ベタインは、植物や動物に広く分布している天然化合物です。飼料添加物として、無水または塩酸塩の形で提供されます。さまざまな目的で動物の飼料に添加できます。
まず第一に、これらの目的はベタインの非常に効果的なメチル供与能力と関連している可能性があり、ベタインは主に肝臓で発生します。不安定なメチル基の移動により、メチオニン、カルニチン、クレアチンなどのさまざまな化合物の合成が促進されます。このようにベタインはタンパク質、脂質、エネルギー代謝に影響を与え、それによって枝肉の組成を有益に変化させます。
第二に、飼料にベタインを添加する目的は、保護有機浸透剤としてのベタインの機能に関連している可能性があります。この機能において、ベタインは、特にストレス期間中に、全身の細胞が水分バランスと細胞活動を維持するのに役立ちます。よく知られた例は次のとおりです。熱ストレス下にある動物に対するベタインのプラスの効果。
豚では、ベタインの補給によるさまざまな有益な効果が報告されています。この記事では、離乳した子豚の腸の健康における飼料添加物としてのベタインの役割に焦点を当てます。
いくつかのベタイン研究は、ブタの回腸または全消化管における栄養素の消化率に対する影響を報告しています。繊維（粗繊維または中性および酸性洗剤繊維）の回腸消化率の増加の繰り返しの観察は、ベタインがすでに存在する細菌の発酵を刺激することを示しています。腸の細胞は繊維分解酵素を産生しないため、小腸では微生物の繊維が分解されます。植物の繊維部分には栄養素が含まれており、微生物繊維の分解中に放出される可能性があります。
したがって、乾物および粗灰分の消化率の改善も観察されました。総消化管レベルでは、800 mg ベタイン/kg 飼料を補給した子豚は粗タンパク質 (+6.4%) と乾物 (+4.2%) を改善したことが報告されています。さらに、別の研究では、1,250 mg/kg のベタインを補給することにより、粗タンパク質 (+3.7%) とエーテル抽出物 (+6.7%) の見かけの総消化率が向上することが示されました。
栄養素の消化率の上昇が観察された理由の 1 つは、酵素生成に対するベタインの影響である可能性があります。離乳した子豚へのベタインの添加に関する最近の in vivo 研究では、消化酵素 (アミラーゼ、マルターゼ、リパーゼ、トリプシン、キモトリプシン) の活性が低下しました。糜粥中の酵素を評価しました (図 1)。マルターゼを除くすべての酵素は活性の増加を示し、ベタインの効果は 1,250 mg/kg よりも 2,500 mg ベタイン/kg 飼料の方が顕著でした。活性の増加は、飼料の増加の結果である可能性があります。あるいは、酵素の触媒効率の増加の結果である可能性があります。
図 1 - ベタイン 0 mg/kg、1,250 mg/kg、または 2,500 mg/kg を補給した子豚の腸消化酵素活性。
in vitro 実験では、NaCl を添加して高い浸透圧を生成すると、トリプシンとアミラーゼの活性が阻害されることが証明されました。このテストにさまざまなレベルのベタインを添加すると、NaCl の阻害効果が回復し、酵素活性が増加しました。しかし、NaCl が添加されない場合、ベタインを緩衝液に添加すると、低濃度では酵素活性に影響を与えませんが、高濃度では阻害効果を示します。
報告されているベタインを摂取した豚の成長能力と飼料転換率の増加は、消化率の向上だけでは説明できません。豚の飼料にベタインを添加すると、動物の維持エネルギー必要量も減少します。この観察された効果についての仮説は、ベタインをいつ使用できるかということです。細胞内浸透圧を維持するために、エネルギーを必要とするプロセスであるイオンポンプの需要が減少します。エネルギー摂取が制限されている場合、ベタインを補給する効果は、成長のためのエネルギー供給を増やすよりもむしろ顕著になることが期待されます。メンテナンス。
腸壁の内側を覆う上皮細胞は、栄養素の消化中に管腔内容物によって生成される非常に多様な浸透圧条件に対処する必要があります。同時に、これらの腸細胞は、腸管腔と血漿の間の水とさまざまな栄養素の交換を制御する必要があります。これらの困難な条件から細胞を保護するために、ベタインは重要な有機浸透剤です。さまざまな組織でベタインの濃度を観察すると、腸組織内のベタインの含有量は非常に高くなります。さらに、これらのレベルが影響を受けることが観察されています。バランスの取れた細胞は、より良好な増殖とより良好な回復能力を有する。したがって、研究者らは、子豚のベタインレベルを増加させると、十二指腸絨毛の高さと回腸陰窩の深さが増加し、絨毛がより均一になることを発見した。
