Betain har en positiv effekt på tarmen hos avvanda griskultingar, men glöms ofta bort när man överväger möjliga kosttillskott för att stödja tarmhälsan eller minska problem i samband med avvänjningsdiarré. Att tillsätta betain som ett funktionellt näringsämne i fodret kan påverka djuren på en mängd olika sätt.
För det första har betain en mycket potent förmåga att donera metylgrupper, främst i djurlever. På grund av överföringen av instabila metylgrupper förbättras syntesen av olika föreningar såsom metionin, karnitin och kreatin. Således påverkar betain djurens protein-, lipid- och energimetabolism, vilket positivt förändrar slaktkroppens sammansättning.
För det andra kan betain tillsättas i foder som ett skyddande organiskt penetrerande ämne. Betain fungerar som ett osmoprotektant och hjälper celler i hela kroppen att upprätthålla vätskebalans och cellaktivitet, särskilt under perioder av stress. Ett välkänt exempel är betains gynnsamma effekt på djur som lider av värmestress.
Olika positiva effekter på djurens prestation har beskrivits som ett resultat av betaintillskott i vattenfri form eller hydrokloridform. Denna artikel kommer att fokusera på de många möjligheterna att använda betain som fodertillsats för att stödja tarmhälsan hos avvanda griskultingar.
Flera betainstudier har rapporterat effekterna av betain på näringsämnesmältbarheten i ileum och kolon hos grisar. Upprepade observationer av ökad fibersmältbarhet i ileum (råfiber eller neutral och sur fiber) tyder på att betain stimulerar bakteriell fermentering i tunntarmen eftersom enterocyter inte producerar fibernedbrytande enzymer. Fiberväxtdelar innehåller näringsämnen som kan frigöras när mikrobiella fibrer bryts ner. Således observerades också en förbättring av smältbarheten av torrsubstans och råaska. På nivån av hela mag-tarmkanalen visade griskultingar som fick en diet på 800 mg betain/kg förbättrad smältbarhet av råprotein (+6,4 %) och torrsubstans (+4,2 %). Dessutom fann en annan studie att den synbara totala smältbarheten av råprotein (+3,7 %) och eterextrakt (+6,7 %) förbättrades med betaintillskott på 1250 mg/kg.
En möjlig orsak till den observerade ökningen av näringsupptaget är betainets effekt på enzymproduktionen. En nyligen genomförd in vivo-studie om effekterna av betaintillskott hos avvanda griskultingar utvärderade aktiviteten hos matsmältningsenzymer (amylas, maltas, lipas, trypsin och kymotrypsin) i digestam (Fig. 1). Aktiviteten hos alla enzymer ökade, med undantag för maltas, och effekten av betain var mer uttalad vid en dos på 2500 mg betain/kg foder än vid en dos på 1250 mg/kg foder. Ökad aktivitet kan bero på ökad enzymproduktion, men kan också bero på ökad katalytisk effektivitet hos enzymerna. In vitro-experiment har visat att trypsin- och amylasaktivitet hämmas genom att skapa högt osmotiskt tryck genom tillsats av NaCl. I detta experiment återställde tillsats av betain i olika koncentrationer den hämmande effekten av NaCl och förbättrade enzymaktiviteten. När ingen natriumklorid tillsattes buffertlösningen hade emellertid betaininklusionskomplexet ingen effekt på enzymaktiviteten vid lägre koncentrationer, men uppvisade en hämmande effekt vid relativt höga koncentrationer.
Förbättrad tillväxtprestanda och foderomvandling har rapporterats hos grisar som utfodrats med betain, liksom förbättrad smältbarhet. Tillsats av betain i grisfoder minskar också djurets energibehov. Hypotesen för denna observerade effekt är att när betain är tillgängligt för att upprätthålla intracellulärt osmotiskt tryck, minskar behovet av jonkumpar (en process som kräver energi). I situationer där energiintaget är begränsat förväntas effekten av betaintillskott således vara större genom att öka tillväxten snarare än genom att upprätthålla energibehovet.
Epitelceller i tarmväggen måste hantera de mycket varierande osmotiska förhållanden som skapas av innehållet i tarmlumen under matsmältningen av näringsämnen. Samtidigt är dessa tarmepitelceller viktiga för att kontrollera utbytet av vatten och olika näringsämnen mellan tarmlumen och plasma. För att skydda celler från dessa hårda förhållanden är betain en viktig organisk penetrant. Om man tittar på koncentrationen av betain i olika vävnader kan man se att tarmvävnaden har ganska höga nivåer av betain. Dessutom har det noterats att dessa nivåer kan påverkas av betainkoncentrationerna i kosten. Välbalanserade celler har bättre proliferationskapacitet och god stabilitet. Sammanfattningsvis fann forskarna att ökande betainnivåer hos griskultingar ökade höjden på duodenalvilli och djupet på ileumkrypterna, och villi blev mer enhetliga.
