Betaiini on luonnossa esiintyvä yhdiste, jota esiintyy laajalti kasveissa ja eläimissä. Rehun lisäaineena sitä tarjotaan vedettömänä tai hydrokloridimuodossa.Sitä voidaan lisätä eläinten rehuun eri tarkoituksiin.
Ensinnäkin nämä tarkoitukset voivat liittyä betaiinin erittäin tehokkaaseen metyyliluovuttajakykyyn, jota esiintyy pääasiassa maksassa. Epästabiilien metyyliryhmien siirtymisen ansiosta erilaisten yhdisteiden, kuten metioniinin, karnitiinin ja kreatiinin synteesiä edistetään. Tällä tavalla betaiini vaikuttaa proteiini-, lipidi- ja energia-aineenvaihduntaan ja muuttaa siten suotuisasti ruhon koostumusta.
Toiseksi, betaiinin lisäämisen tarkoitus rehuun saattaa liittyä sen toimintaan suojaavana orgaanisena tunkeutumisaineena. Tässä tehtävässä betaiini auttaa soluja kaikkialla kehossa ylläpitämään vesitasapainoa ja solujen aktiivisuutta erityisesti stressin aikana. Tunnettu esimerkki on betaiinin positiivinen vaikutus lämpöstressissä oleviin eläimiin.
Sioilla on kuvattu erilaisia ​​betaiinilisän hyödyllisiä vaikutuksia. Tässä artikkelissa keskitytään betaiinin rooliin rehun lisäaineena vieroitettujen porsaiden suoliston terveydelle.
Useat betaiinitutkimukset ovat raportoineet vaikutuksen ravinteiden sulavuuteen sikojen sykkyräsuolessa tai koko ruoansulatuskanavassa. Toistuvat havainnot kuidun (raakakuidun tai neutraalin ja happaman pesuainekuidun) lisääntyneestä ileaalisesta sulavuudesta osoittavat, että betaiini stimuloi jo läsnä olevien bakteerien käymistä. ohutsuolessa, koska suolistosolut eivät tuota kuituja hajottavia entsyymejä. Kasvin kuituosa sisältää ravinteita, jotka voivat vapautua tämän mikrobikuidun hajoamisen aikana.
Tästä syystä havaittiin myös parantunut kuiva-aineen ja raakatuhkan sulavuus. Koko ruoansulatuskanavan tasolla on raportoitu, että porsailla, joille on lisätty 800 mg betaiinia/kg ruokavaliota, on parantunut raakaproteiini (+6,4 %) ja kuiva-aine (+4,2 %). ) sulavuus. Lisäksi erilainen tutkimus osoitti, että lisättäessä betaiinia 1 250 mg/kg:lla raakaproteiinin (+3,7 %) ja eetteriuutteen (+6,7 %) näennäinen kokonaissulavuus parani.
Yksi mahdollinen syy havaittuun ravintoaineiden sulavuuden lisääntymiseen on betaiinin vaikutus entsyymien tuotantoon. Hiljattain tehdyssä in vivo -tutkimuksessa betaiinin lisäämisestä vieroitettuihin porsaisiin ruoansulatusentsyymien (amylaasi, maltaasi, lipaasi, trypsiini ja kymotrypsiini) aktiivisuutta. in chyme arvioitiin (kuva 1). Kaikki entsyymit maltaasia lukuun ottamatta osoittivat lisääntynyttä aktiivisuutta, ja betaiinin vaikutus oli selvempi annoksella 2500 mg betaiinia/kg rehua kuin annoksella 1250 mg/kg. Aktiivisuuden kasvu voi johtua lisääntymisestä entsyymituotannossa, tai se voi olla seurausta entsyymin katalyyttisen tehokkuuden lisääntymisestä.
Kuvio 1 - Porsaiden suoliston ruoansulatusentsyymiaktiivisuus, jota on täydennetty 0 mg/kg, 1 250 mg/kg tai 2 500 mg/kg betaiinilla.
In vitro -kokeissa osoitettiin, että lisäämällä NaCl:a korkean osmoottisen paineen tuottamiseksi, trypsiini- ja amylaasiaktiivisuudet estyivät. Eri betaiinitasojen lisääminen tähän kokeeseen palautti NaCl:n estovaikutuksen ja lisäsi entsyymiaktiivisuutta. Kuitenkin, kun NaCl ei ole puskuriliuokseen lisätty betaiini ei vaikuta entsyymiaktiivisuuteen pienemmällä pitoisuudella, mutta sillä on estävä vaikutus korkeammalla pitoisuudella.
