Η βεταΐνη είναι μια φυσική ένωση που κατανέμεται ευρέως στα φυτά και τα ζώα. Ως πρόσθετο ζωοτροφών, παρέχεται σε άνυδρη ή υδροχλωρική μορφή. Μπορεί να προστεθεί στις ζωοτροφές για διάφορους σκοπούς.
Καταρχάς, αυτοί οι σκοποί μπορεί να σχετίζονται με την πολύ αποτελεσματική ικανότητα δότη μεθυλίου της βεταϊνης, η οποία εμφανίζεται κυρίως στο ήπαρ. Λόγω της μεταφοράς ασταθών μεθυλομάδων, προάγεται η σύνθεση διαφόρων ενώσεων όπως η μεθειονίνη, η καρνιτίνη και η κρεατίνη. Με αυτόν τον τρόπο, η βεταϊνη επηρεάζει τον μεταβολισμό των πρωτεϊνών, των λιπιδίων και της ενέργειας, αλλάζοντας έτσι ευεργετικά τη σύνθεση του σφαγίου.
Δεύτερον, ο σκοπός της προσθήκης βεταϊνης στις ζωοτροφές μπορεί να σχετίζεται με τη λειτουργία της ως προστατευτικό οργανικό διεισδυτικό. Σε αυτή τη λειτουργία, η βεταϊνη βοηθά τα κύτταρα σε όλο το σώμα να διατηρούν την ισορροπία του νερού και την κυτταρική δραστηριότητα, ειδικά κατά τη διάρκεια περιόδων στρες. Ένα γνωστό παράδειγμα είναι η θετική επίδραση της βεταϊνης σε ζώα υπό θερμικό στρες.
Στους χοίρους, έχουν περιγραφεί διάφορες ευεργετικές επιδράσεις της συμπλήρωσης βεταϊνης. Αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί στον ρόλο της βεταϊνης ως πρόσθετο ζωοτροφών στην εντερική υγεία των απογαλακτισμένων χοιριδίων.
Αρκετές μελέτες για τη βεταΐνη έχουν αναφέρει την επίδραση στην πεπτικότητα των θρεπτικών συστατικών στον ειλεό ή σε ολόκληρο το πεπτικό σύστημα των χοίρων. Επαναλαμβανόμενες παρατηρήσεις αυξημένης πεπτικότητας των ινών στον ειλεό (ακατέργαστες ίνες ή ουδέτερες και όξινες απορρυπαντικές ίνες) δείχνουν ότι η βεταΐνη διεγείρει τη ζύμωση βακτηρίων που υπάρχουν ήδη στο λεπτό έντερο, επειδή τα εντερικά κύτταρα δεν παράγουν ένζυμα που αποικοδομούν τις ίνες. Το ινώδες μέρος του φυτού περιέχει θρεπτικά συστατικά, τα οποία μπορούν να απελευθερωθούν κατά την αποικοδόμηση αυτής της μικροβιακής ίνας.
Συνεπώς, παρατηρήθηκε επίσης βελτιωμένη πεπτικότητα της ξηράς ουσίας και της ακατέργαστης τέφρας. Σε επίπεδο συνολικού πεπτικού συστήματος, έχει αναφερθεί ότι τα χοιρίδια που έλαβαν συμπλήρωμα διατροφής 800 mg βεταϊνης/kg παρουσίασαν βελτιωμένη πεπτικότητα της ακατέργαστης πρωτεΐνης (+6,4%) και της ξηράς ουσίας (+4,2%). Επιπλέον, μια διαφορετική μελέτη έδειξε ότι με τη συμπλήρωση με 1.250 mg/kg βεταϊνης, βελτιώθηκε η φαινομενική συνολική πεπτικότητα της ακατέργαστης πρωτεΐνης (+3,7%) και του αιθερικού εκχυλίσματος (+6,7%).
