Betaina ma pozytywny wpływ na jelita odsadzonych prosiąt, ale często jest pomijana, rozważając możliwe suplementy wspomagające zdrowie jelit lub łagodzące problemy związane z biegunką po odsadzeniu. Dodanie betainy jako funkcjonalnego składnika odżywczego do paszy może mieć różny wpływ na zwierzęta.
Po pierwsze, betaina ma bardzo silne właściwości donorowe grup metylowych, głównie w wątrobie zwierząt. Dzięki transferowi niestabilnych grup metylowych, synteza różnych związków, takich jak metionina, karnityna i kreatyna, ulega nasileniu. W ten sposób betaina wpływa na metabolizm białek, lipidów i energii u zwierząt, korzystnie zmieniając skład tuszy.
Po drugie, betainę można dodawać do paszy jako organiczny środek ochronny o działaniu penetrującym. Betaina działa osmoprotekcyjnie, pomagając komórkom w całym organizmie utrzymać równowagę płynów i aktywność komórkową, szczególnie w okresach stresu. Dobrze znanym przykładem jest korzystny wpływ betainy na zwierzęta cierpiące na stres cieplny.
Opisano szereg korzystnych efektów suplementacji betainą w postaci bezwodnej lub chlorowodorku na wydajność zwierząt. Niniejszy artykuł skupi się na licznych możliwościach wykorzystania betainy jako dodatku paszowego wspomagającego zdrowie jelit u odsadzonych prosiąt.
Kilka badań nad betainą wykazało wpływ betainy na strawność składników odżywczych w jelicie krętym i okrężnicy świń. Powtarzające się obserwacje zwiększonej strawności włókna w jelicie krętym (włókno surowe lub obojętne i kwaśne włókno detergentowe) sugerują, że betaina stymuluje fermentację bakteryjną w jelicie cienkim, ponieważ enterocyty nie wytwarzają enzymów rozkładających włókno. Włókniste części roślin zawierają składniki odżywcze, które mogą być uwalniane podczas rozkładu włókien bakteryjnych. Zaobserwowano zatem również poprawę strawności suchej masy i popiołu surowego. Na poziomie całego przewodu pokarmowego, prosięta karmione dietą 800 mg betainy/kg wykazywały poprawę strawności białka surowego (+6,4%) i suchej masy (+4,2%). Ponadto, inne badanie wykazało, że pozorna ogólna strawność białka surowego (+3,7%) i ekstraktu eterowego (+6,7%) uległa poprawie po suplementacji betainą w dawce 1250 mg/kg.
Jedną z możliwych przyczyn obserwowanego wzrostu wchłaniania składników odżywczych jest wpływ betainy na produkcję enzymów. Niedawne badanie in vivo dotyczące wpływu suplementacji betainą u odsadzonych prosiąt oceniało aktywność enzymów trawiennych (amylazy, maltazy, lipazy, trypsyny i chymotrypsyny) w treści pokarmowej (ryc. 1). Aktywność wszystkich enzymów wzrosła, z wyjątkiem maltazy, a wpływ betainy był wyraźniejszy przy dawce 2500 mg betainy/kg paszy niż przy dawce 1250 mg/kg paszy. Zwiększona aktywność może wynikać ze zwiększonej produkcji enzymów, ale może również wynikać ze zwiększonej wydajności katalitycznej enzymów. Eksperymenty in vitro wykazały, że aktywność trypsyny i amylazy jest hamowana przez wytworzenie wysokiego ciśnienia osmotycznego za pomocą dodatku NaCl. W tym eksperymencie dodanie betainy w różnych stężeniach przywróciło hamujący wpływ NaCl i poprawiło aktywność enzymów. Jednakże, gdy do roztworu buforowego nie dodano chlorku sodu, kompleks inkluzyjny betainy nie miał wpływu na aktywność enzymu przy niższych stężeniach, ale wykazywał działanie hamujące przy stosunkowo wysokich stężeniach.
U świń karmionych betainą w diecie odnotowano poprawę wskaźników wzrostu i wykorzystania paszy, a także poprawę strawności. Dodanie betainy do diety świń zmniejsza również zapotrzebowanie energetyczne zwierząt. Hipoteza dotycząca tego obserwowanego efektu jest taka, że ​​dostępność betainy do utrzymania wewnątrzkomórkowego ciśnienia osmotycznego zmniejsza zapotrzebowanie na pompy jonowe (proces wymagający energii). Zatem w sytuacjach ograniczonego spożycia energii oczekuje się, że efekt suplementacji betainą będzie większy, ponieważ będzie on stymulował wzrost, a nie utrzymywał zapotrzebowanie energetyczne.
Komórki nabłonkowe ściany jelita muszą radzić sobie z bardzo zmiennymi warunkami osmotycznymi tworzonymi przez zawartość światła jelita podczas trawienia składników odżywczych. Jednocześnie te komórki nabłonkowe jelit są niezbędne do kontrolowania wymiany wody i różnych składników odżywczych między światłem jelita a osoczem. Aby chronić komórki przed tymi trudnymi warunkami, betaina jest ważnym organicznym penetrantem. Jeśli przyjrzymy się stężeniu betainy w różnych tkankach, możemy zauważyć, że tkanka jelitowa ma dość wysoki poziom betainy. Ponadto zauważono, że poziomy te mogą być zależne od stężenia betainy w diecie. Dobrze zbilansowane komórki będą miały lepszą zdolność proliferacyjną i dobrą stabilność. Podsumowując, naukowcy odkryli, że wzrost poziomu betainy u prosiąt zwiększył wysokość kosmków dwunastnicy i głębokość krypt jelita krętego, a kosmki stały się bardziej jednolite.
