A betain egy természetesen előforduló vegyület, amely széles körben elterjedt a növényekben és az állatokban. Takarmány-adalékanyagként vízmentes vagy hidroklorid formában kapható. Különböző célokra adagolható állati takarmányhoz.
Először is, ezek a célok összefüggésben lehetnek a betain nagyon hatékony metildonor képességével, amely főként a májban fordul elő. Az instabil metilcsoportok átvitele miatt elősegíti különféle vegyületek, például metionin, karnitin és kreatin szintézisét. Ily módon a betain befolyásolja a fehérje-, lipid- és energia-anyagcserét, ezáltal jótékonyan megváltoztatva a vágott test összetételét.
Másodszor, a betain takarmányhoz adásának célja összefüggésben lehet a védő szerves penetráns funkciójával. Ebben a funkcióban a betain segíti a sejteket a szervezetben fenntartani a vízháztartást és a sejtek aktivitását, különösen stresszes időszakokban. Jól ismert példa erre a betain pozitív hatása a hőstressz alatt álló állatokra.
Sertéseknél a betain-kiegészítés különböző jótékony hatásait írták le. Ez a cikk a betain takarmány-adalékanyagként betöltött szerepére összpontosít az elválasztott malacok bélrendszeri egészségében.
Számos betainnal kapcsolatos tanulmány számolt be a tápanyagok emészthetőségére gyakorolt ​​hatásáról a sertések vékonybélében, vagyis teljes emésztőrendszerében. A rostok (nyersrost vagy semleges és savas detergens rostok) megnövekedett vékonybélbeli emészthetőségének ismételt megfigyelései azt mutatják, hogy a betain serkenti a vékonybélben már jelen lévő baktériumok fermentációját, mivel a bélsejtek nem termelnek rostot lebontó enzimeket. A növény rost része tápanyagokat tartalmaz, amelyek a mikrobiális rostok lebontása során szabadulhatnak fel.
Ezért a szárazanyag és a nyershamu emészthetőségének javulását is megfigyelték. A teljes emésztőrendszer szintjén a beszámolók szerint a 800 mg betain/kg takarmány kiegészítésével kezelt malacok nyersfehérje- (+6,4%) és szárazanyag- (+4,2%) emészthetősége javult. Ezenkívül egy másik tanulmány kimutatta, hogy 1250 mg/kg betain kiegészítéssel a nyersfehérje (+3,7%) és az éterkivonat (+6,7%) látszólagos teljes emészthetősége javult.
A tápanyag-emészthetőség megfigyelt növekedésének egyik lehetséges oka a betain hatása az enzimtermelésre. Egy nemrégiben végzett in vivo vizsgálatban, amelyben elválasztott malacoknak adták a betaint, az emésztőenzimek (amiláz, maltáz, lipáz, tripszin és kimotripszin) aktivitását értékelték a chymusban (1. ábra). A maltáz kivételével minden enzim fokozott aktivitást mutatott, és a betain hatása kifejezettebb volt 2500 mg betain/kg takarmánynál, mint 1250 mg/kg-nál. Az aktivitás növekedése az enzimtermelés növekedésének, vagy az enzim katalitikus hatékonyságának növekedésének eredménye lehet.
1. ábra – 0 mg/kg, 1250 mg/kg vagy 2500 mg/kg betainnal kiegészített malacok bélrendszeri emésztőenzim-aktivitása.
In vitro kísérletekben bebizonyosodott, hogy a magas ozmotikus nyomás elérése érdekében NaCl hozzáadásával a tripszin és az amiláz aktivitása gátolt. Különböző mennyiségű betain hozzáadása ebben a tesztben helyreállította a NaCl gátló hatását és növelte az enzimaktivitást. Azonban, ha a pufferoldathoz nem adnak NaCl-t, a betain alacsonyabb koncentrációban nem befolyásolja az enzimaktivitást, de magasabb koncentrációban gátló hatást mutat.
Nemcsak a megnövekedett emészthetőség magyarázhatja a betainnal kiegészített sertések növekedési teljesítményének és takarmányértékesítési arányának jelentett növekedését. A betain hozzáadása a sertések takarmányához az állat fenntartási energiaigényét is csökkenti. A megfigyelt hatás hipotézise az, hogy amikor a betaint fel lehet használni az intracelluláris ozmotikus nyomás fenntartására, csökken az ionpumpák iránti igény, ami egy energiát igénylő folyamat. Korlátozott energiabevitel esetén a betain kiegészítésének hatása várhatóan hangsúlyosabb lesz a növekedéshez szükséges energiaellátás növelésében, mint a fenntartásban.
A bélfalat bélelő hámsejteknek meg kell birkózniuk a bél lumentartalma által a tápanyagok emésztése során létrehozott, rendkívül változó ozmotikus körülményekkel. Ugyanakkor ezeknek a bélsejteknek szabályozniuk kell a víz és a különböző tápanyagok cseréjét a bél lumenje és a plazma között. Annak érdekében, hogy megvédjék a sejteket ezektől a kihívást jelentő körülményektől, a betain fontos szerves penetráns. A betain koncentrációjának vizsgálatakor a különböző szövetekben a bélszövetekben a betain tartalma meglehetősen magas. Ezenkívül megfigyelték, hogy ezeket a szinteket befolyásolja az étrendi betain koncentrációja. A kiegyensúlyozott sejtek jobb szaporodással és jobb regenerálódási képességgel rendelkeznek. Ezért a kutatók azt találták, hogy a malacok betainszintjének növelése növeli a nyombélbolyhok magasságát és a csípőbél kriptáinak mélységét, és a bélbolyhok egyenletesebbek.
