Betain je prirodno jedinjenje široko rasprostranjeno u biljkama i životinjama. Kao dodatak stočnoj hrani, isporučuje se u bezvodnom ili hidrohloridnom obliku.Može se dodati stočnoj hrani za različite svrhe.
Prije svega, ove namjene mogu se odnositi na vrlo efikasnu sposobnost donora metila betaina, koji se uglavnom javlja u jetri. Zbog prijenosa nestabilnih metil grupa, potiče se sinteza različitih jedinjenja kao što su metionin, karnitin i kreatin. Na taj način betain utiče na metabolizam proteina, lipida i energije, čime blagotvorno menja sastav trupa.
Drugo, svrha dodavanja betaina u hranu može biti povezana s njegovom funkcijom zaštitnog organskog penetranta. U ovoj funkciji, betain pomaže ćelijama u cijelom tijelu da održe ravnotežu vode i ćelijsku aktivnost, posebno tokom perioda stresa. Dobro poznati primjer je pozitivan učinak betaina na životinje pod toplinskim stresom.
Kod svinja su opisani različiti korisni efekti suplementacije betainom. Ovaj članak će se fokusirati na ulogu betaina kao dodatka hrani u zdravlju crijeva odbijenih prasadi.
Nekoliko studija betaina izvijestilo je o utjecaju na probavljivost hranjivih tvari u ileumu ili ukupnom probavnom traktu svinja. Ponovljena zapažanja povećane probavljivosti vlakana u ileusu (sirova vlakna ili vlakna neutralnog i kiselog deterdženta) pokazuju da betain stimulira fermentaciju već prisutnih bakterija u tankom crijevu, jer crijevne stanice ne proizvode enzime koji razgrađuju vlakna. Vlaknasti dio biljke sadrži hranjive tvari, koje se mogu osloboditi tokom razgradnje ovog mikrobnog vlakna.
Stoga je također uočena poboljšana svarljivost suhe tvari i sirovog pepela. Na ukupnom nivou probavnog trakta, prijavljeno je da prasad uz dodatak ishrane od 800 mg betaina/kg ima poboljšane sirove proteine ​​(+6,4%) i suvu materiju (+4,2% ) svarljivost. Osim toga, druga studija je pokazala da je suplementacijom sa 1250 mg/kg betaina poboljšana prividna ukupna svarljivost sirovih proteina (+3,7%) i ekstrakta etera (+6,7%).
Jedan od mogućih razloga za uočeno povećanje probavljivosti nutrijenata je učinak betaina na proizvodnju enzima. U nedavnoj in vivo studiji o dodavanju betaina odbijenim prasadima, aktivnost probavnih enzima (amilaze, maltaze, lipaze, tripsina i kimotripsina) u himusu (Slika 1). Svi enzimi osim maltaze pokazali su povećanu aktivnost, a efekat betaina je bio izraženiji pri 2.500 mg betaina/kg hrane nego pri 1.250 mg/kg. Povećanje aktivnosti može biti rezultat povećanja u proizvodnji enzima, ili može biti rezultat povećanja katalitičke efikasnosti enzima.
Slika 1-Aktivnost intestinalnog digestivnog enzima prasadi sa dodatkom 0 mg/kg, 1.250 mg/kg ili 2.500 mg/kg betaina.
U in vitro eksperimentima je dokazano da se dodavanjem NaCl za stvaranje visokog osmotskog tlaka inhibiraju aktivnosti tripsina i amilaze. Dodavanje različitih nivoa betaina ovom testu vraća inhibitorno djelovanje NaCl i povećava aktivnost enzima. Međutim, kada NaCl nije Dodan u pufersku otopinu, betain ne utječe na aktivnost enzima u nižoj koncentraciji, ali pokazuje inhibitorni učinak pri višoj koncentraciji.
Ne samo da povećana svarljivost može objasniti zabilježeno povećanje performansi rasta i stope konverzije hrane svinja dopunjenih dijetalnim betainom. Dodavanje betaina u ishranu svinja također smanjuje potrebe životinja za energijom za održavanje. Hipoteza za ovaj uočeni efekat je da kada se betain može koristiti za održavanje intracelularnog osmotskog pritiska smanjuje se potražnja za jonskim pumpama, što je proces koji zahtijeva energiju. U slučaju ograničenog unosa energije, očekuje se da će efekat suplementacije betainom biti izraženiji povećanjem opskrbe energijom za rast, a ne održavanje.
Epitelne ćelije koje oblažu crevni zid moraju da se nose sa veoma varijabilnim osmotskim uslovima koje stvara sadržaj lumina tokom varenja hranljivih materija. U isto vreme, ove crevne ćelije treba da kontrolišu razmenu vode i različitih hranljivih materija između crevnog lumena i plazme. u cilju zaštite ćelija od ovih izazovnih uslova, betain je važan organski penetrant. Kada se posmatra koncentracija betaina u različitim tkivima, sadržaj betaina u crevnim tkivima je prilično visok. Osim toga, primećeno je da su ovi nivoi pogođeni koncentracijom betaina u ishrani. Dobro izbalansirane ćelije će imati bolju proliferaciju i bolje sposobnosti oporavka. Stoga su istraživači otkrili da povećanje nivoa betaina prasadi povećava visinu duodenalnih resica i dubinu ilealnih kripti, a resice su ujednačenije.
