Betain wirkt sich positiv auf den Darm abgesetzter Ferkel aus, wird aber oft vergessen, wenn es um mögliche Nahrungsergänzungsmittel zur Unterstützung der Darmgesundheit oder zur Linderung von Problemen im Zusammenhang mit Absetzdurchfall geht. Die Zugabe von Betain als funktioneller Nährstoff zum Futter kann sich auf verschiedene Weise auf die Tiere auswirken.
Erstens besitzt Betain eine sehr starke Fähigkeit zur Methylgruppenabgabe, vor allem in der Leber von Tieren. Durch die Übertragung instabiler Methylgruppen wird die Synthese verschiedener Verbindungen wie Methionin, Carnitin und Kreatin gefördert. Somit beeinflusst Betain den Protein-, Lipid- und Energiestoffwechsel von Tieren und verändert dadurch die Zusammensetzung des Schlachtkörpers positiv.
Zweitens kann Betain dem Futter als schützendes organisches Penetrationsmittel zugesetzt werden. Betain wirkt osmoprotektiv und unterstützt die Körperzellen dabei, den Flüssigkeitshaushalt und die Zellaktivität aufrechtzuerhalten, insbesondere in Stressphasen. Ein bekanntes Beispiel ist die positive Wirkung von Betain auf Tiere, die unter Hitzestress leiden.
Die Gabe von Betain in wasserfreier Form oder als Hydrochlorid hat verschiedene positive Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit der Tiere. Dieser Artikel befasst sich mit den vielfältigen Möglichkeiten, Betain als Futterzusatz zur Unterstützung der Darmgesundheit bei abgesetzten Ferkeln einzusetzen.
In mehreren Betainstudien wurde über die Wirkung von Betain auf die Nährstoffverdaulichkeit im Ileum und Colon von Schweinen berichtet. Wiederholte Beobachtungen einer erhöhten Ballaststoffverdaulichkeit im Ileum (Rohfaser bzw. neutrale und saure Detergensfaser) legen nahe, dass Betain die bakterielle Fermentation im Dünndarm stimuliert, da Enterozyten keine ballaststoffabbauenden Enzyme produzieren. Faserige Pflanzenteile enthalten Nährstoffe, die bei der Zersetzung mikrobieller Fasern freigesetzt werden können. Daher wurde auch eine Verbesserung der Verdaulichkeit von Trockenmasse und Rohasche beobachtet. Auf der Ebene des gesamten Magen-Darm-Trakts zeigten Ferkel, die mit einer Diät aus 800 mg Betain/kg gefüttert wurden, eine verbesserte Verdaulichkeit von Rohprotein (+6,4 %) und Trockenmasse (+4,2 %). Darüber hinaus ergab eine andere Studie, dass die scheinbare Gesamtverdaulichkeit von Rohprotein (+3,7 %) und Etherextrakt (+6,7 %) durch eine Betain-Supplementierung von 1250 mg/kg verbessert wurde.
Ein möglicher Grund für die beobachtete erhöhte Nährstoffaufnahme ist die Wirkung von Betain auf die Enzymproduktion. In einer kürzlich durchgeführten In-vivo-Studie zu den Auswirkungen einer Betain-Supplementierung bei entwöhnten Ferkeln wurde die Aktivität der Verdauungsenzyme (Amylase, Maltase, Lipase, Trypsin und Chymotrypsin) im Verdauungstrakt untersucht (Abb. 1). Mit Ausnahme der Maltase nahm die Aktivität aller Enzyme zu, und die Wirkung von Betain war bei einer Dosis von 2500 mg Betain/kg Futter stärker ausgeprägt als bei einer Dosis von 1250 mg/kg Futter. Die erhöhte Aktivität kann auf eine erhöhte Enzymproduktion zurückzuführen sein, kann aber auch auf eine erhöhte katalytische Effizienz der Enzyme zurückzuführen sein. In-vitro-Experimente haben gezeigt, dass die Trypsin- und Amylase-Aktivitäten durch die Erzeugung eines hohen osmotischen Drucks durch Zugabe von NaCl gehemmt werden. In diesem Experiment stellte die Zugabe von Betain in verschiedenen Konzentrationen die hemmende Wirkung von NaCl wieder her und verbesserte die Enzymaktivität. Wenn der Pufferlösung jedoch kein Natriumchlorid zugesetzt wurde, hatte der Betain-Einschlusskomplex bei niedrigeren Konzentrationen keinen Einfluss auf die Enzymaktivität, zeigte jedoch bei relativ hohen Konzentrationen eine hemmende Wirkung.
