Betain har en positiv effekt på tarmen hos avvanda smågrisar, men glöms ofta bort när man överväger möjliga tillskott för att stödja tarmhälsa eller minska problem i samband med avvänjningsdiarré.Att lägga till betain som ett funktionellt näringsämne till foder kan påverka djur på en mängd olika sätt.
För det första har betain en mycket potent metylgruppdonatorförmåga, främst i djurlever.På grund av överföringen av instabila metylgrupper förbättras syntesen av olika föreningar såsom metionin, karnitin och kreatin.Således påverkar betain protein-, lipid- och energiomsättningen hos djur, och förändrar därmed slaktkroppens sammansättning på ett fördelaktigt sätt.
För det andra kan betain tillsättas fodret som ett skyddande organiskt penetreringsmedel.Betain fungerar som ett osmoskyddsmedel och hjälper celler i hela kroppen att upprätthålla vätskebalans och cellaktivitet, särskilt under perioder av stress.Ett välkänt exempel är den gynnsamma effekten av betain på djur som lider av värmestress.
Olika fördelaktiga effekter på djurens prestationsförmåga har beskrivits som ett resultat av betaintillskott i vattenfri eller hydrokloridform.Den här artikeln kommer att fokusera på de många möjligheterna att använda betain som fodertillsats för att stödja tarmhälsa hos avvanda smågrisar.
Flera betainstudier har rapporterat effekterna av betain på näringssmältbarheten i ileum och kolon hos grisar.Upprepade observationer av ökad fibersmältbarhet i ileum (råfiber eller neutral och sur tvättmedelsfiber) tyder på att betain stimulerar bakteriell fermentering i tunntarmen eftersom enterocyter inte producerar fibernedbrytande enzymer.Fibrösa växtdelar innehåller näringsämnen som kan frigöras när mikrobiella fibrer bryts ned.Således observerades också en förbättring av smältbarheten av torrsubstans och råaska.På nivån för hela mag-tarmkanalen visade smågrisar som fick en diet på 800 mg betain/kg förbättrad smältbarhet av råprotein (+6,4%) och torrsubstans (+4,2%).Dessutom fann en annan studie att den skenbara totala smältbarheten av råprotein (+3,7%) och eterextrakt (+6,7%) förbättrades med betaintillskott på 1250 mg/kg.
En möjlig orsak till den observerade ökningen av näringsupptaget är effekten av betain på enzymproduktionen.En nyligen genomförd in vivo-studie om effekterna av betaintillskott hos avvanda smågrisar utvärderade aktiviteten av matsmältningsenzymer (amylas, maltas, lipas, trypsin och kymotrypsin) i matsmältningsorganet (Fig. 1).Aktiviteten hos alla enzymer ökade, med undantag för maltas, och effekten av betain var mer uttalad vid en dos på 2500 mg betain/kg foder än vid en dos på 1250 mg/kg foder.Ökad aktivitet kan vara resultatet av ökad enzymproduktion, men kan också vara resultatet av ökad katalytisk effektivitet hos enzymerna.In vitro-experiment har visat att trypsin- och amylasaktiviteter hämmas genom att skapa högt osmotiskt tryck genom tillsats av NaCl.I detta experiment återställde tillsats av betain i olika koncentrationer den hämmande effekten av NaCl och förbättrade enzymaktiviteten.När emellertid ingen natriumklorid tillsattes till buffertlösningen hade betaininklusionskomplexet ingen effekt på enzymaktivitet vid lägre koncentrationer, utan uppvisade en hämmande effekt vid relativt höga koncentrationer.
Förbättrad tillväxtprestanda och foderomvandlingshastigheter har rapporterats hos grisar som utfodrats med betain, liksom förbättrad smältbarhet.Att lägga till betain i grisens dieter minskar också djurets energibehov.Hypotesen för denna observerade effekt är att när betain är tillgängligt för att upprätthålla intracellulärt osmotiskt tryck, minskar behovet av jonpumpar (en process som kräver energi).Sålunda, i situationer där energiintaget är begränsat, förväntas effekten av betaintillskott bli större genom att öka tillväxten snarare än genom att upprätthålla energibehovet.
Epitelceller i tarmväggen måste klara av de mycket varierande osmotiska förhållanden som skapas av innehållet i tarmens lumen under matsmältningen av näringsämnen.Samtidigt är dessa tarmepitelceller väsentliga för att kontrollera utbytet av vatten och olika näringsämnen mellan tarmens lumen och plasma.För att skydda cellerna från dessa tuffa förhållanden är betain en viktig organisk penetrant.Om man tittar på koncentrationen av betain i olika vävnader kan man se att tarmvävnad har ganska höga nivåer av betain.Dessutom har det noterats att dessa nivåer kan påverkas av betainkoncentrationer i kosten.Välbalanserade celler kommer att ha bättre proliferativ förmåga och god stabilitet.Sammanfattningsvis fann forskarna att ökande betainnivåer hos smågrisar ökade höjden av duodenal villi och djupet av ilealkrypterna, och villi blev mer enhetliga.
