Бетаин је природно једињење широко распрострањено у биљкама и животињама. Као адитив за сточну храну, доступан је у безводном или хидрохлоридном облику. Може се додавати сточној храни у различите сврхе.
Пре свега, ове сврхе могу бити повезане са веома ефикасном способношћу бетаина да донира метил групе, што се углавном дешава у јетри. Због преноса нестабилних метил група, подстиче се синтеза различитих једињења као што су метионин, карнитин и креатин. На овај начин, бетаин утиче на метаболизам протеина, липида и енергије, чиме благотворно мења састав трупа.
Друго, сврха додавања бетаина у храну може бити повезана са његовом функцијом заштитног органског пенетранта. У овој функцији, бетаин помаже ћелијама у целом телу да одрже равнотежу воде и ћелијску активност, посебно током периода стреса. Добро познат пример је позитиван ефекат бетаина на животиње под топлотним стресом.
Код свиња су описани различити корисни ефекти суплементације бетаином. Овај чланак ће се фокусирати на улогу бетаина као адитива у храни у здрављу црева код одбијених прасади.
Неколико студија о бетаину је известило о утицају на сварљивост хранљивих материја у илеуму или целом дигестивном тракту свиња. Поновљена посматрања повећане сварљивости влакана у илеуму (сирова влакна или неутрална и кисела детерџентна влакна) указују на то да бетаин стимулише ферментацију бактерија које су већ присутне у танком цреву, јер цревне ћелије не производе ензиме који разграђују влакна. Влакнасти део биљке садржи хранљиве материје које се могу ослободити током разградње ових микробних влакана.
Стога је примећена и побољшана сварљивост суве материје и сировог пепела. На нивоу укупног дигестивног тракта, објављено је да прасади којима је додато 800 мг бетаина/кг исхране имају побољшану сварљивост сировог протеина (+6,4%) и суве материје (+4,2%). Поред тога, друга студија је показала да је, додавањем 1.250 мг/кг бетаина, побољшана привидна укупна сварљивост сировог протеина (+3,7%) и етарског екстракта (+6,7%).
Један од могућих разлога за примећено повећање сварљивости хранљивих материја је ефекат бетаина на производњу ензима. У недавној in vivo студији о додавању бетаина прасадима након одбијања, процењена је активност дигестивних ензима (амилазе, малтазе, липазе, трипсина и химотрипсина) у химусу (Слика 1). Сви ензими осим малтазе показали су повећану активност, а ефекат бетаина био је израженији при 2.500 мг бетаина/кг хране него при 1.250 мг/кг. Повећање активности може бити резултат повећања производње ензима или може бити резултат повећања каталитичке ефикасности ензима.
Слика 1 - Активност цревних дигестивних ензима код прасади којима је додат бетаин у количини од 0 мг/кг, 1.250 мг/кг или 2.500 мг/кг.
У ин витро експериментима, доказано је да је додавањем NaCl ради стварања високог осмотског притиска инхибирана активност трипсина и амилазе. Додавање различитих нивоа бетаина у овај тест обновило је инхибиторни ефекат NaCl и повећало активност ензима. Међутим, када се NaCl не дода у пуферски раствор, бетаин не утиче на активност ензима при нижој концентрацији, али показује инхибиторни ефекат при вишој концентрацији.
Не само повећана сварљивост може објаснити пријављено повећање раста и стопе конверзије хране код свиња којима се додаје бетаин у исхрани. Додавање бетаина у исхрану свиња такође смањује потребе животиње за енергијом за одржавање. Хипотеза за овај примећени ефекат је да када се бетаин може користити за одржавање интрацелуларног осмотског притиска, смањује се потреба за јонским пумпама, што је процес који захтева енергију. У случају ограниченог уноса енергије, очекује се да ће ефекат допуњавања бетаином бити израженији повећањем снабдевања енергијом за раст, а не за одржавање.
Епителне ћелије које облажу цревни зид морају да се носе са веома променљивим осмотским условима које ствара садржај лумена током варења хранљивих материја. Истовремено, ове цревне ћелије морају да контролишу размену воде и различитих хранљивих материја између цревног лумена и плазме. Да би се ћелије заштитиле од ових изазовних услова, бетаин је важан органски пенетрант. Када се посматра концентрација бетаина у различитим ткивима, садржај бетаина у цревним ткивима је прилично висок. Поред тога, примећено је да на ове нивое утиче концентрација бетаина у исхрани. Добро избалансиране ћелије ће имати бољу пролиферацију и боље могућности опоравка. Стога су истраживачи открили да повећање нивоа бетаина код прасади повећава висину дуоденалних ресица и дубину илеалних крипти, а ресице су уједначеније.
