Betain, bitki ve hayvanlarda yaygın olarak bulunan doğal bir bileşiktir. Yem katkı maddesi olarak susuz veya hidroklorür formunda bulunur. Çeşitli amaçlarla hayvan yemlerine eklenebilir.
Öncelikle bu amaçların, betainin esas olarak karaciğerde oluşan çok etkili metil verici özelliği ile ilişkili olabileceği düşünülmektedir. Kararsız metil gruplarının transferi sayesinde metiyonin, karnitin ve kreatin gibi çeşitli bileşiklerin sentezi teşvik edilmektedir. Bu şekilde betain, protein, lipid ve enerji metabolizmasını etkileyerek karkas kompozisyonunu olumlu yönde değiştirmektedir.
İkinci olarak, betainin yemlere eklenmesinin amacı, koruyucu organik bir penetran olarak işleviyle ilgili olabilir. Bu işleviyle betain, vücuttaki hücrelerin su dengesini ve hücre aktivitesini, özellikle stres dönemlerinde korumasına yardımcı olur. Bunun iyi bilinen bir örneği, betainin ısı stresi altındaki hayvanlar üzerindeki olumlu etkisidir.
Domuzlarda betain takviyesinin farklı faydalı etkileri tanımlanmıştır. Bu makalede betainin sütten kesilmiş domuz yavrularının bağırsak sağlığında yem katkı maddesi olarak rolüne odaklanılacaktır.
Betainin domuzların ileum veya toplam sindirim kanalındaki besin maddelerinin sindirilebilirliği üzerindeki etkisini bildiren birçok çalışma bulunmaktadır. Lifin (ham lif veya nötr ve asit deterjan lifi) ileum sindirilebilirliğinin arttığına dair tekrarlanan gözlemler, betainin ince bağırsakta zaten mevcut olan bakterilerin fermantasyonunu uyardığını göstermektedir, çünkü bağırsak hücreleri lif parçalayıcı enzimler üretmemektedir. Bitkinin lif kısmı, bu mikrobiyal lifin parçalanması sırasında açığa çıkabilen besin maddeleri içerir.
Bu nedenle kuru madde ve ham kül sindirilebilirliğinde de iyileşme gözlendi. Toplam sindirim sistemi düzeyinde, 800 mg betain/kg diyet takviyesi yapılan domuz yavrularının ham protein (+%6,4) ve kuru madde (+%4,2) sindirilebilirliğinde iyileşme olduğu bildirilmiştir. Ayrıca, farklı bir çalışma, 1.250 mg/kg betain takviyesi ile ham proteinin (+%3,7) ve eter ekstraktının (+%6,7) görünür toplam sindirilebilirliğinin iyileştiğini göstermiştir.
Besin sindirilebilirliğindeki gözlemlenen artışın olası nedenlerinden biri betainin enzim üretimi üzerindeki etkisidir. Sütten kesilmiş domuz yavrularına betain eklenmesiyle ilgili yakın zamanda yapılan bir in vivo çalışmada, kimustaki sindirim enzimlerinin (amilaz, maltaz, lipaz, tripsin ve kimotripsin) aktivitesi değerlendirilmiştir (Şekil 1). Maltaz hariç tüm enzimler aktivite artışı göstermiş ve betainin etkisi 2500 mg betain/kg yemde 1250 mg/kg'a göre daha belirgin olmuştur. Aktivitedeki artış, enzim üretimindeki artışın sonucu olabileceği gibi, enzimin katalitik etkinliğindeki artışın da sonucu olabilir.
Şekil 1-0 mg/kg, 1.250 mg/kg veya 2.500 mg/kg betain takviyesi yapılan domuz yavrularının bağırsak sindirim enzim aktivitesi.
İn vitro deneylerde, yüksek ozmotik basınç oluşturmak için NaCl eklendiğinde tripsin ve amilaz aktivitelerinin inhibe edildiği kanıtlanmıştır. Bu teste farklı seviyelerde betain eklenmesi, NaCl'nin inhibe edici etkisini geri kazandırmış ve enzim aktivitesini artırmıştır. Ancak, tampon çözeltiye NaCl eklenmediğinde, betain daha düşük konsantrasyonda enzim aktivitesini etkilememekte, ancak daha yüksek konsantrasyonda inhibe edici etki göstermektedir.