Ένας πιθανός λόγος για την παρατηρούμενη αύξηση στην πεπτικότητα των θρεπτικών συστατικών είναι η επίδραση της βεταϊνης στην παραγωγή ενζύμων. Σε μια πρόσφατη μελέτη in vivo σχετικά με την προσθήκη βεταϊνης σε απογαλακτισμένα χοιρίδια, αξιολογήθηκε η δραστικότητα των πεπτικών ενζύμων (αμυλάση, μαλτάση, λιπάση, θρυψίνη και χυμοθρυψίνη) στον χυμό (Σχήμα 1). Όλα τα ένζυμα εκτός από τη μαλτάση έδειξαν αυξημένη δραστικότητα και η επίδραση της βεταϊνης ήταν πιο έντονη στα 2.500 mg βεταϊνης/kg τροφής παρά στα 1.250 mg/kg. Η αύξηση της δραστικότητας μπορεί να είναι αποτέλεσμα αύξησης στην παραγωγή ενζύμων ή μπορεί να είναι αποτέλεσμα αύξησης στην καταλυτική αποτελεσματικότητα του ενζύμου.
Σχήμα 1 - Δράση εντερικών ενζύμων πέψης χοιριδίων που έχουν συμπληρωθεί με 0 mg/kg, 1.250 mg/kg ή 2.500 mg/kg βεταΐνης.
Σε πειράματα in vitro, αποδείχθηκε ότι με την προσθήκη NaCl για την παραγωγή υψηλής οσμωτικής πίεσης, αναστέλλονται οι δραστηριότητες της τρυψίνης και της αμυλάσης. Η προσθήκη διαφορετικών επιπέδων βεταϊνης σε αυτή τη δοκιμή αποκατέστησε την ανασταλτική δράση του NaCl και την αυξημένη ενζυμική δραστηριότητα. Ωστόσο, όταν το NaCl δεν προστίθεται στο ρυθμιστικό διάλυμα, η βεταϊνη δεν επηρεάζει την ενζυμική δραστηριότητα σε χαμηλότερη συγκέντρωση, αλλά εμφανίζει ανασταλτική δράση σε υψηλότερη συγκέντρωση.
Όχι μόνο η αυξημένη πεπτικότητα μπορεί να εξηγήσει την αναφερόμενη αύξηση στην απόδοση ανάπτυξης και τον ρυθμό μετατροπής της τροφής των χοίρων που λαμβάνουν συμπληρώματα βεταϊνης στη διατροφή τους. Η προσθήκη βεταϊνης στις δίαιτες των χοίρων μειώνει επίσης τις ενεργειακές ανάγκες συντήρησης του ζώου. Η υπόθεση για αυτό το παρατηρούμενο αποτέλεσμα είναι ότι όταν η βεταϊνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διατήρηση της ενδοκυτταρικής οσμωτικής πίεσης, μειώνεται η ζήτηση για αντλίες ιόντων, η οποία είναι μια διαδικασία που απαιτεί ενέργεια. Στην περίπτωση περιορισμένης πρόσληψης ενέργειας, το αποτέλεσμα της συμπλήρωσης βεταϊνης αναμένεται να είναι πιο έντονο αυξάνοντας την ενεργειακή προσφορά για ανάπτυξη παρά για συντήρηση.
Τα επιθηλιακά κύτταρα που καλύπτουν το εντερικό τοίχωμα πρέπει να αντιμετωπίζουν τις εξαιρετικά μεταβλητές οσμωτικές συνθήκες που δημιουργούνται από το περιεχόμενο του αυλού κατά την πέψη των θρεπτικών συστατικών. Ταυτόχρονα, αυτά τα εντερικά κύτταρα πρέπει να ελέγχουν την ανταλλαγή νερού και διαφόρων θρεπτικών συστατικών μεταξύ του εντερικού αυλού και του πλάσματος. Προκειμένου να προστατευθούν τα κύτταρα από αυτές τις δύσκολες συνθήκες, η βεταϊνη είναι ένα σημαντικό οργανικό διεισδυτικό. Κατά την παρατήρηση της συγκέντρωσης βεταϊνης σε διαφορετικούς ιστούς, η περιεκτικότητα σε βεταϊνη στους εντερικούς ιστούς είναι αρκετά υψηλή. Επιπλέον, έχει παρατηρηθεί ότι αυτά τα επίπεδα επηρεάζονται από τη συγκέντρωση βεταϊνης στη διατροφή. Τα καλά ισορροπημένα κύτταρα θα έχουν καλύτερο πολλαπλασιασμό και καλύτερες ικανότητες αποκατάστασης. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η αύξηση του επιπέδου βεταϊνης των χοιριδίων αυξάνει το ύψος των δωδεκαδακτυλικών λαχνών και το βάθος των ειλεϊκών κρυπτών, και οι λάχνες είναι πιο ομοιόμορφες.
