البيتين مركب طبيعي واسع الانتشار في النباتات والحيوانات. يُستخدم كمضاف علفي، ويُقدم على شكل لا مائي أو هيدروكلوريد. ويمكن إضافته إلى علف الحيوانات لأغراض متنوعة.
أولاً، قد ترتبط هذه الأهداف بقدرة البيتين الفائقة على منح مجموعات الميثيل، والتي تحدث بشكل رئيسي في الكبد. وبفضل نقل مجموعات الميثيل غير المستقرة، يتم تعزيز تخليق مركبات مختلفة مثل الميثيونين والكارنيتين والكرياتين. وبهذه الطريقة، يؤثر البيتين على استقلاب البروتين والدهون والطاقة، مما يُحسّن تركيبة الذبيحة.
ثانيًا، قد يكون الغرض من إضافة البيتين إلى العلف مرتبطًا بوظيفته كمادة عضوية واقية نافذة. في هذه الوظيفة، يساعد البيتين خلايا الجسم على الحفاظ على توازن الماء ونشاط الخلايا، خاصةً خلال فترات الإجهاد. ومن الأمثلة المعروفة التأثير الإيجابي للبيتين على الحيوانات المعرضة للإجهاد الحراري.
تم وصف العديد من الفوائد الغذائية لتناول البيتين في الخنازير. ستركز هذه المقالة على دور البيتين كمضاف علفي في صحة الأمعاء لدى الخنازير الصغيرة المفطومة.
أشارت العديد من الدراسات إلى تأثير البيتين على هضم العناصر الغذائية في اللفائفي أو الجهاز الهضمي بأكمله لدى الخنازير. وتُشير الملاحظات المتكررة لزيادة هضم الألياف (الألياف الخام أو ألياف المنظفات المتعادلة والحمضية) في اللفائفي إلى أن البيتين يُحفز تخمير البكتيريا الموجودة أصلاً في الأمعاء الدقيقة، لأن خلايا الأمعاء لا تُنتج إنزيمات تُحلل الألياف. ويحتوي الجزء الليفي من النبات على عناصر غذائية يُمكن إطلاقها أثناء تحلل هذه الألياف الميكروبية.
لذا، لوحظ تحسن في هضم المادة الجافة والرماد الخام. وعلى مستوى الجهاز الهضمي بأكمله، أشارت التقارير إلى أن الخنازير الصغيرة التي أُضيفت إلى علفها 800 ملغم بيتايين/كغم من العلف شهدت تحسنًا في هضم البروتين الخام (+6.4%) والمادة الجافة (+4.2%). بالإضافة إلى ذلك، أظهرت دراسة أخرى أن إضافة 1250 ملغم/كغم من البيتايين حسّنت من الهضم الكلي الظاهري للبروتين الخام (+3.7%) ومستخلص الإيثر (+6.7%).
أحد الأسباب المحتملة للزيادة الملحوظة في هضم العناصر الغذائية هو تأثير البيتين على إنتاج الإنزيمات. في دراسة حديثة أجريت على الحيوانات الحية، تم تقييم نشاط الإنزيمات الهاضمة (الأميلاز، والمالتاز، والليباز، والتربسين، والكيموتريبسين) في الكيموس (الشكل 1) بعد إضافة البيتين إلى علف الخنازير المفطومة. أظهرت جميع الإنزيمات، باستثناء المالتاز، زيادة في النشاط، وكان تأثير البيتين أكثر وضوحًا عند جرعة 2500 ملغم بيتين/كغم علف مقارنةً بجرعة 1250 ملغم/كغم. قد تكون هذه الزيادة في النشاط ناتجة عن زيادة في إنتاج الإنزيمات، أو قد تكون ناتجة عن زيادة في كفاءتها التحفيزية.
الشكل 1- نشاط إنزيمات الهضم المعوية للخنازير الصغيرة التي تم تزويدها بـ 0 ملغم/كغم، أو 1250 ملغم/كغم، أو 2500 ملغم/كغم من البيتايين.
في التجارب المخبرية، ثبت أن إضافة كلوريد الصوديوم (NaCl) لإنتاج ضغط أسموزي عالٍ تثبط نشاط إنزيمي التربسين والأميلاز. وقد أدت إضافة مستويات مختلفة من البيتين إلى استعادة التأثير المثبط لكلوريد الصوديوم وزيادة نشاط الإنزيم. مع ذلك، عند عدم إضافة كلوريد الصوديوم إلى المحلول المنظم، لا يؤثر البيتين على نشاط الإنزيم عند التركيزات المنخفضة، ولكنه يُظهر تأثيرًا مثبطًا عند التركيزات العالية.