Domuzların diyetlerinde betain takviyesi yapıldığında, bildirilen büyüme performansı ve yem dönüşüm oranındaki artış, yalnızca artan sindirilebilirlikle açıklanamaz. Domuz diyetlerine betain eklenmesi, hayvanın bakım enerjisi gereksinimlerini de azaltır. Bu gözlemlenen etki için hipotez, betain hücre içi ozmotik basıncı korumak için kullanıldığında, enerji gerektiren bir süreç olan iyon pompalarına olan talebin azalmasıdır. Sınırlı enerji alımı durumunda, betain takviyesinin etkisinin, bakım için değil, büyüme için enerji arzını artırarak daha belirgin olması beklenir.
Bağırsak duvarını döşeyen epitel hücreleri, besin sindirimi sırasında lümen içeriğinin oluşturduğu oldukça değişken ozmotik koşullarla başa çıkmak zorundadır. Aynı zamanda, bu bağırsak hücreleri, bağırsak lümeni ve plazma arasında su ve farklı besin maddelerinin değişimini kontrol etmelidir. Hücreleri bu zorlu koşullardan korumak için betain önemli bir organik penetrandır. Farklı dokulardaki betain konsantrasyonları gözlemlendiğinde, bağırsak dokularındaki betain içeriği oldukça yüksektir. Ayrıca, bu seviyelerin diyet betain konsantrasyonundan etkilendiği görülmüştür. İyi dengelenmiş hücreler daha iyi çoğalma ve daha iyi iyileşme yeteneklerine sahip olacaktır. Bu nedenle, araştırmacılar domuz yavrularının betain seviyesinin artırılmasının duodenum villuslarının yüksekliğini ve ileal kriptlerin derinliğini artırdığını ve villusların daha düzgün olduğunu bulmuşlardır.
Başka bir çalışmada duodenum, jejunum ve ileumda villusların yüksekliğinde artış gözlemlenmiş ancak kriptlerin derinliğinde bir etki saptanmamıştır. Koksidiya ile enfekte etlik piliçlerde gözlendiği gibi betainin bağırsak yapısı üzerindeki koruyucu etkisi bazı (ozmotik) zorluklar altında daha da önemli hale gelebilmektedir.
Bağırsak bariyeri, esas olarak birbirine sıkı bağlantı proteinleriyle bağlı epitel hücrelerden oluşur. Bu bariyerin bütünlüğü, aksi takdirde iltihaplanmaya neden olacak zararlı maddelerin ve patojenik bakterilerin girişini önlemek için çok önemlidir. Domuzlar için bağırsak bariyerinin olumsuz etkisinin, yemdeki mikotoksin kontaminasyonunun veya ısı stresinin olumsuz etkilerinden biri olduğu düşünülmektedir.
Bariyer etkisi üzerindeki etkiyi ölçmek için, hücre hatlarının in vitro testleri genellikle transepitelyal elektrik direncini (TEER) ölçmek için kullanılır. Betain uygulamasıyla, birden fazla in vitro deneyde iyileştirilmiş TEER gözlemlenebilir. Pil yüksek sıcaklığa (42°C) maruz kaldığında, TEER azalacaktır (Şekil 2). Isıya maruz kalan bu hücrelerin büyüme ortamına betain eklenmesi, azalan TEER'i dengeleyerek ısı direncinin arttığını göstermiştir.
Şekil 2-Yüksek sıcaklık ve betainin hücre transepitelyal direnci (TEER) üzerindeki in vitro etkileri.
Ayrıca domuz yavrularında yapılan in vivo bir çalışmada, 1250 mg/kg betain alan hayvanların jejunum dokusunda sıkı bağlantı proteinlerinin (okludin, klaudin1 ve zonula okludens-1) ekspresyonunun kontrol grubuna göre arttığı ölçüldü. Ayrıca, bağırsak mukoza hasarının bir belirteci olarak, bu domuzların plazmasındaki diamin oksidaz aktivitesi önemli ölçüde azaldı ve bu da daha güçlü bir bağırsak bariyerine işaret etti. Büyüyen-bitiren domuzların diyetine betain eklendiğinde, bağırsak çekme dayanımındaki artış kesim anında ölçüldü.
