Betaiinilla on positiivinen vaikutus vieroitettujen porsaiden suolistoon, mutta se unohdetaan usein harkittaessa mahdollisia lisäravinteita suoliston terveyden tukemiseksi tai vieroituksen aiheuttamaan ripuliin liittyvien ongelmien vähentämiseksi. Betaiinin lisääminen toiminnallisena ravintoaineena rehuun voi vaikuttaa eläimiin monin eri tavoin.
Ensinnäkin betaiinilla on erittäin voimakas metyyliryhmien luovuttajakyky, pääasiassa eläinten maksassa. Epästabiilien metyyliryhmien siirtymisen ansiosta erilaisten yhdisteiden, kuten metioniinin, karnitiinin ja kreatiinin, synteesi tehostuu. Näin ollen betaiini vaikuttaa eläinten proteiini-, lipidi- ja energia-aineenvaihduntaan, mikä muuttaa hyödyllisesti ruhon koostumusta.
Toiseksi, betaiinia voidaan lisätä rehuun suojaavana orgaanisena tunkeutuvana aineena. Betaiini toimii osmoprotektanttina, joka auttaa soluja koko kehossa ylläpitämään nestetasapainoa ja solujen toimintaa, erityisesti stressin aikana. Tunnettu esimerkki on betaiinin hyödyllinen vaikutus lämpöstressistä kärsiviin eläimiin.
Vedettömän tai hydrokloridimuodossa olevan betaiinin lisäravinteen on kuvattu vaikuttavan eläinten suorituskykyyn useilla hyödyllisillä vaikutuksilla. Tässä artikkelissa keskitytään moniin mahdollisuuksiin käyttää betaiinia rehun lisäaineena vieroitettujen porsaiden suoliston terveyden tukemiseksi.
Useissa betaiinitutkimuksissa on raportoitu betaiinin vaikutuksista sikojen sykkyräsuolen ja paksusuolen ravinteiden sulavuuteen. Toistuvat havainnot kuidun (raakakuitu tai neutraali ja hapan pesuainekuitu) sulavuuden lisääntymisestä sykkyräsuolessa viittaavat siihen, että betaiini stimuloi bakteerien käymistä ohutsuolessa, koska enterosyytit eivät tuota kuitua hajottavia entsyymejä. Kuitumaiset kasvinosat sisältävät ravinteita, joita voi vapautua mikrobikuitujen hajoaessa. Näin ollen havaittiin myös kuiva-aineen ja raakatuhkan sulavuuden paranemista. Koko ruoansulatuskanavan tasolla porsailla, joille annettiin 800 mg betaiinia/kg, havaittiin raakaproteiinin (+6,4 %) ja kuiva-aineen (+4,2 %) sulavuuden parantuminen. Lisäksi toisessa tutkimuksessa havaittiin, että raakaproteiinin (+3,7 %) ja eetteriuutteen (+6,7 %) näennäinen kokonaissulavuus parani, kun betaiinia lisättiin annoksella 1250 mg/kg.
Yksi mahdollinen syy havaitulle ravinteiden imeytymisen lisääntymiselle on betaiinin vaikutus entsyymituotantoon. Äskettäin tehdyssä in vivo -tutkimuksessa betaiinilisän vaikutuksista vieroitetuilla porsailla arvioitiin ruoansulatusentsyymien (amylaasi, maltaasi, lipaasi, trypsiini ja kymotrypsiini) aktiivisuutta ruoansulatuskanavassa (kuva 1). Kaikkien entsyymien aktiivisuus lisääntyi maltaasia lukuun ottamatta, ja betaiinin vaikutus oli voimakkaampi annoksella 2500 mg betaiinia/kg rehua kuin annoksella 1250 mg/kg rehua. Lisääntynyt aktiivisuus voi johtua lisääntyneestä entsyymituotannosta, mutta se voi johtua myös entsyymien lisääntyneestä katalyyttisestä tehokkuudesta. In vitro -kokeet ovat osoittaneet, että trypsiinin ja amylaasin aktiivisuutta estetään luomalla korkea osmoottinen paine lisäämällä NaCl:a. Tässä kokeessa betaiinin lisääminen eri pitoisuuksina palautti NaCl:n estävän vaikutuksen ja paransi entsyymiaktiivisuutta. Kuitenkin, kun puskuriliuokseen ei lisätty natriumkloridia, betaiinin inkluusiokompleksilla ei ollut vaikutusta entsyymiaktiivisuuteen pienemmillä pitoisuuksilla, mutta sillä oli estävä vaikutus suhteellisen suurina pitoisuuksina.
