البيتين مركب طبيعي منتشر على نطاق واسع في النباتات والحيوانات. يُضاف إلى الأعلاف على شكل لا مائي أو هيدروكلوريد. ويمكن إضافته إلى علف الحيوانات لأغراض متنوعة.
أولاً وقبل كل شيء، قد تكون هذه الأغراض مرتبطة بقدرة البيتاين الفعالة للغاية على توفير الميثيل، والتي تحدث بشكل رئيسي في الكبد. وبسبب نقل مجموعات الميثيل غير المستقرة، يتم تعزيز تخليق مركبات مختلفة مثل الميثيونين والكارنيتين والكرياتين. وبهذه الطريقة، يؤثر البيتاين على استقلاب البروتين والدهون والطاقة، وبالتالي تغيير تكوين الذبيحة بشكل مفيد.
ثانياً، قد يكون الغرض من إضافة البيتين في العلف مرتبطًا بوظيفته كمخترق عضوي وقائي. في هذه الوظيفة، يساعد البيتين الخلايا في جميع أنحاء الجسم على الحفاظ على توازن الماء ونشاط الخلايا، وخاصة خلال فترات الإجهاد. ومن الأمثلة المعروفة التأثير الإيجابي للبيتين على الحيوانات المعرضة للإجهاد الحراري.
وقد تم وصف تأثيرات مفيدة مختلفة لمكملات البيتاين في الخنازير. وسوف تركز هذه المقالة على دور البيتاين كمضاف غذائي في صحة الأمعاء لدى الخنازير الصغيرة المفطومة.
وقد أشارت العديد من الدراسات التي أجريت على البيتاين إلى تأثيره على قابلية هضم العناصر الغذائية في الأمعاء الدقيقة أو الجهاز الهضمي الكامل للخنازير. وتشير الملاحظات المتكررة لزيادة قابلية هضم الألياف في الأمعاء الدقيقة (الألياف الخام أو ألياف المنظفات المحايدة والحمضية) إلى أن البيتاين يحفز تخمير البكتيريا الموجودة بالفعل في الأمعاء الدقيقة، لأن الخلايا المعوية لا تنتج إنزيمات تحلل الألياف. يحتوي جزء الألياف من النبات على عناصر غذائية يمكن إطلاقها أثناء تحلل هذه الألياف الميكروبية.
لذلك، لوحظ أيضًا تحسن في هضم المادة الجافة والرماد الخام. وعلى مستوى الجهاز الهضمي الكلي، أفيد أن الخنازير الصغيرة التي تم تزويدها بـ 800 ملغ من البيتاين / كجم من النظام الغذائي قد تحسنت في هضم البروتين الخام (+ 6.4٪) والمادة الجافة (+ 4.2٪). بالإضافة إلى ذلك، أظهرت دراسة مختلفة أنه من خلال إضافة 1250 ملغ / كجم من البيتاين، تم تحسين الهضم الكلي الواضح للبروتين الخام (+ 3.7٪) ومستخلص الأثير (+ 6.7٪).
أحد الأسباب المحتملة لزيادة قابلية هضم العناصر الغذائية الملحوظة هو تأثير البيتين على إنتاج الإنزيم. في دراسة حديثة أجريت على الحيوانات حول إضافة البيتين إلى الخنازير الصغيرة المفطومة، تم تقييم نشاط الإنزيمات الهضمية (الأميليز، المالتاز، الليباز، التربسين والكيموتريبسين) في الكيموس (الشكل 1). أظهرت جميع الإنزيمات باستثناء المالتاز زيادة في النشاط، وكان تأثير البيتين أكثر وضوحًا عند 2500 مجم بيتين / كجم علف مقارنة بـ 1250 مجم / كجم. قد تكون الزيادة في النشاط نتيجة لزيادة في إنتاج الإنزيم، أو قد تكون نتيجة لزيادة في الكفاءة التحفيزية للإنزيم.
الشكل 1- نشاط إنزيمات الجهاز الهضمي المعوية للخنازير الصغيرة التي تم تزويدها بجرعات 0 ملغ/كغ، أو 1250 ملغ/كغ، أو 2500 ملغ/كغ من البيتاين.
في التجارب المختبرية، ثبت أن إضافة كلوريد الصوديوم لإنتاج ضغط اسموزي مرتفع، يؤدي إلى تثبيط نشاط التربسين والأميليز. إضافة مستويات مختلفة من البيتين إلى هذا الاختبار أعاد التأثير المثبط لكلوريد الصوديوم وزاد من نشاط الإنزيم. ومع ذلك، عندما لا يضاف كلوريد الصوديوم إلى المحلول العازل، فإن البيتين لا يؤثر على نشاط الإنزيم عند تركيز أقل، ولكنه يظهر تأثيرًا مثبطًا عند تركيز أعلى.
