לבטאין יש השפעה חיובית על המעיים של חזרזירים נגמלים, אך לעתים קרובות נשכח כאשר שוקלים תוספי מזון אפשריים לתמיכה בבריאות המעיים או להפחתת בעיות הקשורות לשלשול הגמילה.הוספת בטאין כחומר תזונתי פונקציונלי להאכלה יכולה להשפיע על בעלי חיים במגוון דרכים.
ראשית, לבטאין יש יכולת תורמת קבוצת מתיל חזקה מאוד, בעיקר בכבד של בעלי חיים.עקב העברת קבוצות מתיל לא יציבות, הסינתזה של תרכובות שונות כמו מתיונין, קרניטין וקריאטין משופרת.לפיכך, בטאין משפיע על חילוף החומרים של החלבון, השומנים והאנרגיה של בעלי חיים, ובכך משנה בצורה מועילה את הרכב הפגר.
שנית, ניתן להוסיף בטאין להאכיל כחומר חודר אורגני מגן.בטאין פועל כמגן אוסמו, עוזר לתאים בכל הגוף לשמור על מאזן נוזלים ופעילות תאית, במיוחד בתקופות של מתח.דוגמה ידועה היא ההשפעה המיטיבה של בטאין על בעלי חיים הסובלים מלחץ חום.
השפעות מועילות שונות על ביצועי בעלי חיים תוארו כתוצאה מתוספי בטאין בצורת מים נטול מים או הידרוכלוריד.מאמר זה יתמקד באפשרויות הרבות לשימוש בבטאין כתוסף מזון לתמיכה בבריאות המעיים אצל חזרזירים נגמלים.
מספר מחקרים בטאין דיווחו על השפעותיו של בטאין על העיכול התזונתי במעי הגס ובמעי הגס של חזירים.תצפיות חוזרות ונשנות של עיכול סיבים מוגברת באילאום (סיבים גולמיים או סיבים דטרגנטים ניטרליים וחומציים) מצביעות על כך שבטאין ממריץ תסיסה חיידקית במעי הדק מכיוון שהאנטרוציטים אינם מייצרים אנזימים מפרקי סיבים.חלקי צמחים סיביים מכילים חומרים מזינים שיכולים להשתחרר כאשר סיבים מיקרוביאליים מתפרקים.כך נצפה גם שיפור בעיכול החומר היבש והאפר הגולמי.ברמת מערכת העיכול כולה, חזרזירים שניזונו בתזונה של 800 מ"ג בטאין/ק"ג הראו שיפור העיכול של חלבון גולמי (+6.4%) וחומר יבש (+4.2%).בנוסף, מחקר אחר מצא כי העיכול הכללי לכאורה של חלבון גולמי (+3.7%) ותמצית אתר (+6.7%) השתפר עם תוספת בטאין ב-1250 מ"ג/ק"ג.
סיבה אפשרית אחת לעלייה שנצפתה בספיגת חומרי הזנה היא השפעת הבטאין על ייצור האנזים.מחקר שנערך לאחרונה על ההשפעות של תוספי בטאין בחזרזירים נגמלים העריך את הפעילות של אנזימי עיכול (עמילאז, מלטאז, ליפאז, טריפסין וכימוטריפסין) בדיגסטה (איור 1).הפעילות של כל האנזימים עלתה, למעט מלטאזה, והשפעת בטאין הייתה בולטת יותר במינון של 2500 מ"ג בטאין/ק"ג מזון מאשר במינון של 1250 מ"ג/ק"ג הזנה.פעילות מוגברת עשויה לנבוע מייצור מוגבר של אנזימים, אך עשויה גם לנבוע מיעילות קטליטית מוגברת של האנזימים.ניסויים במבחנה הראו שפעילויות טריפסין ועמילאז מעוכבות על ידי יצירת לחץ אוסמוטי גבוה באמצעות הוספת NaCl.בניסוי זה, הוספת בטאין בריכוזים שונים החזירה את ההשפעה המעכבת של NaCl ושיפרה את פעילות האנזים.עם זאת, כאשר לא הוסיפו נתרן כלורי לתמיסת החיץ, לקומפלקס התכלול בטאין לא הייתה השפעה על פעילות האנזים בריכוזים נמוכים יותר, אך הפגין השפעה מעכבת בריכוזים גבוהים יחסית.
