Betaina este un compus natural distribuit pe scară largă în plante și animale. Ca aditiv pentru hrana animalelor, este furnizat sub formă anhidră sau clorhidrat.Poate fi adăugat în hrana animalelor în diverse scopuri.
În primul rând, aceste scopuri pot fi legate de capacitatea foarte eficientă de donator de metil a betainei, care apare în principal în ficat. Datorită transferului de grupări metil instabile, este promovată sinteza diferiților compuși precum metionina, carnitina și creatina. În acest fel, betaina afectează metabolismul proteinelor, lipidelor și energetice, modificând astfel în mod benefic compoziția carcasei.
În al doilea rând, scopul adăugării de betaină în furaj poate fi legat de funcția sa de penetrant organic protector. În această funcție, betaina ajută celulele din organism să mențină echilibrul hidric și activitatea celulară, în special în perioadele de stres. Un exemplu binecunoscut este efectul pozitiv al betainei asupra animalelor aflate sub stres termic.
La porci, au fost descrise diferite efecte benefice ale suplimentării cu betaină. Acest articol se va concentra asupra rolului betainei ca aditiv pentru hrana pentru sănătatea intestinală a purceilor înțărcați.
Mai multe studii cu betaină au raportat efectul asupra digestibilității nutrienților în ileonul sau tractul digestiv total al porcilor. Observațiile repetate ale creșterii digestibilității ileale a fibrelor (fibră brută sau fibre neutre și detergente acide) indică faptul că betaina stimulează fermentarea bacteriilor deja prezente. în intestinul subțire, deoarece celulele intestinale nu produc enzime care degradează fibrele. Partea de fibre a plantei conține substanțe nutritive, care pot fi eliberate în timpul degradării acestei fibre microbiene.
Prin urmare, s-a observat, de asemenea, o digestibilitate îmbunătățită a materiei uscate și a cenușii brute. La nivelul tractului digestiv total, s-a raportat că purceii suplimentați cu 800 mg betaină/kg dieta au proteine ​​brute (+6,4%) și substanță uscată (+4,2%) îmbunătățite. ) digestibilitatea. În plus, un studiu diferit a arătat că prin suplimentarea cu 1.250 mg/kg de betaină, digestibilitatea totală aparentă a proteinei brute (+3,7%) și extractului eteric (+6,7%) a fost îmbunătățită.
Un posibil motiv pentru creșterea observată a digestibilității nutrienților este efectul betainei asupra producției de enzime. Într-un studiu recent in vivo privind adăugarea de betaină la purceii înțărcați, activitatea enzimelor digestive (amilaza, maltaza, lipaza, tripsina și chimotripsina) în chim a fost evaluat (Figura 1). Toate enzimele, cu excepția maltazei, au prezentat o activitate crescută, iar efectul betainei a fost mai pronunțat la 2.500 mg betaină/kg hrană decât la 1.250 mg/kg. Creșterea activității poate fi rezultatul unei creșteri. în producția de enzime, sau poate fi rezultatul unei creșteri a eficienței catalitice a enzimei.
Figura 1-Activitatea enzimei digestive intestinale a purceilor suplimentată cu 0 mg/kg, 1.250 mg/kg sau 2.500 mg/kg betaină.
În experimente in vitro, s-a dovedit că prin adăugarea de NaCl pentru a produce o presiune osmotică ridicată, activitățile tripsinei și amilazei au fost inhibate. Adăugarea diferitelor niveluri de betaină la acest test a restabilit efectul inhibitor al NaCl și a crescut activitatea enzimatică. Cu toate acestea, atunci când NaCl nu este adăugată la soluția tampon, betaină nu afectează activitatea enzimatică la o concentrație mai mică, dar prezintă un efect inhibitor la o concentrație mai mare.
Nu numai digestibilitatea crescută poate explica creșterea raportată a performanței de creștere și a ratei de conversie a furajelor la porci suplimentați cu betaină alimentară. Adăugarea de betaină în dietele porcilor reduce, de asemenea, necesarul de energie de întreținere al animalului. Ipoteza pentru acest efect observat este că atunci când betaină poate fi utilizată pentru a menține presiunea osmotică intracelulară, cererea de pompe ionice este redusă, ceea ce este un proces care necesită energie. În cazul unui aport energetic limitat, efectul suplimentării betainei este de așteptat să fie mai pronunțat prin creșterea aprovizionării cu energie pentru creștere, mai degrabă decât întreținere.
Celulele epiteliale care căptușesc peretele intestinal trebuie să facă față condițiilor osmotice foarte variabile generate de conținutul luminal în timpul digestiei nutrienților. În același timp, aceste celule intestinale trebuie să controleze schimbul de apă și diferiți nutrienți între lumenul intestinal și plasmă. pentru a proteja celulele de aceste condiții provocatoare, betaina este un penetrant organic important. Când se observă concentrația de betaină în diferite țesuturi, conținutul de betaină în țesuturile intestinale este destul de mare. În plus, s-a observat că aceste niveluri sunt afectate. prin concentrația alimentară de betaină. Celulele bine echilibrate vor avea o proliferare mai bună și capacități de recuperare mai bune. Prin urmare, cercetătorii au descoperit că creșterea nivelului de betaină la purcei crește înălțimea vilozităților duodenale și adâncimea criptelor ileale, iar vilozitățile sunt mai uniforme.
