Betainas teigiamai veikia nujunkytų paršelių žarnyną, tačiau dažnai apie jį pamirštama, kai svarstoma apie galimus papildus, skirtus žarnyno sveikatai palaikyti arba sumažinti su nujunkymo metu atsirandantį viduriavimą. Į pašarus įtraukus betainą kaip funkcinę maistinę medžiagą, gyvūnai gali būti paveikti įvairiais būdais.
Pirma, betainas pasižymi labai stipriu metilo grupių donoro gebėjimu, pirmiausia gyvūnų kepenyse. Dėl nestabilių metilo grupių perkėlimo sustiprėja įvairių junginių, tokių kaip metioninas, karnitinas ir kreatinas, sintezė. Taigi, betainas veikia gyvūnų baltymų, lipidų ir energijos metabolizmą, taip teigiamai pakeisdamas skerdenos sudėtį.
Antra, betainas gali būti dedamas į pašarus kaip apsauginis organinis skverbiklis. Betainas veikia kaip osmoprotektantas, padėdamas ląstelėms visame kūne palaikyti skysčių pusiausvyrą ir ląstelių aktyvumą, ypač streso laikotarpiais. Gerai žinomas pavyzdys yra teigiamas betaino poveikis gyvūnams, kenčiantiems nuo karščio streso.
Aprašytas įvairus teigiamas bevandenio arba hidrochlorido pavidalo betaino poveikis gyvūnų produktyvumui. Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio bus skiriama daugeliui betaino naudojimo kaip pašarų priedo, skirto nujunkytų paršelių žarnyno sveikatai palaikyti, galimybių.
Keliuose betaino tyrimuose buvo pranešta apie betaino poveikį maistinių medžiagų virškinamumui kiaulių klubinėje ir gaubtinėje žarnoje. Pakartotiniai stebėjimai apie padidėjusį skaidulų virškinamumą klubinėje žarnoje (žalios skaidulos arba neutralių ir rūgščių ploviklių skaidulos) rodo, kad betainas stimuliuoja bakterijų fermentaciją plonojoje žarnoje, nes enterocitai negamina skaidulų skaidančių fermentų. Skaidulinėse augalų dalyse yra maistinių medžiagų, kurios gali būti išskiriamos, kai skaidosi mikrobų skaidulos. Taigi, taip pat pastebėtas sausųjų medžiagų ir žalių pelenų virškinamumo pagerėjimas. Viso virškinamojo trakto lygmeniu paršeliams, šertiems 800 mg betaino/kg pašaru, pagerėjo žalių baltymų (+6,4 %) ir sausųjų medžiagų (+4,2 %) virškinamumas. Be to, kitame tyrime nustatyta, kad bendras žalių baltymų (+3,7 %) ir eterio ekstrakto (+6,7 %) virškinamumas pagerėjo, kai betaino buvo pridėta 1250 mg/kg.
Viena iš galimų pastebėto maistinių medžiagų absorbcijos padidėjimo priežasčių yra betaino poveikis fermentų gamybai. Neseniai atliktame in vivo tyrime apie betaino papildų poveikį nujunkytiems paršeliams buvo įvertintas virškinimo fermentų (amilazės, maltazės, lipazės, tripsino ir chimotripsino) aktyvumas virškinamojoje medžiagoje (1 pav.). Visų fermentų aktyvumas padidėjo, išskyrus maltazę, o betaino poveikis buvo ryškesnis esant 2500 mg betaino/kg pašaro dozei nei 1250 mg/kg pašaro dozei. Padidėjęs aktyvumas gali atsirasti dėl padidėjusios fermentų gamybos, bet taip pat gali būti dėl padidėjusio fermentų katalizinio efektyvumo. In vitro eksperimentai parodė, kad tripsino ir amilazės aktyvumas slopinamas sukuriant didelį osmosinį slėgį, pridedant NaCl. Šiame eksperimente pridedant įvairių koncentracijų betaino, buvo atkurtas slopinamasis NaCl poveikis ir pagerintas fermentų aktyvumas. Tačiau, kai į buferinį tirpalą nebuvo įpilta natrio chlorido, betaino įtraukimo kompleksas neturėjo įtakos fermentų aktyvumui esant mažesnėms koncentracijoms, tačiau pasižymėjo slopinamuoju poveikiu esant santykinai didelėms koncentracijoms.
