La betaina è un composto naturale ampiamente distribuito nelle piante e negli animali. Come additivo per mangimi, viene fornito in forma anidra o cloridrato.Può essere aggiunto all'alimentazione degli animali per vari scopi.
Innanzitutto questi scopi potrebbero essere collegati all'ottima capacità di donazione di metile della betaina, che si verifica principalmente nel fegato. Attraverso il trasferimento di gruppi metilici instabili viene promossa la sintesi di vari composti come metionina, carnitina e creatina. In questo modo, la betaina influenza il metabolismo proteico, lipidico ed energetico, modificando in modo benefico la composizione della carcassa.
In secondo luogo, lo scopo dell'aggiunta di betaina nel mangime può essere correlato alla sua funzione di penetrante organico protettivo. In questa funzione, la betaina aiuta le cellule di tutto il corpo a mantenere l'equilibrio idrico e l'attività cellulare, specialmente durante i periodi di stress. Un esempio ben noto è l'effetto positivo della betaina sugli animali sottoposti a stress da calore.
Nei suini sono stati descritti diversi effetti benefici dell'integrazione di betaina. Questo articolo si concentrerà sul ruolo della betaina come additivo per mangimi nella salute intestinale dei suinetti svezzati.
Diversi studi sulla betaina hanno riportato l'effetto sulla digeribilità dei nutrienti nell'ileo o nel tratto digestivo totale dei suini. Osservazioni ripetute sull'aumento della digeribilità ileale delle fibre (fibra grezza o fibra detergente neutra e acida) indicano che la betaina stimola la fermentazione dei batteri già presenti nell'intestino tenue, perché le cellule intestinali non producono enzimi che degradano le fibre. La parte fibrosa della pianta contiene sostanze nutritive che possono essere rilasciate durante la degradazione di questa fibra microbica.
Pertanto, è stato osservato anche un miglioramento della digeribilità della sostanza secca e delle ceneri grezze. A livello del tratto digestivo totale, è stato riportato che i suinetti integrati con 800 mg di betaina/kg di dieta hanno migliorato la proteina grezza (+6,4%) e la sostanza secca (+4,2%). ) digeribilità. Inoltre, un altro studio ha dimostrato che integrando con 1.250 mg/kg di betaina, la digeribilità totale apparente della proteina grezza (+3,7%) e dell'estratto etereo (+6,7%) è stata migliorata.
Una possibile ragione per l'aumento osservato nella digeribilità dei nutrienti è l'effetto della betaina sulla produzione di enzimi. In un recente studio in vivo sull'aggiunta di betaina ai suinetti svezzati, l'attività degli enzimi digestivi (amilasi, maltasi, lipasi, trypsin e chimotripsina) nel chimo (Figura 1). Tutti gli enzimi, tranne la maltasi, hanno mostrato un aumento dell'attività e l'effetto della betaina è stato più pronunciato a 2.500 mg di betaina/kg di mangime rispetto a 1.250 mg/kg. L'aumento dell'attività può essere il risultato di un aumento nella produzione dell'enzima, oppure può essere il risultato di un aumento dell'efficienza catalitica dell'enzima.
Figura 1-Attività degli enzimi digestivi intestinali di suinetti supplementati con 0 mg/kg, 1.250 mg/kg o 2.500 mg/kg di betaina.
Negli esperimenti in vitro, è stato dimostrato che aggiungendo NaCl per produrre un'elevata pressione osmotica, le attività della tripsina e dell'amilasi venivano inibite. L'aggiunta di diversi livelli di betaina a questo test ripristinava l'effetto inibitorio di NaCl e aumentava l'attività enzimatica. Tuttavia, quando NaCl non è aggiunta alla soluzione tampone, la betaina non influenza l'attività enzimatica a una concentrazione inferiore, ma mostra un effetto inibitorio a una concentrazione più elevata.
Non solo l'aumento della digeribilità può spiegare l'aumento riportato nelle prestazioni di crescita e nel tasso di conversione del mangime dei suini integrati con betaina alimentare. L'aggiunta di betaina alle diete dei suini riduce anche il fabbisogno energetico di mantenimento dell'animale. L'ipotesi per questo effetto osservato è che quando la betaina può essere utilizzata per mantenere la pressione osmotica intracellulare, si riduce la richiesta di pompe ioniche, che è un processo che richiede energia. In caso di apporto energetico limitato, si prevede che l'effetto dell'integrazione di betaina sarà più pronunciato aumentando l'apporto energetico per la crescita piuttosto che manutenzione.
Le cellule epiteliali che rivestono la parete intestinale devono far fronte a condizioni osmotiche altamente variabili generate dal contenuto del lume durante la digestione dei nutrienti. Allo stesso tempo, queste cellule intestinali devono controllare lo scambio di acqua e diversi nutrienti tra il lume intestinale e il plasma. Per proteggere le cellule da queste condizioni difficili, la betaina è un importante penetrante organico. Osservando la concentrazione di betaina in diversi tessuti, il contenuto di betaina nei tessuti intestinali è piuttosto elevato. Inoltre, è stato osservato che questi livelli sono influenzati dalla concentrazione di betaina nella dieta. Le cellule ben bilanciate avranno una migliore proliferazione e migliori capacità di recupero. Pertanto, i ricercatori hanno scoperto che aumentando il livello di betaina nei suinetti aumenta l'altezza dei villi duodenali e la profondità delle cripte ileali, e i villi sono più uniformi.
