بتائین تأثیر مثبتی بر روده خوکچه‌های از شیر گرفته شده دارد، اما اغلب هنگام بررسی مکمل‌های احتمالی برای حمایت از سلامت روده یا کاهش مشکلات مرتبط با اسهال از شیر گرفتن، فراموش می‌شود. افزودن بتائین به عنوان یک ماده مغذی کاربردی به خوراک می‌تواند از طرق مختلفی بر حیوانات تأثیر بگذارد.
اول، بتائین توانایی بسیار قوی در اهدای گروه متیل دارد، عمدتاً در کبد حیوانات. به دلیل انتقال گروه‌های متیل ناپایدار، سنتز ترکیبات مختلفی مانند متیونین، کارنیتین و کراتین افزایش می‌یابد. بنابراین، بتائین بر متابولیسم پروتئین، چربی و انرژی حیوانات تأثیر می‌گذارد و در نتیجه ترکیب لاشه را به طور مفیدی تغییر می‌دهد.
ثانیاً، بتائین می‌تواند به عنوان یک ماده نفوذکننده آلی محافظ به خوراک اضافه شود. بتائین به عنوان یک محافظ اسمزی عمل می‌کند و به سلول‌های سراسر بدن کمک می‌کند تا تعادل مایعات و فعالیت سلولی را، به ویژه در دوره‌های استرس، حفظ کنند. یک مثال شناخته شده، اثر مفید بتائین بر حیواناتی است که از استرس گرمایی رنج می‌برند.
اثرات مفید مختلفی بر عملکرد حیوانات در نتیجه مکمل بتائین به شکل بی‌آب یا هیدروکلراید شرح داده شده است. این مقاله بر روی امکانات فراوان استفاده از بتائین به عنوان یک افزودنی خوراک برای حمایت از سلامت روده در خوکچه‌های از شیر گرفته شده تمرکز خواهد کرد.
چندین مطالعه بتائین اثرات بتائین را بر قابلیت هضم مواد مغذی در ایلئوم و روده بزرگ خوک‌ها گزارش کرده‌اند. مشاهدات مکرر افزایش قابلیت هضم فیبر در ایلئوم (فیبر خام یا فیبر شوینده خنثی و اسیدی) نشان می‌دهد که بتائین تخمیر باکتریایی را در روده کوچک تحریک می‌کند زیرا انتروسیت‌ها آنزیم‌های تجزیه‌کننده فیبر تولید نمی‌کنند. بخش‌های فیبری گیاه حاوی مواد مغذی هستند که می‌توانند هنگام تجزیه فیبرهای میکروبی آزاد شوند. بنابراین، بهبود قابلیت هضم ماده خشک و خاکستر خام نیز مشاهده شد. در سطح کل دستگاه گوارش، خوکچه‌هایی که با رژیم غذایی 800 میلی‌گرم بتائین در کیلوگرم تغذیه شدند، قابلیت هضم پروتئین خام (+6.4٪) و ماده خشک (+4.2٪) بهبود یافته‌ای را نشان دادند. علاوه بر این، مطالعه دیگری نشان داد که قابلیت هضم کلی ظاهری پروتئین خام (+3.7٪) و عصاره اتر (+6.7٪) با مکمل بتائین در 1250 میلی‌گرم در کیلوگرم بهبود یافته است.
یکی از دلایل احتمالی افزایش مشاهده شده در جذب مواد مغذی، تأثیر بتائین بر تولید آنزیم است. یک مطالعه اخیر در داخل بدن (in vivo) در مورد اثرات مکمل بتائین در خوکچه‌های از شیر گرفته شده، فعالیت آنزیم‌های گوارشی (آمیلاز، مالتاز، لیپاز، تریپسین و کیموتریپسین) را در مواد هضم شده ارزیابی کرد (شکل 1). فعالیت همه آنزیم‌ها، به استثنای مالتاز، افزایش یافت و اثر بتائین در دوز 2500 میلی‌گرم بتائین در کیلوگرم خوراک نسبت به دوز 1250 میلی‌گرم در کیلوگرم خوراک بارزتر بود. افزایش فعالیت ممکن است ناشی از افزایش تولید آنزیم باشد، اما همچنین ممکن است ناشی از افزایش راندمان کاتالیزوری آنزیم‌ها باشد. آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان داده‌اند که فعالیت‌های تریپسین و آمیلاز با ایجاد فشار اسمزی بالا از طریق افزودن NaCl مهار می‌شوند. در این آزمایش، افزودن بتائین در غلظت‌های مختلف، اثر مهاری NaCl را بازیابی و فعالیت آنزیم را بهبود بخشید. با این حال، هنگامی که هیچ کلرید سدیمی به محلول بافر اضافه نشد، کمپلکس بتائین در غلظت‌های پایین‌تر هیچ تاثیری بر فعالیت آنزیم نداشت، اما در غلظت‌های نسبتاً بالا اثر مهاری نشان داد.