لا يمكن فقط تفسير الزيادة المبلغ عنها في أداء النمو ومعدل تحويل الأعلاف للخنازير التي تم تزويدها بالبيتين الغذائي عن طريق زيادة قابلية الهضم. إن إضافة البيتين إلى وجبات الخنازير يقلل أيضًا من متطلبات الطاقة اللازمة للصيانة. الفرضية وراء هذا التأثير الملحوظ هي أنه عندما يمكن استخدام البيتين للحفاظ على الضغط الاسموزي داخل الخلايا، يتم تقليل الطلب على مضخات الأيونات، وهي عملية تتطلب طاقة. في حالة تناول الطاقة المحدودة، من المتوقع أن يكون تأثير إضافة البيتين أكثر وضوحًا من خلال زيادة إمدادات الطاقة للنمو بدلاً من الصيانة.
تحتاج الخلايا الظهارية التي تبطن جدار الأمعاء إلى التعامل مع الظروف التناضحية شديدة التغير الناتجة عن محتويات التجويف أثناء هضم العناصر الغذائية. وفي الوقت نفسه، تحتاج هذه الخلايا المعوية إلى التحكم في تبادل الماء والعناصر الغذائية المختلفة بين تجويف الأمعاء والبلازما. ومن أجل حماية الخلايا من هذه الظروف الصعبة، يعد البيتين مادة عضوية نافذة مهمة. وعند مراقبة تركيز البيتين في أنسجة مختلفة، يكون محتوى البيتين في أنسجة الأمعاء مرتفعًا للغاية. بالإضافة إلى ذلك، لوحظ أن هذه المستويات تتأثر بتركيز البيتين الغذائي. وستتمتع الخلايا المتوازنة جيدًا بقدرة تكاثر أفضل وقدرات تعافي أفضل. لذلك، وجد الباحثون أن زيادة مستوى البيتين لدى الخنازير الصغيرة يزيد من ارتفاع الزغابات الاثني عشرية وعمق خبايا الأمعاء الدقيقة، وتكون الزغابات أكثر تجانسًا.
وفي دراسة أخرى، يمكن ملاحظة زيادة في ارتفاع الزغابات في الاثني عشر والصائم واللفائفي، ولكن لم يكن هناك تأثير على عمق الزغابات. وكما لوحظ في دجاج التسمين المصاب بالكوكسيديا، فإن التأثير الوقائي للبيتين على بنية الأمعاء قد يكون أكثر أهمية في ظل بعض التحديات (التناضحية).
يتكون الحاجز المعوي بشكل أساسي من الخلايا الظهارية، والتي ترتبط ببعضها البعض بواسطة بروتينات الوصلات الضيقة. تعتبر سلامة هذا الحاجز ضرورية لمنع دخول المواد الضارة والبكتيريا المسببة للأمراض، والتي من شأنها أن تسبب الالتهاب. بالنسبة للخنازير، يُعتبر التأثير السلبي للحاجز المعوي نتيجة لتلوث الميكوتوكسين في العلف، أو أحد الآثار السلبية للإجهاد الحراري.
من أجل قياس التأثير على تأثير الحاجز، غالبًا ما تُستخدم الاختبارات المعملية لخطوط الخلايا لقياس المقاومة الكهربائية عبر الظهارة (TEER). مع تطبيق البيتين، يمكن ملاحظة تحسن TEER في تجارب متعددة في المختبر. عندما تتعرض البطارية لدرجة حرارة عالية (42 درجة مئوية)، ستنخفض TEER (الشكل 2). تعمل إضافة البيتين إلى وسط نمو هذه الخلايا المعرضة للحرارة على مواجهة انخفاض TEER، مما يشير إلى زيادة مقاومة الحرارة.
الشكل 2- التأثيرات المختبرية لدرجات الحرارة العالية والبيتين على مقاومة الخلايا الظهارية (TEER).
بالإضافة إلى ذلك، في دراسة أجريت على الخنازير الصغيرة، تم قياس التعبير المتزايد عن بروتينات الوصلات الضيقة (أوكلودين، وكلودين1، وزونولا أوكلودينز-1) في أنسجة الصائم للحيوانات التي تلقت 1250 مجم/كجم من البيتاين مقارنة بمجموعة التحكم. بالإضافة إلى ذلك، كعلامة على تلف الغشاء المخاطي المعوي، انخفض نشاط أكسيداز ثنائي الأمين في بلازما هذه الخنازير بشكل كبير، مما يشير إلى حاجز معوي أقوى. عندما تمت إضافة البيتاين إلى النظام الغذائي للخنازير النامية، تم قياس الزيادة في قوة الشد المعوية في وقت الذبح.
