Betain wirkt sich positiv auf den Darm entwöhnter Ferkel aus, wird jedoch oft vergessen, wenn man über mögliche Nahrungsergänzungsmittel zur Unterstützung der Darmgesundheit oder zur Linderung von Problemen im Zusammenhang mit Durchfall beim Absetzen nachdenkt.Die Zugabe von Betain als funktioneller Nährstoff zum Futter kann sich auf verschiedene Weise auf Tiere auswirken.
Erstens hat Betain eine sehr starke Fähigkeit als Methylgruppenspender, vor allem in der Leber von Tieren.Durch die Übertragung instabiler Methylgruppen wird die Synthese verschiedener Verbindungen wie Methionin, Carnitin und Kreatin gefördert.Somit beeinflusst Betain den Protein-, Lipid- und Energiestoffwechsel von Tieren und verändert dadurch die Zusammensetzung des Schlachtkörpers positiv.
Zweitens kann Betain dem Futter als schützendes organisches Penetrationsmittel zugesetzt werden.Betain wirkt als Osmoprotektivum und hilft den Zellen im gesamten Körper, den Flüssigkeitshaushalt und die Zellaktivität aufrechtzuerhalten, insbesondere in Stressphasen.Ein bekanntes Beispiel ist die wohltuende Wirkung von Betain auf Tiere, die unter Hitzestress leiden.
Es wurden verschiedene positive Auswirkungen auf die Leistung von Tieren als Folge einer Betain-Supplementierung in wasserfreier oder Hydrochloridform beschrieben.Dieser Artikel konzentriert sich auf die vielen Möglichkeiten, Betain als Futterzusatz zur Unterstützung der Darmgesundheit bei entwöhnten Ferkeln einzusetzen.
In mehreren Betainstudien wurde über die Auswirkungen von Betain auf die Nährstoffverdaulichkeit im Ileum und Dickdarm von Schweinen berichtet.Wiederholte Beobachtungen einer erhöhten Ballaststoffverdaulichkeit im Ileum (Rohfaser oder neutrale und saure Detergensfasern) legen nahe, dass Betain die bakterielle Fermentation im Dünndarm stimuliert, da Enterozyten keine faserabbauenden Enzyme produzieren.Faserige Pflanzenteile enthalten Nährstoffe, die beim Zerfall mikrobieller Fasern freigesetzt werden können.Somit konnte auch eine Verbesserung der Verdaulichkeit von Trockenmasse und Rohasche beobachtet werden.Auf der Ebene des gesamten Magen-Darm-Trakts zeigten Ferkel, die mit einer Diät von 800 mg Betain/kg gefüttert wurden, eine verbesserte Verdaulichkeit von Rohprotein (+6,4 %) und Trockenmasse (+4,2 %).Darüber hinaus ergab eine andere Studie, dass die scheinbare Gesamtverdaulichkeit von Rohprotein (+3,7 %) und Etherextrakt (+6,7 %) durch eine Betain-Supplementierung von 1250 mg/kg verbessert wurde.
Ein möglicher Grund für den beobachteten Anstieg der Nährstoffaufnahme ist die Wirkung von Betain auf die Enzymproduktion.In einer kürzlich durchgeführten In-vivo-Studie zu den Auswirkungen einer Betain-Supplementierung bei entwöhnten Ferkeln wurde die Aktivität von Verdauungsenzymen (Amylase, Maltase, Lipase, Trypsin und Chymotrypsin) im Verdauungstrakt untersucht (Abb. 1).Mit Ausnahme von Maltase nahm die Aktivität aller Enzyme zu, und die Wirkung von Betain war bei einer Dosis von 2500 mg Betain/kg Futter stärker ausgeprägt als bei einer Dosis von 1250 mg/kg Futter.Eine erhöhte Aktivität kann auf eine erhöhte Enzymproduktion zurückzuführen sein, kann aber auch auf eine erhöhte katalytische Effizienz der Enzyme zurückzuführen sein.In-vitro-Experimente haben gezeigt, dass Trypsin- und Amylaseaktivitäten gehemmt werden, indem durch die Zugabe von NaCl ein hoher osmotischer Druck erzeugt wird.In diesem Experiment stellte die Zugabe von Betain in verschiedenen Konzentrationen die hemmende Wirkung von NaCl wieder her und verbesserte die Enzymaktivität.Wenn der Pufferlösung jedoch kein Natriumchlorid zugesetzt wurde, hatte der Betain-Einschlusskomplex bei niedrigeren Konzentrationen keinen Einfluss auf die Enzymaktivität, zeigte jedoch bei relativ hohen Konzentrationen eine hemmende Wirkung.
