Betaín je prirodzene sa vyskytujúca zlúčenina široko rozšírená v rastlinách a zvieratách. Ako kŕmna prísada sa dodáva v bezvodej forme alebo vo forme hydrochloridu.Môže sa pridávať do krmiva pre zvieratá na rôzne účely.
V prvom rade môžu tieto účely súvisieť s veľmi účinnou schopnosťou betaínu donoru metylu, ktorý sa vyskytuje hlavne v pečeni. Vďaka prenosu nestabilných metylových skupín sa podporuje syntéza rôznych zlúčenín ako metionín, karnitín a kreatín. Týmto spôsobom betaín ovplyvňuje metabolizmus bielkovín, lipidov a energie, čím priaznivo mení zloženie jatočného tela.
Po druhé, účel pridávania betaínu do krmiva môže súvisieť s jeho funkciou ochranného organického penetrantu. V tejto funkcii betaín pomáha bunkám v celom tele udržiavať vodnú rovnováhu a bunkovú aktivitu, najmä počas obdobia stresu. Známym príkladom je pozitívny vplyv betaínu na zvieratá vystavené tepelnému stresu.
U ošípaných boli opísané rôzne priaznivé účinky suplementácie betaínu. Tento článok sa zameria na úlohu betaínu ako kŕmnej prísady na zdravie čriev odstavených prasiatok.
Niekoľko betaínových štúdií uvádza vplyv na stráviteľnosť živín v ileu alebo celkovom tráviacom trakte ošípaných. Opakované pozorovania zvýšenej ileálnej stráviteľnosti vlákniny (hrubá vláknina alebo neutrálna a kyslá detergentná vláknina) naznačujú, že betaín stimuluje fermentáciu už prítomných baktérií v tenkom čreve, pretože črevné bunky neprodukujú enzýmy degradujúce vlákninu. Vlákninová časť rastliny obsahuje živiny, ktoré sa môžu uvoľňovať pri degradácii tejto mikrobiálnej vlákniny.
Preto bola tiež pozorovaná zlepšená stráviteľnosť sušiny a hrubého popola. Na úrovni celkového tráviaceho traktu bolo hlásené, že prasiatka suplementované 800 mg betaínu/kg stravy majú zlepšenú surovú bielkovinu (+6,4 %) a sušinu (+4,2 %) Okrem toho iná štúdia ukázala, že pridaním 1 250 mg/kg betaínu sa zlepšila zjavná celková stráviteľnosť surového proteínu (+3,7 %) a éterového extraktu (+6,7 %).
Jednou z možných príčin pozorovaného zvýšenia stráviteľnosti živín je vplyv betaínu na produkciu enzýmov. V nedávnej in vivo štúdii o pridávaní betaínu k odstaveným prasiatkam sa zistila aktivita tráviacich enzýmov (amyláza, maltáza, lipáza, trypsín a chymotrypsín) v tráve (obrázok 1). Všetky enzýmy okrem maltázy vykazovali zvýšenú aktivitu a účinok betaínu bol výraznejší pri dávke 2 500 mg betaínu/kg krmiva ako pri dávke 1 250 mg/kg. pri produkcii enzýmov, alebo môže byť výsledkom zvýšenia katalytickej účinnosti enzýmu.
Obrázok 1 - Aktivita črevného tráviaceho enzýmu prasiatok suplementovaných 0 mg/kg, 1 250 mg/kg alebo 2 500 mg/kg betaínu.
V in vitro experimentoch sa dokázalo, že pridaním NaCl na vytvorenie vysokého osmotického tlaku boli inhibované aktivity trypsínu a amylázy. Pridanie rôznych hladín betaínu do tohto testu obnovilo inhibičný účinok NaCl a zvýšilo aktivitu enzýmu. Ak však NaCl nie je pridaný do tlmivého roztoku, betaín neovplyvňuje aktivitu enzýmu pri nižšej koncentrácii, ale vykazuje inhibičný účinok pri vyššej koncentrácii.
Nielen zvýšená stráviteľnosť môže vysvetliť hlásené zvýšenie rastovej výkonnosti a rýchlosti konverzie krmiva u ošípaných suplementovaných betaínom v potrave. Pridanie betaínu do krmiva pre ošípané tiež znižuje energetické nároky zvierat na udržiavanie. Hypotézou tohto pozorovaného účinku je, že keď sa betaín môže použiť na udržanie vnútrobunkového osmotického tlaku sa zníži potreba iónových púmp, čo je proces vyžadujúci energiu. V prípade obmedzeného príjmu energie sa očakáva, že účinok suplementácie betaínu bude výraznejší skôr zvýšením dodávky energie pre rast než údržbu.
Epitelové bunky vystielajúce črevnú stenu sa musia vyrovnávať s veľmi premenlivými osmotickými podmienkami generovanými luminálnym obsahom počas trávenia živín. Zároveň tieto črevné bunky potrebujú kontrolovať výmenu vody a rôznych živín medzi lúmenom čreva a plazmou. na ochranu buniek pred týmito náročnými podmienkami je betaín dôležitým organickým penetrantom. Pri pozorovaní koncentrácie betaínu v rôznych tkanivách je obsah betaínu v črevných tkanivách pomerne vysoký. Okrem toho sa zistilo, že tieto hladiny sú ovplyvnené koncentráciou betaínu v potrave. Dobre vyvážené bunky budú mať lepšiu proliferáciu a lepšie regeneračné schopnosti. Vedci preto zistili, že zvýšenie hladiny betaínu u prasiatok zvyšuje výšku duodenálnych klkov a hĺbku ileálnych krýpt a klky sú jednotnejšie.