Kiaulių, šeriamų betainu, augimo rodikliai ir pašaro konversijos rodikliai pagerėjo, taip pat pagerėjo virškinamumas. Į kiaulių racioną įtraukus betaino, taip pat sumažėja gyvūno energijos poreikis. Šio pastebėto poveikio hipotezė yra ta, kad kai betainas yra prieinamas palaikyti tarpląstelinį osmosinį slėgį, sumažėja jonų siurblių (proceso, kuriam reikia energijos) poreikis. Taigi, situacijose, kai energijos suvartojimas yra ribotas, tikimasi, kad betaino papildų poveikis bus didesnis skatinant augimą, o ne palaikant energijos poreikius.
Žarnyno sienelės epitelio ląstelės turi susidoroti su labai kintančiomis osmosinėmis sąlygomis, kurias sukuria žarnyno spindžio turinys virškinant maistines medžiagas. Tuo pačiu metu šios žarnyno epitelio ląstelės yra būtinos kontroliuojant vandens ir įvairių maistinių medžiagų mainus tarp žarnyno spindžio ir plazmos. Betainas yra svarbus organinis skverbiklis, apsaugantis ląsteles nuo šių atšiaurių sąlygų. Pažvelgus į betaino koncentraciją įvairiuose audiniuose, matyti, kad žarnyno audiniuose yra gana didelis betaino kiekis. Be to, pastebėta, kad šiam kiekiui gali turėti įtakos betaino koncentracija maiste. Gerai subalansuotos ląstelės turės geresnį proliferacinį pajėgumą ir gerą stabilumą. Apibendrinant, tyrėjai nustatė, kad padidėjęs betaino kiekis paršeliams padidino dvylikapirštės žarnos gaurelių aukštį ir klubinės žarnos kriptų gylį, o gaureliai tapo vienodesni.
Kitame tyrime dvylikapirštėje žarnoje, tuščiojoje ir klubinėje žarnose buvo pastebėtas gaurelių aukščio padidėjimas be poveikio kriptų gyliui. Apsauginis betaino poveikis žarnyno struktūrai gali būti svarbesnis sergant specifinėmis (osmosinėmis) ligomis, kaip pastebėta kokcidijomis užkrėstiems broileriams.
Žarnyno barjerą daugiausia sudaro epitelio ląstelės, kurios yra sujungtos viena su kita per sandarius jungties baltymus. Šio barjero vientisumas yra būtinas siekiant užkirsti kelią kenksmingų medžiagų ir patogeninių bakterijų patekimui, kurios kitaip galėtų sukelti uždegimą. Manoma, kad kiaulėms neigiamas poveikis žarnyno barjerui atsiranda dėl pašarų užterštumo mikotoksinais arba dėl vieno iš neigiamų karščio streso padarinių.
Norint išmatuoti poveikį barjeriniam efektui, ląstelių linijos dažnai tiriamos in vitro, matuojant transepitelinę elektrinę varžą (TEER). Dėl betaino naudojimo daugelyje in vitro eksperimentų pastebėtas TEER pagerėjimas. TEER sumažėja, kai ląstelės veikiamos aukšta temperatūra (42 °C) (2 pav.). Betaino pridėjimas prie šių pašildytų ląstelių augimo terpės neutralizavo TEER sumažėjimą, o tai rodo pagerėjusį termotoleranciją. Be to, in vivo tyrimai su paršeliais atskleidė padidėjusią sandarių jungčių baltymų (okludino, klaudino1 ir zonulos okliuzijų-1) raišką gyvūnų, gavusių 1250 mg/kg betaino dozę, tuščiosios žarnos audinyje, palyginti su kontroline grupe. Be to, šių kiaulių plazmoje reikšmingai sumažėjo diamino oksidazės aktyvumas, žarnyno gleivinės pažeidimo žymuo, o tai rodo stipresnį žarnyno barjerą. Kai betainas buvo pridėtas prie penimų kiaulių raciono, skerdimo metu buvo matuojamas žarnyno tempimo stiprumo padidėjimas.