Egy másik tanulmányban a duodenumban, a jejunumban és az ileumban a bélbolyhok magasságának növekedését figyelték meg, de a kripták mélységére nem volt hatással. Amint azt kokcidiákkal fertőzött brojlercsirkéknél megfigyelték, a betain bélszerkezetre gyakorolt ​​védő hatása bizonyos (ozmotikus) kihívások esetén még fontosabb lehet.
A bélgát főként hámsejtekből áll, amelyek szoros junction fehérjékkel kapcsolódnak egymáshoz. Ennek a gátnak az épsége elengedhetetlen a káros anyagok és kórokozó baktériumok bejutásának megakadályozásához, amelyek egyébként gyulladást okoznának. Sertések esetében a bélgát negatív hatását a takarmány mikotoxin-szennyeződésének, vagy a hőstressz egyik negatív hatásának tekintik.
A barrierhatásra gyakorolt ​​hatás mérésére gyakran alkalmaznak sejtvonalak in vitro tesztjeit a transzepiteliális elektromos ellenállás (TEER) mérésére. Betain alkalmazásával javuló TEER figyelhető meg több in vitro kísérletben. Amikor az akkumulátort magas hőmérsékletnek (42°C) teszik ki, a TEER csökken (2. ábra). A betain hozzáadása a hőnek kitett sejtek növekedési táptalajához ellensúlyozta a csökkent TEER-t, ami a hőállóság növekedését jelzi.
2. ábra – A magas hőmérséklet és a betain in vitro hatása a sejtek transzepiteliális rezisztenciájára (TEER).
Ezenkívül egy malacokon végzett in vivo vizsgálatban a szoros junction fehérjék (occludin, claudin1 és zonula occludens-1) fokozott expresszióját mérték az 1250 mg/kg betaint kapó állatok jejunum szövetében a kontrollcsoporthoz képest. Ezenkívül a bélnyálkahártya-károsodás markereként a diamin-oxidáz aktivitása jelentősen csökkent ezen sertések plazmájában, ami erősebb bélgátra utal. Amikor betaint adtak a növendék-hizlaló sertések takarmányához, a vágáskor mérték a bél szakítószilárdságának növekedését.
Az utóbbi időben számos tanulmány kapcsolta össze a betaint az antioxidáns rendszerrel, és leírta a szabad gyökök számának csökkenését, a malondialdehid (MDA) szintjének csökkenését, valamint a glutation-peroxidáz (GSH-Px) aktivitásának javulását.
A betain nemcsak ozmoprotektánsként működik az állatokban. Ezenkívül számos baktérium képes felhalmozni a betaint de novo szintézis vagy a környezetből történő szállítás révén. Vannak jelek arra, hogy a betain pozitív hatással lehet a választott malacok gyomor-bél traktusában lévő baktériumok számára. A vékonybélben élő baktériumok, különösen a bifidobaktériumok és a laktobacillusok teljes száma megnőtt. Ezenkívül alacsonyabb mennyiségű Enterobactert találtak a székletben.
Végül megfigyelték, hogy a betain hatása az elválasztott malacok bélrendszeri egészségére a hasmenés gyakoriságának csökkentése. Ez a hatás dózisfüggő lehet: a 2500 mg/kg betain étrend-kiegészítő hatékonyabb a hasmenés gyakoriságának csökkentésében, mint az 1250 mg/kg betain. A választott malacok teljesítménye azonban a két kiegészítő szinten hasonló volt. Más kutatók kimutatták, hogy 800 mg/kg betain hozzáadása esetén a hasmenés gyakorisága és előfordulása alacsonyabb az elválasztott malacoknál.
A betain pKa értéke alacsony, körülbelül 1,8, ami a betain-hidroklorid lenyelése utáni disszociációjához vezet, ami gyomorsavasodáshoz vezet.
Az érdekes étel a betain-hidroklorid potenciális savasodása, mint betainforrás. Az emberi gyógyászatban a betain-hidroklorid-kiegészítőket gyakran pepszinnel kombinálva alkalmazzák gyomor- és emésztési problémákkal küzdő emberek támogatására. Ebben az esetben a betain-hidroklorid biztonságos sósavforrásként használható. Bár nincsenek információk erről a tulajdonságról, amikor a betain-hidroklorid malacok takarmányában van, nagyon fontos lehet.
Közismert, hogy az elválasztott malacok gyomornedvének pH-értéke viszonylag magas lehet (pH>4), ami befolyásolja a pepszin prekurzor pepszinogénné történő aktiválódását. Az optimális fehérjeemésztés nemcsak az állatok számára fontos a tápanyag megfelelő hasznosulása érdekében. Ezenkívül az emésztési zavarokból származó fehérje az opportunista kórokozók káros elszaporodását okozhatja, és növelheti az elválasztás utáni hasmenés problémáját. A betain alacsony pKa-értéke körülbelül 1,8, ami a betain-hidroklorid lenyelése utáni disszociációjához vezet, ami gyomorsavasodáshoz vezet.
Ezt a rövid távú újrasavasodást embereken végzett előzetes vizsgálatokban és kutyákon végzett vizsgálatokban figyelték meg. Egyszeri 750 mg-os vagy 1500 mg-os betain-hidroklorid adag után a korábban gyomorsavcsökkentő szerekkel kezelt kutyák gyomrának pH-értéke jelentősen, körülbelül 7-ről 2-re csökkent. A kezeletlen kontrollkutyákban azonban a gyomor pH-értéke körülbelül 2 volt, ami nem volt összefüggésben a betain-hidroklorid kiegészítésével.
A betain pozitív hatással van az elválasztott malacok bélrendszeri egészségére. Ez az irodalmi áttekintés kiemeli a betain különböző lehetőségeit a tápanyagok emésztésének és felszívódásának támogatására, a fizikai védőgát javítására, a mikrobióta befolyásolására és a malacok védekező képességének fokozására.