يُؤثر البيتين إيجابًا على صحة أمعاء الخنازير الصغيرة المفطومة، ولكنه غالبًا ما يُغفل عند التفكير في المكملات الغذائية المُحتملة لدعم صحة الأمعاء أو الحد من مشاكل الإسهال المصاحبة للفطام. ويمكن أن تُؤثر إضافة البيتين كمُغذٍّ وظيفي إلى العلف على الحيوانات بطرق مُتعددة.
أولًا، يتمتع البيتين بقدرة فائقة على منح مجموعات الميثيل، وخاصة في كبد الحيوانات. وبفضل نقل مجموعات الميثيل غير المستقرة، يتحسن تخليق مركبات مختلفة مثل الميثيونين والكارنيتين والكرياتين. وبالتالي، يؤثر البيتين على استقلاب البروتين والدهون والطاقة في الحيوانات، مما يُحسّن تركيبة الذبيحة.
ثانيًا، يمكن إضافة البيتين إلى العلف كمادة عضوية واقية. يعمل البيتين كعامل حماية من الضغط الأسموزي، مما يساعد خلايا الجسم على الحفاظ على توازن السوائل ونشاطها الخلوي، خاصةً خلال فترات الإجهاد. ومن الأمثلة المعروفة على ذلك التأثير المفيد للبيتين على الحيوانات التي تعاني من الإجهاد الحراري.
وُصفت فوائد عديدة لتناول البيتين كمكمل غذائي، سواءً كان لا مائيًا أو على شكل هيدروكلوريد، على أداء الحيوانات. ستركز هذه المقالة على الإمكانيات المتعددة لاستخدام البيتين كمضاف علفي لدعم صحة الأمعاء لدى الخنازير الصغيرة المفطومة.
أشارت العديد من الدراسات حول البيتايين إلى تأثيراته على هضم العناصر الغذائية في اللفائفي والقولون لدى الخنازير. وتُشير الملاحظات المتكررة لزيادة هضم الألياف في اللفائفي (الألياف الخام أو ألياف المنظفات المتعادلة والحمضية) إلى أن البيتايين يُحفز التخمر البكتيري في الأمعاء الدقيقة، لأن الخلايا المعوية لا تُنتج إنزيمات مُحللة للألياف. تحتوي الأجزاء النباتية الليفية على عناصر غذائية يُمكن إطلاقها عند تحلل الألياف الميكروبية. وبالتالي، لوحظ أيضًا تحسن في هضم المادة الجافة والرماد الخام. وعلى مستوى الجهاز الهضمي بأكمله، أظهرت الخنازير الصغيرة التي تغذت على نظام غذائي يحتوي على 800 ملغم بيتايين/كغم تحسنًا في هضم البروتين الخام (+6.4%) والمادة الجافة (+4.2%). بالإضافة إلى ذلك، وجدت دراسة أخرى أن الهضم الكلي الظاهري للبروتين الخام (+3.7%) ومستخلص الإيثر (+6.7%) قد تحسن مع إضافة البيتايين بجرعة 1250 ملغم/كغم.
أحد الأسباب المحتملة لزيادة امتصاص العناصر الغذائية الملحوظة هو تأثير البيتين على إنتاج الإنزيمات. قيّمت دراسة حديثة أجريت على الحيوانات الحية تأثير إضافة البيتين إلى علف الخنازير الصغيرة المفطومة، وذلك من خلال قياس نشاط الإنزيمات الهاضمة (الأميلاز، والمالتاز، والليباز، والتربسين، والكيموتريبسين) في محتويات الجهاز الهضمي (الشكل 1). ازداد نشاط جميع الإنزيمات، باستثناء المالتاز، وكان تأثير البيتين أكثر وضوحًا عند جرعة 2500 ملغم بيتين/كغم علف مقارنةً بجرعة 1250 ملغم/كغم علف. قد ينتج ازدياد النشاط عن زيادة إنتاج الإنزيمات، أو عن زيادة كفاءتها التحفيزية. أظهرت التجارب المخبرية أن نشاط التربسين والأميلاز يتثبط عند زيادة الضغط الأسموزي بإضافة كلوريد الصوديوم. في هذه التجربة، أدت إضافة البيتين بتراكيز مختلفة إلى استعادة التأثير المثبط لكلوريد الصوديوم وتحسين نشاط الإنزيمات. ومع ذلك، عندما لم تتم إضافة كلوريد الصوديوم إلى المحلول المنظم، لم يكن لمركب تضمين البيتين أي تأثير على نشاط الإنزيم عند التركيزات المنخفضة، ولكنه أظهر تأثيرًا مثبطًا عند التركيزات العالية نسبيًا.