I en annan studie kunde en ökning av villös höjd utan effekt på kryptdjupet observeras i tolvfingertarmen, jejunum och ileum.Den skyddande effekten av betain på tarmstrukturen kan vara viktigare vid specifika (osmotiska) sjukdomar, som observerats hos slaktkycklingar med koccidier.
Tarmbarriären består i första hand av epitelceller som är fästa vid varandra genom tight junction-proteiner.Integriteten hos denna barriär är avgörande för att förhindra inträngning av skadliga ämnen och patogena bakterier som annars skulle kunna orsaka inflammation.Hos grisar tros negativa effekter på tarmbarriären vara ett resultat av foderförorening med mykotoxiner eller en av de negativa effekterna av värmestress.
För att mäta effekten på barriäreffekten testas cellinjer ofta in vitro genom att mäta transepitelial elektrisk resistans (TEER).Förbättringar i TEER har observerats i många in vitro-experiment på grund av användningen av betain.TEER minskar när cellerna utsätts för höga temperaturer (42°C) (Figur 2).Tillsats av betain till tillväxtmediet för dessa uppvärmda celler motverkade minskningen av TEER, vilket tyder på förbättrad termotolerans.Dessutom visade in vivo-studier på smågrisar ökat uttryck av tight junction-proteiner (occludin, claudin1 och zonula occlusions-1) i jejunalvävnaden hos djur som fick betain i en dos på 1250 mg/kg jämfört med kontrollgruppen.Dessutom reducerades diaminoxidasaktiviteten, en markör för skada på tarmslemhinnan, signifikant i plasman hos dessa grisar, vilket tyder på en starkare tarmbarriär.När betain tillsattes till dieten av slaktgrisar mättes ökningen av tarmens draghållfasthet vid slakt.
Nyligen har flera studier kopplat betain till antioxidantsystemet och beskrivit en minskning av fria radikaler, en minskning av malondialdehyd (MDA) nivåer och en ökning av glutationperoxidas (GSH-Px) aktivitet.En nyligen genomförd studie på smågrisar visade att GSH-Px-aktiviteten i jejunum var ökad, medan dietbetain inte hade någon effekt på MDA.
Inte bara fungerar betain som ett osmoskyddande medel hos djur, utan olika bakterier kan ackumulera betain genom de novo syntes eller transport från miljön.Det finns bevis för att betain kan ha en positiv effekt på bakteriefloran i mag-tarmkanalen hos avvanda smågrisar.Det totala antalet ileala bakterier ökade, särskilt bifidobakterier och laktobaciller.Dessutom upptäcktes lägre antal Enterobacteriaceae i avföringen.
Den senast observerade effekten av betain på tarmhälsa hos avvanda smågrisar var en minskning av incidensen av diarré.Denna effekt kan vara dosberoende: kosttillskott med betain i en dos på 2500 mg/kg var effektivare för att minska förekomsten av diarré än betain vid en dos på 1250 mg/kg.Men prestationsförmågan hos smågrisar var likartad vid båda tillskottsnivåerna.Andra forskare har visat lägre grad av diarré och sjuklighet hos avvanda smågrisar när de kompletteras med 800 mg/kg betain.
Intressant nog har betainhydroklorid potentiella försurande effekter som en källa till betain.Inom medicinen används betainhydrokloridtillskott ofta i kombination med pepsin för att hjälpa personer med mag- och matsmältningsproblem.I detta fall fungerar betainhydroklorid som en säker källa till saltsyra.Även om det inte finns någon tillgänglig information om denna egenskap när betainhydroklorid ingår i smågrisfoder, kan det vara viktigt.Det är känt att hos avvanda smågrisar kan magsäckens pH vara relativt högt (pH > 4), vilket därigenom stör aktiveringen av det pepsinproteinnedbrytande enzymet i dess prekursor pepsinogen.Optimal proteinnedbrytning är viktig inte bara för att djuren ska kunna dra full nytta av detta näringsämne.Dessutom kan dåligt smält protein leda till onödig spridning av opportunistiska patogener och förvärra problemet med diarré efter avvänjning.Betain har ett lågt pKa-värde på cirka 1,8, vilket gör att betainhydroklorid dissocierar vid intag, vilket resulterar i magsurning.Denna tillfälliga återförsurning har observerats i preliminära humanstudier och i hundstudier.Hundar som tidigare behandlats med syrareducerande medel upplevde en dramatisk minskning av magsäckens pH från cirka pH 7 till pH 2 efter en engångsdos på 750 mg eller 1500 mg betainhydroklorid.Hos kontrollhundar som inte fick läkemedlet minskade dock magsäckens pH signifikant.Cirka 2, oavsett betain HCl-intag.
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