בטאין היא תרכובת טבעית המופצת באופן נרחב בצמחים ובעלי חיים. כתוסף מזון, הוא מסופק בצורה נטול מים או הידרוכלוריד.ניתן להוסיף למזון לבעלי חיים למטרות שונות.
קודם כל, מטרות אלו עשויות להיות קשורות ליכולת התורם המתיל היעילה מאוד של בטאין, המופיעה בעיקר בכבד. עקב העברה של קבוצות מתיל לא יציבות, מקודמת הסינתזה של תרכובות שונות כמו מתיונין, קרניטין וקריאטין. בדרך זו, בטאין משפיע על חילוף החומרים של חלבון, שומנים ואנרגיה, ובכך משנה בצורה מועילה את הרכב הפגר.
שנית, מטרת הוספת בטאין במזון עשויה להיות קשורה לתפקודו כחדר אורגני מגן. בתפקוד זה, בטאין מסייע לתאים בכל הגוף לשמור על מאזן המים ופעילות התא, במיוחד בתקופות של לחץ. דוגמה ידועה היא ההשפעה החיובית של בטאין על בעלי חיים תחת לחץ חום.
בחזירים, תוארו השפעות מועילות שונות של תוספת בטאין. מאמר זה יתמקד בתפקידו של בטאין כתוסף מזון בבריאות המעיים של חזרזירים שנגמלו.
מספר מחקרים בטאין דיווחו על ההשפעה על העיכול של חומרים מזינים באיליאום או במערכת העיכול הכוללת של חזירים. תצפיות חוזרות ונשנות של עיכול מוגבר של סיבים (סיבים גולמיים או סיבים נייטרליים וחומציים) מצביעות על כך שבטאין ממריץ את התסיסה של חיידקים שכבר קיימים במעי הדק, כי תאי המעי אינם מייצרים אנזימים מפרקי סיבים. חלק הסיבים של הצמח מכיל חומרים מזינים, אשר יכולים להשתחרר במהלך הפירוק של סיב חיידקי זה.
לכן, נצפה גם שיפור בחומר יבש ובעיכול אפר גולמי. ברמת מערכת העיכול הכוללת, דווח כי לחזרזירים בתוספת של 800 מ"ג בטאין/ק"ג דיאטה משופרים חלבון גולמי (+6.4%) וחומר יבש (+4.2% בנוסף, מחקר אחר הראה כי על ידי תוספת של 1,250 מ"ג/ק"ג בטאין, השתפרה העיכול הכוללת לכאורה של חלבון גולמי (+3.7%) ותמצית אתר (+6.7%).
סיבה אפשרית אחת לעלייה הנצפית בעיכול החומרים התזונתיים היא ההשפעה של בטאין על ייצור האנזים. במחקר שנערך לאחרונה על הוספת בטאין לחזרזירים שנגמלו, פעילותם של אנזימי עיכול (עמילאז, מלטאז, ליפאז, טריפסין וכימוטריפסין) ב-chyme הוערך (איור 1). כל האנזימים למעט מלטאז הראו פעילות מוגברת, והשפעת בטאין הייתה בולטת יותר במזון של 2,500 מ"ג בטאין/ק"ג מאשר ב-1,250 מ"ג/ק"ג. העלייה בפעילות עשויה להיות תוצאה של עלייה בייצור אנזים, או שהיא עשויה להיות תוצאה של עלייה ביעילות הקטליטית של האנזים.
איור 1-פעילות אנזימי העיכול של חזרזירים בתוספת של 0 מ"ג/ק"ג, 1,250 מ"ג/ק"ג או 2,500 מ"ג/ק"ג בטאין.
בניסויים במבחנה, הוכח כי על ידי הוספת NaCl לייצור לחץ אוסמוטי גבוה, נבלמו פעילויות טריפסין ועמילאז. הוספת רמות שונות של בטאין לבדיקה זו החזירה את ההשפעה המעכבת של NaCl והגברת פעילות האנזים. עם זאת, כאשר NaCl אינו בתוספת לתמיסת החיץ, בטאין אינו משפיע על פעילות האנזים בריכוז נמוך יותר, אך מראה השפעה מעכבת בריכוז גבוה יותר.
