Betaïne is een natuurlijk voorkomende verbinding die wijd verspreid is in planten en dieren. Als voedingsadditief wordt het geleverd in watervrije vorm of in hydrochloridevorm.Het kan voor verschillende doeleinden aan veevoer worden toegevoegd.
Allereerst kunnen deze doeleinden verband houden met het zeer effectieve methyldonorvermogen van betaïne, dat voornamelijk in de lever voorkomt. Door de overdracht van instabiele methylgroepen wordt de synthese van verschillende verbindingen zoals methionine, carnitine en creatine bevorderd. Op deze manier beïnvloedt betaïne het eiwit-, lipiden- en energiemetabolisme, waardoor de karkassamenstelling gunstig verandert.
Ten tweede kan het doel van het toevoegen van betaïne aan voer verband houden met zijn functie als beschermende organische penetrant. Door deze functie helpt betaïne cellen in het hele lichaam om de waterbalans en celactiviteit op peil te houden, vooral tijdens perioden van stress. Een bekend voorbeeld is het positieve effect van betaïne op dieren onder hittestress.
Bij varkens zijn verschillende gunstige effecten van betaïnesuppletie beschreven. Dit artikel zal zich richten op de rol van betaïne als voeradditief in de darmgezondheid van gespeende biggen.
Verschillende onderzoeken naar betaïne hebben het effect op de verteerbaarheid van voedingsstoffen in het ileum of het totale spijsverteringskanaal van varkens gerapporteerd. Herhaalde observaties van verhoogde ileale verteerbaarheid van vezels (ruwe vezels of neutrale en zure wasmiddelvezels) geven aan dat betaïne de fermentatie van reeds aanwezige bacteriën stimuleert. in de dunne darm, omdat darmcellen geen vezelafbrekende enzymen produceren. Het vezelgedeelte van de plant bevat voedingsstoffen, die vrij kunnen komen bij de afbraak van deze microbiële vezel.
Daarom werd ook een betere verteerbaarheid van de droge stof en ruwe as waargenomen. Op het niveau van het totale spijsverteringskanaal is gerapporteerd dat biggen aangevuld met 800 mg betaïne/kg voer een verbetering van het ruwe eiwit (+6,4%) en de droge stof (+4,2%) hebben. ) verteerbaarheid. Uit ander onderzoek bleek bovendien dat door suppletie met 1.250 mg/kg betaïne de schijnbare totale verteerbaarheid van ruw eiwit (+3,7%) en etherextract (+6,7%) werd verbeterd.
Een mogelijke reden voor de waargenomen toename in de verteerbaarheid van voedingsstoffen is het effect van betaïne op de enzymproductie. In een recent in vivo onderzoek naar de toevoeging van betaïne aan gespeende biggen werd de activiteit van spijsverteringsenzymen (amylase, maltase, lipase, trypsine en chymotrypsine) onderzocht. in chyme werd geëvalueerd (Figuur 1). Alle enzymen behalve maltase vertoonden verhoogde activiteit, en het effect van betaïne was meer uitgesproken bij 2.500 mg betaïne/kg voer dan bij 1.250 mg/kg. De toename in activiteit kan het resultaat zijn van een toename bij de productie van enzymen, of het kan het gevolg zijn van een toename van de katalytische efficiëntie van het enzym.
Figuur 1 - Darmenzymactiviteit van biggen aangevuld met 0 mg/kg, 1.250 mg/kg of 2.500 mg/kg betaïne.
In in vitro-experimenten werd bewezen dat door het toevoegen van NaCl om een ​​hoge osmotische druk te produceren, de trypsine- en amylase-activiteiten werden geremd. Door verschillende hoeveelheden betaïne aan deze test toe te voegen, werd het remmende effect van NaCl hersteld en de enzymactiviteit verhoogd. Wanneer NaCl echter niet toegevoegd aan de bufferoplossing heeft betaïne bij een lagere concentratie geen invloed op de enzymactiviteit, maar vertoont het bij een hogere concentratie wel een remmend effect.