U drugoj studiji, moglo se primijetiti povećanje visine resica u dvanaestopalačnom crijevu, jejunumu i ileumu, ali nije bilo utjecaja na dubinu kripti. Kao što je uočeno kod brojlerskih pilića zaraženih kokcidijom, zaštitni učinak betaina na crijevna struktura može biti još važnija pod određenim (osmotskim) izazovima.
Crijevna barijera se uglavnom sastoji od epitelnih stanica, koje su međusobno povezane proteinima čvrstog spoja. Integritet ove barijere je od suštinskog značaja za sprječavanje ulaska štetnih supstanci i patogenih bakterija, koje bi inače izazvale upalu. Za svinje je negativan Utjecaj crijevne barijere smatra se rezultatom kontaminacije mikotoksinima u hrani, odnosno jednim od negativnih efekata toplotnog stresa.
Kako bi se izmjerio uticaj na efekat barijere, in vitro testovi ćelijskih linija se često koriste za mjerenje transepitelijalne električne otpornosti (TEER). Uz primjenu betaina, poboljšani TEER se može uočiti u više eksperimenata in vitro. Kada je baterija ispražnjena izloženi visokoj temperaturi (42°C), TEER će se smanjiti (slika 2). Dodavanje betaina u medijum za rast ovih ćelija izloženih toploti suprotstavilo se smanjenom TEER-u, što ukazuje na povećanu otpornost na toplotu.
Slika 2-In vitro efekti visoke temperature i betaina na ćelijsku transepitelnu rezistenciju (TEER).
Osim toga, u in vivo studiji na prasadi, izmjerena je povećana ekspresija proteina čvrstog spoja (occludin, claudin1 i zonula occludens-1) u tkivu jejunuma životinja koje su primale 1.250 mg/kg betaina u poređenju sa kontrolnom grupom. Osim toga, kao marker oštećenja crijevne sluzokože, aktivnost diamin oksidaze u plazmi ovih svinja je značajno smanjena, što ukazuje na jaču crijevnu barijeru. Kada je betain dodat u ishranu svinja u fazi rasta, povećava se vlačna čvrstoća crijeva. je izmjereno u vrijeme klanja.
Nedavno je nekoliko studija povezalo betain sa antioksidativnim sistemom i opisalo smanjenje slobodnih radikala, smanjene nivoe malondialdehida (MDA) i poboljšanu aktivnost glutation peroksidaze (GSH-Px).
Betain ne djeluje samo kao osmoprotektant kod životinja. Osim toga, mnoge bakterije mogu akumulirati betain de novo sintezom ili transportom iz okoline. Postoje znakovi da betain može imati pozitivan učinak na broj bakterija u gastrointestinalnom traktu odbijenih prasadi. .Povećan je ukupan broj ilealnih bakterija, posebno bifidobakterija i laktobacila. Osim toga, u izmetu su nađene manje količine Enterobactera.
Konačno, primjećeno je da je učinak betaina na zdravlje crijeva odbijenih prasadi smanjenje učestalosti dijareje. Ovaj efekat može ovisiti o dozi: dodatak prehrani od 2.500 mg/kg betaina je efikasniji od 1.250 mg/kg betaina u smanjujući stopu dijareje. Međutim, učinak odbijenih prasadi na dva nivoa dodatka bio je sličan. Drugi istraživači su pokazali da kada se doda 800 mg/kg betaina, stopa i učestalost dijareje kod odbijenih prasadi je niža.
Betain ima nisku pKa vrijednost od oko 1,8, što dovodi do disocijacije betain HCl nakon ingestije, što dovodi do zakiseljavanja želuca.
Zanimljiva hrana je potencijalno zakiseljavanje betain hidrohlorida kao izvora betaina. U humanoj medicini, betain HCl suplementi se često koriste u kombinaciji sa pepsinom za podršku osobama sa želučanim i probavnim problemima. U ovom slučaju, betain hidrohlorid se može koristiti kao siguran izvor hlorovodonične kiseline. Iako nema informacija o ovom svojstvu kada se betain hidrohlorid nalazi u hrani za prasad, to može biti veoma važno.
Dobro je poznato da pH želudačnog soka odbijenih prasadi može biti relativno visok (pH>4), što će uticati na aktivaciju prekursora pepsina do njegovog prekursora pepsinogena. Optimalna probava proteina nije važna samo da životinje dobiju dobru dostupnost ovog nutrijenta. Osim toga, protein s lošom probavom može uzrokovati štetnu proliferaciju oportunističkih patogena i povećati problem dijareje nakon odvikavanja. Betain ima nisku pKa vrijednost od oko 1,8, što dovodi do disocijacije betain HCl nakon uzimanja, što dovodi do želučane acidifikacija.
Ovo kratkotrajno ponovno zakiseljavanje uočeno je u preliminarnoj studiji na ljudima i studijama na psima. Nakon pojedinačne doze od 750 mg ili 1.500 mg betain hidroklorida, pH želuca pasa koji su prethodno tretirani agensima za smanjenje želučane kiseline ozbiljno je pao sa oko 7 do pH 2. Međutim, kod netretiranih kontrolnih pasa, pH želuca je bio oko 2, što nije bilo povezano sa suplementacijom betain HCl.
Betain ima pozitivan učinak na zdravlje crijeva odbijenih prasadi. Ovaj pregled literature naglašava različite mogućnosti betaina da podrži probavu i apsorpciju nutrijenata, poboljša fizičke zaštitne barijere, utiče na mikrobiotu i poboljša odbrambene sposobnosti prasadi.