Ei vain lisääntynyt sulavuus voi selittää sikojen raportoitua kasvun kasvua ja rehun muuntonopeutta ravinnon betaiinilla täydennettyjen sikojen kanssa. Betaiinin lisääminen sikojen ruokiin vähentää myös eläimen ylläpitoenergian tarvetta. Tämän havaitun vaikutuksen hypoteesi on, että kun betaiinia voidaan käyttää solunsisäisen osmoottisen paineen ylläpitämiseksi ionipumppujen tarve vähenee, mikä on energiaa vaativa prosessi. Rajoitetun energiansaannin tapauksessa betaiinilisän vaikutuksen odotetaan olevan selvempi lisäämällä kasvun energian tarjontaa huolto.
Suolen seinämää peittävien epiteelisolujen on selviydyttävä erittäin vaihtelevista osmoottisista olosuhteista, joita luminaalin sisältö synnyttää ravinteiden sulatuksen aikana. Samaan aikaan näiden suolistosolujen on säädettävä veden ja eri ravinteiden vaihtoa suolen ontelon ja plasman välillä. solujen suojelemiseksi näiltä haastavilta olosuhteilta betaiini on tärkeä orgaaninen penetrantti. Tarkasteltaessa betaiinipitoisuuksia eri kudoksissa, betaiinipitoisuus suoliston kudoksissa on melko korkea. Lisäksi on havaittu, että nämä tasot vaikuttavat ravinnon betaiinipitoisuudella.Hyvin tasapainoisilla soluilla on parempi proliferaatio ja paremmat palautumismahdollisuudet. Siksi tutkijat havaitsivat, että porsaiden betaiinipitoisuuden lisääminen nostaa pohjukaissuolen villien korkeutta ja sykkyräsuolen kryptien syvyyttä ja villit ovat yhtenäisempiä.
Toisessa tutkimuksessa voitiin havaita villien korkeuden nousua pohjukaissuolessa, tyhjäsuolessa ja sykkyräsuolessa, mutta sillä ei ollut vaikutusta kryptien syvyyteen. Kuten kokkidioilla infektoituneilla broilereilla havaittiin, betaiinin suojaava vaikutus suoliston rakenne voi olla vieläkin tärkeämpi tietyissä (osmoottisissa) haasteissa.
Suolistoeste koostuu pääasiassa epiteelisoluista, jotka ovat yhteydessä toisiinsa tiiviillä liitosproteiineilla. Tämän esteen eheys on olennaista, jotta estetään haitallisten aineiden ja patogeenisten bakteerien pääsy sisään, jotka muutoin aiheuttaisivat tulehdusta. Sioilla negatiivinen suolistoesteen vaikutuksen katsotaan johtuvan rehun mykotoksiinikontaminaatiosta tai yhtenä lämpöstressin negatiivisista vaikutuksista.
Estevaikutuksen vaikutuksen mittaamiseksi käytetään usein solulinjojen in vitro -testejä transepiteelin sähköresistanssin (TEER) mittaamiseen. Betaiinia käytettäessä voidaan havaita parantunut TEER useissa in vitro -kokeissa. Kun akku on altistettuna korkealle lämpötilalle (42°C), TEER laskee (kuvio 2). Betaiinin lisääminen näiden lämpöaltistettujen solujen kasvualustaan ​​vaikutti alentuneeseen TEER:iin, mikä osoitti lisääntynyttä lämmönkestävyyttä.
Kuvio 2 - Korkean lämpötilan ja betaiinin vaikutukset solujen transepiteliaaliseen resistenssiin (TEER) in vitro.
Lisäksi porsailla tehdyssä in vivo -tutkimuksessa mitattiin tiiviin liitoksen proteiinien (occludin, claudin1 ja zonula occludens-1) lisääntynyt ilmentyminen jejunumkudoksessa eläimillä, jotka saivat 1 250 mg/kg betaiinia verrattuna kontrolliryhmään. Lisäksi suolen limakalvovaurioiden merkkinä näiden sikojen plasman diamiinioksidaasin aktiivisuus väheni merkittävästi, mikä osoitti vahvemman suolistoesteen. Kun betaiinia lisättiin kasvavien sikojen ruokavalioon, suolen vetolujuus lisääntyi. mitattiin teurastushetkellä.
