La betaina è un composto naturale ampiamente distribuito nelle piante e negli animali. Come additivo per mangimi, è disponibile in forma anidra o cloridrata. Può essere aggiunta ai mangimi per animali per vari scopi.
Innanzitutto, questi scopi possono essere correlati all'efficace capacità di donatore di metile della betaina, che si verifica principalmente nel fegato. Grazie al trasferimento di gruppi metilici instabili, viene promossa la sintesi di vari composti come metionina, carnitina e creatina. In questo modo, la betaina influenza il metabolismo proteico, lipidico ed energetico, modificando così in modo benefico la composizione della carcassa.
In secondo luogo, lo scopo dell'aggiunta di betaina al mangime può essere correlato alla sua funzione di penetrante organico protettivo. In questa funzione, la betaina aiuta le cellule di tutto il corpo a mantenere l'equilibrio idrico e l'attività cellulare, soprattutto durante i periodi di stress. Un esempio ben noto è l'effetto positivo della betaina sugli animali sottoposti a stress da calore.
Nei suini sono stati descritti diversi effetti benefici dell'integrazione di betaina. Questo articolo si concentrerà sul ruolo della betaina come additivo alimentare per la salute intestinale dei suinetti svezzati.
Diversi studi sulla betaina hanno segnalato l'effetto sulla digeribilità dei nutrienti nell'ileo o nell'intero tratto digerente dei suini. Osservazioni ripetute di una maggiore digeribilità ileale della fibra (fibra grezza o fibra detergente neutra e acida) indicano che la betaina stimola la fermentazione dei batteri già presenti nell'intestino tenue, poiché le cellule intestinali non producono enzimi che degradano la fibra. La parte fibrosa della pianta contiene nutrienti che possono essere rilasciati durante la degradazione di questa fibra microbica.
Pertanto, è stato osservato anche un miglioramento della digeribilità della sostanza secca e delle ceneri grezze. A livello dell'intero tratto digerente, è stato riportato che i suinetti a cui è stata somministrata un'integrazione con 800 mg di betaina/kg di dieta hanno migliorato la digeribilità delle proteine ​​grezze (+6,4%) e della sostanza secca (+4,2%). Inoltre, uno studio diverso ha dimostrato che integrando con 1.250 mg/kg di betaina, è migliorata la digeribilità totale apparente delle proteine ​​grezze (+3,7%) e dell'estratto etereo (+6,7%).
Una possibile ragione dell'aumento osservato nella digeribilità dei nutrienti è l'effetto della betaina sulla produzione di enzimi. In un recente studio in vivo sull'aggiunta di betaina a suinetti svezzati, è stata valutata l'attività degli enzimi digestivi (amilasi, maltasi, lipasi, tripsina e chimotripsina) nel chimo (Figura 1). Tutti gli enzimi, eccetto la maltasi, hanno mostrato un aumento dell'attività e l'effetto della betaina è stato più pronunciato a 2.500 mg di betaina/kg di mangime rispetto a 1.250 mg/kg. L'aumento dell'attività può essere il risultato di un aumento della produzione di enzimi o di un aumento dell'efficienza catalitica dell'enzima.
Figura 1 - Attività enzimatica digestiva intestinale dei suinetti integrati con 0 mg/kg, 1.250 mg/kg o 2.500 mg/kg di betaina.
Negli esperimenti in vitro è stato dimostrato che aggiungendo NaCl per produrre un'elevata pressione osmotica, le attività della tripsina e dell'amilasi venivano inibite. L'aggiunta di diversi livelli di betaina a questo test ha ripristinato l'effetto inibitorio di NaCl e aumentato l'attività enzimatica. Tuttavia, quando non si aggiunge NaCl alla soluzione tampone, la betaina non influenza l'attività enzimatica a una concentrazione inferiore, ma mostra un effetto inibitorio a una concentrazione superiore.
Non solo la maggiore digeribilità può spiegare l'aumento segnalato nelle prestazioni di crescita e nel tasso di conversione alimentare dei suini integrati con betaina nella dieta. L'aggiunta di betaina alle diete dei suini riduce anche il fabbisogno energetico di mantenimento dell'animale. L'ipotesi per questo effetto osservato è che quando la betaina può essere utilizzata per mantenere la pressione osmotica intracellulare, la richiesta di pompe ioniche si riduce, un processo che richiede energia. In caso di assunzione energetica limitata, si prevede che l'effetto dell'integrazione di betaina sia più pronunciato aumentando l'apporto energetico per la crescita piuttosto che per il mantenimento.
Le cellule epiteliali che rivestono la parete intestinale devono far fronte a condizioni osmotiche altamente variabili generate dal contenuto luminale durante la digestione dei nutrienti. Allo stesso tempo, queste cellule intestinali devono controllare lo scambio di acqua e diversi nutrienti tra il lume intestinale e il plasma. Per proteggere le cellule da queste condizioni difficili, la betaina è un importante penetrante organico. Osservando la concentrazione di betaina in diversi tessuti, il contenuto di betaina nei tessuti intestinali è piuttosto elevato. Inoltre, è stato osservato che questi livelli sono influenzati dalla concentrazione di betaina nella dieta. Le cellule ben bilanciate avranno una migliore proliferazione e migliori capacità di recupero. Pertanto, i ricercatori hanno scoperto che aumentando il livello di betaina nei suinetti aumenta l'altezza dei villi duodenali e la profondità delle cripte ileali, e i villi sono più uniformi.