Σε μια άλλη μελέτη, παρατηρήθηκε αύξηση στο ύψος των λαχνών στο δωδεκαδάκτυλο, τη νήστιδα και τον ειλεό, αλλά δεν υπήρξε καμία επίδραση στο βάθος των κρυπτών. Όπως παρατηρήθηκε σε κοτόπουλα κρεατοπαραγωγής που είχαν μολυνθεί με κοκκίδια, η προστατευτική επίδραση της βεταΐνης στη δομή του εντέρου μπορεί να είναι ακόμη πιο σημαντική υπό ορισμένες (ωσμωτικές) προκλήσεις.
Ο εντερικός φραγμός αποτελείται κυρίως από επιθηλιακά κύτταρα, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με πρωτεΐνες στενής σύνδεσης. Η ακεραιότητα αυτού του φραγμού είναι απαραίτητη για την αποτροπή της εισόδου επιβλαβών ουσιών και παθογόνων βακτηρίων, τα οποία διαφορετικά θα προκαλούσαν φλεγμονή. Για τους χοίρους, η αρνητική επίδραση του εντερικού φραγμού θεωρείται αποτέλεσμα της μόλυνσης από μυκοτοξίνες στην τροφή ή μία από τις αρνητικές επιπτώσεις του θερμικού στρες.
Προκειμένου να μετρηθεί η επίδραση στο φαινόμενο φραγμού, συχνά χρησιμοποιούνται in vitro δοκιμές κυτταρικών σειρών για τη μέτρηση της τρανσπιθηλιακής ηλεκτρικής αντίστασης (TEER). Με την εφαρμογή βεταϊνης, μπορεί να παρατηρηθεί βελτιωμένο TEER σε πολλαπλά πειράματα in vitro. Όταν η μπαταρία εκτίθεται σε υψηλή θερμοκρασία (42°C), το TEER μειώνεται (Σχήμα 2). Η προσθήκη βεταϊνης στο μέσο ανάπτυξης αυτών των κυττάρων που εκτέθηκαν σε θερμότητα αντιστάθμισε τη μειωμένη TEER, υποδεικνύοντας αυξημένη αντοχή στη θερμότητα.
Σχήμα 2 - Επιδράσεις in vitro της υψηλής θερμοκρασίας και της βεταΐνης στην κυτταρική διαεπιθηλιακή αντίσταση (TEER).
Επιπλέον, σε μια μελέτη in vivo σε χοιρίδια, μετρήθηκε η αυξημένη έκφραση πρωτεϊνών στενής σύνδεσης (occludin, cloudin1 και zonula occludens-1) στον ιστό της νήστιδας των ζώων που έλαβαν 1.250 mg/kg βεταϊνης σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου. Επιπλέον, ως δείκτης βλάβης του εντερικού βλεννογόνου, η δραστικότητα της διαμινοοξειδάσης στο πλάσμα αυτών των χοίρων μειώθηκε σημαντικά, υποδεικνύοντας ένα ισχυρότερο εντερικό φραγμό. Όταν η βεταϊνη προστέθηκε στη διατροφή των χοίρων ανάπτυξης-πώλησης, η αύξηση της εντερικής αντοχής σε εφελκυσμό μετρήθηκε κατά τη στιγμή της σφαγής.
Πρόσφατα, αρκετές μελέτες έχουν συνδέσει τη βεταΐνη με το αντιοξειδωτικό σύστημα και έχουν περιγράψει μειωμένες ελεύθερες ρίζες, μειωμένα επίπεδα μαλονδιαλδεΰδης (MDA) και βελτιωμένη δραστικότητα της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης (GSH-Px).
Η βεταΐνη δεν δρα μόνο ως ωσμωπροστατευτικό στα ζώα. Επιπλέον, πολλά βακτήρια μπορούν να συσσωρεύσουν βεταΐνη μέσω de novo σύνθεσης ή μεταφοράς από το περιβάλλον. Υπάρχουν ενδείξεις ότι η βεταΐνη μπορεί να έχει θετική επίδραση στον αριθμό των βακτηρίων στο γαστρεντερικό σωλήνα των απογαλακτισμένων χοιριδίων. Ο συνολικός αριθμός των βακτηρίων του ειλεού, ιδιαίτερα των bifidobacteria και των γαλακτοβακίλλων, έχει αυξηθεί. Επιπλέον, βρέθηκαν χαμηλότερες ποσότητες Enterobacter στα κόπρανα.