Bei Schweinen, die mit Betain gefüttert wurden, wurde über verbessertes Wachstum und Futterverwertung sowie eine verbesserte Verdaulichkeit berichtet. Die Zugabe von Betain zum Schweinefutter reduziert zudem den Energiebedarf der Tiere. Die Hypothese hinter diesem beobachteten Effekt ist, dass der Bedarf an Ionenpumpen (ein energieintensiver Prozess) sinkt, wenn Betain zur Aufrechterhaltung des intrazellulären osmotischen Drucks verfügbar ist. Daher ist zu erwarten, dass die Wirkung einer Betain-Supplementierung in Situationen mit begrenzter Energiezufuhr durch die Wachstumssteigerung größer ist als durch die Aufrechterhaltung des Energiebedarfs.
Epithelzellen der Darmwand müssen mit den stark variablen osmotischen Bedingungen zurechtkommen, die durch den Inhalt des Darmlumens während der Verdauung von Nährstoffen erzeugt werden. Gleichzeitig sind diese Darmepithelzellen für die Steuerung des Austauschs von Wasser und verschiedenen Nährstoffen zwischen dem Darmlumen und dem Plasma unentbehrlich. Um die Zellen vor diesen harten Bedingungen zu schützen, ist Betain ein wichtiges organisches Penetrationsmittel. Wenn man sich die Betainkonzentration in verschiedenen Geweben ansieht, kann man erkennen, dass Darmgewebe ziemlich hohe Betainwerte aufweist. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass diese Werte durch die Betainkonzentration in der Nahrung beeinflusst werden können. Ausgewogene Zellen haben eine bessere Proliferationsfähigkeit und gute Stabilität. Zusammenfassend stellten die Forscher fest, dass steigende Betainwerte bei Ferkeln die Höhe der Duodenalzotten und die Tiefe der Ileumkrypten erhöhten und die Zotten gleichmäßiger wurden.
In einer anderen Studie konnte eine Zunahme der Zottenhöhe ohne Auswirkung auf die Kryptentiefe im Duodenum, Jejunum und Ileum beobachtet werden. Die schützende Wirkung von Betain auf die Darmstruktur könnte bei bestimmten (osmotischen) Erkrankungen, wie sie bei Masthühnern mit Kokzidien beobachtet wurden, von größerer Bedeutung sein.
Die Darmbarriere besteht hauptsächlich aus Epithelzellen, die über Tight Junction-Proteine ​​miteinander verbunden sind. Die Integrität dieser Barriere ist unerlässlich, um das Eindringen von Schadstoffen und pathogenen Bakterien zu verhindern, die sonst Entzündungen verursachen könnten. Bei Schweinen werden negative Auswirkungen auf die Darmbarriere auf eine Futterkontamination mit Mykotoxinen oder auf eine der negativen Auswirkungen von Hitzestress zurückgeführt.
Um die Auswirkung auf die Barrierewirkung zu messen, werden Zelllinien häufig in vitro durch Messung des transepithelialen elektrischen Widerstands (TEER) getestet. In zahlreichen In-vitro-Experimenten wurden Verbesserungen des TEER durch die Verwendung von Betain beobachtet. Der TEER sinkt, wenn Zellen hohen Temperaturen (42 °C) ausgesetzt werden (Abbildung 2). Die Zugabe von Betain zum Wachstumsmedium dieser erhitzten Zellen wirkte dem Rückgang des TEER entgegen, was auf eine verbesserte Thermotoleranz hindeutet. Darüber hinaus zeigten In-vivo-Studien an Ferkeln eine erhöhte Expression von Tight-Junction-Proteinen (Occludin, Claudin1 und Zonula Occlusions-1) im Jejunalgewebe von Tieren, die Betain in einer Dosis von 1250 mg/kg erhielten, im Vergleich zur Kontrollgruppe. Darüber hinaus war die Diaminoxidase-Aktivität, ein Marker für Schäden der Darmschleimhaut, im Plasma dieser Schweine signifikant reduziert, was auf eine stärkere Darmbarriere hindeutet. Bei der Zugabe von Betain zum Futter von Mastschweinen wurde bei der Schlachtung eine Zunahme der Darmzugfestigkeit gemessen.