Neseniai atlikta keletas tyrimų, kuriuose betainas buvo susietas su antioksidacine sistema, ir aprašytas laisvųjų radikalų sumažėjimas, malondialdehido (MDA) kiekio sumažėjimas ir glutationo peroksidazės (GSH-Px) aktyvumo padidėjimas. Neseniai atliktas tyrimas su paršeliais parodė, kad padidėjo GSH-Px aktyvumas tuščiojoje žarnoje, o pašare esantis betainas neturėjo jokio poveikio MDA.
Betainas ne tik veikia kaip osmoprotektantas gyvūnams, bet ir įvairios bakterijos gali kaupti betainą de novo sintezės būdu arba pernešamos iš aplinkos. Yra įrodymų, kad betainas gali teigiamai paveikti nujunkytų paršelių virškinamojo trakto bakterinę florą. Padidėjo bendras klubinės žarnos bakterijų, ypač bifidobakterijų ir laktobacilų, skaičius. Be to, išmatose aptikta mažiau enterobakterijų.
Paskutinis pastebėtas betaino poveikis nujunkytų paršelių žarnyno sveikatai buvo sumažėjęs viduriavimo dažnis. Šis poveikis gali priklausyti nuo dozės: 2500 mg/kg betaino papildas pašaruose veiksmingiau sumažino viduriavimo dažnį nei 1250 mg/kg betaino dozė. Tačiau nujunkytų paršelių produktyvumas buvo panašus, kai buvo duodamas abiejuose papildų lygiuose. Kiti tyrėjai parodė, kad nujunkytiems paršeliams viduriavimo ir sergamumo dažnis buvo mažesnis, kai jiems buvo skirta 800 mg/kg betaino.
Įdomu tai, kad betaino hidrochloridas, būdamas betaino šaltiniu, gali turėti rūgštinantį poveikį. Medicinoje betaino hidrochlorido papildai dažnai vartojami kartu su pepsinu, siekiant padėti žmonėms, turintiems skrandžio ir virškinimo problemų. Šiuo atveju betaino hidrochloridas yra saugus druskos rūgšties šaltinis. Nors informacijos apie šią savybę, kai betaino hidrochlorido yra paršelių pašare, nėra, ji gali būti svarbi. Yra žinoma, kad nujunkytų paršelių skrandžio pH gali būti gana aukštas (pH > 4), todėl sutrikdomas pepsino baltymus skaidančio fermento, esančio jo pirmtake pepsinogene, aktyvavimas. Optimalus baltymų virškinimas yra svarbus ne tik tam, kad gyvūnai galėtų visapusiškai pasinaudoti šia maistine medžiaga. Be to, blogai virškinami baltymai gali sukelti nereikalingą oportunistinių patogenų dauginimąsi ir pabloginti viduriavimo po nujunkymo problemą. Betaino pKa vertė yra maža – maždaug 1,8, todėl betaino hidrochloridas skaidosi prarijus, sukeldamas skrandžio rūgštingumą. Šis laikinas pakartotinis rūgštėjimas buvo pastebėtas atliekant preliminarius tyrimus su žmonėmis ir šunimis. Šunims, anksčiau gydytiems rūgštingumą mažinančiais vaistais, po vienkartinės 750 mg arba 1500 mg betaino hidrochlorido dozės skrandžio pH smarkiai sumažėjo nuo maždaug 7 iki 2. Tačiau kontrolinėms šunims, kurie vaisto negavo, skrandžio pH reikšmingai sumažėjo – maždaug 2, nepriklausomai nuo betaino HCl suvartojimo.
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