In un altro studio, è stato osservato un aumento dell'altezza dei villi nel duodeno, nel digiuno e nell'ileo, ma non è stato osservato alcun effetto sulla profondità delle cripte. Come osservato nei polli da carne infetti da coccidi, l'effetto protettivo della betaina su la struttura intestinale può essere ancora più importante in determinate sfide (osmotiche).
La barriera intestinale è composta principalmente da cellule epiteliali, collegate tra loro da proteine ​​a giunzione stretta. L'integrità di questa barriera è essenziale per impedire l'ingresso di sostanze nocive e batteri patogeni, che altrimenti causerebbero infiammazioni. Per i suini, il negativo L'impatto sulla barriera intestinale è considerato il risultato della contaminazione da micotossine nel mangime o uno degli effetti negativi dello stress da caldo.
Per misurare l'impatto sull'effetto barriera, vengono spesso utilizzati test in vitro su linee cellulari per misurare la resistenza elettrica transepiteliale (TEER). Con l'applicazione di betaina, è possibile osservare un miglioramento del TEER in numerosi esperimenti in vitro. Quando la batteria è esposte ad alta temperatura (42°C), il TEER diminuirà (Figura 2). L'aggiunta di betaina al mezzo di crescita di queste cellule esposte al calore ha contrastato la diminuzione del TEER, indicando una maggiore resistenza al calore.
Figura 2-Effetti in vitro dell'alta temperatura e della betaina sulla resistenza transepiteliale cellulare (TEER).
Inoltre, in uno studio in vivo sui suinetti, è stata misurata l'aumentata espressione delle proteine ​​a giunzione stretta (occludina, claudin1 e zonula occludens-1) nel tessuto del digiuno degli animali che avevano ricevuto 1.250 mg/kg di betaina rispetto al gruppo di controllo. Inoltre, come indicatore di danno alla mucosa intestinale, l'attività della diammina ossidasi nel plasma di questi suini era significativamente ridotta, indicando una barriera intestinale più forte. Quando la betaina è stata aggiunta alla dieta dei suini in accrescimento-finissaggio, l'aumento della resistenza alla trazione intestinale è stato misurato al momento della macellazione.
Recentemente, diversi studi hanno collegato la betaina al sistema antiossidante e hanno descritto una riduzione dei radicali liberi, livelli ridotti di malondialdeide (MDA) e una migliore attività della glutatione perossidasi (GSH-Px).
La betaina non agisce solo come osmoprotettore negli animali. Inoltre, molti batteri possono accumulare betaina attraverso la sintesi de novo o il trasporto dall'ambiente. Esistono segni che la betaina può avere un effetto positivo sul numero di batteri nel tratto gastrointestinale dei suinetti svezzati .Il numero totale di batteri ileali, in particolare bifidobatteri e lattobacilli, è aumentato. Inoltre, nelle feci sono state trovate quantità inferiori di Enterobacter.
Infine, si osserva che l'effetto della betaina sulla salute intestinale dei suinetti svezzati è la riduzione del tasso di diarrea. Questo effetto può essere dose-dipendente: l'integratore alimentare 2.500 mg/kg betaina è più efficace di 1.250 mg/kg betaina nei riducendo il tasso di diarrea. Tuttavia, le prestazioni dei suinetti svezzati ai due livelli di integrazione erano simili. Altri ricercatori hanno dimostrato che quando vengono aggiunti 800 mg/kg di betaina, il tasso e l'incidenza di diarrea nei suinetti svezzati sono inferiori.
La betaina ha un basso valore pKa di circa 1,8, che porta alla dissociazione della betaina HCl dopo l'ingestione, portando all'acidificazione gastrica.
L'alimento interessante è la potenziale acidificazione della betaina cloridrato come fonte di betaina. Nella medicina umana, gli integratori di betaina HCl vengono spesso utilizzati in combinazione con pepsina per supportare le persone con problemi di stomaco e problemi digestivi. In questo caso, la betaina cloridrato può essere utilizzata come una fonte sicura di acido cloridrico. Sebbene non siano disponibili informazioni su questa proprietà, quando la betaina cloridrato è contenuta nel mangime per suinetti, potrebbe essere molto importante.
È noto che il pH del succo gastrico dei suinetti svezzati può essere relativamente alto (pH>4), il che influenzerà l'attivazione del precursore della pepsina nel suo precursore pepsinogeno. La digestione ottimale delle proteine ​​non è importante solo per ottenere una buona disponibilità degli animali di questo nutriente. Inoltre, le proteine ​​dell'indigestione possono causare una proliferazione dannosa di agenti patogeni opportunisti e aumentare il problema della diarrea post-svezzamento. La betaina ha un basso valore pKa di circa 1,8, che porta alla dissociazione della betaina HCl dopo l'ingestione, portando a problemi gastrici acidificazione.
Questa riacidificazione a breve termine è stata osservata in uno studio preliminare sull'uomo e in studi sui cani. Dopo una singola dose di 750 mg o 1.500 mg di betaina cloridrato, il pH dello stomaco di cani precedentemente trattati con agenti che riducono l'acidità gastrica è sceso drasticamente da da circa 7 a pH 2. Tuttavia, nei cani di controllo non trattati, il pH dello stomaco era di circa 2, che non era correlato all'integrazione di betaina HCl.
La betaina ha un effetto positivo sulla salute intestinale dei suinetti svezzati. Questa revisione della letteratura evidenzia diverse opportunità per la betaina di supportare la digestione e l'assorbimento dei nutrienti, migliorare le barriere protettive fisiche, influenzare il microbiota e migliorare le capacità di difesa dei suinetti.