La betaina è un composto naturale ampiamente diffuso nelle piante e negli animali. Come additivo per mangimi, è disponibile in forma anidra o cloridrato. Può essere aggiunta ai mangimi animali per diversi scopi.
Innanzitutto, questi effetti possono essere correlati all'efficace capacità della betaina di donare gruppi metilici, un processo che avviene principalmente nel fegato. Grazie al trasferimento di gruppi metilici instabili, viene promossa la sintesi di diversi composti come metionina, carnitina e creatina. In questo modo, la betaina influenza il metabolismo proteico, lipidico ed energetico, modificando positivamente la composizione della carcassa.
In secondo luogo, lo scopo dell'aggiunta di betaina al mangime può essere legato 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 nella salute intestinale dei suinetti svezzati.
Diversi studi sulla betaina hanno riportato l'effetto sulla digeribilità dei nutrienti nell'ileo o nell'intero tratto digerente dei suini. Osservazioni ripetute di un aumento della digeribilità ileale della fibra (fibra grezza o fibra neutro-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 stata osservata anche una migliore digeribilità della sostanza secca e delle ceneri grezze. A livello dell'intero tratto digerente, è stato riportato che i suinetti integrati con 800 mg di betaina/kg di dieta presentano una migliore digeribilità delle proteine ​​grezze (+6,4%) e della sostanza secca (+4,2%). Inoltre, un altro studio ha dimostrato che con l'integrazione di 1.250 mg/kg di betaina, la digeribilità totale apparente delle proteine ​​grezze (+3,7%) e dell'estratto etereo (+6,7%) è risultata migliorata.
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, ad eccezione della maltasi, hanno mostrato un'attività aumentata e l'effetto della betaina è risultato più pronunciato a 2.500 mg di betaina/kg di mangime rispetto a 1.250 mg/kg. L'aumento dell'attività potrebbe essere il risultato di un aumento della produzione enzimatica, oppure potrebbe essere il risultato di un aumento dell'efficienza catalitica dell'enzima.
Figura 1 - Attività degli enzimi digestivi intestinali di suinetti integrati con 0 mg/kg, 1.250 mg/kg o 2.500 mg/kg di betaina.
In esperimenti in vitro, è stato dimostrato che l'aggiunta di NaCl per produrre un'elevata pressione osmotica inibisce l'attività della tripsina e dell'amilasi. L'aggiunta di diverse concentrazioni di betaina a questo test ripristina l'effetto inibitorio del NaCl e aumenta l'attività enzimatica. Tuttavia, quando il NaCl non viene aggiunto alla soluzione tampone, la betaina non influenza l'attività enzimatica a basse concentrazioni, ma mostra un effetto inibitorio a concentrazioni più elevate.
Non solo l'aumento della digeribilità può spiegare l'incremento delle prestazioni di crescita e del tasso di conversione alimentare osservato nei suini integrati con betaina nella dieta. L'aggiunta di betaina alla dieta dei suini riduce anche il fabbisogno energetico di mantenimento dell'animale. L'ipotesi alla base di questo effetto è che, quando la betaina può essere utilizzata per mantenere la pressione osmotica intracellulare, si riduce la richiesta di pompe ioniche, un processo che richiede energia. In caso di apporto energetico limitato, 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, si nota che 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. Cellule ben bilanciate avranno una migliore proliferazione e migliori capacità di recupero. Pertanto, i ricercatori hanno scoperto che l'aumento del livello di betaina nei suinetti aumenta l'altezza dei villi duodenali e la profondità delle cripte ileali, e i villi risultano più uniformi.
In un altro studio, è stato osservato un aumento dell'altezza dei villi nel duodeno, nel digiuno e nell'ileo, ma non si è riscontrato alcun effetto sulla profondità delle cripte. Come osservato nei polli da carne infetti da coccidi, l'effetto protettivo della betaina sulla struttura intestinale potrebbe essere ancora più importante in presenza di determinate sollecitazioni (osmotiche).
La barriera intestinale è composta principalmente da cellule epiteliali, connesse tra loro da proteine ​​di giunzione stretta. L'integrità di questa barriera è essenziale per impedire l'ingresso di sostanze nocive e batteri patogeni, che altrimenti causerebbero infiammazione. Nei suini, l'impatto negativo sulla 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, si può osservare un miglioramento della TEER in diversi esperimenti in vitro. Quando la batteria è esposta ad alta temperatura (42 °C), la TEER diminuisce (Figura 2). L'aggiunta di betaina al mezzo 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 su suinetti, è stata misurata l'aumentata espressione delle proteine ​​delle giunzioni strette (occludina, claudina 1 e zonula occludens-1) nel tessuto del digiuno di animali che avevano ricevuto 1.250 mg/kg di betaina rispetto al gruppo di controllo. Inoltre, come marker di danno alla mucosa intestinale, l'attività della diammina ossidasi nel plasma di questi suini è risultata significativamente ridotta, indicando una barriera intestinale più robusta. Quando la betaina è stata aggiunta alla dieta di suini in fase di crescita e finissaggio, è stato misurato l'aumento della resistenza alla trazione intestinale al momento della macellazione.
Di recente, diversi studi hanno collegato la betaina al sistema antiossidante, descrivendo una riduzione dei radicali liberi, una diminuzione 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. Vi sono indicazioni 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 riscontrate 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'integrazione alimentare con 2.500 mg/kg di betaina è più efficace di quella con 1.250 mg/kg di betaina nel ridurre il tasso di diarrea. Tuttavia, le prestazioni dei suinetti svezzati ai due livelli di integrazione sono risultate simili. Altri ricercatori hanno dimostrato che l'aggiunta di 800 mg/kg di betaina riduce il tasso e l'incidenza della diarrea nei suinetti svezzati.
La betaina ha un basso valore di pKa, pari a circa 1,8, che porta alla dissociazione del betaina HCl dopo l'ingestione, causando acidificazione gastrica.
L'aspetto interessante è la potenziale acidificazione del cloridrato di betaina come fonte di betaina. In medicina umana, gli integratori di cloridrato di betaina sono 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, potrebbe 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 garantire agli animali una buona biodisponibilità di questo nutriente. Inoltre, una digestione inadeguata 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, pari a circa 1,8, che porta alla dissociazione della betaina HCl dopo l'ingestione, causando 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 riduttori dell'acidità gastrica è diminuito drasticamente da circa 7 a pH 2. Tuttavia, nei cani di controllo non trattati, il pH dello stomaco era di circa 2, valore non correlato all'integrazione con betaina HCl.
La betaina ha un effetto positivo sulla salute intestinale dei suinetti svezzati. Questa revisione della letteratura evidenzia le diverse opportunità offerte dalla betaina per supportare la digestione e l'assorbimento dei nutrienti, migliorare le barriere protettive fisiche, influenzare il microbiota e potenziare le capacità di difesa dei suinetti.