Τέλος, παρατηρείται ότι η επίδραση της βεταΐνης στην εντερική υγεία των απογαλακτισμένων χοιριδίων είναι η μείωση του ποσοστού διάρροιας. Αυτή η επίδραση μπορεί να εξαρτάται από τη δόση: το συμπλήρωμα διατροφής 2.500 mg/kg βεταΐνης είναι πιο αποτελεσματικό από τα 1.250 mg/kg βεταΐνης στη μείωση του ποσοστού διάρροιας. Ωστόσο, η απόδοση των απογαλακτισμένων χοιριδίων στα δύο επίπεδα συμπληρώματος ήταν παρόμοια. Άλλοι ερευνητές έχουν δείξει ότι όταν προστίθενται 800 mg/kg βεταΐνης, το ποσοστό και η συχνότητα εμφάνισης διάρροιας στα απογαλακτισμένα χοιρίδια είναι χαμηλότερα.
Η βεταΐνη έχει χαμηλή τιμή pKa περίπου 1,8, η οποία οδηγεί σε διάσπαση της υδροχλωρικής βεταΐνης μετά την κατάποση, οδηγώντας σε γαστρική οξίνιση.
Το ενδιαφέρον στοιχείο είναι η πιθανή οξίνιση της υδροχλωρικής βεταϊνης ως πηγής βεταϊνης. Στην ιατρική, τα συμπληρώματα υδροχλωρικής βεταϊνης χρησιμοποιούνται συχνά σε συνδυασμό με πεψίνη για την υποστήριξη ατόμων με προβλήματα στομάχου και πεπτικά προβλήματα. Σε αυτήν την περίπτωση, η υδροχλωρική βεταϊνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ασφαλής πηγή υδροχλωρικού οξέος. Αν και δεν υπάρχουν πληροφορίες σχετικά με αυτήν την ιδιότητα όταν η υδροχλωρική βεταϊνη περιέχεται σε ζωοτροφές για χοιρίδια, μπορεί να είναι πολύ σημαντική.
Είναι γνωστό ότι το pH του γαστρικού υγρού των απογαλακτισμένων χοιριδίων μπορεί να είναι σχετικά υψηλό (pH>4), γεγονός που θα επηρεάσει την ενεργοποίηση του προδρόμου πεψίνης προς τον πρόδρομο πεψινογόνο. Η βέλτιστη πέψη πρωτεϊνών δεν είναι σημαντική μόνο για τα ζώα ώστε να επιτύχουν καλή διαθεσιμότητα αυτού του θρεπτικού συστατικού. Επιπλέον, η πρωτεΐνη δυσπεψίας μπορεί να προκαλέσει επιβλαβή πολλαπλασιασμό ευκαιριακών παθογόνων και να αυξήσει το πρόβλημα της διάρροιας μετά τον απογαλακτισμό. Η βεταΐνη έχει χαμηλή τιμή pKa περίπου 1,8, η οποία οδηγεί στην αποσύνδεση της υδροχλωρικής βεταΐνης μετά την κατάποση, οδηγώντας σε γαστρική οξίνιση.
Αυτή η βραχυπρόθεσμη επαναξινισμός έχει παρατηρηθεί σε μια προκαταρκτική μελέτη σε ανθρώπους και σε μελέτες σε σκύλους. Μετά από μία εφάπαξ δόση 750 mg ή 1.500 mg υδροχλωρικής βεταϊνης, το pH του στομάχου σκύλων που είχαν προηγουμένως υποβληθεί σε θεραπεία με παράγοντες μείωσης του γαστρικού οξέος μειώθηκε σημαντικά από περίπου 7 σε pH 2. Ωστόσο, σε σκύλους ελέγχου που δεν υποβλήθηκαν σε θεραπεία, το pH του στομάχου ήταν περίπου 2, κάτι που δεν σχετιζόταν με τη συμπλήρωση υδροχλωρικής βεταϊνης.
Η βεταΐνη έχει θετική επίδραση στην εντερική υγεία των απογαλακτισμένων χοιριδίων. Αυτή η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας υπογραμμίζει διαφορετικές ευκαιρίες για τη βεταΐνη στην υποστήριξη της πέψης και της απορρόφησης των θρεπτικών συστατικών, στη βελτίωση των φυσικών προστατευτικών φραγμών, στην επίδραση της μικροχλωρίδας και στην ενίσχυση των αμυντικών ικανοτήτων των χοιριδίων.