Niet alleen de verhoogde verteerbaarheid kan de gerapporteerde toename in groeiprestaties en voederconversie van varkens die zijn aangevuld met betaïne uit de voeding verklaren. Het toevoegen van betaïne aan varkensdiëten vermindert ook de energiebehoefte van het dier. De hypothese voor dit waargenomen effect is dat wanneer betaïne kan worden gebruikt Om de intracellulaire osmotische druk op peil te houden, wordt de vraag naar ionenpompen verminderd, wat een proces is dat energie vereist. In het geval van een beperkte energie-inname zal het effect van het aanvullen van betaïne naar verwachting groter zijn door het vergroten van de energietoevoer voor groei in plaats van door het vergroten van de energietoevoer voor groei. onderhoud.
De epitheelcellen die de darmwand bekleden, moeten omgaan met zeer variabele osmotische omstandigheden die worden gegenereerd door de luminale inhoud tijdens de vertering van voedingsstoffen. Tegelijkertijd moeten deze darmcellen de uitwisseling van water en verschillende voedingsstoffen tussen het darmlumen en het plasma controleren. Om cellen tegen deze uitdagende omstandigheden te beschermen, is betaïne een belangrijke organische penetrant. Bij het observeren van de concentratie van betaïne in verschillende weefsels is het gehalte aan betaïne in de darmweefsels vrij hoog. Bovendien is waargenomen dat deze niveaus worden beïnvloed door betaïneconcentratie in de voeding. Goed uitgebalanceerde cellen zullen een betere proliferatie en een beter herstelvermogen hebben. Daarom ontdekten de onderzoekers dat het verhogen van het betaïneniveau van biggen de hoogte van de duodenale villi en de diepte van de ileale crypten vergroot, en dat de villi uniformer zijn.
In een ander onderzoek kon een toename van de hoogte van de villi in de twaalfvingerige darm, het jejunum en het ileum worden waargenomen, maar er was geen effect op de diepte van de crypten. Zoals waargenomen bij vleeskuikens die besmet waren met coccidia, was het beschermende effect van betaïne op De darmstructuur kan bij bepaalde (osmotische) uitdagingen zelfs nog belangrijker zijn.
De darmbarrière bestaat voornamelijk uit epitheelcellen, die met elkaar verbonden zijn door tight-junction-eiwitten. De integriteit van deze barrière is essentieel om het binnendringen van schadelijke stoffen en pathogene bacteriën te voorkomen, die anders ontstekingen zouden veroorzaken. Bij varkens is de negatieve De impact van de darmbarrière wordt beschouwd als het resultaat van mycotoxinebesmetting in het voer, of één van de negatieve effecten van hittestress.
Om de impact op het barrière-effect te meten, worden vaak in vitro-tests van cellijnen gebruikt om de transepitheliale elektrische weerstand (TEER) te meten. Met de toepassing van betaïne kan een verbeterde TEER worden waargenomen in meerdere in vitro-experimenten. Wanneer de batterij wordt blootgesteld aan hoge temperaturen (42°C), zal TEER afnemen (Figuur 2). De toevoeging van betaïne aan het groeimedium van deze aan hitte blootgestelde cellen neutraliseerde de verlaagde TEER, wat wijst op een verhoogde hittebestendigheid.
Figuur 2-In vitro-effecten van hoge temperaturen en betaïne op de transepitheliale weerstand van cellen (TEER).
Bovendien werd in een in vivo onderzoek bij biggen de verhoogde expressie van tight-junction-eiwitten (occludine, claudin1 en zonula occludens-1) in het jejunumweefsel gemeten van dieren die 1.250 mg/kg betaïne kregen, vergeleken met de controlegroep. Bovendien was de diamineoxidase-activiteit in het plasma van deze varkens, als marker voor schade aan het darmslijmvlies, significant verminderd, wat wijst op een sterkere darmbarrière. Wanneer betaïne werd toegevoegd aan het dieet van vleesvarkens, nam de treksterkte in de darmen toe. werd gemeten bij het slachten.