لوحظ تحسن في معدل النمو وكفاءة تحويل العلف لدى الخنازير التي تتغذى على البيتين، بالإضافة إلى تحسن في الهضم. كما أن إضافة البيتين إلى علف الخنازير يقلل من احتياجاتها من الطاقة. وتفترض الفرضية وراء هذا التأثير الملحوظ أن توفر البيتين للحفاظ على الضغط الأسموزي داخل الخلايا يقلل من الحاجة إلى مضخات الأيونات (وهي عملية تتطلب طاقة). وبالتالي، في الحالات التي يكون فيها استهلاك الطاقة محدودًا، يُتوقع أن يكون تأثير إضافة البيتين أكبر في زيادة النمو بدلاً من الحفاظ على احتياجات الطاقة.
يجب على الخلايا الظهارية لجدار الأمعاء التكيف مع الظروف الأسموزية شديدة التغير الناتجة عن محتويات تجويف الأمعاء أثناء هضم العناصر الغذائية. في 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. عند النظر إلى تركيز البيتين في مختلف الأنسجة، نلاحظ أن أنسجة الأمعاء تحتوي على مستويات عالية نسبيًا منه. بالإضافة إلى ذلك، لوحظ أن هذه المستويات قد تتأثر بتركيزات البيتين في النظام الغذائي. تتمتع الخلايا المتوازنة جيدًا بقدرة تكاثرية أفضل واستقرار أعلى. باختصار، وجد الباحثون أن زيادة مستويات البيتين في الخنازير الصغيرة تزيد من ارتفاع الزغابات الاثني عشرية وعمق تجاويف اللفائفي، كما أصبحت الزغابات أكثر تجانسًا.
في دراسة أخرى، لوحظ ازدياد في طول الزغابات دون تأثير على عمق الخبايا في الاثني عشر والصائم واللفائفي. وقد يكون التأثير الوقائي للبيتين على بنية الأمعاء أكثر أهمية في أمراض معينة (ناتجة عن خلل في التوازن الأسموزي)، كما لوحظ في دجاج التسمين المصاب بالكوكسيديا.
يتكون الحاجز المعوي بشكل أساسي من خلايا طلائية متصلة ببعضها البعض عبر بروتينات الوصلات المحكمة. وتُعد سلامة هذا الحاجز ضرورية لمنع دخول المواد الضارة والبكتيريا الممرضة التي قد تُسبب الالتهاب. في الخنازير، يُعتقد أن التأثيرات السلبية على الحاجز المعوي ناتجة عن تلوث العلف بالسموم الفطرية أو أحد الآثار السلبية للإجهاد الحراري.
لقياس تأثير البيتين على وظيفة الحاجز المعوي، تُختبر خطوط الخلايا عادةً في المختبر بقياس المقاومة الكهربائية عبر الظهارة (TEER). وقد لوحظ تحسن في قيمة TEER في العديد من التجارب المخبرية نتيجة استخدام البيتين. تنخفض قيمة TEER عند تعرض الخلايا لدرجات حرارة عالية (42 درجة مئوية) (الشكل 2). وقد أدى إضافة البيتين إلى وسط نمو هذه الخلايا المُسخّنة إلى مُعاكسة هذا الانخفاض في قيمة TEER، مما يشير إلى تحسن تحمل الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، كشفت الدراسات التي أُجريت على الخنازير الصغيرة في الجسم الحي عن زيادة في التعبير عن بروتينات الوصلات المحكمة (الأوكلودين، والكلاودين 1، والزونولا أوكلوجنز-1) في نسيج الصائم لدى الحيوانات التي تلقت البيتين بجرعة 1250 ملغم/كغم مقارنةً بمجموعة التحكم. كما انخفض نشاط إنزيم ديامين أوكسيداز، وهو مؤشر على تلف الغشاء المخاطي المعوي، بشكل ملحوظ في بلازما هذه الخنازير، مما يدل على قوة الحاجز المعوي. وعند إضافة البيتين إلى علف الخنازير في مرحلة التسمين، تم قياس الزيادة في قوة شد الأمعاء عند الذبح.
