Betain har en positiv effekt på tarmen hos avvenne grisunger, men blir ofte glemt når man vurderer mulige kosttilskudd for å støtte tarmhelsen eller redusere problemer forbundet med avvenningsdiaré. Å tilsette betain som et funksjonelt næringsstoff i fôret kan påvirke dyr på en rekke måter.
For det første har betain en svært potent metylgruppedonorevne, hovedsakelig i dyrelever. På grunn av overføring av ustabile metylgrupper forbedres syntesen av forskjellige forbindelser som metionin, karnitin og kreatin. Dermed påvirker betain protein-, lipid- og energimetabolismen hos dyr, og endrer dermed slaktekroppens sammensetning på en gunstig måte.
For det andre kan betain tilsettes fôr som et beskyttende organisk penetreringsmiddel. Betain fungerer som et osmobeskyttende middel, som hjelper celler i hele kroppen med å opprettholde væskebalanse og cellulær aktivitet, spesielt i perioder med stress. Et velkjent eksempel er den gunstige effekten av betain på dyr som lider av varmestress.
Ulike gunstige effekter på dyrenes ytelse er beskrevet som et resultat av betaintilskudd i vannfri form eller hydrokloridform. Denne artikkelen vil fokusere på de mange mulighetene for å bruke betain som fôrtilsetning for å støtte tarmhelsen hos avvenne grisunger.
Flere betainstudier har rapportert effekten av betain på næringsstofffordøyelighet i ileum og tykktarm hos griser. Gjentatte observasjoner av økt fiberfordøyelighet i ileum (råfiber eller nøytral og sur vaskemiddelfiber) tyder på at betain stimulerer bakteriell fermentering i tynntarmen fordi enterocytter ikke produserer fibernedbrytende enzymer. Fiberholdige plantedeler inneholder næringsstoffer som kan frigjøres når mikrobielle fibre brytes ned. Dermed ble det også observert en forbedring i fordøyeligheten av tørrstoff og råaske. På nivå med hele mage-tarmkanalen viste grisunger fôret med en diett på 800 mg betain/kg forbedret fordøyelighet av råprotein (+6,4 %) og tørrstoff (+4,2 %). I tillegg fant en annen studie at den tilsynelatende totale fordøyeligheten av råprotein (+3,7 %) og eterekstrakt (+6,7 %) ble forbedret med betaintilskudd på 1250 mg/kg.
En mulig årsak til den observerte økningen i næringsopptak er effekten av betain på enzymproduksjon. En nylig in vivo-studie av effekten av betaintilskudd hos avvenne grisunger vurderte aktiviteten til fordøyelsesenzymer (amylase, maltase, lipase, trypsin og chymotrypsin) i fordøyelsesfôret (fig. 1). Aktiviteten til alle enzymer økte, med unntak av maltase, og effekten av betain var mer uttalt ved en dose på 2500 mg betain/kg fôr enn ved en dose på 1250 mg/kg fôr. Økt aktivitet kan skyldes økt enzymproduksjon, men kan også skyldes økt katalytisk effektivitet hos enzymene. In vitro-eksperimenter har vist at trypsin- og amylaseaktivitet hemmes ved å skape høyt osmotisk trykk gjennom tilsetning av NaCl. I dette eksperimentet gjenopprettet tilsetning av betain i forskjellige konsentrasjoner den hemmende effekten av NaCl og forbedret enzymaktiviteten. Når det imidlertid ikke ble tilsatt natriumklorid til bufferløsningen, hadde betaininklusjonskomplekset ingen effekt på enzymaktiviteten ved lavere konsentrasjoner, men viste en hemmende effekt ved relativt høye konsentrasjoner.
Forbedret vekstytelse og fôrkonverteringsrater er rapportert hos griser fôret med betain, samt forbedret fordøyelighet. Tilsetning av betain i grisefôr reduserer også dyrets energibehov. Hypotesen for denne observerte effekten er at når betain er tilgjengelig for å opprettholde intracellulært osmotisk trykk, reduseres behovet for ionepumper (en prosess som krever energi). I situasjoner der energiinntaket er begrenset, forventes effekten av betaintilskudd å være større ved å øke veksten snarere enn ved å opprettholde energibehovet.
Epitelceller i tarmveggen må takle de svært variable osmotiske forholdene som skapes av innholdet i tarmlumen under fordøyelsen av næringsstoffer. Samtidig er disse tarmepitelcellene essensielle for å kontrollere utvekslingen av vann og forskjellige næringsstoffer mellom tarmlumen og plasma. For å beskytte celler mot disse tøffe forholdene er betain en viktig organisk penetrant. Hvis man ser på konsentrasjonen av betain i forskjellige vev, kan man se at tarmvevet har ganske høye nivåer av betain. I tillegg har det blitt bemerket at disse nivåene kan påvirkes av betainkonsentrasjoner i kosten. Velbalanserte celler vil ha bedre proliferasjonskapasitet og god stabilitet. Oppsummert fant forskerne at økende betainnivåer hos grisunger økte høyden på duodenalvilli og dybden på ileumkrypter, og villi ble mer ensartede.
