Betain, bitkilerde ve hayvanlarda yaygın olarak bulunan doğal bir bileşiktir. Yem katkı maddesi olarak susuz veya hidroklorür formunda sağlanır. Çeşitli amaçlarla hayvan yemine eklenebilir.
Öncelikle, bu amaçlar, esas olarak karaciğerde meydana gelen betainin çok etkili metil verici özelliğiyle ilgili olabilir. Kararsız metil gruplarının transferi nedeniyle, metiyonin, karnitin ve kreatin gibi çeşitli bileşiklerin sentezi teşvik edilir. Bu şekilde betain, protein, lipit ve enerji metabolizmasını etkileyerek karkas bileşimini olumlu yönde değiştirir.
İkinci olarak, betainin yemlere eklenmesinin amacı, koruyucu bir organik nüfuz edici olarak işleviyle ilgili olabilir. Bu işlevinde betain, özellikle stres dönemlerinde, vücuttaki hücrelerin su dengesini ve hücre aktivitesini korumasına yardımcı olur. Bunun bilinen bir örneği, betainin ısı stresi altındaki hayvanlar üzerindeki olumlu etkisidir.
Domuzlarda betain takviyesinin farklı faydalı etkileri tanımlanmıştır. Bu makale, sütten kesilmiş domuz yavrularının bağırsak sağlığında betainin yem katkı maddesi olarak rolüne odaklanacaktır.
Betain ile ilgili çeşitli çalışmalar, domuzların ince bağırsağında veya tüm sindirim sisteminde besin maddelerinin sindirilebilirliği üzerindeki etkisini rapor etmiştir. Lifin (ham lif veya nötr ve asit deterjan lifi) ince bağırsakta sindirilebilirliğinin arttığına dair tekrarlanan gözlemler, betainin ince bağırsakta zaten mevcut olan bakterilerin fermantasyonunu uyardığını göstermektedir, çünkü bağırsak hücreleri lifi parçalayan enzimler üretmez. Bitkinin lif kısmı, bu mikrobiyal lifin parçalanması sırasında salınabilen besin maddeleri içerir.
Bu nedenle, kuru madde ve ham kül sindirilebilirliğinde de iyileşme gözlemlenmiştir. Toplam sindirim sistemi düzeyinde, 800 mg betain/kg diyet takviyesi yapılan domuz yavrularında ham protein (%6,4) ve kuru madde (%4,2) sindirilebilirliğinin arttığı bildirilmiştir. Ayrıca, farklı bir çalışma, 1250 mg/kg betain takviyesi ile ham protein (%3,7) ve eter ekstraktının (%6,7) görünür toplam sindirilebilirliğinin iyileştiğini göstermiştir.
Besin sindirilebilirliğindeki gözlemlenen artışın olası bir nedeni, betainin enzim üretimi üzerindeki etkisidir. Sütten kesilmiş domuz yavrularına betain ilavesi üzerine yapılan yakın tarihli bir in vivo çalışmada, kimedeki sindirim enzimlerinin (amilaz, maltaz, lipaz, tripsin ve kimotripsin) aktivitesi değerlendirilmiştir (Şekil 1). Maltaz hariç tüm enzimlerin aktivitesinde artış görülmüş ve betainin etkisi 1250 mg/kg'a kıyasla 2500 mg betain/kg yem dozunda daha belirgin olmuştur. Aktivitedeki artış, enzim üretimindeki artıştan veya enzimin katalitik verimliliğindeki artıştan kaynaklanabilir.
Şekil 1-0 mg/kg, 1.250 mg/kg veya 2.500 mg/kg betain takviyesi yapılan domuz yavrularının bağırsak sindirim enzimi aktivitesi.
Laboratuvar ortamında yapılan deneylerde, yüksek ozmotik basınç oluşturmak için NaCl eklenmesinin tripsin ve amilaz aktivitelerini inhibe ettiği kanıtlanmıştır. Bu teste farklı seviyelerde betain eklenmesi, NaCl'nin inhibitör etkisini geri kazandırmış ve enzim aktivitesini artırmıştır. Bununla birlikte, tampon çözeltisine NaCl eklenmediğinde, betain düşük konsantrasyonda enzim aktivitesini etkilemezken, yüksek konsantrasyonda inhibitör bir etki göstermektedir.