Onlangs hebben verschillende onderzoeken betaïne aan het antioxidantsysteem gekoppeld en verminderde vrije radicalen, verlaagde niveaus van malondialdehyde (MDA) en verbeterde glutathionperoxidase (GSH-Px) activiteit beschreven.
Betaïne werkt niet alleen als een osmoprotectant bij dieren. Bovendien kunnen veel bacteriën betaïne accumuleren door de novo synthese of transport uit de omgeving. Er zijn tekenen dat betaïne een positief effect kan hebben op het aantal bacteriën in het maagdarmkanaal van gespeende biggen Het totale aantal ileale bacteriën, vooral bifidobacteriën en lactobacillen, is toegenomen. Bovendien werden lagere hoeveelheden Enterobacter in de ontlasting aangetroffen.
Tenslotte wordt waargenomen dat het effect van betaïne op de darmgezondheid van gespeende biggen het verminderen van de diarree is. Dit effect kan dosisafhankelijk zijn: het voedingssupplement 2.500 mg/kg betaïne is effectiever dan 1.250 mg/kg betaïne bij vermindering van het aantal diarree. De prestatie van gespeende biggen op de twee supplementniveaus was echter vergelijkbaar. Andere onderzoekers hebben aangetoond dat wanneer 800 mg/kg betaïne wordt toegevoegd, het aantal en de incidentie van diarree bij gespeende biggen lager is.
Betaïne heeft een lage pKa-waarde van ongeveer 1,8, wat leidt tot dissociatie van betaïne HCl na inname, wat leidt tot maagverzuring.
Het interessante voedsel is de potentiële verzuring van betaïnehydrochloride als bron van betaïne. In de menselijke geneeskunde worden betaïne-HCl-supplementen vaak gebruikt in combinatie met pepsine om mensen met maag- en spijsverteringsproblemen te ondersteunen. In dit geval kan betaïnehydrochloride worden gebruikt als een veilige bron van zoutzuur. Hoewel er geen informatie is over deze eigenschap wanneer betaïnehydrochloride in biggenvoer zit, kan het zeer belangrijk zijn.
Het is algemeen bekend dat de pH van het maagsap van gespeende biggen relatief hoog kan zijn (pH>4), wat de activering van de voorloper van pepsine tot zijn voorloper pepsinogeen zal beïnvloeden. Een optimale eiwitvertering is niet alleen belangrijk voor dieren om een ​​goede beschikbaarheid te verkrijgen. van deze voedingsstof. Bovendien kan indigestie-eiwit een schadelijke proliferatie van opportunistische pathogenen veroorzaken en het probleem van diarree na het spenen vergroten. Betaïne heeft een lage pKa-waarde van ongeveer 1,8, wat leidt tot de dissociatie van betaïne HCl na inname, wat leidt tot maagklachten. verzuring.
Deze herverzuring op korte termijn is waargenomen in een voorbereidend onderzoek bij mensen en bij honden. Na een enkele dosis van 750 mg of 1.500 mg betaïnehydrochloride daalde de pH van de maag van honden die eerder waren behandeld met maagzuurremmers ernstig van ongeveer 7 tot pH 2. Bij onbehandelde controlehonden was de pH van de maag echter ongeveer 2, wat geen verband hield met de suppletie met betaïne-HCl.
Betaïne heeft een positief effect op de darmgezondheid van gespeende biggen. Dit literatuuroverzicht belicht verschillende mogelijkheden voor betaïne om de vertering en opname van voedingsstoffen te ondersteunen, fysieke beschermende barrières te verbeteren, de microbiota te beïnvloeden en het verdedigingsvermogen van biggen te verbeteren.