للبيتين تأثير إيجابي على أمعاء الخنازير الصغيرة المفطومة، ولكنه غالبًا ما يُنسى عند التفكير في المكملات الغذائية الممكنة لدعم صحة الأمعاء أو الحد من المشاكل المرتبطة بإسهال الفطام. إضافة البيتين كمغذٍّ وظيفي إلى العلف قد يؤثر على الحيوانات بطرق متعددة.
أولاً، يتميز البيتين بقدرة فائقة على توفير مجموعات الميثيل، خاصةً في كبد الحيوانات. بفضل نقل مجموعات الميثيل غير المستقرة، يُعزز البيتين تخليق مركبات مختلفة مثل الميثيونين والكارنيتين والكرياتين. وبالتالي، يؤثر البيتين على استقلاب البروتين والدهون والطاقة في الحيوانات، مما يُغير تركيب الذبيحة بشكل إيجابي.
ثانيًا، يمكن إضافة البيتين إلى العلف كمُخترق عضوي وقائي. يعمل البيتين كعامل حماية من الضغط الأسموزي، مما يساعد خلايا الجسم على الحفاظ على توازن السوائل ونشاطها، خاصةً خلال فترات الإجهاد. ومن الأمثلة المعروفة تأثير البيتين الإيجابي على الحيوانات التي تعاني من الإجهاد الحراري.
وُصفت تأثيراتٌ مفيدةٌ مُتعددةٌ على أداء الحيوانات نتيجةً لمُكمّلات البيتين اللامائية أو الهيدروكلوريدية. ستُركز هذه المقالة على الإمكانيات العديدة لاستخدام البيتين كمُضافٍ غذائيٍّ لدعم صحة أمعاء الخنازير الصغيرة المُفطومة.
أفادت العديد من دراسات البيتين بتأثيرات البيتين على هضم العناصر الغذائية في الأمعاء الدقيقة (اللفائفي) والقولون لدى الخنازير. وتشير الملاحظات المتكررة لزيادة هضم الألياف في الأمعاء الدقيقة (الألياف الخام أو ألياف المنظفات المحايدة والحمضية) إلى أن البيتين يحفز التخمر البكتيري في الأمعاء الدقيقة لأن الخلايا المعوية لا تنتج إنزيمات تحلل الألياف. تحتوي أجزاء النبات الليفية على عناصر غذائية يمكن إطلاقها عند تحلل الألياف الميكروبية. وبالتالي، لوحظ أيضًا تحسن في هضم المادة الجافة والرماد الخام. على مستوى الجهاز الهضمي بأكمله، أظهرت الخنازير الصغيرة التي تغذت على نظام غذائي يحتوي على 800 ملغ من البيتين/كغ تحسنًا في هضم البروتين الخام (+6.4٪) والمادة الجافة (+4.2٪). بالإضافة إلى ذلك، وجدت دراسة أخرى أن هضم البروتين الخام (+3.7٪) ومستخلص الأثير (+6.7٪) قد تحسن مع إضافة البيتين بجرعة 1250 ملغ/كغ.
أحد الأسباب المحتملة للزيادة الملحوظة في امتصاص العناصر الغذائية هو تأثير البيتين على إنتاج الإنزيمات. وقد قيّمت دراسة حديثة أجريت داخل الجسم الحي حول آثار مكملات البيتين على الخنازير الصغيرة المفطومة نشاط الإنزيمات الهضمية (الأميليز، والمالتاز، والليباز، والتربسين، والكيموتريبسين) في الجهاز الهضمي (الشكل 1). وقد زاد نشاط جميع الإنزيمات، باستثناء المالتاز، وكان تأثير البيتين أكثر وضوحًا عند جرعة 2500 ملغ بيتين/كغ علف مقارنةً بجرعة 1250 ملغ/كغ علف. وقد ينتج هذا النشاط المتزايد عن زيادة إنتاج الإنزيمات، ولكنه قد ينتج أيضًا عن زيادة الكفاءة التحفيزية للإنزيمات. وقد أظهرت التجارب المعملية أن نشاطي التربسين والأميليز يُثبّطان عن طريق خلق ضغط اسموزي مرتفع من خلال إضافة كلوريد الصوديوم. وفي هذه التجربة، أعادت إضافة البيتين بتركيزات مختلفة التأثير المثبط لكلوريد الصوديوم وحسّنت نشاط الإنزيم. ومع ذلك، عندما لم تتم إضافة كلوريد الصوديوم إلى المحلول المنظم، لم يكن لمجمع تضمين البيتاين أي تأثير على نشاط الإنزيم عند تركيزات أقل، لكنه أظهر تأثيرًا مثبطًا عند تركيزات عالية نسبيًا.