I en annen studie kunne man observere en økning i villushøyde uten effekt på kryptdybden i tolvfingertarmen, jejunum og ileum. Den beskyttende effekten av betain på tarmstrukturen kan være viktigere ved spesifikke (osmotiske) sykdommer, slik det er observert hos slaktekyllinger med kokkidier.
Tarmbarrieren består hovedsakelig av epitelceller som er festet til hverandre gjennom tette forbindelsesproteiner. Integriteten til denne barrieren er viktig for å forhindre inntrengning av skadelige stoffer og patogene bakterier som ellers kan forårsake betennelse. Hos griser antas negative effekter på tarmbarrieren å være et resultat av fôrforurensning med mykotoksiner eller en av de negative effektene av varmestress.
For å måle effekten på barriereeffekten testes cellelinjer ofte in vitro ved å måle transepitelial elektrisk motstand (TEER). Forbedringer i TEER har blitt observert i en rekke in vitro-eksperimenter på grunn av bruk av betain. TEER avtar når celler utsettes for høye temperaturer (42 °C) (figur 2). Tilsetning av betain til vekstmediet til disse oppvarmede cellene motvirket reduksjonen i TEER, noe som indikerer forbedret termotoleranse. I tillegg viste in vivo-studier på grisunger økt uttrykk av tette forbindelsesproteiner (okkludin, claudin1 og zonula-okklusjoner-1) i jejunalvevet hos dyr som fikk betain i en dose på 1250 mg/kg sammenlignet med kontrollgruppen. I tillegg ble diaminoksidaseaktivitet, en markør for tarmslimhinneskade, betydelig redusert i plasmaet til disse grisene, noe som indikerer en sterkere tarmbarriere. Når betain ble tilsatt dietten til slaktegriser, ble økningen i tarmens strekkfasthet målt ved slakting.
Nylig har flere studier knyttet betain til antioksidantsystemet og beskrevet en reduksjon i frie radikaler, en reduksjon i malondialdehyd (MDA)-nivåer og en økning i glutationperoksidase (GSH-Px)-aktivitet. En nylig studie på grisunger viste at GSH-Px-aktiviteten i jejunum var økt, mens betain fra kosten ikke hadde noen effekt på MDA.
Betain fungerer ikke bare som et osmobeskyttende middel hos dyr, men ulike bakterier kan akkumulere betain gjennom de novo-syntese eller transport fra miljøet. Det finnes bevis for at betain kan ha en positiv effekt på bakteriefloraen i mage-tarmkanalen hos avvenne grisunger. Det totale antallet ileumbakterier økte, spesielt bifidobakterier og laktobaciller. I tillegg ble det påvist lavere antall Enterobacteriaceae i avføringen.
Den siste observerte effekten av betain på tarmhelsen hos avvenne grisunger var en reduksjon i forekomsten av diaré. Denne effekten kan være doseavhengig: kosttilskudd med betain i en dose på 2500 mg/kg var mer effektivt i å redusere forekomsten av diaré enn betain i en dose på 1250 mg/kg. Imidlertid var ytelsen til avvenne grisunger lik ved begge tilskuddsnivåene. Andre forskere har vist lavere forekomst av diaré og sykelighet hos avvenne grisunger når de ble tilsatt 800 mg/kg betain.
Interessant nok har betainhydroklorid potensielle forsurende effekter som en kilde til betain. Innen medisin brukes ofte betainhydrokloridtilskudd i kombinasjon med pepsin for å hjelpe personer med mage- og fordøyelsesproblemer. I dette tilfellet fungerer betainhydroklorid som en trygg kilde til saltsyre. Selv om det ikke finnes informasjon tilgjengelig om denne egenskapen når betainhydroklorid inkluderes i grisefôr, kan det være viktig. Det er kjent at hos avvenne grisunger kan mage-pH-en være relativt høy (pH > 4), og dermed forstyrre aktiveringen av det pepsinproteinnedbrytende enzymet i forløperen pepsinogen. Optimal proteinfordøyelse er viktig ikke bare slik at dyr kan dra full nytte av dette næringsstoffet. I tillegg kan dårlig fordøyd protein føre til unødvendig spredning av opportunistiske patogener og forverre problemet med diaré etter avvenning. Betain har en lav pKa-verdi på omtrent 1,8, noe som fører til at betainhydroklorid dissosierer ved inntak, noe som resulterer i magesyre. Denne midlertidige re-surgjøringen har blitt observert i foreløpige studier på mennesker og i hundestudier. Hunder som tidligere ble behandlet med syrenøytraliserende midler opplevde en dramatisk reduksjon i magesekkens pH fra omtrent pH 7 til pH 2 etter en enkelt dose på 750 mg eller 1500 mg betainhydroklorid. Hos kontrollhunder som ikke fikk legemidlet, sank imidlertid magesekkens pH betydelig. Omtrent 2, uavhengig av inntak 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