Betaine có tác dụng tích cực đối với hệ tiêu hóa của heo con cai sữa, nhưng thường bị bỏ quên khi xem xét các chất bổ sung có thể hỗ trợ sức khỏe đường ruột hoặc giảm các vấn đề liên quan đến tiêu chảy cai sữa. Việc bổ sung betaine như một chất dinh dưỡng chức năng vào thức ăn có thể ảnh hưởng đến vật nuôi theo nhiều cách khác nhau.
Thứ nhất, betaine có khả năng cung cấp nhóm methyl rất mạnh, chủ yếu ở gan động vật. Nhờ sự chuyển giao các nhóm methyl không ổn định, quá trình tổng hợp các hợp chất khác nhau như methionine, carnitine và creatine được tăng cường. Do đó, betaine ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa protein, lipid và năng lượng của động vật, từ đó làm thay đổi thành phần của thịt một cách có lợi.
Thứ hai, betaine có thể được thêm vào thức ăn như một chất thẩm thấu hữu cơ bảo vệ. Betaine hoạt động như một chất bảo vệ thẩm thấu, giúp các tế bào trong cơ thể duy trì cân bằng chất lỏng và hoạt động tế bào, đặc biệt là trong thời kỳ căng thẳng. Một ví dụ nổi tiếng là tác dụng có lợi của betaine đối với động vật bị căng thẳng do nhiệt.
Nhiều tác dụng có lợi đối với hiệu suất chăn nuôi đã được mô tả là kết quả của việc bổ sung betaine ở dạng khan hoặc hydrochloride. Bài viết này sẽ tập trung vào nhiều khả năng sử dụng betaine như một chất phụ gia thức ăn để hỗ trợ sức khỏe đường ruột ở lợn con cai sữa.
Một số nghiên cứu về betaine đã báo cáo tác dụng của betaine đối với khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng ở hồi tràng và đại tràng của lợn. Quan sát lặp đi lặp lại về sự gia tăng khả năng tiêu hóa chất xơ ở hồi tràng (chất xơ thô hoặc chất xơ trung tính và axit) cho thấy betaine kích thích quá trình lên men vi khuẩn trong ruột non vì tế bào ruột không sản sinh ra các enzyme phân giải chất xơ. Các bộ phận thực vật giàu chất xơ chứa các chất dinh dưỡng có thể được giải phóng khi chất xơ vi khuẩn phân hủy. Do đó, sự cải thiện về khả năng tiêu hóa chất khô và tro thô cũng được quan sát thấy. Ở cấp độ toàn bộ đường tiêu hóa, lợn con được cho ăn chế độ ăn có 800 mg betaine/kg cho thấy khả năng tiêu hóa protein thô (+6,4%) và chất khô (+4,2%) được cải thiện. Ngoài ra, một nghiên cứu khác cho thấy khả năng tiêu hóa tổng thể rõ ràng của protein thô (+3,7%) và chất béo (+6,7%) được cải thiện khi bổ sung betaine ở liều 1250 mg/kg.
Một lý do có thể giải thích cho sự gia tăng hấp thu chất dinh dưỡng được quan sát thấy là tác dụng của betaine đối với quá trình sản xuất enzyme. Một nghiên cứu in vivo gần đây về tác dụng của việc bổ sung betaine ở lợn con cai sữa đã đánh giá hoạt động của các enzyme tiêu hóa (amylase, maltase, lipase, trypsin và chymotrypsin) trong dịch tiêu hóa (Hình 1). Hoạt động của tất cả các enzyme đều tăng lên, ngoại trừ maltase, và tác dụng của betaine rõ rệt hơn ở liều 2500 mg betaine/kg thức ăn so với liều 1250 mg/kg thức ăn. Hoạt động tăng lên có thể là do tăng sản xuất enzyme, nhưng cũng có thể là do tăng hiệu quả xúc tác của enzyme. Các thí nghiệm in vitro đã chỉ ra rằng hoạt động của trypsin và amylase bị ức chế khi tạo ra áp suất thẩm thấu cao thông qua việc bổ sung NaCl. Trong thí nghiệm này, việc bổ sung betaine ở các nồng độ khác nhau đã khôi phục tác dụng ức chế của NaCl và cải thiện hoạt động của enzyme. Tuy nhiên, khi không thêm natri clorua vào dung dịch đệm, phức hợp bao gồm betaine không ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme ở nồng độ thấp hơn, nhưng lại thể hiện tác dụng ức chế ở nồng độ tương đối cao.