Bei Schweinen, denen Betain über die Nahrung verabreicht wurde, wurde von einer verbesserten Wachstumsleistung und Futterverwertungsrate sowie einer verbesserten Verdaulichkeit berichtet.Durch die Zugabe von Betain zum Schweinefutter wird auch der Energiebedarf des Tieres gesenkt.Die Hypothese für diesen beobachteten Effekt ist, dass, wenn Betain zur Aufrechterhaltung des intrazellulären osmotischen Drucks verfügbar ist, der Bedarf an Ionenpumpen (ein Prozess, der Energie erfordert) verringert wird.In Situationen, in denen die Energieaufnahme begrenzt ist, ist daher zu erwarten, dass die Wirkung einer Betain-Supplementierung durch die Steigerung des Wachstums größer ist als durch die Aufrechterhaltung des Energiebedarfs.
Epithelzellen der Darmwand müssen mit den sehr unterschiedlichen osmotischen Bedingungen zurechtkommen, die durch den Inhalt des Darmlumens bei der Verdauung von Nährstoffen entstehen.Gleichzeitig sind diese Darmepithelzellen essentiell für die Steuerung des Wasser- und Nährstoffaustausches zwischen Darmlumen und Plasma.Um Zellen vor diesen rauen Bedingungen zu schützen, ist Betain ein wichtiges organisches Penetrationsmittel.Schaut man sich die Betainkonzentration in verschiedenen Geweben an, erkennt man, dass das Darmgewebe recht hohe Betainwerte aufweist.Darüber hinaus wurde festgestellt, dass diese Werte durch die Betainkonzentration in der Nahrung beeinflusst werden können.Gut ausbalancierte Zellen verfügen über eine bessere Proliferationskapazität und eine gute Stabilität.Zusammenfassend stellten die Forscher fest, dass steigende Betainspiegel bei Ferkeln die Höhe der Zwölffingerdarmzotten und die Tiefe der Ileumkrypten erhöhten und die Zotten gleichmäßiger wurden.
In einer anderen Studie konnte eine Zunahme der Zottenhöhe ohne Auswirkung auf die Kryptentiefe im Zwölffingerdarm, Jejunum und Ileum beobachtet werden.Die schützende Wirkung von Betain auf die Darmstruktur kann bei bestimmten (osmotischen) Erkrankungen, wie sie bei Masthühnern mit Kokzidien beobachtet werden, wichtiger sein.
Die Darmbarriere besteht hauptsächlich aus Epithelzellen, die durch Tight-Junction-Proteine ​​miteinander verbunden sind.Die Integrität dieser Barriere ist wichtig, um das Eindringen schädlicher Substanzen und pathogener Bakterien zu verhindern, die andernfalls Entzündungen verursachen könnten.Bei Schweinen wird angenommen, dass negative Auswirkungen auf die Darmbarriere auf eine Futterverunreinigung mit Mykotoxinen oder eine der negativen Auswirkungen von Hitzestress zurückzuführen sind.
Um die Wirkung auf die Barrierewirkung zu messen, werden Zelllinien häufig in vitro durch Messung des transepithelialen elektrischen Widerstands (TEER) getestet.Durch die Verwendung von Betain wurden in zahlreichen In-vitro-Experimenten Verbesserungen des TEER beobachtet.TEER nimmt ab, wenn Zellen hohen Temperaturen (42 °C) ausgesetzt werden (Abbildung 2).Die Zugabe von Betain zum Wachstumsmedium dieser erhitzten Zellen wirkte der Abnahme des TEER entgegen, was auf eine verbesserte Thermotoleranz hinweist.Darüber hinaus zeigten In-vivo-Studien an Ferkeln im Vergleich zur Kontrollgruppe eine erhöhte Expression von Tight-Junction-Proteinen (Occludin, Claudin1 und Zonula-Okklusionen-1) im Jejunalgewebe von Tieren, die Betain in einer Dosis von 1250 mg/kg erhielten.Darüber hinaus war die Diaminoxidase-Aktivität, ein Marker für Darmschleimhautschäden, im Plasma dieser Schweine deutlich verringert, was auf eine stärkere Darmbarriere hindeutet.Bei der Zugabe von Betain zum Futter von Mastschweinen wurde der Anstieg der Darmzugfestigkeit bei der Schlachtung gemessen.