שיפור בביצועי צמיחה ושיעורי המרת מזון דווחו בחזירים שניזונו בבטאין תזונתי, כמו גם שיפור יכולת העיכול.הוספת בטאין לתזונה של חזיר גם מפחיתה את דרישות האנרגיה של החיה.ההשערה להשפעה הנצפית היא שכאשר בטאין זמין לשמירה על לחץ אוסמוטי תוך תאי, הצורך במשאבות יונים (תהליך הדורש אנרגיה) פוחת.לפיכך, במצבים בהם צריכת האנרגיה מוגבלת, ההשפעה של תוסף בטאין צפויה להיות גדולה יותר על ידי הגברת הצמיחה ולא על ידי שמירה על דרישות האנרגיה.
תאי אפיתל של דופן המעי חייבים להתמודד עם התנאים האוסמוטיים המשתנים ביותר שנוצרים על ידי תוכן לומן המעי במהלך עיכול חומרי הזנה.יחד עם זאת, תאי אפיתל מעיים אלו חיוניים לשליטה בחילופי המים וחומרי הזנה שונים בין לומן המעי והפלזמה.כדי להגן על תאים מתנאים קשים אלה, בטאין הוא חודר אורגני חשוב.אם מסתכלים על ריכוז בטאין ברקמות שונות, אפשר לראות שברקמת המעי יש רמות גבוהות למדי של בטאין.בנוסף, צוין כי רמות אלו עשויות להיות מושפעות מריכוזי בטאין בתזונה.תאים מאוזנים היטב יהיו בעלי יכולת ריבוי טובה יותר ויציבות טובה.לסיכום, החוקרים מצאו כי הגברת רמות הבטאין בחזירונים העלתה את גובה ה-villi התריסריון ואת עומקם של קריפטות האייל, וה-villi הפכו אחידים יותר.
במחקר אחר, ניתן היה להבחין בעלייה בגובה הווילוס ללא השפעה על עומק הקריפטה בתריסריון, בג'חנון ובאיליאום.ההשפעה המגנה של בטאין על מבנה המעי עשויה להיות חשובה יותר במחלות ספציפיות (אוסמוטיות), כפי שנצפתה בתרנגולות פטם עם coccidia.
מחסום המעי מורכב בעיקר מתאי אפיתל המחוברים זה לזה באמצעות חלבוני צומת הדוקים.שלמותו של מחסום זה חיונית למניעת כניסת חומרים מזיקים וחיידקים פתוגניים שעלולים לגרום לדלקת אחרת.אצל חזירים, השפעות שליליות על מחסום המעי נחשבות כתוצאה מזיהום במזון עם מיקוטוקסינים או אחת ההשפעות השליליות של מתח חום.
כדי למדוד את ההשפעה על אפקט המחסום, קווי תאים נבדקים לעתים קרובות במבחנה על ידי מדידת התנגדות חשמלית טרנספיתל (TEER).שיפורים ב-TEER נצפו במספר רב של ניסויים במבחנה עקב השימוש בבטאין.TEER יורד כאשר תאים נחשפים לטמפרטורות גבוהות (42 מעלות צלזיוס) (איור 2).הוספה של בטאין למצע הגידול של תאים מחוממים אלה מונעת את הירידה ב-TEER, מה שמעיד על שיפור ב-thermolerance.בנוסף, מחקרים in vivo בחזרזירים גילו ביטוי מוגבר של חלבוני tight junction (occludin, claudin1 ו-zonula occlusions-1) ברקמת הג'ג'ונלית של בעלי חיים שקיבלו בטאין במינון של 1250 מ"ג/ק"ג בהשוואה לקבוצת הביקורת.בנוסף, פעילות דיאמין אוקסידאז, סמן לנזק ברירית המעי, הופחתה באופן משמעותי בפלזמה של חזירים אלו, מה שמעיד על מחסום מעי חזק יותר.כאשר הוסיפו בטאין לתזונה של חזירי גימור, נמדדה העלייה בחוזק המתיחה של המעי בשחיטה.