في الآونة الأخيرة، ربطت العديد من الدراسات بين البيتاين ونظام مضادات الأكسدة ووصفت انخفاض الجذور الحرة، وانخفاض مستويات المالونديالدهيد (MDA)، وتحسين نشاط الجلوتاثيون بيروكسيديز (GSH-Px).
لا يعمل البيتين كعامل حماية من التناضح في الحيوانات فحسب، بل يمكن للعديد من البكتيريا أن تتراكم البيتين من خلال التخليق الجديد أو النقل من البيئة. هناك دلائل تشير إلى أن البيتين يمكن أن يكون له تأثير إيجابي على عدد البكتيريا في الجهاز الهضمي للخنازير المفطومة. زاد العدد الإجمالي للبكتيريا اللفائفية، وخاصة البكتيريا المشقوقة والعصيات اللبنية. بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على كميات أقل من الإنتروباكتر في البراز.
وأخيرًا، لوحظ أن تأثير البيتين على صحة الأمعاء لدى الخنازير الصغيرة المفطومة هو تقليل معدل الإسهال. قد يكون هذا التأثير معتمدًا على الجرعة: المكمل الغذائي 2500 مجم / كجم من البيتين أكثر فعالية من 1250 مجم / كجم من البيتين في تقليل معدل الإسهال. ومع ذلك، كان أداء الخنازير الصغيرة المفطومة في مستويي المكملات الغذائية متشابهًا. أظهر باحثون آخرون أنه عند إضافة 800 مجم / كجم من البيتين، يكون معدل حدوث الإسهال لدى الخنازير الصغيرة المفطومة أقل.
يحتوي البيتايين على قيمة pKa منخفضة تبلغ حوالي 1.8، مما يؤدي إلى تفكك حمض الهيدروكلوريك البيتايين بعد الابتلاع، مما يؤدي إلى حموضة المعدة.
الغذاء المثير للاهتمام هو الحموضة المحتملة لهيدروكلوريد البيتين كمصدر للبيتين. في الطب البشري، غالبًا ما تستخدم مكملات البيتين هيدروكلوريد مع البيبسين لدعم الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في المعدة ومشاكل في الجهاز الهضمي. في هذه الحالة، يمكن استخدام هيدروكلوريد البيتين كمصدر آمن لحمض الهيدروكلوريك. على الرغم من عدم وجود معلومات عن هذه الخاصية عندما يتم تضمين هيدروكلوريد البيتين في علف الخنازير الصغيرة، إلا أنها قد تكون مهمة جدًا.
من المعروف أن درجة الحموضة في العصارة المعدية للخنازير المفطومة قد تكون مرتفعة نسبيًا (درجة الحموضة> 4)، مما يؤثر على تنشيط مقدمة البيبسين لمقدمتها البيبسينوجين. لا يعد الهضم الأمثل للبروتين مهمًا للحيوانات للحصول على توافر جيد لهذا العنصر الغذائي فحسب، بل يمكن أن يتسبب بروتين عسر الهضم في انتشار ضار لمسببات الأمراض الانتهازية ويزيد من مشكلة الإسهال بعد الفطام. يحتوي البيتاين على قيمة pKa منخفضة تبلغ حوالي 1.8، مما يؤدي إلى تفكك البيتاين هيدروكلوريد بعد الابتلاع، مما يؤدي إلى حموضة المعدة.
وقد لوحظت هذه الحموضة قصيرة المدى في دراسة أولية أجريت على البشر ودراسات أجريت على الكلاب. وبعد جرعة واحدة من 750 ملغ أو 1500 ملغ من هيدروكلوريد البيتاين، انخفض الرقم الهيدروجيني للمعدة لدى الكلاب التي عولجت سابقًا بعوامل تقليل حمض المعدة بشكل كبير من حوالي 7 إلى الرقم الهيدروجيني 2. ومع ذلك، في الكلاب الضابطة غير المعالجة، كان الرقم الهيدروجيني للمعدة حوالي 2، وهو ما لم يكن مرتبطًا بمكملات البيتاين هيدروكلوريد.
للبيتين تأثير إيجابي على صحة الأمعاء لدى الخنازير الصغيرة المفطومة. تسلط هذه المراجعة الأدبية الضوء على الفرص المختلفة التي يمكن للبيتين أن يستخدمها لدعم هضم وامتصاص العناصر الغذائية، وتحسين الحواجز الوقائية المادية، والتأثير على ميكروبات الأمعاء، وتعزيز القدرات الدفاعية للخنازير الصغيرة.