Бетаинът е естествено срещащо се съединение, широко разпространено в растенията и животните. Като фуражна добавка се предлага в безводна или хидрохлоридна форма.Може да се добавя към храната за животни за различни цели.
На първо място, тези цели могат да бъдат свързани с много ефективната способност на бетаина да донори метил, която се среща главно в черния дроб. Благодарение на прехвърлянето на нестабилни метилови групи се насърчава синтеза на различни съединения като метионин, карнитин и креатин. По този начин бетаинът влияе на протеиновия, липидния и енергийния метаболизъм, като по този начин благоприятно променя състава на трупа.
Второ, целта на добавянето на бетаин във фуража може да е свързана с функцията му на защитен органичен пенетрант. При тази функция бетаинът помага на клетките в цялото тяло да поддържат водния баланс и клетъчната активност, особено по време на периоди на стрес. Добре известен пример е положителният ефект на бетаина върху животни подложени на топлинен стрес.
При прасета са описани различни полезни ефекти от добавянето на бетаин. Тази статия ще се съсредоточи върху ролята на бетаин като фуражна добавка за здравето на червата на отбити прасенца.
Няколко проучвания за бетаин съобщават за ефекта върху смилаемостта на хранителните вещества в илеума или целия храносмилателен тракт на прасетата. Повтарящите се наблюдения за повишена илеална смилаемост на фибри (сурови фибри или фибри с неутрален и киселинен детергент) показват, че бетаинът стимулира ферментацията на вече наличните бактерии в тънките черва, тъй като чревните клетки не произвеждат ензими, разграждащи фибрите. Влакнестите части на растението съдържат хранителни вещества, които могат да бъдат освободени по време на разграждането на тези микробни влакна.
Поради това също се наблюдава подобрена смилаемост на сухото вещество и суровата пепел. На общо ниво на храносмилателния тракт се съобщава, че прасенцата, допълнени с 800 mg бетаин/kg диета, са подобрили суровия протеин (+6,4%) и сухото вещество (+4,2%) ) усвояемост. В допълнение, друго проучване показа, че чрез добавяне на 1250 mg/kg бетаин, видимата обща усвояемост на суровия протеин (+3,7%) и етерния екстракт (+6,7%) е подобрена.
Една възможна причина за наблюдаваното повишаване на усвояемостта на хранителните вещества е ефектът на бетаин върху производството на ензими. В скорошно in vivo проучване за добавяне на бетаин към отбити прасенца, активността на храносмилателните ензими (амилаза, малтаза, липаза, трипсин и химотрипсин) в химус (Фигура 1). Всички ензими с изключение на малтазата показват повишена активност и ефектът на бетаин е по-изразен при 2500 mg бетаин/kg фураж, отколкото при 1250 mg/kg. Повишаването на активността може да е резултат от повишаване в производството на ензим или може да е резултат от повишаване на каталитичната ефективност на ензима.
Фигура 1-Чревна храносмилателна ензимна активност на прасенца, допълнени с 0 mg/kg, 1250 mg/kg или 2500 mg/kg бетаин.
В експерименти in vitro беше доказано, че чрез добавяне на NaCl за постигане на високо осмотично налягане, активността на трипсин и амилаза се инхибира. Добавянето на различни нива на бетаин към този тест възстановява инхибиторния ефект на NaCl и повишава ензимната активност. Въпреки това, когато NaCl не е добавен към буферния разтвор, бетаинът не повлиява ензимната активност при по-ниска концентрация, но показва инхибиторен ефект при по-висока концентрация.
Не само повишената смилаемост може да обясни отчетеното увеличение на растежа и степента на конверсия на фуража на прасета, допълнени с диетичен бетаин. Добавянето на бетаин към диетите на прасетата също намалява енергийните нужди на животното за поддръжка. Хипотезата за този наблюдаван ефект е, че когато може да се използва бетаин за поддържане на вътреклетъчното осмотично налягане, търсенето на йонни помпи е намалено, което е процес, който изисква енергия. В случай на ограничен енергиен прием се очаква ефектът от добавянето на бетаин да бъде по-изразен чрез увеличаване на енергийните доставки за растеж, отколкото поддръжка.
Епителните клетки, покриващи чревната стена, трябва да се справят със силно променливи осмотични условия, генерирани от съдържанието на лумена по време на храносмилането на хранителни вещества. В същото време тези чревни клетки трябва да контролират обмена на вода и различни хранителни вещества между чревния лумен и плазмата. за да предпази клетките от тези предизвикателни условия, бетаинът е важен органичен пенетрант. Когато се наблюдава концентрацията на бетаин в различни тъкани, съдържанието на бетаин в чревните тъкани е доста високо. Освен това е наблюдавано, че тези нива са засегнати чрез диетична концентрация на бетаин. Добре балансираните клетки ще имат по-добра пролиферация и по-добри възможности за възстановяване. Следователно изследователите откриха, че повишаването на нивото на бетаин при прасенцата увеличава височината на дуоденалните вили и дълбочината на илеалните крипти, а власинките са по-равномерни.