بهبود عملکرد رشد و نرخ تبدیل خوراک در خوک‌هایی که با بتائین در رژیم غذایی تغذیه شده‌اند، و همچنین بهبود قابلیت هضم گزارش شده است. افزودن بتائین به رژیم غذایی خوک‌ها، نیاز انرژی حیوان را نیز کاهش می‌دهد. فرضیه این اثر مشاهده شده این است که وقتی بتائین برای حفظ فشار اسمزی درون سلولی در دسترس باشد، نیاز به پمپ‌های یونی (فرآیندی که نیاز به انرژی دارد) کاهش می‌یابد. بنابراین، در شرایطی که مصرف انرژی محدود است، انتظار می‌رود اثر مکمل بتائین با افزایش رشد بیشتر از حفظ نیاز انرژی باشد.
سلول‌های اپیتلیال دیواره روده باید با شرایط اسمزی بسیار متغیری که توسط محتویات لومن روده در طول هضم مواد مغذی ایجاد می‌شود، کنار بیایند. در عین حال، این سلول‌های اپیتلیال روده برای کنترل تبادل آب و مواد مغذی مختلف بین لومن روده و پلاسما ضروری هستند. برای محافظت از سلول‌ها در برابر این شرایط سخت، بتائین یک ماده آلی نفوذکننده مهم است. اگر به غلظت بتائین در بافت‌های مختلف نگاه کنید، می‌توانید ببینید که بافت روده دارای سطوح نسبتاً بالایی از بتائین است. علاوه بر این، اشاره شده است که این سطوح ممکن است تحت تأثیر غلظت بتائین در رژیم غذایی قرار گیرند. سلول‌های متعادل، ظرفیت تکثیر بهتر و پایداری خوبی خواهند داشت. به طور خلاصه، محققان دریافتند که افزایش سطح بتائین در بچه خوک‌ها، ارتفاع پرزهای دوازدهه و عمق کریپت‌های ایلئوم را افزایش می‌دهد و پرزها یکنواخت‌تر می‌شوند.
در مطالعه دیگری، افزایش ارتفاع پرزها بدون تأثیر بر عمق کریپت در دوازدهه، ژژنوم و ایلئوم مشاهده شد. اثر محافظتی بتائین بر ساختار روده ممکن است در بیماری‌های خاص (اسمزی) اهمیت بیشتری داشته باشد، همانطور که در جوجه‌های گوشتی مبتلا به کوکسیدیا مشاهده شد.
سد روده‌ای در درجه اول از سلول‌های اپیتلیال تشکیل شده است که از طریق پروتئین‌های اتصال محکم به یکدیگر متصل شده‌اند. یکپارچگی این سد برای جلوگیری از ورود مواد مضر و باکتری‌های بیماری‌زا که در غیر این صورت می‌توانند باعث التهاب شوند، ضروری است. در خوک‌ها، تصور می‌شود که اثرات منفی بر سد روده‌ای نتیجه آلودگی خوراک با مایکوتوکسین‌ها یا یکی از اثرات منفی استرس گرمایی باشد.
برای اندازه‌گیری تأثیر بر اثر سد، رده‌های سلولی اغلب با اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی ترانس‌اپیتلیال (TEER) در شرایط آزمایشگاهی (in vitro) آزمایش می‌شوند. بهبود در TEER در آزمایش‌های آزمایشگاهی متعدد به دلیل استفاده از بتائین مشاهده شده است. TEER هنگامی که سلول‌ها در معرض دمای بالا (42 درجه سانتیگراد) قرار می‌گیرند، کاهش می‌یابد (شکل 2). افزودن بتائین به محیط رشد این سلول‌های گرم شده، کاهش TEER را خنثی کرد که نشان دهنده بهبود تحمل حرارتی است. علاوه بر این، مطالعات درون تنی در خوکچه‌ها افزایش بیان پروتئین‌های اتصال محکم (occludin، claudin1 و zonula occlusions-1) را در بافت ژژنوم حیواناتی که بتائین را با دوز 1250 میلی‌گرم بر کیلوگرم دریافت می‌کردند، در مقایسه با گروه کنترل نشان داد. علاوه بر این، فعالیت دی‌آمین اکسیداز، نشانگر آسیب مخاط روده، در پلاسمای این خوک‌ها به طور قابل توجهی کاهش یافت که نشان دهنده سد روده‌ای قوی‌تر است. هنگامی که بتائین به رژیم غذایی خوک‌های در حال رشد اضافه شد، افزایش استحکام کششی روده در زمان کشتار اندازه‌گیری شد.