Sioilla, joille on annettu betaiinia ruokavaliossa, on raportoitu parantunutta kasvua ja rehun muuntumisastetta, samoin kuin sulavuutta. Betaiinin lisääminen sikojen ruokavalioon vähentää myös eläimen energiantarpetta. Tämän havaitun vaikutuksen hypoteesi on, että kun betaiinia on saatavilla solunsisäisen osmoottisen paineen ylläpitämiseksi, ionipumppujen (energiaa vaativa prosessi) tarve vähenee. Siten tilanteissa, joissa energian saanti on rajoitettua, betaiinilisän odotetaan olevan suurempi kasvun lisäämisen kuin energiantarpeen ylläpitämisen kautta.
Suolen seinämän epiteelisolujen on selviydyttävä suolen luumenin sisällön luomista erittäin vaihtelevista osmoottisista olosuhteista ravinteiden sulatuksen aikana. Samaan aikaan nämä suoliston epiteelisolut ovat välttämättömiä veden ja erilaisten ravinteiden vaihdon säätelylle suolen luumenin ja plasman välillä. Betaiini on tärkeä orgaaninen penetraatioaine solujen suojaamiseksi näiltä ankarilta olosuhteilta. Jos tarkastellaan betaiinin pitoisuutta eri kudoksissa, voidaan havaita, että suolistokudoksessa on melko korkeita betaiinipitoisuuksia. Lisäksi on havaittu, että näihin pitoisuuksiin voivat vaikuttaa ruokavalion betaiinipitoisuudet. Tasapainoisilla soluilla on parempi lisääntymiskyky ja hyvä stabiilius. Yhteenvetona voidaan todeta, että tutkijat havaitsivat, että porsaiden betaiinipitoisuuksien nousu lisäsi pohjukaissuolen nukkalisäkkeiden korkeutta ja sykkyräsuolen kryptojen syvyyttä, ja nukkalisäkkeistä tuli tasaisempia.
Toisessa tutkimuksessa havaittiin pohjukaissuolessa, tyhjäsuolessa ja sykkyräsuolessa nukkaliskojen korkeuden kasvua ilman vaikutusta kryptojen syvyyteen. Betaiinin suojaava vaikutus suoliston rakenteeseen voi olla tärkeämpi tietyissä (osmoottisissa) sairauksissa, kuten kokkidioista kärsivillä broilerikanoilla on havaittu.
Suolistoeste koostuu pääasiassa epiteelisoluista, jotka ovat kiinnittyneet toisiinsa tiiviiden liitosproteiinien kautta. Tämän esteen eheys on olennaista haitallisten aineiden ja patogeenisten bakteerien pääsyn estämiseksi, jotka muutoin voisivat aiheuttaa tulehdusta. Sioilla suolistoesteeseen kohdistuvien negatiivisten vaikutusten uskotaan johtuvan rehun saastumisesta mykotoksiineilla tai jostakin lämpöstressin negatiivisesta vaikutuksesta.
Suojavaikutuksen mittaamiseksi solulinjoja testataan usein in vitro mittaamalla transepiteliaalinen sähkövastus (TEER). Betaiinin käytön ansiosta TEER:n paranemista on havaittu lukuisissa in vitro -kokeissa. TEER pienenee, kun solut altistetaan korkeille lämpötiloille (42 °C) (kuva 2). Betaiinin lisääminen näiden lämmitettyjen solujen kasvualustaan ​​kumosi TEER:n laskua, mikä osoittaa parantunutta lämmönsietokykyä. Lisäksi porsailla tehdyt in vivo -tutkimukset osoittivat tiiviiden liitosproteiinien (okkludiini, klaudiini1 ja zonula occlusios-1) ilmentymisen lisääntymistä eläinten tyhjäsuolen kudoksessa, jotka saivat betaiinia annoksella 1250 mg/kg verrattuna kontrolliryhmään. Lisäksi diamiinioksidaasiaktiivisuus, suoliston limakalvovaurion markkeri, väheni merkittävästi näiden sikojen plasmassa, mikä viittaa vahvempaan suoliston suojaesteeseen. Kun betaiinia lisättiin lihotussikojen ruokavalioon, suoliston vetolujuuden kasvu mitattiin teurastuksen yhteydessä.