I en annan studie kunde en ökning av villihöjden utan effekt på kryptdjupet observeras i duodenum, jejunum och ileum. Betains skyddande effekt på tarmstrukturen kan vara viktigare vid specifika (osmotiska) sjukdomar, vilket observerats hos slaktkycklingar med koccidier.
Tarmbarriären består huvudsakligen av epitelceller som är fästa vid varandra via tight junction-proteiner. Denna barriärs integritet är avgörande för att förhindra att skadliga ämnen och patogena bakterier som annars skulle kunna orsaka inflammation tränger in. Hos grisar tros negativa effekter på tarmbarriären vara ett resultat av foderförorening med mykotoxiner eller en av de negativa effekterna av värmestress.
För att mäta effekten på barriäreffekten testas cellinjer ofta in vitro genom att mäta transepitelial elektrisk resistans (TEER). Förbättringar i TEER har observerats i ett flertal in vitro-experiment på grund av användningen av betain. TEER minskar när celler exponeras för höga temperaturer (42 °C) (Figur 2). Tillsats av betain till tillväxtmediet för dessa uppvärmda celler motverkade minskningen av TEER, vilket indikerar förbättrad termotolerans. Dessutom visade in vivo-studier på griskultingar ökat uttryck av tight junction-proteiner (ockludin, claudin1 och zonula occlusions-1) i jejunalvävnaden hos djur som fick betain i en dos av 1250 mg/kg jämfört med kontrollgruppen. Dessutom minskade diaminoxidasaktiviteten, en markör för tarmslemhinneskada, signifikant i plasman hos dessa grisar, vilket indikerar en starkare tarmbarriär. När betain tillsattes till slaktgrisarnas kost mättes ökningen av tarmens draghållfasthet vid slakt.
Nyligen har flera studier kopplat betain till antioxidantsystemet och beskrivit en minskning av fria radikaler, en minskning av malondialdehyd (MDA)-nivåer och en ökning av glutationperoxidas (GSH-Px)-aktivitet. En nyligen genomförd studie på griskultingar visade att GSH-Px-aktiviteten i jejunum ökade, medan betain från kosten inte hade någon effekt på MDA.
Betain fungerar inte bara som ett osmoprotektor hos djur, utan olika bakterier kan ackumulera betain genom de novo-syntes eller transport från omgivningen. Det finns bevis för att betain kan ha en positiv effekt på bakteriefloran i mag-tarmkanalen hos avvanda griskultingar. Det totala antalet ileumbakterier ökade, särskilt bifidobakterier och laktobaciller. Dessutom detekterades lägre antal Enterobacteriaceae i avföringen.
Den senast observerade effekten av betain på tarmhälsan hos avvanda griskultingar var en minskning av förekomsten av diarré. Denna effekt kan vara dosberoende: kosttillskott med betain i en dos på 2500 mg/kg var mer effektivt för att minska förekomsten av diarré än betain i en dos på 1250 mg/kg. Avvanda griskultingars prestation var dock likartad vid båda tillskottsnivåerna. Andra forskare har visat lägre förekomst av diarré och sjuklighet hos avvanda griskultingar när de tillskottades med 800 mg/kg betain.
Intressant nog har betainhydroklorid potentiella försurande effekter som en källa till betain. Inom medicin används betainhydrokloridtillskott ofta i kombination med pepsin för att hjälpa personer med mag- och matsmältningsproblem. I detta fall fungerar betainhydroklorid som en säker källa till saltsyra. Även om det inte finns någon information tillgänglig om denna egenskap när betainhydroklorid ingår i griskultingfoder, kan det vara viktigt. Det är känt att hos avvanda griskultingar kan magsäckens pH vara relativt högt (pH > 4), vilket stör aktiveringen av det pepsinproteinnedbrytande enzymet i dess prekursor pepsinogen. Optimal proteinnedbrytning är viktig inte bara för att djuren ska kunna dra full nytta av detta näringsämne. Dessutom kan dåligt smält protein leda till onödig spridning av opportunistiska patogener och förvärra problemet med diarré efter avvänjning. Betain har ett lågt pKa-värde på cirka 1,8, vilket gör att betainhydroklorid dissocierar vid intag, vilket resulterar i magsyra. Denna tillfälliga återförsurning har observerats i preliminära studier på människor och i hundstudier. Hundar som tidigare behandlats med syrahämmare upplevde en dramatisk minskning av magsäckens pH-värde från cirka 7 till 2 efter en engångsdos på 750 mg eller 1500 mg betainhydroklorid. Hos kontrollhundar som inte fick läkemedlet minskade dock magsäckens pH-värde signifikant, cirka 2, oavsett intag av betainhydroklorid.
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