Kürzlich haben mehrere Studien Betain mit dem Antioxidationssystem in Verbindung gebracht und eine Verringerung der freien Radikale, eine Verringerung des Malondialdehyd (MDA)-Spiegels und eine Erhöhung der Glutathionperoxidase (GSH-Px)-Aktivität beschrieben.Eine aktuelle Studie an Ferkeln zeigte, dass die GSH-Px-Aktivität im Jejunum erhöht war, wohingegen Betain aus der Nahrung keinen Einfluss auf MDA hatte.
Betain wirkt bei Tieren nicht nur als Osmoprotektivum, sondern auch verschiedene Bakterien können Betain durch De-novo-Synthese oder Transport aus der Umwelt ansammeln.Es gibt Hinweise darauf, dass Betain eine positive Wirkung auf die Bakterienflora des Magen-Darm-Trakts entwöhnter Ferkel haben kann.Die Gesamtzahl der Ileumbakterien nahm zu, insbesondere Bifidobakterien und Laktobazillen.Darüber hinaus wurden im Stuhl geringere Mengen an Enterobacteriaceae nachgewiesen.
Die letzte beobachtete Wirkung von Betain auf die Darmgesundheit bei entwöhnten Ferkeln war eine Verringerung der Durchfallhäufigkeit.Dieser Effekt kann dosisabhängig sein: Eine Nahrungsergänzung mit Betain in einer Dosis von 2500 mg/kg reduzierte das Auftreten von Durchfall wirksamer als Betain in einer Dosis von 1250 mg/kg.Allerdings war die Leistung der Absetzferkel bei beiden Ergänzungsmengen ähnlich.Andere Forscher haben bei entwöhnten Ferkeln eine geringere Durchfall- und Morbiditätsrate gezeigt, wenn sie mit 800 mg/kg Betain ergänzt wurden.
Interessanterweise hat Betainhydrochlorid als Betainquelle potenziell säuernde Wirkungen.In der Medizin werden Betainhydrochloridpräparate häufig in Kombination mit Pepsin eingesetzt, um Menschen mit Magen- und Verdauungsproblemen zu helfen.In diesem Fall dient Betainhydrochlorid als sichere Salzsäurequelle.Obwohl keine Informationen zu dieser Eigenschaft vorliegen, wenn Betainhydrochlorid im Ferkelfutter enthalten ist, kann sie wichtig sein.Es ist bekannt, dass bei entwöhnten Ferkeln der Magen-pH-Wert relativ hoch sein kann (pH > 4), wodurch die Aktivierung des Pepsin-Protein abbauenden Enzyms in seinem Vorläufer Pepsinogen beeinträchtigt wird.Eine optimale Proteinverdauung ist nicht nur wichtig, damit Tiere diesen Nährstoff optimal nutzen können.Darüber hinaus kann schlecht verdautes Protein zu einer unnötigen Vermehrung opportunistischer Krankheitserreger führen und das Problem von Durchfall nach dem Absetzen verschlimmern.Betain hat einen niedrigen pKa-Wert von etwa 1,8, was dazu führt, dass Betainhydrochlorid bei Einnahme dissoziiert, was zu einer Magenübersäuerung führt.Diese vorübergehende Wiederansäuerung wurde in Vorstudien am Menschen und in Studien an Hunden beobachtet.Bei Hunden, die zuvor mit Säurereduzierern behandelt wurden, kam es nach einer Einzeldosis von 750 mg oder 1500 mg Betainhydrochlorid zu einem dramatischen Abfall des Magen-pH-Werts von etwa pH 7 auf pH 2.Bei Kontrollhunden, die das Medikament nicht erhielten, sank der pH-Wert im Magen jedoch deutlich.Ungefähr 2, unabhängig von der Aufnahme von Betain-HCl.
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