In un altro studio è stato osservato un aumento dell'altezza dei villi nel duodeno, nel digiuno e nell'ileo, ma non vi è stato alcun effetto sulla profondità delle cripte. Come osservato nei polli da carne infetti da coccidi, l'effetto protettivo della betaina sulla struttura intestinale può essere ancora più importante in determinate situazioni (osmotiche).
La barriera intestinale è composta principalmente da cellule epiteliali, collegate tra loro da proteine ​​a giunzione stretta. L'integrità di questa barriera è essenziale per impedire l'ingresso di sostanze nocive e batteri patogeni, che altrimenti causerebbero infiammazione. Per i suini, l'impatto negativo della barriera intestinale è considerato il risultato della contaminazione da micotossine nel mangime o uno degli effetti negativi dello stress da calore.
Per misurare l'impatto sull'effetto barriera, vengono spesso utilizzati test in vitro su linee cellulari per misurare la resistenza elettrica transepiteliale (TEER). Con l'applicazione di betaina, è possibile osservare un miglioramento della TEER in molteplici esperimenti in vitro. Quando la batteria viene esposta ad alte temperature (42 °C), la TEER diminuisce (Figura 2). L'aggiunta di betaina al terreno di coltura di queste cellule esposte al calore ha contrastato la diminuzione della TEER, indicando una maggiore resistenza al calore.
Figura 2 - Effetti in vitro dell'alta temperatura e della betaina sulla resistenza transepiteliale cellulare (TEER).
Inoltre, in uno studio in vivo sui suinetti, è stata misurata l'espressione aumentata delle proteine ​​delle giunzioni strette (occludina, claudina1 e zonula occludens-1) nel tessuto del digiuno degli animali che avevano ricevuto 1.250 mg/kg di betaina rispetto al gruppo di controllo. Inoltre, come marcatore del danno alla mucosa intestinale, l'attività della diammina ossidasi nel plasma di questi suini è stata significativamente ridotta, indicando una barriera intestinale più forte. Quando la betaina è stata aggiunta alla dieta dei suini in crescita-finissaggio, l'aumento della resistenza alla trazione intestinale è stato misurato al momento della macellazione.
Recentemente, diversi studi hanno collegato la betaina al sistema antiossidante e hanno descritto una riduzione dei radicali liberi, dei livelli di malondialdeide (MDA) e un miglioramento dell'attività della glutatione perossidasi (GSH-Px).
La betaina non agisce solo come osmoprotettore negli animali. Inoltre, molti batteri possono accumulare betaina attraverso la sintesi de novo o il trasporto dall'ambiente. Ci sono segnali che la betaina possa avere un effetto positivo sul numero di batteri nel tratto gastrointestinale dei suinetti svezzati. Il numero totale di batteri ileali, in particolare bifidobatteri e lattobacilli, è aumentato. Inoltre, sono state trovate quantità inferiori di Enterobacter nelle feci.
Infine, si osserva che l'effetto della betaina sulla salute intestinale dei suinetti svezzati è la riduzione del tasso di diarrea. Questo effetto può essere dose-dipendente: l'integratore alimentare di betaina da 2.500 mg/kg è più efficace di quello da 1.250 mg/kg nel ridurre il tasso di diarrea. Tuttavia, le prestazioni dei suinetti svezzati con i due livelli di integrazione erano simili. Altri ricercatori hanno dimostrato che quando vengono aggiunti 800 mg/kg di betaina, il tasso e l'incidenza di diarrea nei suinetti svezzati sono inferiori.
La betaina ha un basso valore pKa, pari a circa 1,8, che provoca la dissociazione della betaina HCl dopo l'ingestione, con conseguente acidificazione gastrica.
L'aspetto interessante è la potenziale acidificazione del cloridrato di betaina come fonte di betaina. In medicina umana, gli integratori di betaina cloridrato vengono spesso utilizzati in combinazione con la pepsina per supportare le persone con problemi di stomaco e digestivi. In questo caso, il cloridrato di betaina può essere utilizzato come fonte sicura di acido cloridrico. Sebbene non vi siano informazioni su questa proprietà quando il cloridrato di betaina è contenuto nel mangime per suinetti, può essere molto importante.
È noto che il pH del succo gastrico dei suinetti svezzati può essere relativamente alto (pH>4), il che influisce sull'attivazione del precursore della pepsina nel suo precursore pepsinogeno. Una digestione ottimale delle proteine ​​non è importante solo per gli animali per ottenere una buona disponibilità di questo nutriente. Inoltre, l'indigestione delle proteine ​​può causare una proliferazione dannosa di patogeni opportunisti e aumentare il problema della diarrea post-svezzamento. La betaina ha un basso valore di pKa di circa 1,8, che porta alla dissociazione della betaina HCl dopo l'ingestione, con conseguente acidificazione gastrica.
Questa riacidificazione a breve termine è stata osservata in uno studio preliminare sugli esseri umani e in studi sui cani. Dopo una singola dose di 750 mg o 1.500 mg di betaina cloridrato, il pH dello stomaco dei cani precedentemente trattati con agenti che riducono l'acidità gastrica è sceso drasticamente da circa 7 a pH 2. Tuttavia, nei cani di controllo non trattati, il pH dello stomaco era circa 2, il che non era correlato all'integrazione di betaina HCl.
La betaina ha un effetto positivo sulla salute intestinale dei suinetti svezzati. Questa revisione della letteratura evidenzia le diverse opportunità della betaina per supportare la digestione e l'assorbimento dei nutrienti, migliorare le barriere fisiche protettive, influenzare il microbiota e potenziare le capacità di difesa dei suinetti.