У другој студији, могло се приметити повећање висине ресица у дуоденуму, јејунуму и илеуму, али није било утицаја на дубину крипти. Као што је примећено код бројлера заражених кокцидијама, заштитни ефекат бетаина на структуру црева може бити још важнији под одређеним (осмотским) изазовима.
Цревна баријера се углавном састоји од епителних ћелија, које су међусобно повезане протеинима чврсте конекције. Интегритет ове баријере је неопходан за спречавање уласка штетних супстанци и патогених бактерија, које би иначе изазвале упалу. Код свиња се негативан утицај цревне баријере сматра резултатом контаминације микотоксинима у храни или једним од негативних ефеката топлотног стреса.
Да би се измерио утицај на ефекат баријере, често се користе in vitro тестови ћелијских линија за мерење трансепителног електричног отпора (TEER). Применом бетаина, побољшани TEER се може посматрати у вишеструким in vitro експериментима. Када је батерија изложена високој температури (42°C), TEER ће се смањити (Слика 2). Додавање бетаина у медијум за раст ових ћелија изложених топлоти неутралисало је смањени TEER, што указује на повећану отпорност на топлоту.
Слика 2 - Ин витро ефекти високе температуре и бетаина на трансепителни отпор ћелија (TEER).
Поред тога, у in vivo студији на прасадима, измерена је повећана експресија протеина чврсте спојнице (оклудин, клаудин1 и зонула оклуденс-1) у ткиву јејунума животиња које су примиле 1.250 мг/кг бетаина у поређењу са контролном групом. Поред тога, као маркер оштећења цревне слузокоже, активност диамин оксидазе у плазми ових свиња је значајно смањена, што указује на јачу цревну баријеру. Када је бетаин додат у исхрану свиња у тову и завршној фази, повећање цревне затезне чврстоће је мерено у време клања.
Недавно је неколико студија повезало бетаин са антиоксидативним системом и описало смањене слободне радикале, смањене нивое малондиалдехида (МДА) и побољшану активност глутатион пероксидазе (ГСХ-Пк).
Бетаин не делује само као осмопротектант код животиња. Поред тога, многе бактерије могу акумулирати бетаин путем de novo синтезе или транспорта из околине. Постоје знаци да бетаин може имати позитиван ефекат на број бактерија у гастроинтестиналном тракту одбијених прасади. Укупан број илеалних бактерија, посебно бифидобактерија и лактобацила, се повећао. Поред тога, у фецесу су пронађене мање количине ентеробактерија.
Коначно, примећено је да ефекат бетаина на здравље црева код одбијених прасади јесте смањење стопе дијареје. Овај ефекат може бити зависан од дозе: дијететски додатак од 2.500 мг/кг бетаина је ефикаснији од 1.250 мг/кг бетаина у смањењу стопе дијареје. Међутим, учинак одбијених прасади на два нивоа додатка био је сличан. Други истраживачи су показали да када се дода 800 мг/кг бетаина, стопа и учесталост дијареје код одбијених прасади је нижа.
Бетаин има ниску pKa вредност од око 1,8, што доводи до дисоцијације бетаин HCl након гутања, што доводи до желудачне киселости.
Занимљива храна је потенцијално закисељавање бетаин хидрохлорида као извора бетаина. У хуманој медицини, суплементи бетаин хидрохлорида се често користе у комбинацији са пепсином за подршку људима са стомачним проблемима и проблемима са варењем. У овом случају, бетаин хидрохлорид се може користити као безбедан извор хлороводоничне киселине. Иако нема информација о овом својству када се бетаин хидрохлорид налази у храни за прасад, може бити веома важно.
Добро је познато да pH вредност желудачног сока код одбијених прасади може бити релативно висока (pH > 4), што ће утицати на активацију прекурсора пепсина у његов прекурсор пепсиноген. Оптимално варење протеина није важно само за животиње како би добиле добру доступност овог хранљивог материје. Поред тога, лоше варење протеина може изазвати штетну пролиферацију опортунистичких патогена и повећати проблем дијареје након одбијања. Бетаин има ниску pKa вредност од око 1,8, што доводи до дисоцијације бетаин HCl након гутања, што доводи до закисељавања желуца.
Ова краткотрајна реакидезација је примећена у прелиминарној студији на људима и студијама на псима. Након једне дозе од 750 мг или 1.500 мг бетаин хидрохлорида, pH вредност желуца паса који су претходно третирани средствима за смањење желудачне киселине значајно је пала са око 7 на pH 2. Међутим, код нетретираних контролних паса, pH вредност желуца је била око 2, што није било повезано са суплементацијом бетаин хидрохлорида.
Бетаин има позитиван ефекат на здравље црева прасади након одбијања од сисе. Овај преглед литературе истиче различите могућности бетаина да подржи варење и апсорпцију хранљивих материја, побољша физичке заштитне баријере, утиче на микробиоту и побољша одбрамбене способности прасади.