W innym badaniu zaobserwowano wzrost wysokości kosmków jelitowych bez wpływu na głębokość krypt w dwunastnicy, jelicie czczym i krętym. Ochronny wpływ betainy na strukturę jelit może mieć większe znaczenie w przypadku specyficznych chorób (osmotycznych), co zaobserwowano u brojlerów zakażonych kokcydiami.
Bariera jelitowa składa się głównie z komórek nabłonka, które są połączone ze sobą za pomocą białek połączeń ścisłych. Integralność tej bariery jest niezbędna, aby zapobiec przedostawaniu się szkodliwych substancji i bakterii patogennych, które mogłyby wywołać stan zapalny. Uważa się, że u świń negatywny wpływ na barierę jelitową wynika z zanieczyszczenia paszy mykotoksynami lub jest jednym z negatywnych skutków stresu cieplnego.
Aby zmierzyć wpływ na efekt bariery, linie komórkowe są często testowane in vitro poprzez pomiar przeznabłonkowego oporu elektrycznego (TEER). Poprawę TEER zaobserwowano w licznych eksperymentach in vitro dzięki zastosowaniu betainy. TEER maleje, gdy komórki są wystawione na działanie wysokich temperatur (42°C) (Rysunek 2). Dodatek betainy do pożywki hodowlanej tych ogrzanych komórek przeciwdziałał spadkowi TEER, wskazując na poprawę tolerancji na ciepło. Ponadto badania in vivo na prosiętach wykazały zwiększoną ekspresję białek połączeń ścisłych (okludyny, klaudyny 1 i zonula occlusions-1) w tkance jelita czczego zwierząt otrzymujących betainę w dawce 1250 mg/kg w porównaniu z grupą kontrolną. Ponadto, aktywność oksydazy diaminowej, markera uszkodzenia błony śluzowej jelit, była istotnie zmniejszona w osoczu tych świń, co wskazuje na silniejszą barierę jelitową. Po dodaniu betainy do diety tuczników, zmierzono wzrost wytrzymałości na rozciąganie jelit podczas uboju.
Ostatnio kilka badań powiązało betainę z układem antyoksydacyjnym i opisało redukcję wolnych rodników, obniżenie poziomu dialdehydu malonowego (MDA) oraz wzrost aktywności peroksydazy glutationowej (GSH-Px). Niedawne badanie przeprowadzone na prosiętach wykazało wzrost aktywności GSH-Px w jelicie czczym, podczas gdy betaina w diecie nie miała wpływu na poziom MDA.
Betaina nie tylko działa osmotycznie u zwierząt, ale także może akumulować betainę poprzez syntezę de novo lub transport ze środowiska. Istnieją dowody na to, że betaina może mieć pozytywny wpływ na florę bakteryjną przewodu pokarmowego odsadzonych prosiąt. Zaobserwowano wzrost całkowitej liczby bakterii w jelicie krętym, zwłaszcza bifidobakterii i pałeczek kwasu mlekowego. Ponadto w kale stwierdzono spadek liczby Enterobacteriaceae.
Ostatnim zaobserwowanym efektem betainy na zdrowie jelit u odsadzonych prosiąt było zmniejszenie częstości występowania biegunki. Efekt ten może być zależny od dawki: suplementacja diety betainą w dawce 2500 mg/kg była skuteczniejsza w zmniejszaniu częstości występowania biegunki niż betaina w dawce 1250 mg/kg. Jednakże, wydajność prosiąt odsadzonych była podobna przy obu poziomach suplementacji. Inni badacze wykazali niższe wskaźniki biegunki i zachorowalności u odsadzonych prosiąt po suplementacji betainą w dawce 800 mg/kg.
Co ciekawe, chlorowodorek betainy jako źródło betainy ma potencjalne działanie zakwaszające. W medycynie suplementy chlorowodorku betainy są często stosowane w połączeniu z pepsyną, aby pomóc osobom z problemami żołądkowymi i trawiennymi. W tym przypadku chlorowodorek betainy służy jako bezpieczne źródło kwasu solnego. Chociaż brak jest dostępnych informacji na temat tej właściwości w przypadku dodawania chlorowodorku betainy do paszy dla prosiąt, może ona mieć istotne znaczenie. Wiadomo, że u odsadzonych prosiąt pH żołądka może być stosunkowo wysokie (pH > 4), co zakłóca aktywację enzymu degradującego białko pepsyny w jej prekursorze, pepsynogenie. Optymalne trawienie białka jest ważne nie tylko po to, aby zwierzęta mogły w pełni wykorzystać ten składnik odżywczy. Ponadto, źle strawione białko może prowadzić do niepotrzebnej proliferacji patogenów oportunistycznych i nasilać problem biegunki poodsadzeniowej. Betaina ma niską wartość pKa, wynoszącą około 1,8, co powoduje dysocjację chlorowodorku betainy po spożyciu, co prowadzi do zakwaszenia żołądka. To tymczasowe ponowne zakwaszenie zaobserwowano we wstępnych badaniach na ludziach i psach. U psów leczonych wcześniej lekami zmniejszającymi kwasowość, zaobserwowano drastyczny spadek pH żołądka z około 7 do pH 2 po pojedynczej dawce 750 mg lub 1500 mg chlorowodorku betainy. Natomiast u psów kontrolnych, które nie otrzymywały leku, pH żołądka znacznie spadło, około 2, niezależnie od spożycia chlorowodorku betainy.
Betaine has a positive effect on the intestinal health of weaned piglets. This literature review highlights the various capabilities of betaine to support nutrient digestion and absorption, improve physical defense barriers, influence the microbiota and enhance defense in piglets. References available upon request, contact Lien Vande Maele, maele@orffa.com