Sadece sindirilebilirliğin artması, diyetlerine betain takviyesi yapılan domuzlarda bildirilen büyüme performansı ve yem dönüşüm oranındaki artışı açıklayamaz. Betainin domuz diyetlerine eklenmesi, hayvanın idame enerji gereksinimlerini de azaltır. Bu gözlemlenen etkinin hipotezi, betainin hücre içi ozmotik basıncı korumak için kullanılabildiğinde, enerji gerektiren bir süreç olan iyon pompalarına olan talebin azalmasıdır. Sınırlı enerji alımı durumunda, betain takviyesinin etkisinin, idame yerine büyüme için enerji tedarikini artırarak daha belirgin olması beklenir.
Bağırsak duvarını kaplayan epitel hücreleri, besin sindirimi sırasında lümen içeriği tarafından oluşturulan oldukça değişken ozmotik koşullarla başa çıkmak zorundadır. Aynı zamanda, bu bağırsak hücreleri, bağırsak lümeni ile plazma arasında su ve farklı besin maddelerinin değişimini kontrol etmelidir. Hücreleri bu zorlu koşullardan korumak için betain önemli bir organik penetrandır. Farklı dokulardaki betain konsantrasyonuna bakıldığında, bağırsak dokularındaki betain içeriğinin oldukça yüksek olduğu görülmektedir. Ayrıca, bu seviyelerin diyet betain konsantrasyonundan etkilendiği de gözlemlenmiştir. Dengeli hücreler daha iyi çoğalma ve daha iyi iyileşme yeteneklerine sahip olacaktır. Bu nedenle, araştırmacılar, domuz yavrularının betain seviyesinin artmasının duodenum villuslarının yüksekliğini ve ileum kriptlerinin derinliğini artırdığını ve villusların daha homojen olduğunu bulmuşlardır.
Başka bir çalışmada, duodenum, jejunum ve ileumdaki villusların yüksekliğinde bir artış gözlemlenmiş, ancak kriptlerin derinliği üzerinde herhangi bir etki görülmemiştir. Koksidiya ile enfekte olmuş broyler tavuklarda gözlemlendiği gibi, betainin bağırsak yapısı üzerindeki koruyucu etkisi, belirli (ozmotik) zorluklar altında daha da önemli olabilir.
Bağırsak bariyeri esas olarak, sıkı bağlantı proteinleri ile birbirine bağlı epitel hücrelerinden oluşur. Bu bariyerin bütünlüğü, aksi takdirde iltihaplanmaya neden olacak zararlı maddelerin ve patojenik bakterilerin girişini önlemek için gereklidir. Domuzlarda, bağırsak bariyerinin olumsuz etkisi, yemdeki mikotoksin kontaminasyonundan veya ısı stresinin olumsuz etkilerinden biri olarak kabul edilir.
Bariyer etkisine olan etkiyi ölçmek için, hücre hatlarının in vitro testleri sıklıkla trans-epiteliyal elektriksel direnci (TEER) ölçmek için kullanılır. Betain uygulamasıyla, çok sayıda in vitro deneyde iyileştirilmiş TEER gözlemlenebilir. Pil yüksek sıcaklığa (42°C) maruz kaldığında, TEER azalacaktır (Şekil 2). Bu ısıya maruz kalan hücrelerin büyüme ortamına betain eklenmesi, azalan TEER'i tersine çevirerek ısı direncinde artış olduğunu göstermiştir.
Şekil 2 - Yüksek sıcaklığın ve betainin hücre trans-epiteliyal direnci (TEER) üzerindeki in vitro etkileri.
Ek olarak, domuz yavrularında yapılan bir in vivo çalışmada, 1250 mg/kg betain alan hayvanların jejunum dokusunda sıkı bağlantı proteinlerinin (okludin, klaudin1 ve zonula occludens-1) ekspresyonunun kontrol grubuyla karşılaştırıldığında arttığı ölçülmüştür. Ayrıca, bağırsak mukozal hasarının bir göstergesi olarak, bu domuzların plazmasındaki diamin oksidaz aktivitesi önemli ölçüde azalmış olup, bu da daha güçlü bir bağırsak bariyerini göstermektedir. Betain, büyüyen ve besi dönemindeki domuzların diyetine eklendiğinde, kesim zamanında bağırsak gerilme dayanımındaki artış ölçülmüştür.
