Betaīnam ir pozitīva ietekme uz atšķirtu sivēnu zarnu darbību, taču tas bieži tiek aizmirsts, apsverot iespējamos uztura bagātinātājus, lai atbalstītu zarnu veselību vai mazinātu problēmas, kas saistītas ar atšķiršanas caureju.Betaīna kā funkcionālas barības vielas pievienošana barībai var ietekmēt dzīvniekus dažādos veidos.
Pirmkārt, betaīnam ir ļoti spēcīga metilgrupas donora spēja, galvenokārt dzīvnieku aknās.Sakarā ar nestabilu metilgrupu pārnešanu tiek uzlabota dažādu savienojumu, piemēram, metionīna, karnitīna un kreatīna, sintēze.Tādējādi betaīns ietekmē dzīvnieku olbaltumvielu, lipīdu un enerģijas metabolismu, tādējādi labvēlīgi mainot liemeņa sastāvu.
Otrkārt, betaīnu var pievienot barībai kā aizsargājošu organisko penetrantu.Betaīns darbojas kā osmoprotektors, palīdzot šūnām visā organismā uzturēt šķidruma līdzsvaru un šūnu aktivitāti, īpaši stresa periodos.Labi zināms piemērs ir betaīna labvēlīgā ietekme uz dzīvniekiem, kas cieš no karstuma stresa.
Ir aprakstīta dažāda labvēlīga ietekme uz dzīvnieku veiktspēju, ko izraisa betaīna papildināšana bezūdens vai hidrohlorīda veidā.Šajā rakstā galvenā uzmanība tiks pievērsta daudzajām iespējām izmantot betaīnu kā barības piedevu, lai atbalstītu atšķirtu sivēnu zarnu veselību.
Vairāki betaīna pētījumi ir ziņojuši par betaīna ietekmi uz barības vielu sagremojamību cūku ileumā un resnajā zarnā.Atkārtoti novērojumi par palielinātu šķiedrvielu sagremojamību ileumā (kopšķiedra vai neitrāla un skābes mazgāšanas līdzekļa šķiedra) liecina, ka betaīns stimulē baktēriju fermentāciju tievajās zarnās, jo enterocīti neražo šķiedrvielas noārdošus enzīmus.Šķiedrainās augu daļas satur barības vielas, kuras var izdalīties, sadaloties mikrobu šķiedrām.Tādējādi tika novērota arī sausnas un koppelnu sagremojamības uzlabošanās.Visa kuņģa-zarnu trakta līmenī sivēniem, kas baroti ar barību 800 mg betaīna/kg, uzlabojās kopproteīna (+6,4%) un sausnas (+4,2%) sagremojamība.Turklāt citā pētījumā atklājās, ka šķietamā kopējā kopproteīna (+3,7%) un ētera ekstrakta (+6,7%) sagremojamība tika uzlabota, pievienojot betaīnu 1250 mg/kg.
Viens no iespējamiem iemesliem novērotajam barības vielu uzsūkšanās pieaugumam ir betaīna ietekme uz enzīmu veidošanos.Nesenā in vivo pētījumā par betaīna piedevas ietekmi uz atšķirtiem sivēniem tika novērtēta gremošanas enzīmu (amilāzes, maltāzes, lipāzes, tripsīna un himotripsīna) aktivitāte gremošanas traktā (1. att.).Paaugstinājās visu enzīmu aktivitāte, izņemot maltāzi, un betaīna iedarbība bija izteiktāka, lietojot devu 2500 mg betaīna/kg barības nekā 1250 mg/kg barības.Paaugstinātu aktivitāti var izraisīt palielināta enzīmu ražošana, bet to var izraisīt arī palielināta fermentu katalītiskā efektivitāte.In vitro eksperimenti ir parādījuši, ka tripsīna un amilāzes aktivitātes tiek kavētas, radot augstu osmotisko spiedienu, pievienojot NaCl.Šajā eksperimentā betaīna pievienošana dažādās koncentrācijās atjaunoja NaCl inhibējošo iedarbību un uzlaboja enzīmu aktivitāti.Tomēr, ja buferšķīdumam netika pievienots nātrija hlorīds, betaīna iekļaušanas komplekss neietekmēja fermentu aktivitāti zemākās koncentrācijās, bet uzrādīja inhibējošu efektu salīdzinoši augstās koncentrācijās.