Viime aikoina useat tutkimukset ovat yhdistäneet betaiinin antioksidanttijärjestelmään ja kuvailleet vähentynyttä vapaita radikaaleja, alentuneita malondialdehyditasoja (MDA) ja parantunutta glutationiperoksidaasin (GSH-Px) aktiivisuutta.
Betaiini ei toimi vain osmoprotektanttina eläimissä.Lisäksi monet bakteerit voivat kerääntyä betaiinia de novo -synteesin tai ympäristöstä kulkeutuneen. On olemassa merkkejä siitä, että betaiini voi vaikuttaa positiivisesti bakteerien määrään vieroitettujen porsaiden ruoansulatuskanavassa. Sykkyräsuolen bakteerien, erityisesti bifidobakteerien ja laktobasillien, kokonaismäärä on kasvanut. Lisäksi ulosteista löydettiin pienempiä määriä Enterobacter-bakteeria.
Lopuksi on havaittu, että betaiinin vaikutus vieroitettujen porsaiden suoliston terveyteen vähentää ripulia. Tämä vaikutus voi olla annoksesta riippuvainen: ravintolisä 2500 mg/kg betaiinia on tehokkaampi kuin 1250 mg/kg betaiinia vähentää ripulin määrää. Vieroitettujen porsaiden suorituskyky oli kuitenkin samanlainen kahdella lisätasolla. Muut tutkijat ovat osoittaneet, että kun 800 mg/kg betaiinia lisätään, ripulin määrä ja esiintyvyys vieroitetuilla porsailla on pienempi.
Betaiinin pKa-arvo on alhainen, noin 1,8, mikä johtaa betaiini-HCl:n dissosioitumiseen nauttimisen jälkeen, mikä johtaa mahalaukun happamoittamiseen.
Mielenkiintoinen ruoka on betaiinihydrokloridin mahdollinen happamoittaminen betaiinin lähteenä. Ihmislääketieteessä betaiinihydrokloridia käytetään usein yhdessä pepsiinin kanssa tukemaan potilaita, joilla on maha- ja ruoansulatusongelmia. Tässä tapauksessa betaiinihydrokloridia voidaan käyttää mm. turvallinen suolahapon lähde.Vaikka tästä ominaisuudesta ei ole tietoa, kun betaiinihydrokloridia on porsaiden rehussa, se voi olla erittäin tärkeä.
On hyvin tunnettua, että vieroitettujen porsaiden mahanesteen pH voi olla suhteellisen korkea (pH > 4), mikä vaikuttaa pepsiiniprekursorin aktivaatioon sen esiasteen pepsinogeeniksi. Optimaalinen proteiinien pilkkominen ei ole vain tärkeää eläimille hyvän saatavuuden saavuttamiseksi. Tästä ravintoaineesta.Lisäksi ruoansulatushäiriöproteiini voi aiheuttaa opportunististen patogeenien haitallista lisääntymistä ja lisätä vieroituksen jälkeisen ripulin ongelmaa.Betaiinin pKa-arvo on alhainen, noin 1,8, mikä johtaa betaiini-HCl:n dissosioitumiseen nauttimisen jälkeen, mikä johtaa mahalaukkuun. happamoitumista.
Tämä lyhytaikainen uudelleen happamoituminen on havaittu esitutkimuksessa ihmisillä ja koirilla. 750 mg:n tai 1 500 mg:n kerta-annoksen jälkeen betaiinihydrokloridia aiemmin mahahappoa vähentävillä aineilla käsiteltyjen koirien mahan pH putosi voimakkaasti. noin 7 - pH 2. Hoitamattomilla kontrollikoirilla mahalaukun pH oli kuitenkin noin 2, mikä ei liittynyt betaiini-HCl-lisään.
Betaiinilla on positiivinen vaikutus vieroitettujen porsaiden suoliston terveyteen. Tässä kirjallisuuskatsauksessa esitellään betaiinin erilaisia ​​mahdollisuuksia tukea ravinteiden sulatusta ja imeytymistä, parantaa fyysisiä suojaesteitä, vaikuttaa mikrobiotaan ja parantaa porsaiden puolustuskykyä.