לא רק העיכול המוגבר יכול להסביר את העלייה המדווחת בביצועי הגדילה ובקצב המרת המזון של חזירים בתוספת בטאין תזונתית. הוספת בטאין לתזונה של חזירים מפחיתה גם את דרישות האנרגיה לתחזוקה של החיה. ההשערה להשפעה שנצפה זה היא שכאשר ניתן להשתמש בבטאין כדי לשמור על לחץ אוסמוטי תוך תאי, הביקוש למשאבות יונים מצטמצם, שהוא תהליך הדורש אנרגיה. במקרה של צריכת אנרגיה מוגבלת, ההשפעה של תוספת בטאין צפויה להיות בולטת יותר על ידי הגדלת אספקת האנרגיה לצמיחה ולא תחזוקה.
תאי האפיתל המצפים את דופן המעי צריכים להתמודד עם תנאים אוסמוטיים משתנים מאוד הנוצרים על ידי התוכן הלומינלי במהלך עיכול חומרי הזנה. במקביל, תאי מעי אלה צריכים לשלוט בחילופי המים וחומרי הזנה שונים בין לומן המעי לפלסמה. על מנת להגן על התאים מתנאים מאתגרים אלו, בטאין הוא חודר אורגני חשוב. כאשר צופים בריכוז הבטאין ברקמות שונות, תכולת הבטאין ברקמות המעי גבוהה למדי. בנוסף, נצפה כי רמות אלו מושפעות ע"י ריכוז בטאין בתזונה. לתאים מאוזנים היטב יהיו שגשוג טוב יותר ויכולות התאוששות טובות יותר. לכן, החוקרים מצאו כי הגברת רמת הבטאין של חזרזירים מגבירה את גובה שריפת התריסריון ואת עומק קריפטות האסלאם, והווילי אחידים יותר.
במחקר אחר, ניתן היה להבחין בעלייה בגובה ה-villi בתריסריון, בג'חנון ובאיליאום, אך לא הייתה השפעה על עומק הקריפטים. כפי שנצפתה בתרנגולות פטם שנגועות בקוקסידיה, ההשפעה המגנה של בטאין על מבנה המעי עשוי להיות חשוב אף יותר תחת אתגרים מסוימים (אוסמוטיים).
מחסום המעי מורכב בעיקר מתאי אפיתל, המחוברים זה לזה על ידי חלבוני צומת הדוקים. השלמות של מחסום זה חיונית כדי למנוע כניסת חומרים מזיקים וחיידקים פתוגניים, שאחרת היו גורמים לדלקת. עבור חזירים, השלילי ההשפעה של מחסום המעי נחשבת לתוצאה של זיהום מיקוטוקסין במזון, או אחת ההשפעות השליליות של מתח חום.
על מנת למדוד את ההשפעה על אפקט המחסום, בדיקות חוץ גופיות של קווי תאים משמשות לעתים קרובות למדידת התנגדות חשמלית טרנספיתל (TEER). בעזרת יישום בטאין, ניתן לראות TEER משופר במספר ניסויים במבחנה. כאשר הסוללה נמצאת בחשיפה לטמפרטורה גבוהה (42 מעלות צלזיוס), ה-TEER יקטן (איור 2). תוספת של בטאין למצע הגידול של תאים חשופים לחום פעלה נגד הירידה ב-TEER, מה שהצביע על עמידות חום מוגברת.
איור 2-השפעות במבחנה של טמפרטורה גבוהה ובטאין על התנגדות טרנס-אפיתל של תאים (TEER).
בנוסף, במחקר in vivo בחזרזירים, נמדד הביטוי המוגבר של חלבוני ה-tight junction (occludin, claudin1 ו-zonula occludens-1) ברקמת הג'חנון של בעלי חיים שקיבלו 1,250 מ"ג/ק"ג בטאין בהשוואה לקבוצת הביקורת. בנוסף, כסמן לפגיעה ברירית המעי, פעילות הדיאמין אוקסידאז בפלזמה של חזירים אלו הופחתה באופן משמעותי, מה שמעיד על מחסום מעי חזק יותר. כאשר הוסיפו בטאין לתזונה של חזירים שגדלו-גימורים, העלייה בחוזק המתיחה של המעי. נמדד בזמן השחיטה.
