverzije krme pri prašičih, ki jim je bil dodan betain v prehrano. Dodajanje betaina v prehrano prašičev zmanjša tudi potrebe živali po energiji za vzdrževanje. Hipoteza za ta opaženi učinek je, da se pri uporabi betaina za vzdrževanje znotrajceličnega osmotskega tlaka zmanjša potreba po ionskih črpalkah, kar je proces, ki zahteva energijo. V primeru omejenega vnosa energije se pričakuje, da bo učinek dodajanja betaina bolj izrazit s povečanjem oskrbe z energijo za rast in ne za vzdrževanje.
Epitelijske celice, ki obdajajo črevesno steno, se morajo spopadati z zelo spremenljivimi osmotskimi pogoji, ki jih povzroča vsebina lumna med prebavo hranil. Hkrati morajo te črevesne celice nadzorovati izmenjavo vode in različnih hranil med črevesnim lumnom in plazmo. Za zaščito celic pred temi zahtevnimi pogoji je betain pomemben organski penetrant. Pri opazovanju koncentracije betaina v različnih tkivih je vsebnost betaina v črevesnih tkivih precej visoka. Poleg tega je bilo ugotovljeno, da na te ravni vpliva koncentracija betaina v prehrani. Dobro uravnotežene celice bodo imele boljšo proliferacijo in boljše sposobnosti okrevanja. Zato so raziskovalci ugotovili, da povečanje ravni betaina pri pujskih poveča višino dvanajstničnih resic in globino ilealnih kript, resice pa so bolj enakomerne.
V drugi študiji so opazili povečanje višine resic v dvanajstniku, jejunumu in ileumu, vendar ni bilo vpliva na globino kript. Kot je bilo opaženo pri brojlerjih, okuženih s kokcidijami, je lahko zaščitni učinek betaina na črevesno strukturo še pomembnejši pri določenih (osmotskih) izzivih.
Črevesna pregrada je sestavljena predvsem iz epitelijskih celic, ki so med seboj povezane s tesno vezanimi beljakovinami. Celovitost te pregrade je bistvenega pomena za preprečevanje vnosa škodljivih snovi in ​​patogenih bakterij, ki bi sicer povzročile vnetje. Pri prašičih se negativni vpliv črevesne pregrade šteje za posledico kontaminacije krme z mikotoksini ali enega od negativnih učinkov toplotnega stresa.
Za merjenje vpliva na učinek pregrade se pogosto uporabljajo in vitro testi celičnih linij za merjenje transepitelijske električne upornosti (TEER). Z uporabo betaina je mogoče v več in vitro poskusih opaziti izboljšan TEER. Ko je baterija izpostavljena visoki temperaturi (42 °C), se TEER zmanjša (slika 2). Dodatek betaina v rastni medij teh celic, izpostavljenih toploti, je preprečil zmanjšan TEER, kar kaže na povečano toplotno odpornost.
Slika 2 – Učinki visoke temperature in betaina na celično transepitelno odpornost (TEER) in vitro.
Poleg tega so v študiji in vivo pri pujskih izmerili povečano izražanje tesno vezanih beljakovin (okluzin, klavdin1 in zonula okluzen-1) v tkivu jejunuma živali, ki so prejele 1250 mg/kg betaina, v primerjavi s kontrolno skupino. Poleg tega se je aktivnost diamin oksidaze v plazmi teh prašičev kot označevalec poškodbe črevesne sluznice znatno zmanjšala, kar kaže na močnejšo črevesno pregrado. Ko so betain dodali v prehrano prašičev v fazi rasti in končne reje, so ob zakolu izmerili povečanje natezne trdnosti črevesja.
Nedavno je več študij povezalo betain z antioksidativnim sistemom in opisalo zmanjšane proste radikale, zmanjšane ravni malondialdehida (MDA) in izboljšano aktivnost glutation peroksidaze (GSH-Px).
Betain pri živalih ne deluje le kot osmoprotektant. Poleg tega lahko številne bakterije kopičijo betain z de novo sintezo ali transportom iz okolja. Obstajajo znaki, da ima betain lahko pozitiven učinek na število bakterij v prebavilih odstavljenih pujskov. Skupno število ilealnih bakterij, zlasti bifidobakterij in laktobacilov, se je povečalo. Poleg tega so v blatu našli manjše količine enterobakterjev.
Končno je bilo ugotovljeno, da betain vpliva na zdravje črevesja odstavljenih pujskov na zmanjšanje stopnje driske. Ta učinek je lahko odvisen od odmerka: prehransko dopolnilo 2500 mg/kg betaina je učinkovitejše od 1250 mg/kg betaina pri zmanjševanju stopnje driske. Vendar pa je bila učinkovitost odstavljenih pujskov pri obeh ravneh dodatka podobna. Drugi raziskovalci so pokazali, da je stopnja in pojavnost driske pri odstavljenih pujskih nižja, če je dodanih 800 mg/kg betaina.
Betain ima nizko vrednost pKa, približno 1,8, kar po zaužitju povzroči disociacijo betain HCl, kar povzroči zakisljevanje želodca.
Zanimivo živilo je potencialno zakisanje betain hidroklorida kot vira betaina. V humani medicini se dodatki betain hidroklorida pogosto uporabljajo v kombinaciji s pepsinom za podporo ljudem z želodčnimi in prebavnimi težavami. V tem primeru se betain hidroklorid lahko uporablja kot varen vir klorovodikove kisline. Čeprav ni podatkov o tej lastnosti, ko je betain hidroklorid prisoten v krmi za pujske, je lahko zelo pomembna.
Dobro je znano, da je pH želodčnega soka odstavljenih pujskov lahko relativno visok (pH > 4), kar vpliva na aktivacijo predhodnika pepsina v njegov predhodnik pepsinogen. Optimalna prebava beljakovin ni pomembna le za živali, da dobijo dobro razpoložljivost tega hranila. Poleg tega lahko prebavne beljakovine povzročijo škodljivo širjenje oportunističnih patogenov in povečajo problem driske po odstavitvi. Betain ima nizko vrednost pKa, približno 1,8, kar po zaužitju povzroči disociacijo betain HCl, kar povzroči zakisljevanje želodca.
To kratkotrajno ponovno zakisanje so opazili v predhodni študiji pri ljudeh in študijah pri psih. Po enkratnem odmerku 750 mg ali 1500 mg betain hidroklorida se je pH želodca psov, ki so bili predhodno zdravljeni s sredstvi za zmanjševanje želodčne kisline, močno znižal s približno 7 na pH 2. Vendar pa je bil pri nezdravljenih kontrolnih psih pH želodca približno 2, kar ni bilo povezano z dodajanjem betain hidroklorida.
Betain pozitivno vpliva na zdravje črevesja odstavljenih pujskov. Ta pregled literature izpostavlja različne možnosti betaina za podporo prebavi in ​​absorpciji hranil, izboljšanje fizičnih zaščitnih ovir, vpliv na mikrobioto in krepitev obrambnih sposobnosti pujskov.