Бетаинот е природно соединение кое е широко распространето кај растенијата и животните. Како додаток во храната, се нуди во безводна или хидрохлоридна форма. Може да се додаде во храната за животни за различни намени.
Прво на сите, овие цели може да бидат поврзани со многу ефикасната способност на бетаинот да донира метил, која главно се јавува во црниот дроб. Поради трансферот на нестабилни метил групи, се поттикнува синтезата на разни соединенија како што се метионин, карнитин и креатин. На овој начин, бетаинот влијае на метаболизмот на протеините, липидите и енергијата, со што благотворно го менува составот на трупот.
Второ, целта на додавање на бетаин во храната може да биде поврзана со неговата функција како заштитен органски пенетрант. Во оваа функција, бетаинот им помага на клетките низ целото тело да ја одржат рамнотежата на водата и активноста на клетките, особено за време на периоди на стрес. Добро познат пример е позитивниот ефект на бетаинот врз животните под топлотен стрес.
Кај свињите, опишани се различни корисни ефекти од суплементацијата со бетаин. Оваа статија ќе се фокусира на улогата на бетаинот како додаток во храната за здравјето на цревата кај одвикнати прасиња.
Неколку студии за бетаин го објавија ефектот врз сварливоста на хранливите материи во илеумот или целиот дигестивен тракт кај свињите. Повторените набљудувања на зголемена сварливост на влакната во илеумот (сурови влакна или неутрални и кисели детергентни влакна) укажуваат дека бетаинот ја стимулира ферментацијата на бактериите што веќе се присутни во тенкото црево, бидејќи цревните клетки не произведуваат ензими што ги разградуваат влакната. Влакнестиот дел од растението содржи хранливи материи, кои можат да се ослободат за време на разградувањето на ова микробно влакно.
Затоа, забележана е и подобрена сварливост на сува материја и сурова пепел. На ниво на целиот дигестивен тракт, објавено е дека прасињата на кои им е дополнета храна со 800 мг бетаин/кг имаат подобрена сварливост на сурови протеини (+6,4%) и суви материи (+4,2%). Покрај тоа, друга студија покажа дека со дополнување со 1.250 мг/кг бетаин, подобрена е очигледната вкупна сварливост на сурови протеини (+3,7%) и екстракт од етер (+6,7%).
Една можна причина за забележаното зголемување на сварливоста на хранливите материи е ефектот на бетаинот врз производството на ензими. Во неодамнешна in vivo студија за додавање на бетаин кај одвикнати прасиња, беше оценета активноста на дигестивните ензими (амилаза, малтаза, липаза, трипсин и химотрипсин) во химот (Слика 1). Сите ензими освен малтазата покажаа зголемена активност, а ефектот на бетаинот беше поизразен при 2.500 mg бетаин/kg храна отколку при 1.250 mg/kg. Зголемувањето на активноста може да биде резултат на зголемување на производството на ензими или може да биде резултат на зголемување на каталитичката ефикасност на ензимот.
Слика 1 - Активност на цревните дигестивни ензими кај прасиња дополнети со 0 mg/kg, 1.250 mg/kg или 2.500 mg/kg бетаин.
Во in vitro експерименти, беше докажано дека со додавање на NaCl за да се произведе висок осмотски притисок, активностите на трипсин и амилаза се инхибираат. Додавањето различни нивоа на бетаин во овој тест го обнови инхибиторниот ефект на NaCl и ја зголеми ензимската активност. Меѓутоа, кога NaCl не се додава во пуферскиот раствор, бетаинот не влијае на ензимската активност при пониска концентрација, но покажува инхибиторен ефект при повисока концентрација.
Не само зголемената сварливост може да го објасни пријавеното зголемување на перформансите на раст и стапката на конверзија на храната кај свињите дополнети со бетаин во исхраната. Додавањето бетаин во исхраната на свињи, исто така, ги намалува потребите на животното за одржување на енергијата. Хипотезата за овој забележан ефект е дека кога бетаинот може да се користи за одржување на интрацелуларниот осмотски притисок, побарувачката за јонски пумпи се намалува, што е процес кој бара енергија. Во случај на ограничен внес на енергија, се очекува ефектот од дополнување на бетаинот да биде поизразен со зголемување на снабдувањето со енергија за раст, а не за одржување.
Епителните клетки што го обложуваат цревниот ѕид треба да се справат со многу варијабилни осмотски услови генерирани од луминалната содржина за време на варењето на хранливите материи. Во исто време, овие цревни клетки треба да ја контролираат размената на вода и различни хранливи материи помеѓу цревниот лумен и плазмата. За да ги заштитат клетките од овие предизвикувачки услови, бетаинот е важен органски пенетрант. При набљудување на концентрацијата на бетаин во различни ткива, содржината на бетаин во цревните ткива е доста висока. Покрај тоа, забележано е дека овие нивоа се под влијание на концентрацијата на бетаин во исхраната. Добро избалансираните клетки ќе имаат подобра пролиферација и подобри способности за обновување. Затоа, истражувачите откриле дека зголемувањето на нивото на бетаин кај прасињата ја зголемува висината на дуоденалните ресички и длабочината на илеалните крипти, а ресичките се поуниформни.