別の研究では、十二指腸、空腸、回腸の絨毛の高さの増加が観察されましたが、陰窩の深さには影響がありませんでした。コクシジウムに感染したブロイラー鶏で観察されたように、ベタインの保護効果は、腸の構造は、特定の（浸透圧）課題の下ではさらに重要になる可能性があります。
腸のバリアは主に上皮細胞で構成されており、密着結合タンパク質によって互いに結合されています。このバリアの完全性は、炎症を引き起こす有害物質や病原性細菌の侵入を防ぐために不可欠です。ブタの場合、陰性です。腸管バリアの影響は、飼料中のマイコトキシン汚染、または熱ストレスの悪影響の 1 つであると考えられています。
バリア効果への影響を測定するために、細胞株の in vitro 試験がよく使用され、経上皮電気抵抗 (TEER) が測定されます。ベタインを適用すると、複数の in vitro 実験で TEER の改善が観察されます。高温 (42°C) にさらされると、TEER は減少します (図 2)。これらの熱にさらされた細胞の増殖培地にベタインを添加すると、TEER の減少が相殺され、耐熱性が増加したことがわかります。
図 2 - 細胞経上皮抵抗 (TEER) に対する高温とベタインのインビトロ効果。
さらに、子豚の in vivo 研究では、ベタイン 1,250 mg/kg を投与された動物の空腸組織における密着結合タンパク質 (オクルディン、クローディン 1、および閉塞小帯 1) の発現増加が対照群と比較して測定されました。さらに、腸粘膜損傷のマーカーとして、これらの豚の血漿中のジアミンオキシダーゼ活性は大幅に低下しており、腸のバリアが強化されていることを示しています。成長期の豚の飼料にベタインを添加すると、腸の引張強度が増加しました。屠殺時に測定されました。
最近、いくつかの研究でベタインと抗酸化システムが関連付けられ、フリーラジカルの減少、マロンジアルデヒド (MDA) レベルの減少、グルタチオン ペルオキシダーゼ (GSH-Px) 活性の改善が報告されています。
ベタインは、動物の浸透圧保護剤として作用するだけではありません。さらに、多くの細菌は、新規合成や環境からの輸送によってベタインを蓄積する可能性があります。ベタインが離乳した子豚の胃腸管内の細菌数にプラスの影響を与える可能性があるという兆候があります。回腸細菌、特にビフィズス菌と乳酸菌の総数が増加しました。さらに、糞便中に検出されたエンテロバクターの量が減少しました。
最後に、離乳した子豚の腸の健康に対するベタインの効果は、下痢率の減少であることが観察されています。この効果は用量に依存している可能性があります。栄養補助食品 2,500 mg/kg ベタインは、1,250 mg/kg ベタインより効果的です。ただし、2 つのサプリメント レベルでの離乳した子豚の成績は同様でした。他の研究者は、800 mg/kg のベタインを添加すると、離乳した子豚の下痢の割合と発生率が低下することを示しました。
ベタインの pKa 値は約 1.8 と低いため、摂取後にベタイン HCl が解離し、胃酸性化を引き起こします。
興味深い食品は、ベタインの供給源として塩酸ベタインが酸性化する可能性があることです。人間の医学では、胃や消化器系の問題を持つ人々をサポートするために、塩酸ベタインのサプリメントがペプシンと組み合わせて使用​​されることがよくあります。この場合、塩酸ベタインは次のような用途に使用できます。塩酸ベタインが子豚の飼料に含まれる場合、この特性に関する情報はありませんが、非常に重要である可能性があります。
離乳した子豚の胃液の pH は比較的高い可能性があり (pH > 4)、ペプシン前駆体からその前駆体ペプシノーゲンへの活性化に影響を与える可能性があることはよく知られています。最適なタンパク質消化は、動物が良好な利用可能性を得るために重要であるだけではありません。さらに、タンパク質の消化不良は日和見病原体の有害な増殖を引き起こし、離乳後の下痢の問題を増大させる可能性があります。ベタインの pKa 値は約 1.8 と低く、摂取後にベタイン HCl の解離が起こり、胃腸障害を引き起こします。酸性化。
この短期間の再酸性化は、ヒトを対象とした予備研究とイヌを対象とした研究で観察されています。750 mg または 1,500 mg の塩酸ベタインを単回投与した後、以前に胃酸還元剤で治療したイヌの胃の pH は、胃酸低下剤で著しく低下しました。しかし、未治療の対照犬では胃の pH は約 2 であり、これはベタイン HCl の補給とは関係がありませんでした。
ベタインは、離乳した子豚の腸の健康にプラスの効果をもたらします。この文献レビューでは、ベタインが栄養素の消化と吸収をサポートし、物理的保護障壁を改善し、微生物叢に影響を与え、子豚の防御能力を強化するさまざまな機会に焦点を当てています。