לאחרונה, מספר מחקרים קשרו בין בטאין למערכת נוגדת החמצון ותיארו מופחתת הרדיקלים החופשיים, הפחתת רמות המלונדיאלדהיד (MDA), ופעילות משופרת של גלוטתיון פרוקסידאז (GSH-Px).
בטאין פועל לא רק כמגן אוסמו בבעלי חיים. בנוסף, חיידקים רבים יכולים לצבור בטאין באמצעות סינתזה דה נובו או הובלה מהסביבה. ישנם סימנים לכך שלבטאין יכולה להיות השפעה חיובית על מספר החיידקים במערכת העיכול של חזרזירים נגמלים. .המספר הכולל של חיידקי האיל, במיוחד ביפידובקטריות ולקטובצילים, גדל. בנוסף, נמצאו כמויות נמוכות יותר של Enterobacter בצואה.
לבסוף, נצפה כי ההשפעה של בטאין על בריאות המעיים של חזרזירים נגמלים היא הפחתת שיעור השלשולים. השפעה זו עשויה להיות תלוית מינון: תוסף התזונה 2,500 מ"ג/ק"ג בטאין יעיל יותר מ-1,250 מ"ג/ק"ג בטאין ב הפחתת שיעור השלשולים. עם זאת, הביצועים של חזרזירים נגמלים בשתי רמות התוספים היו דומים. חוקרים אחרים הראו שכאשר מוסיפים 800 מ"ג/ק"ג בטאין, השיעור והשכיחות של שלשולים בחזרזירים נגמלים נמוכים יותר.
לבטאין ערך pKa נמוך של כ-1.8, מה שמוביל להתנתקות של בטאין HCl לאחר בליעה, מה שמוביל להחמצת הקיבה.
המזון המעניין הוא ההחמצה הפוטנציאלית של בטאין הידרוכלוריד כמקור לבטאין. ברפואת האדם, תוספי HCl של בטאין משמשים לעתים קרובות בשילוב עם פפסין כדי לתמוך באנשים עם בעיות קיבה ובעיות עיכול. במקרה זה, ניתן להשתמש בבטאין הידרוכלוריד בתור מקור בטוח לחומצה הידרוכלורית. למרות שאין מידע על תכונה זו כאשר בטאין הידרוכלוריד כלול במזון לחזרזירים, זה עשוי להיות חשוב מאוד.
ידוע היטב כי ה-pH של מיץ הקיבה של חזרזירים נגמלים עשוי להיות גבוה יחסית (pH>4), מה שישפיע על ההפעלה של מבשר פפסין לפפסינוגן המבשר שלו. עיכול חלבון אופטימלי אינו חשוב רק לבעלי חיים כדי להשיג זמינות טובה. של חומר תזונתי זה.בנוסף, חלבון הפרעות עיכול עלול לגרום לשגשוג מזיק של פתוגנים אופורטוניסטיים ולהגביר את הבעיה של שלשול לאחר גמילה. לבטאין יש ערך pKa נמוך של כ-1.8, מה שמוביל להתנתקות של בטאין HCl לאחר בליעה, מה שמוביל לקיבה. הַחמָצָה.
החמצה מחדש קצרת טווח זו נצפתה במחקר ראשוני בבני אדם ובמחקרים בכלבים. לאחר מנה בודדת של 750 מ"ג או 1,500 מ"ג של בטאין הידרוכלוריד, ה-pH של הקיבה של כלבים שטופלו בעבר בחומרים להפחתת חומצת קיבה ירד באופן חמור מ בערך 7 עד pH 2. עם זאת, בכלבי ביקורת לא מטופלים, ה-pH של הקיבה היה בערך 2, מה שלא היה קשור לתוספת בטאין HCl.
לבטאין יש השפעה חיובית על בריאות המעיים של חזרזירים נגמלים. סקירת ספרות זו מדגישה הזדמנויות שונות עבור בטאין לתמוך בעיכול ובספיגה של חומרים מזינים, לשפר מחסומי הגנה פיזיים, להשפיע על המיקרוביוטה ולשפר את יכולות ההגנה של חזרזירים.