Son zamanlarda yapılan çeşitli çalışmalar, betaini antioksidan sistemle ilişkilendirmiş ve serbest radikallerin azaldığını, malondialdehit (MDA) seviyelerinin düştüğünü ve glutatyon peroksidaz (GSH-Px) aktivitesinin arttığını göstermiştir.
Betain, hayvanlarda sadece ozmoprotektan görevi görmez. Ayrıca, birçok bakteri de novo sentez yoluyla veya çevreden taşınarak betain biriktirebilir. Betainin sütten kesilmiş domuz yavrularının gastrointestinal sistemindeki bakteri sayısı üzerinde olumlu bir etkiye sahip olabileceğine dair işaretler vardır. İleumdaki toplam bakteri sayısı, özellikle bifidobakteriler ve laktobasiller artmıştır. Ek olarak, dışkıda daha düşük miktarda Enterobacter bulunmuştur.
Son olarak, betainin sütten kesilmiş domuz yavrularının bağırsak sağlığı üzerindeki etkisinin ishal oranının azalması olduğu gözlemlenmiştir. Bu etki doza bağlı olabilir: 2500 mg/kg betain takviyesi, ishal oranını azaltmada 1250 mg/kg betainden daha etkilidir. Bununla birlikte, iki takviye seviyesinde sütten kesilmiş domuz yavrularının performansı benzerdi. Diğer araştırmacılar, 800 mg/kg betain eklendiğinde sütten kesilmiş domuz yavrularında ishal oranının ve görülme sıklığının daha düşük olduğunu göstermiştir.
Betainin pKa değeri yaklaşık 1,8'dir; bu da yutulduktan sonra betain HCl'nin ayrışmasına ve mide asitlenmesine yol açar.
İlginç olan nokta, betain kaynağı olarak betain hidroklorürün potansiyel asitleştirme özelliğidir. İnsan tıbbında, betain HCl takviyeleri genellikle mide ve sindirim sorunları olan kişileri desteklemek için pepsin ile birlikte kullanılır. Bu durumda, betain hidroklorür güvenli bir hidroklorik asit kaynağı olarak kullanılabilir. Betain hidroklorürün domuz yavrusu yeminde bulunması durumunda bu özelliğe dair bilgi olmamasına rağmen, çok önemli olabilir.
Sütten kesilmiş domuz yavrularının mide suyunun pH değerinin nispeten yüksek (pH>4) olabileceği ve bunun da pepsin öncüsünün öncüsü pepsinojene dönüşümünü etkileyebileceği iyi bilinmektedir. Optimal protein sindirimi, hayvanların bu besin maddesinden iyi bir şekilde faydalanması için önemli olmakla kalmaz. Ek olarak, sindirilemeyen protein, fırsatçı patojenlerin zararlı çoğalmasına neden olabilir ve sütten kesme sonrası ishal sorununu artırabilir. Betainin yaklaşık 1,8'lik düşük bir pKa değeri vardır; bu da yutulduktan sonra betain HCl'nin ayrışmasına ve mide asitlenmesine yol açar.
Bu kısa süreli yeniden asitleşme, insanlarda yapılan ön bir çalışmada ve köpeklerde yapılan çalışmalarda gözlemlenmiştir. 750 mg veya 1500 mg betain hidroklorürün tek bir dozundan sonra, daha önce mide asidini azaltıcı maddelerle tedavi edilen köpeklerin mide pH'ı yaklaşık 7'den pH 2'ye kadar ciddi şekilde düşmüştür. Bununla birlikte, tedavi edilmemiş kontrol köpeklerinde mide pH'ı yaklaşık 2 idi ve bu durum betain HCl takviyesiyle ilişkili değildi.
Betain, sütten kesilmiş domuz yavrularının bağırsak sağlığı üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Bu literatür incelemesi, betainin besin sindirimini ve emilimini destekleme, fiziksel koruyucu bariyerleri iyileştirme, mikrobiyotayı etkileme ve domuz yavrularının savunma yeteneklerini artırma konusunda farklı fırsatları vurgulamaktadır.