Во друга студија, можело да се забележи зголемување на висината на ресичките во дуоденумот, јејунумот и илеумот, но немало ефект врз длабочината на криптите. Како што е забележано кај бројлери инфицирани со кокцидии, заштитниот ефект на бетаинот врз структурата на цревата може да биде уште поважен под одредени (осмотски) предизвици.
Цревната бариера е главно составена од епителни клетки, кои се поврзани едни со други со тесни споеви на протеини. Интегритетот на оваа бариера е од суштинско значење за да се спречи влегувањето на штетни супстанции и патогени бактерии, кои инаку би предизвикале воспаление. Кај свињите, негативното влијание на цревната бариера се смета за резултат на контаминација со микотоксини во храната или еден од негативните ефекти на топлинскиот стрес.
За да се измери влијанието врз бариерниот ефект, in vitro тестовите на клеточни линии често се користат за мерење на трансепителниот електричен отпор (TEER). Со примена на бетаин, може да се забележи подобрен TEER во повеќекратни in vitro експерименти. Кога батеријата е изложена на висока температура (42°C), TEER ќе се намали (Слика 2). Додавањето на бетаин во медиумот за раст на овие клетки изложени на топлина го неутрализира намалениот TEER, што укажува на зголемена отпорност на топлина.
Слика 2 - Ефекти на висока температура и бетаин in vitro врз трансепителната отпорност на клетките (TEER).
Дополнително, во in vivo студија кај прасиња, зголемената експресија на протеините со тесна врска (оклудин, клаудин1 и зонула оклуденс-1) во ткивото на јејунумот кај животни кои примиле 1.250 mg/kg бетаин била измерена во споредба со контролната група. Дополнително, како маркер за оштетување на цревната слузница, активноста на диамин оксидазата во плазмата на овие свињи била значително намалена, што укажува на посилна цревна бариера. Кога бетаинот бил додаден во исхраната на свињи во фаза на раст-завршување, зголемувањето на цревната затегнувачка цврстина била измерена во времето на колење.
Неодамна, неколку студии го поврзаа бетаинот со антиоксидантниот систем и опишаа намалени слободни радикали, намалени нивоа на малондиалдехид (MDA) и подобрена активност на глутатион пероксидаза (GSH-Px).
Бетаинот не делува само како осмопротектор кај животните. Покрај тоа, многу бактерии можат да акумулираат бетаин преку de novo синтеза или транспорт од околината. Постојат знаци дека бетаинот може да има позитивен ефект врз бројот на бактерии во гастроинтестиналниот тракт на одвикнати прасиња. Вкупниот број на илеални бактерии, особено бифидобактерии и лактобацили, е зголемен. Покрај тоа, во фецесот се пронајдени помали количини на Enterobacter.
Конечно, се забележува дека ефектот на бетаинот врз здравјето на цревата кај одвикнатите прасиња е намалување на стапката на дијареја. Овој ефект може да зависи од дозата: додатокот во исхраната 2.500 mg/kg бетаин е поефикасен од 1.250 mg/kg бетаин во намалувањето на стапката на дијареја. Сепак, перформансите на одвикнатите прасиња на двете нивоа на додаток беа слични. Други истражувачи покажаа дека кога се додаваат 800 mg/kg бетаин, стапката и инциденцата на дијареја кај одвикнатите прасиња е помала.
Бетаинот има ниска pKa вредност од околу 1,8, што доведува до дисоцијација на бетаин HCl по ингестија, што доведува до гастрична ацидификација.
Интересна храна е потенцијалното закиселување на бетаин хидрохлорид како извор на бетаин. Во хуманата медицина, додатоците на бетаин HCl често се користат во комбинација со пепсин за поддршка на луѓе со проблеми со желудникот и дигестивни проблеми. Во овој случај, бетаин хидрохлорид може да се користи како безбеден извор на хлороводородна киселина. Иако нема информации за ова својство кога бетаин хидрохлорид е содржан во храната за прасиња, тоа може да биде многу важно.
Добро е познато дека pH вредноста на желудечниот сок кај одвикнатите прасиња може да биде релативно висока (pH>4), што ќе влијае на активирањето на прекурсорот на пепсинот кон неговиот прекурсор пепсиноген. Оптималното варење на протеините не е важно само за животните за да се добие добра достапност на оваа хранлива материја. Покрај тоа, протеините од лошо варење можат да предизвикаат штетна пролиферација на опортунистички патогени и да го зголемат проблемот со дијареја по одвикнувањето. Бетаинот има ниска pKa вредност од околу 1,8, што доведува до дисоцијација на бетаин HCl по ингестија, што доведува до гастрична ацидификација.
Оваа краткотрајна реацидификација е забележана во прелиминарна студија кај луѓе и студии кај кучиња. По единечна доза од 750 mg или 1.500 mg бетаин хидрохлорид, pH вредноста на желудникот кај кучињата претходно третирани со средства за намалување на желудечната киселина значително се намалила од околу 7 на pH 2. Меѓутоа, кај нетретирани контролни кучиња, pH вредноста на желудникот била околу 2, што не било поврзано со суплементација со бетаин HCl.
Бетаинот има позитивен ефект врз здравјето на цревата кај одвикнатите прасиња. Овој преглед на литературата ги истакнува различните можности за бетаинот да ја поддржи дигестијата и апсорпцијата на хранливите материи, да ги подобри физичките заштитни бариери, да влијае на микробиотата и да ги зајакне одбранбените способности на прасињата.