Ir ziņots par uzlabotiem augšanas rādītājiem un barības konversijas rādītājiem cūkām, kuras baro ar diētisko betaīnu, kā arī uzlabojās sagremojamība.Betaīna pievienošana cūku barībai samazina arī dzīvnieka enerģijas vajadzības.Hipotēze par šo novēroto efektu ir tāda, ka, ja ir pieejams betaīns, lai uzturētu intracelulāro osmotisko spiedienu, samazinās vajadzība pēc jonu sūkņiem (process, kam nepieciešama enerģija).Tādējādi situācijās, kad enerģijas patēriņš ir ierobežots, ir sagaidāms, ka betaīna papildināšanas ietekme būs lielāka, palielinot izaugsmi, nevis saglabājot enerģijas vajadzības.
Zarnu sieniņu epitēlija šūnām jātiek galā ar ļoti mainīgiem osmotiskiem apstākļiem, ko barības vielu sagremošanas laikā rada zarnu lūmena saturs.Tajā pašā laikā šīs zarnu epitēlija šūnas ir būtiskas, lai kontrolētu ūdens un dažādu barības vielu apmaiņu starp zarnu lūmenu un plazmu.Lai aizsargātu šūnas no šiem skarbajiem apstākļiem, betaīns ir svarīgs organisks penetrants.Ja paskatās uz betaīna koncentrāciju dažādos audos, var redzēt, ka zarnu audos ir diezgan augsts betaīna līmenis.Turklāt tika atzīmēts, ka šos līmeņus var ietekmēt betaīna koncentrācija uzturā.Labi līdzsvarotām šūnām būs labāka proliferācijas spēja un laba stabilitāte.Rezumējot, pētnieki atklāja, ka, palielinoties betaīna līmenim sivēniem, palielinājās divpadsmitpirkstu zarnas bārkstiņu augstums un ileālās kriptu dziļums, un bārkstiņas kļuva vienveidīgākas.
Citā pētījumā divpadsmitpirkstu zarnā, tukšajā zarnā un ileumā varēja novērot kaļķakmens augstuma palielināšanos, neietekmējot kripta dziļumu.Betaīna aizsargājošā iedarbība uz zarnu struktūru var būt svarīgāka specifisku (osmotisko) slimību gadījumā, kā tas novērots broilercāļiem ar kokcīdijām.
Zarnu barjera galvenokārt sastāv no epitēlija šūnām, kas ir pievienotas viena otrai caur cieši savienotiem proteīniem.Šīs barjeras integritāte ir būtiska, lai novērstu kaitīgu vielu un patogēnu baktēriju iekļūšanu, kas citādi varētu izraisīt iekaisumu.Tiek uzskatīts, ka cūkām negatīvā ietekme uz zarnu barjeru ir barības piesārņojuma ar mikotoksīniem rezultāts vai viena no karstuma stresa negatīvajām sekām.
Lai izmērītu ietekmi uz barjeras efektu, šūnu līnijas bieži pārbauda in vitro, mērot transepiteliālo elektrisko pretestību (TEER).TEER uzlabojumi ir novēroti daudzos in vitro eksperimentos betaīna lietošanas dēļ.TEER samazinās, ja šūnas tiek pakļautas augstām temperatūrām (42°C) (2. attēls).Betaīna pievienošana šo apsildāmo šūnu augšanas barotnei neitralizēja TEER samazināšanos, norādot uz uzlabotu termotoleranci.Turklāt in vivo pētījumi ar sivēniem atklāja pastiprinātu saspringto savienojumu proteīnu (occludin, claudin1 un zonula oklūzija-1) ekspresiju to dzīvnieku tukšajā zarnā, kuri saņēma betaīnu 1250 mg/kg devā, salīdzinot ar kontroles grupu.Turklāt šo cūku plazmā ievērojami samazinājās diamīnoksidāzes aktivitāte, kas ir zarnu gļotādas bojājumu marķieris, kas liecina par spēcīgāku zarnu barjeru.Kad betains tika pievienots gatavo cūku barībai, kaušanas laikā tika mērīts zarnu stiepes izturības pieaugums.