سُجِّل تحسن في أداء النمو ومعدلات تحويل العلف لدى الخنازير التي تغذَّت على البيتين الغذائي، بالإضافة إلى تحسين قابلية الهضم. كما أن إضافة البيتين إلى علائق الخنازير تُقلِّل من احتياجات الحيوان من الطاقة. وتفترض هذه الفرضية أنه عند توافر البيتين للحفاظ على الضغط الأسموزي داخل الخلايا، تقل الحاجة إلى مضخات الأيونات (وهي عملية تتطلب طاقة). لذا، في الحالات التي يكون فيها استهلاك الطاقة محدودًا، يُتوقع أن يكون تأثير مكملات البيتين أكبر من خلال زيادة النمو بدلًا من الحفاظ على احتياجات الحيوان من الطاقة.
يجب أن تتكيف الخلايا الظهارية لجدار الأمعاء مع الظروف التناضحية شديدة التباين التي تنشأ عن محتويات تجويف الأمعاء أثناء هضم العناصر الغذائية. وفي الوقت نفسه، تُعد هذه الخلايا الظهارية المعوية ضرورية للتحكم في تبادل الماء والعناصر الغذائية المختلفة بين تجويف الأمعاء والبلازما. ولحماية الخلايا من هذه الظروف القاسية، يُعد البيتين مادة عضوية نافذة مهمة. إذا نظرنا إلى تركيز البيتين في أنسجة مختلفة، يُمكننا أن نرى أن أنسجة الأمعاء تحتوي على مستويات عالية نسبيًا من البيتين. بالإضافة إلى ذلك، لوحظ أن هذه المستويات قد تتأثر بتركيزات البيتين الغذائية. تتمتع الخلايا المتوازنة جيدًا بقدرة تكاثرية أفضل واستقرار جيد. باختصار، وجد الباحثون أن زيادة مستويات البيتين في الخنازير الصغيرة تزيد من ارتفاع الزغابات الاثني عشرية وعمق تجاويف الأمعاء اللفائفية، وتصبح الزغابات أكثر اتساقًا.
في دراسة أخرى، لوحظت زيادة في ارتفاع الزغابات المعوية دون تأثير على عمقها في الاثني عشر، والصائم، واللفائفي. قد يكون التأثير الوقائي للبيتين على بنية الأمعاء أكثر أهمية في أمراض معينة (التناضحية)، كما لوحظ في دجاج التسمين المصاب بالكوكسيديا.
يتكون الحاجز المعوي بشكل أساسي من خلايا ظهارية مترابطة عبر بروتينات الوصلات الضيقة. سلامة هذا الحاجز ضرورية لمنع دخول المواد الضارة والبكتيريا المسببة للأمراض التي قد تسبب الالتهاب. في الخنازير، يُعتقد أن الآثار السلبية على الحاجز المعوي ناتجة عن تلوث العلف بالسموم الفطرية أو أحد الآثار السلبية للإجهاد الحراري.
لقياس تأثير الحاجز، غالبًا ما تُختبر سلالات الخلايا في المختبر عن طريق قياس المقاومة الكهربائية عبر الظهارة (TEER). وقد لوحظ تحسن في TEER في العديد من التجارب المختبرية نتيجة استخدام البيتين. ينخفض ​​TEER عند تعرض الخلايا لدرجات حرارة عالية (42 درجة مئوية) (الشكل 2). وقد عاوضت إضافة البيتين إلى وسط نمو هذه الخلايا الساخنة انخفاض TEER، مما يشير إلى تحسن في تحمل الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، كشفت الدراسات التي أجريت على الخنازير الصغيرة في الجسم الحي عن زيادة في التعبير عن بروتينات الوصلات الضيقة (أوكلودين، وكلودين1، وانسدادات الزونولا-1) في النسيج الصائمي للحيوانات التي تتلقى البيتين بجرعة 1250 ملغم/كغم مقارنةً بالمجموعة الضابطة. بالإضافة إلى ذلك، انخفض نشاط أكسيداز ثنائي الأمين، وهو مؤشر على تلف الغشاء المخاطي المعوي، بشكل ملحوظ في بلازما هذه الخنازير، مما يشير إلى حاجز معوي أقوى. عند إضافة البيتاين إلى النظام الغذائي للخنازير المخصصة للذبح، تم قياس الزيادة في قوة الشد المعوي عند الذبح.