لا يقتصر تفسير الزيادة الملحوظة في معدل النمو وكفاءة تحويل العلف لدى الخنازير التي تتناول البيتايين في علفها على تحسين الهضم فحسب، بل إن إضافة البيتايين إلى علف الخنازير يقلل أيضًا من احتياجاتها من الطاقة اللازمة للحفاظ على وظائفها الحيوية. وتفترض الفرضية وراء هذا التأثير الملحوظ أن البيتايين، عند استخدامه للحفاظ على الضغط الأسموزي داخل الخلايا، يقلل من الحاجة إلى مضخات الأيونات، وهي عملية تتطلب طاقة. وفي حالة محدودية الطاقة المتناولة، يُتوقع أن يكون تأثير إضافة البيتايين أكثر وضوحًا من خلال زيادة إمداد الطاقة اللازمة للنمو بدلًا من الحفاظ على الوظائف الحيوية.
تحتاج الخلايا الظهارية المبطنة لجدار الأمعاء إلى التكيف مع ظروف تناضحية متغيرة للغاية ناتجة عن محتويات تجويف الأمعاء أثناء هضم العناصر الغذائية. في الوقت نفسه، تحتاج هذه الخلايا المعوية إلى التحكم في تبادل الماء والعناصر الغذائية المختلفة بين تجويف الأمعاء والبلازما. ولحماية الخلايا من هذه الظروف الصعبة، يُعد البيتين مادة عضوية نافذة مهمة. عند ملاحظة تركيز البيتين في الأنسجة المختلفة، وُجد أن تركيزه في الأنسجة المعوية مرتفع للغاية. بالإضافة إلى ذلك، لوحظ أن هذه المستويات تتأثر بتركيز البيتين في النظام الغذائي. تتمتع الخلايا المتوازنة جيدًا بقدرة أفضل على التكاثر والتعافي. لذلك، وجد الباحثون أن زيادة مستوى البيتين لدى الخنازير الصغيرة يزيد من ارتفاع زغابات الاثني عشر وعمق تجاويف اللفائفي، كما أن الزغابات تصبح أكثر تجانسًا.
في دراسة أخرى، لوحظ ازدياد في ارتفاع الزغابات في الاثني عشر والصائم واللفائفي، ولكن لم يكن هناك أي تأثير على عمق الخبايا. 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 خلايا طلائية متصلة ببعضها البعض بواسطة بروتينات الوصلات المحكمة. وتُعد سلامة هذا الحاجز ضرورية لمنع دخول المواد الضارة والبكتيريا الممرضة، التي قد تُسبب الالتهاب. أما بالنسبة للخنازير، فيُعتقد أن التأثير السلبي على الحاجز المعوي ناتج عن تلوث العلف بالسموم الفطرية، أو أحد الآثار السلبية للإجهاد الحراري.
لقياس تأثير البيتين على فعالية الحاجز، تُستخدم عادةً اختبارات مخبرية على خطوط الخلايا لقياس المقاومة الكهربائية عبر الظهارة (TEER). مع استخدام البيتين، لوحظ تحسن في قيمة TEER في العديد من التجارب المخبرية. عند تعريض البطارية لدرجة حرارة عالية (42 درجة مئوية)، تنخفض قيمة TEER (الشكل 2). أدى إضافة البيتين إلى وسط نمو هذه الخلايا المعرضة للحرارة إلى معاكسة انخفاض قيمة TEER، مما يشير إلى زيادة مقاومة الحرارة.
الشكل 2- التأثيرات المختبرية لدرجة الحرارة العالية والبيتين على مقاومة الخلايا عبر الظهارة (TEER).
بالإضافة إلى ذلك، في دراسة أجريت على الخنازير الصغيرة، تم قياس زيادة التعبير عن بروتينات الوصلات المحكمة (الأوكلودين، والكلاودين 1، والزونولا أوكلودنس-1) في نسيج الصائم لدى الحيوانات التي تلقت 1250 ملغم/كغم من البيتايين، مقارنةً بمجموعة التحكم. كما تم قياس انخفاض ملحوظ في نشاط إنزيم ديامين أوكسيداز في بلازما هذه الخنازير كمؤشر على تلف الغشاء المخاطي المعوي، مما يدل على قوة الحاجز المعوي. وعند إضافة البيتايين إلى علف الخنازير النامية، تم قياس الزيادة في قوة شد الأمعاء عند الذبح.