V inej štúdii bolo možné pozorovať zvýšenie výšky klkov v dvanástniku, jejune a ileu, ale nemal žiadny vplyv na hĺbku krýpt. Ako sa pozorovalo u brojlerových kurčiat infikovaných kokcídiami, ochranný účinok betaínu na črevná štruktúra môže byť ešte dôležitejšia pri určitých (osmotických) výzvach.
Črevná bariéra je tvorená prevažne epitelovými bunkami, ktoré sú navzájom spojené tesným spojením proteínov. Integrita tejto bariéry je nevyhnutná na zabránenie vstupu škodlivých látok a patogénnych baktérií, ktoré by inak spôsobili zápal. Pre ošípané je negatívna vplyv črevnej bariéry sa považuje za dôsledok kontaminácie krmiva mykotoxínmi alebo za jeden z negatívnych účinkov tepelného stresu.
Na meranie vplyvu na bariérový efekt sa často používajú in vitro testy bunkových línií na meranie transepiteliálneho elektrického odporu (TEER). S aplikáciou betaínu je možné pozorovať zlepšený TEER vo viacerých in vitro experimentoch. vystavené vysokej teplote (42°C) sa TEER zníži (obrázok 2). Pridanie betaínu do rastového média týchto buniek vystavených teplu pôsobilo proti zníženému TEER, čo naznačuje zvýšenú tepelnú odolnosť.
Obrázok 2 - In vitro účinky vysokej teploty a betaínu na bunkovú transepiteliálnu rezistenciu (TEER).
Okrem toho sa v štúdii in vivo u prasiatok v porovnaní s kontrolnou skupinou merala zvýšená expresia proteínov s tesným spojením (okludín, claudin1 a zonula occludens-1) v tkanive jejuna zvierat, ktoré dostávali 1 250 mg/kg betaínu. Okrem toho, ako marker poškodenia črevnej sliznice, aktivita diaminooxidázy v plazme týchto ošípaných bola výrazne znížená, čo poukazuje na silnejšiu črevnú bariéru. Keď bol betaín pridaný do stravy ošípaných v štádiu rastu, zvýšenie pevnosti v ťahu čriev bola meraná v čase porážky.
Nedávno niekoľko štúdií spojilo betaín s antioxidačným systémom a opísalo znížené množstvo voľných radikálov, znížené hladiny malondialdehydu (MDA) a zlepšenú aktivitu glutatiónperoxidázy (GSH-Px).
Betaín nepôsobí len ako osmoprotektant u zvierat. Okrem toho mnohé baktérie môžu akumulovať betaín prostredníctvom de novo syntézy alebo transportu z prostredia. Existujú náznaky, že betaín môže mať pozitívny vplyv na počet baktérií v gastrointestinálnom trakte odstavených prasiatok . Celkový počet ileóznych baktérií, najmä bifidobaktérií a laktobacilov, sa zvýšil. Okrem toho sa v stolici našlo nižšie množstvo Enterobacter.
Nakoniec sa zistilo, že účinok betaínu na zdravie čriev odstavených prasiatok je znížený výskyt hnačky. Tento účinok môže závisieť od dávky: doplnok stravy 2 500 mg/kg betaínu je účinnejší ako 1 250 mg/kg betaínu v zníženie miery hnačky.Výkonnosť odstavených prasiatok na dvoch úrovniach suplementu však bola podobná. Iní výskumníci ukázali, že keď sa pridá 800 mg/kg betaínu, miera a výskyt hnačky u odstavených prasiatok je nižší.
Betaín má nízku hodnotu pKa okolo 1,8, čo vedie k disociácii betaínu HCl po požití, čo vedie k okysleniu žalúdka.
Zaujímavou potravinou je potenciálne okyslenie hydrochloridu betaínu ako zdroja betaínu. V humánnej medicíne sa doplnky betaínu HCl často používajú v kombinácii s pepsínom na podporu ľudí so žalúdočnými problémami a tráviacimi problémami. V tomto prípade možno betaín hydrochlorid použiť ako bezpečný zdroj kyseliny chlorovodíkovej. Hoci neexistujú žiadne informácie o tejto vlastnosti, keď je betaín hydrochlorid obsiahnutý v krmive pre prasiatka, môže byť veľmi dôležitá.
Je dobre známe, že pH žalúdočnej šťavy odstavených prasiatok môže byť relatívne vysoké (pH>4), čo ovplyvní aktiváciu prekurzora pepsínu na jeho prekurzor pepsinogén. Optimálne trávenie bielkovín nie je dôležité len pre zvieratá, aby získali dobrú dostupnosť tejto živiny.Okrem toho bielkovina pri tráviacich ťažkostiach môže spôsobiť škodlivú proliferáciu oportúnnych patogénov a zvýšiť problém hnačky po odstavení.Betain má nízku hodnotu pKa asi 1,8, čo vedie k disociácii betaínu HCl po požití, čo vedie k žalúdočným okyslenie.
Toto krátkodobé prekyslenie sa pozorovalo v predbežnej štúdii na ľuďoch a štúdiách na psoch. Po jednorazovej dávke 750 mg alebo 1 500 mg hydrochloridu betaínu sa pH žalúdka psov predtým liečených látkami znižujúcimi žalúdočnú kyselinu výrazne znížilo. približne 7 až pH 2. Avšak u neliečených kontrolných psov bolo pH žalúdka približne 2, čo nesúviselo so suplementáciou betaínu HCl.
Betaín má pozitívny vplyv na zdravie čriev odstavených prasiatok. Tento prehľad literatúry poukazuje na rôzne možnosti betaínu na podporu trávenia a vstrebávania živín, zlepšenie fyzických ochranných bariér, ovplyvnenie mikroflóry a zvýšenie obranyschopnosti prasiatok.