Đã có báo cáo về sự cải thiện hiệu suất tăng trưởng và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn ở lợn được cho ăn betaine trong khẩu phần ăn, cũng như cải thiện khả năng tiêu hóa. Bổ sung betaine vào khẩu phần ăn của lợn cũng làm giảm nhu cầu năng lượng của vật nuôi. Giả thuyết cho hiệu ứng quan sát được này là khi betaine có sẵn để duy trì áp suất thẩm thấu nội bào, nhu cầu về bơm ion (một quá trình cần năng lượng) sẽ giảm. Do đó, trong những trường hợp lượng năng lượng hấp thụ bị hạn chế, tác dụng của việc bổ sung betaine được kỳ vọng sẽ lớn hơn bằng cách thúc đẩy tăng trưởng hơn là duy trì nhu cầu năng lượng.
Các tế bào biểu mô thành ruột phải đối phó với điều kiện thẩm thấu biến đổi mạnh mẽ do các chất trong lòng ruột tạo ra trong quá trình tiêu hóa chất dinh dưỡng. Đồng thời, các tế bào biểu mô ruột này rất cần thiết để kiểm soát sự trao đổi nước và các chất dinh dưỡng khác nhau giữa lòng ruột và huyết tương. Để bảo vệ các tế bào khỏi những điều kiện khắc nghiệt này, betaine là một chất thẩm thấu hữu cơ quan trọng. Nếu xem xét nồng độ betaine trong các mô khác nhau, bạn có thể thấy rằng mô ruột có nồng độ betaine khá cao. Ngoài ra, người ta cũng nhận thấy rằng nồng độ này có thể bị ảnh hưởng bởi nồng độ betaine trong chế độ ăn. Các tế bào cân bằng tốt sẽ có khả năng sinh sản tốt hơn và ổn định hơn. Tóm lại, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng việc tăng nồng độ betaine ở lợn con làm tăng chiều cao của nhung mao tá tràng và độ sâu của các hố tuyến hồi tràng, và các nhung mao trở nên đồng đều hơn.
Trong một nghiên cứu khác, người ta quan sát thấy sự gia tăng chiều cao nhung mao mà không ảnh hưởng đến độ sâu hố tuyến ở tá tràng, hỗng tràng và hồi tràng. Tác dụng bảo vệ của betaine đối với cấu trúc ruột có thể quan trọng hơn trong các bệnh cụ thể (thẩm thấu), như đã quan sát thấy ở gà thịt bị nhiễm cầu trùng.
Hàng rào ruột chủ yếu được cấu tạo từ các tế bào biểu mô liên kết với nhau thông qua các protein liên kết chặt chẽ. Sự toàn vẹn của hàng rào này rất cần thiết để ngăn chặn sự xâm nhập của các chất độc hại và vi khuẩn gây bệnh, nếu không sẽ gây viêm nhiễm. Ở lợn, các tác động tiêu cực lên hàng rào ruột được cho là do thức ăn bị nhiễm độc tố nấm mốc hoặc một trong những tác động tiêu cực của stress nhiệt.
Để đo lường tác động lên hiệu ứng hàng rào, các dòng tế bào thường được thử nghiệm trong ống nghiệm bằng cách đo điện trở xuyên biểu mô (TEER). Nhiều thí nghiệm trong ống nghiệm đã ghi nhận sự cải thiện TEER nhờ sử dụng betaine. TEER giảm khi tế bào tiếp xúc với nhiệt độ cao (42°C) (Hình 2). Việc bổ sung betaine vào môi trường nuôi cấy của các tế bào được làm nóng này đã chống lại sự giảm TEER, cho thấy khả năng chịu nhiệt được cải thiện. Ngoài ra, các nghiên cứu trên lợn con sống cho thấy sự gia tăng biểu hiện của các protein liên kết chặt chẽ (occludin, claudin1 và zonula occlusions-1) trong mô ruột non của những con vật được cho dùng betaine với liều 1250 mg/kg so với nhóm đối chứng. Thêm vào đó, hoạt động của diamine oxidase, một dấu hiệu của tổn thương niêm mạc ruột, đã giảm đáng kể trong huyết tương của những con lợn này, cho thấy hàng rào ruột khỏe hơn. Khi betaine được thêm vào khẩu phần ăn của lợn thịt, sự gia tăng sức căng của ruột đã được đo tại thời điểm giết mổ.