Într-un alt studiu, a putut fi observată o creștere a înălțimii vilozităților în duoden, jejun și ileon, dar nu a existat niciun efect asupra adâncimii criptelor. După cum sa observat la puii de carne infectați cu coccidie, efectul protector al betainei asupra structura intestinală poate fi și mai importantă în anumite provocări (osmotice).
Bariera intestinală este compusă în principal din celule epiteliale, care sunt conectate între ele prin proteine ​​de joncțiune strânsă. Integritatea acestei bariere este esențială pentru a preveni intrarea substanțelor nocive și a bacteriilor patogene, care altfel ar provoca inflamații. Pentru porci, negativul impactul barierei intestinale este considerat a fi rezultatul contaminării cu micotoxine în furaje sau unul dintre efectele negative ale stresului termic.
Pentru a măsura impactul asupra efectului de barieră, testele in vitro ale liniilor celulare sunt adesea folosite pentru a măsura rezistența electrică transepitelială (TEER). Cu aplicarea betainei, TEER îmbunătățit poate fi observată în mai multe experimente in vitro. Când bateria este expuse la temperaturi ridicate (42°C), TEER va scădea (Figura 2). Adăugarea de betaină la mediul de creștere al acestor celule expuse la căldură a contracarat scăderea TEER, indicând o rezistență crescută la căldură.
Figura 2-Efectele in vitro ale temperaturii ridicate și ale betainei asupra rezistenței transepiteliale celulare (TEER).
În plus, într-un studiu in vivo la purcei, a fost măsurată expresia crescută a proteinelor de joncțiune strânsă (ocludină, claudin1 și zonula occludens-1) în țesutul jejunal al animalelor care au primit 1250 mg/kg betaină în comparație cu grupul de control. În plus, ca marker al afectarii mucoasei intestinale, activitatea diaminooxidazei în plasma acestor porci a fost redusă semnificativ, indicând o barieră intestinală mai puternică. Când betaină a fost adăugată în dieta porcilor în creștere și finisare, creșterea rezistenței intestinale la tracțiune. a fost măsurat în momentul sacrificării.
Recent, mai multe studii au legat betaina de sistemul antioxidant și au descris reducerea radicalilor liberi, nivelurile reduse de malondialdehidă (MDA) și o activitate îmbunătățită a glutation peroxidazei (GSH-Px).
Betaina nu acționează numai ca un osmoprotector la animale. În plus, multe bacterii pot acumula betaină prin sinteza de novo sau prin transportul din mediu. Există semne că betaina poate avea un efect pozitiv asupra numărului de bacterii din tractul gastrointestinal al purceilor înțărcați. .Numărul total de bacterii ileale, în special bifidobacterii și lactobacili, a crescut. În plus, s-au găsit cantități mai mici de Enterobacter în fecale.
În cele din urmă, se observă că efectul betainei asupra sănătății intestinale a purceilor înțărcați este reducerea ratei diareei. Acest efect poate fi dependent de doză: suplimentul alimentar 2.500 mg/kg betaină este mai eficient decât 1.250 mg/kg betaină în reducerea ratei diareei. Cu toate acestea, performanța purceilor înțărcați la cele două niveluri de supliment a fost similară. Alți cercetători au arătat că atunci când se adaugă 800 mg/kg de betaină, rata și incidența diareei la purceii înțărcați este mai mică.
Betaina are o valoare pKa scăzută de aproximativ 1,8, ceea ce duce la disocierea betainei HCl după ingestie, ducând la acidificarea gastrică.
Hrana interesantă este acidificarea potențială a clorhidratului de betaină ca sursă de betaină. În medicina umană, suplimentele de betaină HCl sunt adesea folosite în combinație cu pepsină pentru a sprijini persoanele cu probleme de stomac și probleme digestive. În acest caz, clorhidratul de betaină poate fi utilizat ca o sursă sigură de acid clorhidric. Deși nu există informații despre această proprietate atunci când clorhidratul de betaină este conținut în hrana purceilor, aceasta poate fi foarte importantă.
Este bine cunoscut faptul că pH-ul sucului gastric al purceilor înțărcați poate fi relativ ridicat (pH>4), ceea ce va afecta activarea precursorului pepsinei față de precursorul său pepsinogen. Digestia optimă a proteinelor nu este importantă doar pentru animale pentru a obține o bună disponibilitate. a acestui nutrient.În plus, proteina de indigestie poate provoca proliferarea dăunătoare a agenților patogeni oportuniști și crește problema diareei post-înțărcare.Betaina are o valoare pKa scăzută de aproximativ 1,8, ceea ce duce la disocierea betainei HCl după ingestie, ducând la apariția gastrică. acidificare.
Această reacidificare pe termen scurt a fost observată într-un studiu preliminar la oameni și studii la câini. După o doză unică de 750 mg sau 1500 mg de clorhidrat de betaină, pH-ul stomacului câinilor tratați anterior cu agenți reducători ai acidului gastric a scăzut sever de la aproximativ 7 până la pH 2. Cu toate acestea, la câinii martor netratați, pH-ul stomacului a fost de aproximativ 2, ceea ce nu a fost legat de suplimentarea cu betaină HCI.
Betaina are un efect pozitiv asupra sănătății intestinale a purceilor înțărcați. Această analiză a literaturii evidențiază diferite oportunități pentru betaina de a sprijini digestia și absorbția nutrienților, de a îmbunătăți barierele de protecție fizică, de a influența microbiota și de a îmbunătăți capacitățile de apărare ale purceilor.