La betaïna és un compost natural àmpliament distribuït en plantes i animals. Com a additiu per a pinsos, es proporciona en forma anhidra o hidroclorur. Es pot afegir a pinsos per a diversos propòsits.
En primer lloc, aquests propòsits poden estar relacionats amb la capacitat molt efectiva de donar metil de la betaïna, que es produeix principalment al fetge. A causa de la transferència de grups metil inestables, es promou la síntesi de diversos compostos com la metionina, la carnitina i la creatina. D'aquesta manera, la betaïna afecta el metabolisme de les proteïnes, els lípids i l'energia, canviant així beneficiosament la composició de la carcassa.
En segon lloc, la finalitat d'afegir betaïna al pinso pot estar relacionada amb la seva funció com a penetrant orgànic protector. En aquesta funció, la betaïna ajuda les cèl·lules de tot el cos a mantenir l'equilibri hídric i l'activitat cel·lular, especialment durant períodes d'estrès. Un exemple ben conegut és l'efecte positiu de la betaïna en animals sota estrès tèrmic.
En els porcs, s'han descrit diferents efectes beneficiosos de la suplementació amb betaïna. Aquest article se centrarà en el paper de la betaïna com a additiu alimentari en la salut intestinal dels garrins deslletats.
Diversos estudis sobre la betaïna han informat de l'efecte sobre la digestibilitat dels nutrients a l'ili o al tracte digestiu total dels porcs. Observacions repetides de l'augment de la digestibilitat ileal de la fibra (fibra crua o fibra de detergent neutra i àcida) indiquen que la betaïna estimula la fermentació dels bacteris ja presents a l'intestí prim, perquè les cèl·lules intestinals no produeixen enzims que degraden la fibra. La part fibrosa de la planta conté nutrients que es poden alliberar durant la degradació d'aquesta fibra microbiana.
Per tant, també es va observar una millora de la digestibilitat de la matèria seca i de les cendres crues. A nivell total del tracte digestiu, s'ha informat que els garrins suplementats amb 800 mg de betaïna/kg de dieta han millorat la digestibilitat de la proteïna bruta (+6,4%) i de la matèria seca (+4,2%). A més, un altre estudi va mostrar que, suplementant amb 1.250 mg/kg de betaïna, es va millorar la digestibilitat total aparent de la proteïna bruta (+3,7%) i l'extracte èter (+6,7%).
Una possible raó per a l'augment observat en la digestibilitat dels nutrients és l'efecte de la betaïna en la producció d'enzims. En un estudi recent in vivo sobre l'addició de betaïna a garrins deslletats, es va avaluar l'activitat dels enzims digestius (amilasa, maltasa, lipasa, tripsina i quimotripsina) en el quim (Figura 1). Tots els enzims excepte la maltasa van mostrar una activitat augmentada, i l'efecte de la betaïna va ser més pronunciat a 2.500 mg de betaïna/kg d'aliment que a 1.250 mg/kg. L'augment de l'activitat pot ser el resultat d'un augment en la producció d'enzims o pot ser el resultat d'un augment en l'eficiència catalítica de l'enzim.
Figura 1: Activitat enzimàtica digestiva intestinal de garrins suplementats amb 0 mg/kg, 1.250 mg/kg o 2.500 mg/kg de betaïna.
En experiments in vitro, es va demostrar que afegint NaCl per produir una pressió osmòtica elevada, s'inhibien les activitats de la tripsina i l'amilasa. L'addició de diferents nivells de betaïna a aquesta prova va restaurar l'efecte inhibidor del NaCl i va augmentar l'activitat enzimàtica. Tanmateix, quan no s'afegeix NaCl a la solució tampó, la betaïna no afecta l'activitat enzimàtica a una concentració més baixa, però sí que mostra un efecte inhibidor a una concentració més alta.
No només l'augment de la digestibilitat pot explicar l'augment reportat en el rendiment de creixement i la taxa de conversió d'aliments dels porcs suplementats amb betaïna dietètica. L'addició de betaïna a les dietes dels porcs també redueix les necessitats energètiques de manteniment de l'animal. La hipòtesi d'aquest efecte observat és que quan la betaïna es pot utilitzar per mantenir la pressió osmòtica intracel·lular, es redueix la demanda de bombes d'ions, que és un procés que requereix energia. En el cas d'una ingesta energètica limitada, s'espera que l'efecte de suplementar la betaïna sigui més pronunciat en augmentar el subministrament d'energia per al creixement en lloc del manteniment.
Les cèl·lules epitelials que recobreixen la paret intestinal han de fer front a condicions osmòtiques altament variables generades pel contingut luminal durant la digestió dels nutrients. Al mateix temps, aquestes cèl·lules intestinals han de controlar l'intercanvi d'aigua i diferents nutrients entre el lumen intestinal i el plasma. Per tal de protegir les cèl·lules d'aquestes condicions difícils, la betaïna és un penetrant orgànic important. Quan s'observa la concentració de betaïna en diferents teixits, el contingut de betaïna en els teixits intestinals és força alt. A més, s'ha observat que aquests nivells es veuen afectats per la concentració de betaïna de la dieta. Les cèl·lules ben equilibrades tindran una millor proliferació i millors capacitats de recuperació. Per tant, els investigadors van descobrir que augmentar el nivell de betaïna dels garrins augmenta l'alçada de les vellositats duodenals i la profunditat de les criptes ileals, i les vellositats són més uniformes.