Nesen vairāki pētījumi ir saistīti ar betaīnu ar antioksidantu sistēmu un aprakstīja brīvo radikāļu samazināšanos, malondialdehīda (MDA) līmeņa samazināšanos un glutationa peroksidāzes (GSH-Px) aktivitātes palielināšanos.Nesen veikts pētījums ar sivēniem parādīja, ka GSH-Px aktivitāte tukšajā zarnā ir palielināta, bet uztura betaīns neietekmēja MDA.
Betaīns ne tikai darbojas kā osmoprotektors dzīvniekiem, bet dažādas baktērijas var uzkrāties betaīnu, veicot de novo sintēzi vai transportējot no vides.Ir pierādījumi, ka betaīns var pozitīvi ietekmēt atšķirto sivēniņu kuņģa-zarnu trakta baktēriju floru.Palielinājās kopējais ileālo baktēriju skaits, īpaši bifidobaktēriju un laktobacillu.Turklāt izkārnījumos tika konstatēts mazāks Enterobacteriaceae skaits.
Pēdējā novērotā betaīna ietekme uz zarnu veselību atšķirtiem sivēniem bija caurejas biežuma samazināšanās.Šis efekts var būt atkarīgs no devas: uztura bagātinātājs ar betaīnu 2500 mg/kg devā caurejas biežumu mazināja efektīvāk nekā betaīns, lietojot devu 1250 mg/kg.Tomēr atšķirto sivēnu darbība abos piedevas līmeņos bija līdzīga.Citi pētnieki ir parādījuši mazāku caurejas un saslimstības līmeni atšķirtiem sivēniem, ja tie tika papildināti ar 800 mg/kg betaīna.
Interesanti, ka betaīna hidrohlorīdam kā betaīna avotam ir potenciāli paskābinoša iedarbība.Medicīnā betaīna hidrohlorīda piedevas bieži lieto kopā ar pepsīnu, lai palīdzētu cilvēkiem ar kuņģa un gremošanas problēmām.Šajā gadījumā betaīna hidrohlorīds kalpo kā drošs sālsskābes avots.Lai gan nav pieejama informācija par šo īpašību, kad betaīna hidrohlorīds ir iekļauts sivēnu barībā, tas var būt svarīgi.Ir zināms, ka atšķirtiem sivēniem kuņģa pH var būt salīdzinoši augsts (pH > 4), tādējādi traucējot pepsīna proteīnu noārdošā enzīma aktivāciju tā prekursorā pepsinogēnā.Optimāla olbaltumvielu sagremošana ir svarīga ne tikai tāpēc, lai dzīvnieki varētu pilnībā izmantot šo uzturvielu.Turklāt slikti sagremots proteīns var izraisīt nevajadzīgu oportūnistisku patogēnu izplatīšanos un saasināt caurejas problēmu pēc atšķiršanas no mātes.Betaīnam ir zema pKa vērtība, aptuveni 1,8, kas izraisa betaīna hidrohlorīda disociāciju, kad to norīt, izraisot kuņģa paskābināšanos.Šī pagaidu atkārtotā paskābināšanās ir novērota sākotnējos pētījumos ar cilvēkiem un suņiem.Suņiem, kas iepriekš tika ārstēti ar skābes reducētājiem, pēc vienas 750 mg vai 1500 mg betaīna hidrohlorīda devas lietošanas novēroja krasu kuņģa pH samazināšanos no aptuveni pH 7 līdz pH 2.Tomēr kontroles suņiem, kuri nesaņēma zāles, kuņģa pH ievērojami samazinājās.Apmēram 2, neatkarīgi no betaīna HCl uzņemšanas.
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