اخیراً، چندین مطالعه، بتائین را به سیستم آنتی‌اکسیدانی مرتبط دانسته‌اند و کاهش رادیکال‌های آزاد، کاهش سطح مالون‌دی‌آلدئید (MDA) و افزایش فعالیت گلوتاتیون پراکسیداز (GSH-Px) را توصیف کرده‌اند. یک مطالعه اخیر روی بچه‌خوک‌ها نشان داد که فعالیت GSH-Px در ژژنوم افزایش یافته است، در حالی که بتائین غذایی هیچ تاثیری بر MDA نداشت.
بتائین نه تنها به عنوان یک محافظ اسمزی در حیوانات عمل می‌کند، بلکه باکتری‌های مختلف می‌توانند بتائین را از طریق سنتز de novo یا انتقال از محیط جمع کنند. شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد بتائین ممکن است تأثیر مثبتی بر فلور باکتریایی دستگاه گوارش خوک‌های از شیر گرفته شده داشته باشد. تعداد کل باکتری‌های ایلئوم، به ویژه بیفیدوباکتری‌ها و لاکتوباسیل‌ها، افزایش یافت. علاوه بر این، تعداد کمتری از انتروباکتریاسه‌ها در مدفوع شناسایی شد.
آخرین اثر مشاهده شده بتائین بر سلامت روده در خوکچه‌های از شیر گرفته شده، کاهش بروز اسهال بود. این اثر ممکن است وابسته به دوز باشد: مکمل غذایی با بتائین با دوز 2500 میلی‌گرم بر کیلوگرم در کاهش بروز اسهال نسبت به بتائین با دوز 1250 میلی‌گرم بر کیلوگرم مؤثرتر بود. با این حال، عملکرد خوکچه‌های از شیر گرفته شده در هر دو سطح مکمل مشابه بود. سایر محققان میزان پایین‌تر اسهال و عوارض را در خوکچه‌های از شیر گرفته شده هنگام مکمل شدن با 800 میلی‌گرم بر کیلوگرم بتائین نشان داده‌اند.
جالب توجه است که بتائین هیدروکلراید به عنوان منبع بتائین، اثرات اسیدی کننده بالقوه‌ای دارد. در پزشکی، مکمل‌های بتائین هیدروکلراید اغلب در ترکیب با پپسین برای کمک به افراد مبتلا به مشکلات معده و گوارشی استفاده می‌شوند. در این مورد، بتائین هیدروکلراید به عنوان منبع ایمن اسید هیدروکلریک عمل می‌کند. اگرچه هیچ اطلاعاتی در مورد این خاصیت در هنگام استفاده از بتائین هیدروکلراید در خوراک خوکچه‌ها در دسترس نیست، اما ممکن است مهم باشد. مشخص است که در خوکچه‌های از شیر گرفته شده، pH معده می‌تواند نسبتاً بالا باشد (pH > 4)، در نتیجه در فعال شدن آنزیم تجزیه کننده پروتئین پپسین در پیش‌ساز آن، پپسینوژن، اختلال ایجاد می‌کند. هضم بهینه پروتئین نه تنها برای اینکه حیوانات بتوانند از این ماده مغذی نهایت استفاده را ببرند، مهم است. علاوه بر این، پروتئینی که به خوبی هضم نشده باشد می‌تواند منجر به تکثیر غیرضروری عوامل بیماری‌زای فرصت‌طلب شود و مشکل اسهال پس از شیر گرفتن را بدتر کند. بتائین دارای مقدار pKa پایین تقریباً 1.8 است که باعث می‌شود بتائین هیدروکلراید هنگام مصرف تجزیه شود و در نتیجه اسیدی شدن معده را به همراه داشته باشد. این اسیدی شدن مجدد موقت در مطالعات اولیه انسانی و در مطالعات سگ مشاهده شده است. سگ‌هایی که قبلاً با کاهش‌دهنده‌های اسید درمان شده بودند، پس از یک دوز واحد ۷۵۰ میلی‌گرم یا ۱۵۰۰ میلی‌گرم بتائین هیدروکلراید، کاهش چشمگیری در pH معده از تقریباً pH 7 به pH 2 را تجربه کردند. با این حال، در سگ‌های گروه کنترل که دارو دریافت نکردند، pH معده به طور قابل توجهی کاهش یافت. تقریباً ۲، صرف نظر از مصرف بتائین هیدروکلراید.
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