En un altre estudi, es va poder observar un augment de l'alçada de les vellositats del duodè, el jejú i l'ili, però no hi va haver cap efecte sobre la profunditat de les criptes. Com s'ha observat en pollastres de engreix infectats amb coccidis, l'efecte protector de la betaïna sobre l'estructura intestinal pot ser encara més important sota certs reptes (osmòtics).
La barrera intestinal està composta principalment per cèl·lules epitelials, que estan connectades entre si mitjançant proteïnes d'unió estreta. La integritat d'aquesta barrera és essencial per evitar l'entrada de substàncies nocives i bacteris patògens, que d'altra manera causarien inflamació. En el cas dels porcs, l'impacte negatiu de la barrera intestinal es considera el resultat de la contaminació per micotoxines en el pinso o un dels efectes negatius de l'estrès tèrmic.
Per tal de mesurar l'impacte en l'efecte barrera, sovint s'utilitzen proves in vitro de línies cel·lulars per mesurar la resistència elèctrica transepitelial (TEER). Amb l'aplicació de betaïna, es pot observar una millora del TEER en múltiples experiments in vitro. Quan la bateria s'exposa a altes temperatures (42 °C), el TEER disminuirà (Figura 2). L'addició de betaïna al medi de creixement d'aquestes cèl·lules exposades a la calor va contrarestar la disminució del TEER, cosa que indica una major resistència a la calor.
Figura 2: Efectes in vitro de la temperatura elevada i la betaïna sobre la resistència transepitelial cel·lular (TEER).
A més, en un estudi in vivo en garrins, es va mesurar l'augment de l'expressió de proteïnes d'unió estreta (ocludina, claudina1 i zonula occludens-1) en el teixit del jejú dels animals que van rebre 1.250 mg/kg de betaïna en comparació amb el grup de control. A més, com a marcador del dany de la mucosa intestinal, l'activitat de la diaminooxidasa en el plasma d'aquests porcs es va reduir significativament, cosa que indica una barrera intestinal més forta. Quan es va afegir betaïna a la dieta de porcs en creixement i engreix, es va mesurar l'augment de la resistència a la tracció intestinal en el moment del sacrifici.
Recentment, diversos estudis han vinculat la betaïna amb el sistema antioxidant i han descrit una reducció de radicals lliures, nivells reduïts de malondialdehid (MDA) i una millora de l'activitat de la glutatió peroxidasa (GSH-Px).
La betaïna no només actua com a osmoprotector en els animals. A més, molts bacteris poden acumular betaïna mitjançant la síntesi de novo o el transport des del medi ambient. Hi ha indicis que la betaïna pot tenir un efecte positiu sobre el nombre de bacteris al tracte gastrointestinal dels garrins deslletats. El nombre total de bacteris ileals, especialment bifidobacteris i lactobacils, ha augmentat. A més, es van trobar quantitats més baixes d'Enterobacter a les femtes.
Finalment, s'observa que l'efecte de la betaïna sobre la salut intestinal dels garrins deslletats és la reducció de la taxa de diarrea. Aquest efecte pot dependre de la dosi: el suplement dietètic de 2.500 mg/kg de betaïna és més eficaç que el de 1.250 mg/kg de betaïna per reduir la taxa de diarrea. Tanmateix, el rendiment dels garrins deslletats als dos nivells de suplement va ser similar. Altres investigadors han demostrat que quan s'afegeixen 800 mg/kg de betaïna, la taxa i la incidència de diarrea en garrins deslletats és menor.
La betaïna té un valor de pKa baix d'aproximadament 1,8, cosa que provoca la dissociació del clorhidrat de betaïna després de la ingestió, provocant així l'acidificació gàstrica.
L'aliment interessant és l'acidificació potencial del clorhidrat de betaïna com a font de betaïna. En medicina humana, els suplements de clorhidrat de betaïna s'utilitzen sovint en combinació amb pepsina per ajudar les persones amb problemes d'estómac i digestius. En aquest cas, el clorhidrat de betaïna es pot utilitzar com a font segura d'àcid clorhídric. Tot i que no hi ha informació sobre aquesta propietat quan el clorhidrat de betaïna es troba en el pinso per a garrins, pot ser molt important.
És ben sabut que el pH del suc gàstric dels garrins deslletats pot ser relativament alt (pH> 4), cosa que afectarà l'activació del precursor de la pepsina al seu precursor pepsinogen. La digestió òptima de proteïnes no només és important perquè els animals obtinguin una bona disponibilitat d'aquest nutrient. A més, la proteïna d'indigestió pot causar la proliferació nociva de patògens oportunistes i augmentar el problema de la diarrea posterior al deslletament. La betaïna té un valor de pKa baix d'aproximadament 1,8, cosa que condueix a la dissociació del clorhidrat de betaïna després de la ingestió, provocant l'acidificació gàstrica.
Aquesta reacidificació a curt termini s'ha observat en un estudi preliminar en humans i estudis en gossos. Després d'una sola dosi de 750 mg o 1.500 mg de clorhidrat de betaïna, el pH de l'estómac dels gossos tractats prèviament amb agents reductors d'àcid gàstric va disminuir considerablement d'aproximadament 7 a pH 2. Tanmateix, en gossos de control no tractats, el pH de l'estómac era d'aproximadament 2, cosa que no estava relacionada amb la suplementació amb clorhidrat de betaïna.
La betaïna té un efecte positiu en la salut intestinal dels garrins deslletats. Aquesta revisió bibliogràfica destaca les diferents oportunitats de la betaïna per afavorir la digestió i l'absorció de nutrients, millorar les barreres protectores físiques, influir en la microbiota i millorar les capacitats de defensa dels garrins.