В друго проучване може да се наблюдава увеличаване на височината на вилите в дванадесетопръстника, йеюнума и илеума, но няма ефект върху дълбочината на криптите. Както се наблюдава при пилета бройлери, заразени с кокцидии, защитният ефект на бетаина върху чревната структура може да бъде още по-важна при определени (осмотични) предизвикателства.
Чревната бариера се състои главно от епителни клетки, които са свързани помежду си чрез плътно свързани протеини. Целостта на тази бариера е от съществено значение за предотвратяване на навлизането на вредни вещества и патогенни бактерии, които иначе биха причинили възпаление. За прасетата отрицателният въздействието на чревната бариера се счита за резултат от замърсяване с микотоксини във фуража или един от отрицателните ефекти на топлинния стрес.
За да се измери въздействието върху бариерния ефект, често се използват in vitro тестове на клетъчни линии за измерване на трансепително електрическо съпротивление (TEER). С прилагането на бетаин подобреният TEER може да се наблюдава в множество in vitro експерименти. Когато батерията е изложени на висока температура (42°C), TEER ще намалее (Фигура 2). Добавянето на бетаин към растежната среда на тези изложени на топлина клетки противодейства на намаления TEER, което показва повишена устойчивост на топлина.
Фигура 2-In vitro ефекти на висока температура и бетаин върху клетъчната трансепителна резистентност (TEER).
В допълнение, при in vivo проучване при прасенца, повишената експресия на протеини с плътна връзка (оклудин, клаудин1 и zonula occludens-1) в тъканта на йеюнума на животни, които са получили 1250 mg/kg бетаин, е измерена в сравнение с контролната група. В допълнение, като маркер за увреждане на чревната лигавица, активността на диаминоксидазата в плазмата на тези прасета е значително намалена, което показва по-силна чревна бариера. Когато бетаинът е добавен към диетата на прасета за отглеждане и завършване, увеличаването на чревната якост на опън е измерена по време на клане.
Наскоро няколко проучвания свързват бетаина с антиоксидантната система и описват намалени свободни радикали, намалени нива на малондиалдехид (MDA) и подобрена активност на глутатион пероксидаза (GSH-Px).
Бетаинът не само действа като осмопротектор при животните. В допълнение, много бактерии могат да натрупат бетаин чрез de novo синтез или транспортиране от околната среда. Има признаци, че бетаинът може да има положителен ефект върху броя на бактериите в стомашно-чревния тракт на отбитите прасенца .Общият брой на илеалните бактерии, особено бифидобактериите и лактобацилите, се е увеличил. В допълнение, по-ниски количества Enterobacter са открити във фекалиите.
Накрая се наблюдава, че ефектът на бетаина върху чревното здраве на отбитите прасенца е намаляването на честотата на диарията. Този ефект може да бъде зависим от дозата: хранителната добавка 2500 mg/kg бетаин е по-ефективна от 1250 mg/kg бетаин в намаляване на честотата на диарията. Въпреки това, ефективността на отбитите прасенца при двете нива на добавка е сходна. Други изследователи са показали, че когато се добавят 800 mg/kg бетаин, честотата и честотата на диария при отбитите прасенца е по-ниска.
Бетаинът има ниска стойност на pKa от около 1,8, което води до дисоциация на бетаин HCl след поглъщане, което води до подкисляване на стомаха.
Интересната храна е потенциалното подкисляване на бетаин хидрохлорида като източник на бетаин. В хуманната медицина добавките с бетаин HCl често се използват в комбинация с пепсин за подпомагане на хора със стомашни проблеми и храносмилателни проблеми. В този случай бетаин хидрохлоридът може да се използва като безопасен източник на солна киселина. Въпреки че няма информация за това свойство, когато бетаин хидрохлорид се съдържа в храната за прасенца, то може да е много важно.
Добре известно е, че pH на стомашния сок на отбити прасенца може да бъде относително високо (pH>4), което ще повлияе на активирането на прекурсора на пепсин към неговия прекурсор пепсиноген. Оптималното храносмилане на протеини е важно не само за животните, за да получат добра наличност от това хранително вещество. В допълнение, протеинът при лошо храносмилане може да причини вредна пролиферация на опортюнистични патогени и да увеличи проблема с диарията след отбиване. Бетаинът има ниска стойност на pKa от около 1,8, което води до дисоциация на бетаин HCl след поглъщане, което води до стомашни подкисляване.
Това краткотрайно повторно подкисляване е наблюдавано при предварително проучване при хора и проучвания при кучета. След еднократна доза от 750 mg или 1500 mg бетаин хидрохлорид рН на стомаха на кучета, лекувани преди това с редуциращи стомашната киселина агенти, спада сериозно от около 7 до рН 2. Въпреки това, при нетретирани контролни кучета, рН на стомаха е около 2, което не е свързано с добавянето на бетаин HCl.
Бетаинът има положителен ефект върху здравето на червата на отбитите прасенца. Този преглед на литературата подчертава различни възможности за бетаин за подпомагане на храносмилането и усвояването на хранителни вещества, подобряване на физическите защитни бариери, повлияване на микробиотата и подобряване на защитните способности на прасенцата.