Gần đây, một số nghiên cứu đã liên kết betaine với hệ thống chống oxy hóa và mô tả sự giảm thiểu các gốc tự do, giảm mức malondialdehyde (MDA) và tăng hoạt động của glutathione peroxidase (GSH-Px). Một nghiên cứu gần đây trên lợn con cho thấy hoạt động của GSH-Px ở ruột non tăng lên, trong khi betaine trong khẩu phần ăn không ảnh hưởng đến MDA.
Betaine không chỉ hoạt động như một chất bảo vệ thẩm thấu ở động vật, mà nhiều loại vi khuẩn còn có thể tích lũy betaine thông qua quá trình tổng hợp mới hoặc vận chuyển từ môi trường. Có bằng chứng cho thấy betaine có thể có tác động tích cực đến hệ vi khuẩn đường tiêu hóa của lợn con cai sữa. Tổng số vi khuẩn ở hồi tràng tăng lên, đặc biệt là vi khuẩn Bifidobacteria và Lactobacilli. Ngoài ra, số lượng vi khuẩn Enterobacteriaceae được phát hiện trong phân cũng giảm.
Tác dụng cuối cùng được quan sát thấy của betaine đối với sức khỏe đường ruột ở lợn con cai sữa là giảm tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy. Tác dụng này có thể phụ thuộc vào liều lượng: bổ sung betaine vào khẩu phần ăn với liều 2500 mg/kg hiệu quả hơn trong việc giảm tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy so với betaine ở liều 1250 mg/kg. Tuy nhiên, hiệu suất của lợn con cai sữa tương tự nhau ở cả hai mức bổ sung. Các nhà nghiên cứu khác đã chỉ ra tỷ lệ tiêu chảy và bệnh tật thấp hơn ở lợn con cai sữa khi được bổ sung 800 mg/kg betaine.
Điều thú vị là, betaine hydrochloride có tiềm năng tạo axit khi được sử dụng như một nguồn betaine. Trong y học, các chất bổ sung betaine hydrochloride thường được sử dụng kết hợp với pepsin để giúp những người gặp vấn đề về dạ dày và tiêu hóa. Trong trường hợp này, betaine hydrochloride đóng vai trò là nguồn axit clohydric an toàn. Mặc dù chưa có thông tin nào về đặc tính này khi betaine hydrochloride được thêm vào thức ăn cho heo con, nhưng nó có thể rất quan trọng. Người ta biết rằng ở heo con cai sữa, độ pH dạ dày có thể tương đối cao (pH > 4), do đó cản trở sự hoạt hóa của enzyme phân giải protein pepsin trong tiền chất pepsinogen của nó. Quá trình tiêu hóa protein tối ưu rất quan trọng không chỉ để động vật có thể tận dụng tối đa chất dinh dưỡng này. Ngoài ra, protein được tiêu hóa kém có thể dẫn đến sự phát triển không cần thiết của các mầm bệnh cơ hội và làm trầm trọng thêm vấn đề tiêu chảy sau cai sữa. Betaine có giá trị pKa thấp, khoảng 1,8, khiến betaine hydrochloride phân ly khi được tiêu hóa, dẫn đến sự axit hóa dạ dày. Sự tái axit hóa tạm thời này đã được quan sát thấy trong các nghiên cứu sơ bộ trên người và trên chó. Những con chó trước đây được điều trị bằng thuốc giảm axit đã trải qua sự giảm mạnh độ pH dạ dày từ khoảng pH 7 xuống pH 2 sau khi dùng một liều duy nhất 750 mg hoặc 1500 mg betaine hydrochloride. Tuy nhiên, ở những con chó đối chứng không được dùng thuốc, độ pH dạ dày giảm đáng kể, khoảng 2, bất kể lượng betaine HCl được dùng.
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