Useat tutkimukset ovat viime aikoina yhdistäneet betaiinin antioksidanttijärjestelmään ja kuvanneet vapaiden radikaalien vähenemistä, malondialdehydi- (MDA) -pitoisuuksien vähenemistä ja glutationiperoksidaasin (GSH-Px) aktiivisuuden lisääntymistä. Äskettäin porsailla tehty tutkimus osoitti, että GSH-Px-aktiivisuus tyhjäsuolessa lisääntyi, kun taas ruokavalion betaiinilla ei ollut vaikutusta MDA:han.
Betaiini ei ainoastaan ​​toimi osmoprotektanttina eläimillä, vaan useat bakteerit voivat kerätä betaiinia de novo -synteesin tai ympäristöstä tapahtuvan kuljetuksen kautta. On näyttöä siitä, että betaiinilla voi olla positiivinen vaikutus vieroitettujen porsaiden ruoansulatuskanavan bakteeriflooraan. Sykkyräsuolen bakteerien kokonaismäärä lisääntyi, erityisesti bifidobakteerien ja laktobasillin. Lisäksi ulosteessa havaittiin pienempi määrä enterobakteereja.
Viimeisin havaittu betaiinin vaikutus vieroitettujen porsaiden suoliston terveyteen oli ripulin esiintyvyyden väheneminen. Tämä vaikutus voi olla annoksesta riippuvainen: 2500 mg/kg betaiinilisäravinteena vähensi ripulin esiintyvyyttä tehokkaammin kuin 1250 mg/kg betaiinilisäravinteena. Vieroitettujen porsaiden suorituskyky oli kuitenkin samanlainen molemmilla lisäravinteita käytettäessä. Muut tutkijat ovat osoittaneet, että vieroitettujen porsaiden ripulin ja sairastuvuuden määrät ovat alhaisemmat, kun niitä on täydennetty 800 mg/kg betaiinilla.
Mielenkiintoista kyllä, betaiinihydrokloridilla on potentiaalisia happamoittavia vaikutuksia betaiinin lähteenä. Lääketieteessä betaiinihydrokloridilisäravinteita käytetään usein yhdessä pepsiinin kanssa vatsa- ja ruoansulatusongelmista kärsivien ihmisten auttamiseksi. Tässä tapauksessa betaiinihydrokloridi toimii turvallisena suolahapon lähteenä. Vaikka tästä ominaisuudesta ei ole saatavilla tietoa, kun betaiinihydrokloridia lisätään porsaiden rehuun, sillä voi olla merkitystä. Tiedetään, että vieroitetuilla porsailla mahan pH voi olla suhteellisen korkea (pH > 4), mikä häiritsee pepsiiniproteiinia hajottavan entsyymin aktivoitumista sen esiasteessa pepsinogeenissa. Optimaalinen proteiinin sulatus on tärkeää paitsi siksi, että eläimet voivat hyödyntää tätä ravintoainetta täysimääräisesti. Lisäksi huonosti sulanut proteiini voi johtaa opportunististen patogeenien tarpeettomaan lisääntymiseen ja pahentaa vieroituksen jälkeistä ripulia. Betaiinin pKa-arvo on alhainen, noin 1,8, mikä aiheuttaa betaiinihydrokloridin hajoamisen nieltynä, mikä johtaa mahan happamoitumiseen. Tätä tilapäistä uudelleen happamoitumista on havaittu alustavissa ihmiskokeissa ja koirakokeissa. Koirilla, joita aiemmin oli hoidettu hapon vähentäjillä, mahan pH laski dramaattisesti noin pH 7:stä pH 2:een kerta-annoksen jälkeen, joka oli 750 mg tai 1500 mg betaiinihydrokloridia. Kontrollikoirilla, jotka eivät saaneet lääkettä, mahan pH laski kuitenkin merkittävästi, noin 2:een, riippumatta betaiinihydrokloridin saannista.
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