في الآونة الأخيرة، ربطت العديد من الدراسات البيتين بنظام مضادات الأكسدة ووصفت انخفاض الجذور الحرة، وانخفاض مستويات مالونديالدهيد (MDA)، وتحسين نشاط بيروكسيداز الجلوتاثيون (GSH-Px).
لا يقتصر دور البيتين على كونه عاملًا واقيًا من الضغط الأسموزي في الحيوانات فحسب، بل يمكن للعديد من البكتيريا أيضًا أن تُراكمه من خلال التخليق الحيوي أو النقل من البيئة. وتشير الدلائل إلى أن البيتين قد يكون له تأثير إيجابي على عدد البكتيريا في الجهاز الهضمي للخنازير الصغيرة المفطومة. فقد ازداد العدد الإجمالي لبكتيريا اللفائفي، وخاصة بكتيريا البيفيدوباكتيريا واللاكتوباسيلس. بالإضافة إلى ذلك، وُجدت كميات أقل من بكتيريا الإنتيروباكتر في البراز.
أخيرًا، لوحظ أن تأثير البيتين على صحة أمعاء الخنازير المفطومة يتمثل في تقليل معدل الإسهال. وقد يكون هذا التأثير مرتبطًا بالجرعة: فالمكمل الغذائي الذي يحتوي على 2500 ملغم/كغم من البيتين أكثر فعالية من 1250 ملغم/كغم في تقليل معدل الإسهال. ومع ذلك، كان أداء الخنازير المفطومة متقاربًا عند كلا مستويي المكمل. وقد أظهرت دراسات أخرى أن إضافة 800 ملغم/كغم من البيتين تُقلل من معدل الإصابة بالإسهال وحدوثه لدى الخنازير المفطومة.
البيتين له قيمة pKa منخفضة تبلغ حوالي 1.8، مما يؤدي إلى تفكك بيتين هيدروكلوريد بعد تناوله، مما يؤدي إلى تحمض المعدة.
تكمن أهمية هذا الغذاء في إمكانية تحمض هيدروكلوريد البيتايين كمصدر للبيتايين. في الطب البشري، تُستخدم مكملات هيدروكلوريد البيتايين غالبًا مع البيبسين لدعم الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في المعدة والجهاز الهضمي. في هذه الحالة، يمكن استخدام هيدروكلوريد البيتايين كمصدر آمن لحمض الهيدروكلوريك. على الرغم من عدم وجود معلومات حول هذه الخاصية عند إضافة هيدروكلوريد البيتايين إلى علف الخنازير الصغيرة، إلا أنها قد تكون بالغة الأهمية.
من المعروف أن درجة حموضة العصارة المعدية للخنازير المفطومة قد تكون مرتفعة نسبيًا (أكثر من 4)، مما يؤثر على تنشيط طليعة البيبسين إلى طليعته البيبسينوجين. ولا تقتصر أهمية الهضم الأمثل للبروتين على ضمان حصول الحيوانات على كمية كافية من هذا العنصر الغذائي فحسب، بل إن عسر هضم البروتين قد يؤدي إلى تكاثر ضار لمسببات الأمراض الانتهازية، ويزيد من مشكلة الإسهال بعد الفطام. يتميز البيتين بقيمة pKa منخفضة تبلغ حوالي 1.8، مما يؤدي إلى تفكك بيتين هيدروكلوريد بعد تناوله، وبالتالي زيادة حموضة المعدة.
لوحظت هذه العودة قصيرة الأجل للحموضة في دراسة أولية على البشر ودراسات على الكلاب. بعد جرعة واحدة من 750 ملغ أو 1500 ملغ من بيتايين هيدروكلوريد، انخفض الرقم الهيدروجيني لمعدة الكلاب التي سبق علاجها بعوامل خفض حموضة المعدة بشكل حاد 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 بتناول مكملات بيتايين هيدروكلوريد.
يُظهر البيتين تأثيراً إيجابياً على صحة الأمعاء لدى الخنازير الصغيرة المفطومة. تسلط هذه المراجعة الأدبية الضوء على فرص مختلفة للبيتين لدعم هضم وامتصاص العناصر الغذائية، وتحسين الحواجز الوقائية الفيزيائية، والتأثير على الميكروبات المعوية، وتعزيز القدرات الدفاعية للخنازير الصغيرة.