ربطت عدة دراسات حديثة البيتين بنظام مضادات الأكسدة، ووصفت انخفاضًا في الجذور الحرة، وانخفاضًا في مستويات مالونديالدهيد (MDA)، وزيادة في نشاط إنزيم غلوتاثيون بيروكسيداز (GSH-Px). وأظهرت دراسة حديثة أُجريت على الخنازير الصغيرة زيادة في نشاط إنزيم GSH-Px في الصائم، بينما لم يكن للبيتين الغذائي أي تأثير على مستوى MDA.
لا يقتصر دور البيتين على كونه عاملًا واقيًا من الضغط الأسموزي في الحيوانات، بل يمكن لأنواع مختلفة من البكتيريا أن تُراكمه من خلال التخليق الحيوي أو النقل من البيئة. وتشير الأدلة إلى أن البيتين قد يكون له تأثير إيجابي على البكتيريا المعوية في الخنازير الصغيرة المفطومة. فقد ازداد العدد الإجمالي لبكتيريا اللفائفي، وخاصة بكتيريا البيفيدوباكتيريا واللاكتوباسيلس. بالإضافة إلى ذلك، لوحظ انخفاض في أعداد بكتيريا الأمعاء في البراز.
كان آخر تأثير مُلاحَظ للبيتين على صحة الأمعاء لدى الخنازير الصغيرة المفطومة هو انخفاض معدل الإصابة بالإسهال. وقد يكون هذا التأثير مرتبطًا بالجرعة: إذ كان تناول البيتين كمكمل غذائي بجرعة 2500 ملغم/كغم أكثر فعالية في الحد من الإصابة بالإسهال من تناوله بجرعة 1250 ملغم/كغم. ومع ذلك، كان أداء الخنازير الصغيرة المفطومة متقاربًا عند كلا مستويي الجرعة. وقد أظهرت دراسات أخرى انخفاضًا في معدلات الإسهال والمرض لدى الخنازير الصغيرة المفطومة عند تناولها البيتين بجرعة 800 ملغم/كغم.
من المثير للاهتمام أن هيدروكلوريد البيتايين له تأثيرات حمضية محتملة كمصدر للبيتايين. في الطب، تُستخدم مكملات هيدروكلوريد البيتايين غالبًا مع البيبسين لمساعدة الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في المعدة والجهاز الهضمي. في هذه الحالة، يُعد هيدروكلوريد البيتايين مصدرًا آمنًا لحمض الهيدروكلوريك. على الرغم من عدم توفر معلومات كافية حول هذه الخاصية عند إضافة هيدروكلوريد البيتايين إلى علف الخنازير الصغيرة، إلا أنها قد تكون مهمة. من المعروف أن درجة حموضة المعدة لدى الخنازير الصغيرة المفطومة قد تكون مرتفعة نسبيًا (أكثر من 4)، مما يعيق تنشيط إنزيم البيبسين المحلل للبروتين في سلفه البيبسينوجين. يُعد الهضم الأمثل للبروتين مهمًا ليس فقط لكي تستفيد الحيوانات استفادة كاملة من هذا العنصر الغذائي، بل أيضًا لأن البروتين غير المهضوم جيدًا قد يؤدي إلى تكاثر غير ضروري لمسببات الأمراض الانتهازية وتفاقم مشكلة الإسهال بعد الفطام. يتميز البيتايين بقيمة pKa منخفضة تبلغ حوالي 1.8، مما يؤدي إلى تفكك هيدروكلوريد البيتايين عند تناوله، وبالتالي زيادة حموضة المعدة. وقد لوحظت هذه الزيادة المؤقتة في الحموضة في دراسات أولية على البشر والكلاب. فقد شهدت الكلاب التي سبق علاجها بمضادات الحموضة انخفاضًا ملحوظًا في درجة حموضة المعدة من حوالي 7 إلى 2 بعد جرعة واحدة من هيدروكلوريد البيتايين مقدارها 750 ملغ أو 1500 ملغ. أما في الكلاب الضابطة التي لم تتناول الدواء، فقد انخفضت درجة حموضة المعدة بشكل ملحوظ، إلى حوالي 2، بغض النظر عن كمية هيدروكلوريد البيتايين المتناولة.
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