לאחרונה, מספר מחקרים קשרו בין בטאין למערכת נוגדת החמצון ותיארו הפחתה ברדיקלים חופשיים, הפחתה ברמות המלונדאלדהיד (MDA) ועלייה בפעילות הגלוטתיון פרוקסידאז (GSH-Px).מחקר שנערך לאחרונה על חזרזירים הראה שפעילות GSH-Px בג'חנון מוגברת, בעוד שלבטאין תזונתי לא הייתה השפעה על MDA.
לא רק שבטאין פועל כמגן אוסמו בבעלי חיים, אלא שחיידקים שונים יכולים לצבור בטאין באמצעות סינתזה דה נובו או הובלה מהסביבה.ישנן עדויות לכך שלבטאין עשויה להיות השפעה חיובית על פלורת החיידקים של מערכת העיכול של חזרזירים נגמלים.המספר הכולל של חיידקי האיל גדל, במיוחד ביפידובקטריות ולקטובצילים.בנוסף, התגלו מספר נמוך יותר של Enterobacteriaceae בצואה.
ההשפעה האחרונה שנצפתה של בטאין על בריאות המעיים אצל חזרזירים נגמלים הייתה הפחתה בשכיחות שלשולים.השפעה זו עשויה להיות תלוית מינון: תוסף תזונה עם בטאין במינון של 2500 מ"ג/ק"ג היה יעיל יותר בהפחתת שכיחות שלשולים מאשר בטאין במינון של 1250 מ"ג/ק"ג.עם זאת, ביצועי חזרזירים נגמלים היו דומים בשתי רמות התוספים.חוקרים אחרים הראו שיעורים נמוכים יותר של שלשולים ותחלואה בחזרזירים נגמלים כשהם משלימים עם 800 מ"ג/ק"ג בטאין.
מעניין, לבטאין הידרוכלוריד יש השפעות חומציות פוטנציאליות כמקור לבטאין.ברפואה, תוספי בטאין הידרוכלוריד משמשים לעתים קרובות בשילוב עם פפסין כדי לעזור לאנשים עם בעיות קיבה ועיכול.במקרה זה, בטאין הידרוכלוריד משמש כמקור בטוח לחומצה הידרוכלורית.למרות שאין מידע זמין לגבי תכונה זו כאשר בטאין הידרוכלוריד כלול בהזנת חזרזירים, זה עשוי להיות חשוב.ידוע שאצל חזרזירים נגמלים ה-pH בקיבה יכול להיות גבוה יחסית (pH > 4), ובכך להפריע להפעלת האנזים מפרק חלבון פפסין בפפסינוגן המבשר שלו.עיכול חלבון אופטימלי חשוב לא רק כדי שבעלי חיים יוכלו לנצל את מלוא היתרונות של חומר תזונתי זה.בנוסף, חלבון מעוכל לקוי עלול להוביל להתרבות מיותרת של פתוגנים אופורטוניסטיים ולהחמיר את בעיית השלשולים לאחר הגמילה.לבטאין ערך pKa נמוך של כ-1.8, מה שגורם להתנתקות של בטאין הידרוכלוריד בעת בליעה, וכתוצאה מכך להחמצת הקיבה.החמצה זמנית זו נצפתה במחקרים ראשוניים בבני אדם ובמחקרים על כלבים.כלבים שטופלו בעבר במפחיתי חומצה חוו ירידה דרמטית ב-pH בקיבה מכ-pH 7 ל-pH 2 לאחר מנה בודדת של 750 מ"ג או 1500 מ"ג של בטאין הידרוכלוריד.עם זאת, בכלבי ביקורת שלא קיבלו את התרופה, ה-pH בקיבה ירד משמעותית.בערך 2, ללא קשר לצריכת בטאין 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