مؤخرًا، ربطت دراسات عديدة البيتين بالنظام المضاد للأكسدة، ووصفت انخفاضًا في الجذور الحرة، وانخفاضًا في مستويات المالونديالدهيد (MDA)، وزيادة في نشاط الجلوتاثيون بيروكسيديز (GSH-Px). أظهرت دراسة حديثة أُجريت على الخنازير الصغيرة زيادة في نشاط الجلوتاثيون بيروكسيديز في الصائم، بينما لم يكن للبيتين الغذائي أي تأثير على المالونديالدهيد.
لا يقتصر دور البيتين على حماية التناضح في الحيوانات، بل يُمكن لبكتيريا مُختلفة أن تُراكمه من خلال تخليق جديد أو نقله من البيئة. هناك أدلة على أن البيتين قد يكون له تأثير إيجابي على البكتيريا في الجهاز الهضمي للخنازير الصغيرة المُفطومة. وقد ازداد العدد الإجمالي لبكتيريا الأمعاء الدقيقة، وخاصةً بكتيريا البيفيدوباكتيريا والعصيات اللبنية. كما رُصد انخفاض في أعداد البكتيريا المعوية في البراز.
كان آخر تأثير مُلاحظ للبيتين على صحة أمعاء الخنازير المفطومة هو انخفاض معدل الإصابة بالإسهال. قد يعتمد هذا التأثير على الجرعة: فقد كانت المُكملات الغذائية المحتوية على البيتين بجرعة 2500 ملغم/كغم أكثر فعالية في تقليل معدل الإصابة بالإسهال مُقارنةً بالبيتين بجرعة 1250 ملغم/كغم. ومع ذلك، كان أداء الخنازير الفطامية مُتشابهًا في كلا مُستويي المُكملات. وقد أظهر باحثون آخرون انخفاضًا في معدلات الإسهال والاعتلال المرضي لدى الخنازير المفطومة عند تناولها مُكملات البيتين بجرعة 800 ملغم/كغم.
من المثير للاهتمام أن هيدروكلوريد البيتين له تأثيرات مُحمِضة محتملة كمصدر للبيتين. في الطب، تُستخدم مكملات هيدروكلوريد البيتين غالبًا مع البيبسين لمساعدة الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في المعدة والجهاز الهضمي. في هذه الحالة، يُعد هيدروكلوريد البيتين مصدرًا آمنًا لحمض الهيدروكلوريك. على الرغم من عدم توفر معلومات حول هذه الخاصية عند إضافة هيدروكلوريد البيتين إلى علف الخنازير الصغيرة، إلا أنها قد تكون مهمة. من المعروف أن الرقم الهيدروجيني للمعدة لدى الخنازير الصغيرة المفطومة قد يكون مرتفعًا نسبيًا (الرقم الهيدروجيني > 4)، مما يتداخل مع تنشيط إنزيم البيبسين المُحلل للبروتين في سلائفه البيبسينوجين. يُعد هضم البروتين الأمثل أمرًا مهمًا ليس فقط لتمكين الحيوانات من الاستفادة الكاملة من هذا العنصر الغذائي، بل أيضًا، يمكن أن يؤدي سوء هضم البروتين إلى تكاثر غير ضروري لمسببات الأمراض الانتهازية وتفاقم مشكلة الإسهال بعد الفطام. يتميز البيتين بقيمة pKa منخفضة تبلغ حوالي 1.8، مما يؤدي إلى تفكك هيدروكلوريد البيتين عند تناوله، مما يؤدي إلى حموضة المعدة. وقد لوحظت هذه الحموضة المؤقتة في الدراسات الأولية على البشر والكلاب. شهدت الكلاب التي عولجت سابقًا بمخفضات الحموضة انخفاضًا كبيرًا في درجة حموضة المعدة من حوالي 7 إلى 2 بعد جرعة واحدة من هيدروكلوريد البيتين مقدارها 750 ملغ أو 1500 ملغ. ومع ذلك، في الكلاب الضابطة التي لم تتلقَ الدواء، انخفض درجة حموضة المعدة بشكل ملحوظ، حوالي 2، بغض النظر عن تناول البيتين هيدروكلوريد.
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