Son zamanlarda yapılan bazı çalışmalarda betain antioksidan sistemle ilişkilendirilmiş ve serbest radikallerin azaldığı, malondialdehit (MDA) düzeylerinin düştüğü ve glutatyon peroksidaz (GSH-Px) aktivitesinin iyileştiği açıklanmıştır.
Betain hayvanlarda sadece ozmoprotektan olarak etki etmez. Ayrıca birçok bakteri, betaini de novo sentez veya çevreden taşıma yoluyla biriktirebilir. Betainin sütten kesilmiş domuz yavrularının gastrointestinal sistemindeki bakteri sayısı üzerinde olumlu bir etkiye sahip olabileceğine dair işaretler vardır. İleal bakterilerin, özellikle bifidobakteriler ve laktobasillerin toplam sayısı artmıştır. Ayrıca dışkıda daha düşük miktarda Enterobacter bulunmuştur.
Son olarak, betainin sütten kesilmiş domuz yavrularının bağırsak sağlığı üzerindeki etkisinin ishal oranını azaltması olduğu gözlemlenmiştir. Bu etki doza bağlı olabilir: 2.500 mg/kg betain diyet takviyesi, ishal oranını azaltmada 1.250 mg/kg betainden daha etkilidir. Ancak, sütten kesilmiş domuz yavrularının iki takviye seviyesindeki performansı benzerdi. Diğer araştırmacılar, 800 mg/kg betain eklendiğinde, sütten kesilmiş domuz yavrularında ishal oranının ve sıklığının daha düşük olduğunu göstermiştir.
Betainin pKa değeri yaklaşık 1,8 olup, bu değer yutulduktan sonra betain HCl'nin ayrışmasına ve mide asidifikasyonuna yol açar.
İlginç olan, betain hidroklorürün betain kaynağı olarak potansiyel asitlenmesidir. İnsan tıbbında, betain HCl takviyeleri genellikle mide sorunları ve sindirim sorunları olan kişileri desteklemek için pepsin ile birlikte kullanılır. Bu durumda, betain hidroklorür güvenli bir hidroklorik asit kaynağı olarak kullanılabilir. Domuz yavrusu yeminde betain hidroklorür bulunduğunda bu özellik hakkında bilgi olmamasına rağmen, çok önemli olabilir.
Sütten kesilmiş domuz yavrularının mide öz suyunun pH'ının nispeten yüksek (pH>4) olabileceği ve bunun pepsin öncüsünün öncüsü pepsinojene aktivasyonunu etkileyeceği iyi bilinmektedir. Optimal protein sindirimi, hayvanların bu besinin iyi bir şekilde elde edilmesi için önemli olmakla kalmaz. Ayrıca, hazımsızlık proteini fırsatçı patojenlerin zararlı çoğalmasına neden olabilir ve sütten kesme sonrası ishal sorununu artırabilir. Betainin pKa değeri yaklaşık 1,8'dir ve bu da yutulduktan sonra betain HCl'nin ayrışmasına ve mide asitlenmesine yol açar.
Bu kısa süreli yeniden asitlenme, insanlarda yapılan bir ön çalışmada ve köpeklerde yapılan çalışmalarda gözlemlenmiştir. 750 mg veya 1.500 mg betain hidroklorür tek bir dozundan sonra, daha önce mide asidi azaltıcı maddelerle tedavi edilen köpeklerin mide pH'ı yaklaşık 7'den pH 2'ye ciddi şekilde düşmüştür. Ancak tedavi edilmeyen kontrol köpeklerinde mide pH'ı yaklaşık 2 idi ve bu betain HCl takviyesiyle ilişkili değildi.
Betain, sütten kesilmiş domuz yavrularının bağırsak sağlığı üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Bu literatür taraması, betainin besin sindirimini ve emilimini destekleme, fiziksel koruyucu bariyerleri iyileştirme, mikrobiyotayı etkileme ve domuz yavrularının savunma yeteneklerini artırma konusunda farklı fırsatları vurgulamaktadır.