Kürzlich wurde in mehreren Studien Betain mit dem antioxidativen System in Verbindung gebracht. Dabei wurde eine Verringerung der freien Radikale, eine Verringerung des Malondialdehydspiegels (MDA) und eine Erhöhung der Glutathionperoxidase (GSH-Px)-Aktivität beschrieben. Eine aktuelle Studie an Ferkeln zeigte eine erhöhte GSH-Px-Aktivität im Jejunum, während Betain in der Nahrung keinen Einfluss auf MDA hatte.
Betain wirkt nicht nur osmoprotektiv bei Tieren, sondern kann auch durch Neusynthese oder Transport aus der Umwelt in verschiedenen Bakterien akkumulieren. Es gibt Hinweise darauf, dass Betain die Bakterienflora im Magen-Darm-Trakt von abgesetzten Ferkeln positiv beeinflussen kann. Die Gesamtzahl der Ileumbakterien nahm zu, insbesondere Bifidobakterien und Laktobazillen. Darüber hinaus wurden geringere Mengen an Enterobacteriaceae im Stuhl nachgewiesen.
Der letzte beobachtete Effekt von Betain auf die Darmgesundheit bei abgesetzten Ferkeln war eine Verringerung der Durchfallhäufigkeit. Dieser Effekt könnte dosisabhängig sein: Eine Nahrungsergänzung mit 2500 mg/kg Betain reduzierte die Durchfallhäufigkeit wirksamer als eine Betain-Dosis von 1250 mg/kg. Die Leistung der abgesetzten Ferkel war jedoch bei beiden Supplementierungsstufen ähnlich. Andere Forscher haben gezeigt, dass bei abgesetzten Ferkeln mit einer Supplementierung von 800 mg/kg Betain weniger Durchfall und Morbidität auftraten.
Interessanterweise hat Betainhydrochlorid als Betainquelle eine potenziell säuernde Wirkung. In der Medizin werden Betainhydrochlorid-Nahrungsergänzungsmittel häufig in Kombination mit Pepsin verwendet, um Menschen mit Magen- und Verdauungsproblemen zu helfen. In diesem Fall dient Betainhydrochlorid als sichere Salzsäurequelle. Obwohl keine Informationen zu dieser Eigenschaft vorliegen, wenn Betainhydrochlorid in Ferkelfutter aufgenommen wird, könnte sie wichtig sein. Es ist bekannt, dass der Magen-pH-Wert bei abgesetzten Ferkeln relativ hoch sein kann (pH > 4), wodurch die Aktivierung des Pepsin-proteinabbauenden Enzyms in seinem Vorläufer Pepsinogen gestört wird. Eine optimale Proteinverdauung ist nicht nur wichtig, damit die Tiere diesen Nährstoff optimal nutzen können. Darüber hinaus kann schlecht verdautes Protein zu einer unnötigen Vermehrung opportunistischer Krankheitserreger führen und das Problem des Durchfalls nach dem Absetzen verschlimmern. Betain hat einen niedrigen pKa-Wert von etwa 1,8, wodurch Betainhydrochlorid bei Einnahme dissoziiert und eine Magenübersäuerung verursacht. Diese vorübergehende Wiederübersäuerung wurde in vorläufigen Studien an Menschen und Hunden beobachtet. Bei Hunden, die zuvor mit Säurehemmern behandelt wurden, sank der Magen-pH-Wert nach einer Einzeldosis von 750 mg oder 1500 mg Betainhydrochlorid drastisch von etwa 7 auf 2. Bei Kontrollhunden, die das Medikament nicht erhielten, sank der Magen-pH-Wert jedoch signifikant. Ungefähr 2, unabhängig von der Betainhydrochlorid-Einnahme.
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