Betaine có tác dụng tích cực đến đường ruột của heo con cai sữa, nhưng thường bị bỏ qua khi cân nhắc 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.
Đầu tiên, betaine có khả năng cho nhóm methyl rất mạnh, chủ yếu ở gan động vật. Nhờ sự vận chuyển 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 có lợi thành phần của thân thịt.
Thứ hai, betaine có thể được bổ sung 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 dịch và hoạt động của tế bào, đặc biệt là trong giai đoạn căng thẳng. Một ví dụ nổi tiếng là tác dụng có lợi của betaine đối với động vật bị stress nhiệt.
Nhiều tác dụng có lợi lên năng suất vật nuôi đã được mô tả nhờ việc bổ sung betaine ở dạng khan hoặc hydrochloride. Bài viết này sẽ tập trung vào nhiều khả năng sử dụng betaine làm phụ gia thức ăn để hỗ trợ sức khỏe đường ruột ở heo con cai sữa.
Một số nghiên cứu về betaine đã báo cáo tác dụng của betaine lên khả năng tiêu hóa chất dinh dưỡng ở hồi tràng và đại tràng của lợn. Các quan sát lặp lại về khả năng tiêu hóa chất xơ tăng lên ở hồi tràng (chất xơ thô hoặc chất xơ trung tính và axit) cho thấy betaine kích thích quá trình lên men của vi khuẩn trong ruột non vì các tế bào ruột không sản xuất ra các enzyme phân hủy chất xơ. Các bộ phận xơ của thực vật chứa các chất dinh dưỡng có thể được giải phóng khi các sợi vi khuẩn phân hủy. Do đó, người ta cũng quan sát thấy khả năng tiêu hóa vật chất khô và tro thô được cải thiện. Ở cấp độ toàn bộ đường tiêu hóa, lợn con được cho ăn chế độ ăn 800 mg betaine/kg cho thấy khả năng tiêu hóa protein thô (+6,4%) và vật chất khô (+4,2%). Ngoài ra, một nghiên cứu khác cho thấy khả năng tiêu hóa tổng thể rõ ràng của protein thô (+3,7%) và chiết xuất ether (+6,7%) được cải thiện khi bổ sung betaine ở mức 1250 mg/kg.
Một lý do có thể cho sự gia tăng hấp thụ chất dinh dưỡng được quan sát thấy là tác động của betaine lên sản xuất enzyme. Một nghiên cứu in vivo gần đây về tác động 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 chất tiêu hóa (Hình 1). Hoạt động của tất cả các enzyme đều tăng lên, ngoại trừ maltase, và tác động 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 kết quả của việc tăng sản xuất enzyme, nhưng cũng có thể là kết quả của việc 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 bằng cách 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 betaine không có tác dụng đối với hoạt động của enzyme ở nồng độ thấp hơn, nhưng lại thể hiện tác dụng ức chế ở nồng độ tương đối cao.
Hiệu suất tăng trưởng và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn được cải thiện đã được báo cáo ở lợn được cho ăn betaine trong chế độ ăn, cũng như khả năng tiêu hóa được cải thiện. Việc bổ sung betaine vào chế độ 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 đòi hỏi năng lượng) sẽ giảm. Do đó, trong những trường hợp hạn chế lượng năng lượng hấp thụ, hiệu quả của việc bổ sung betaine dự kiến ​​sẽ lớn hơn bằng cách tăng trưởng thay vì duy trì nhu cầu năng lượng.
Các tế bào biểu mô của thành ruột phải đối phó với các điều kiện thẩm thấu rất thay đổi được tạo ra bởi các chất chứa trong lòng ruột 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 bạn nhìn vào 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 đã lưu ý rằng các mức này có thể bị ảnh hưởng bởi nồng độ betaine trong chế độ ăn uống. Các tế bào cân bằng tốt sẽ có khả năng tăng sinh tốt hơn và ổn định tốt. Tóm lại, các nhà nghiên cứu 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 hốc hồi tràng, và các nhung mao trở nên đồng đều hơn.
Trong một nghiên cứu khác, sự gia tăng chiều cao nhung mao mà không ảnh hưởng đến độ sâu hốc ruột có thể được quan sát thấy 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 lý cụ thể (thẩm thấu), như đã thấy ở gà thịt bị nhiễm cầu trùng.
Hàng rào ruột chủ yếu bao gồm các tế bào biểu mô liên kết với nhau thông qua các protein liên kết chặt. Tính toàn vẹn của hàng rào này rất quan trọng để ngăn chặn sự xâm nhập của các chất có hại và vi khuẩn gây bệnh, nếu không có thể gây viêm. 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 rào cản, các dòng tế bào thường được thử nghiệm in vitro bằng cách đo điện trở xuyên biểu mô (TEER). Sự cải thiện về TEER đã được quan sát thấy trong nhiều thí nghiệm in vitro do 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 tăng trưởng 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 in vivo trên lợn con cho thấy sự biểu hiện tăng lên của các protein liên kết chặt (occludin, claudin1 và zonula occlusions-1) trong mô hỗng tràng của những con vật được dùng betaine với liều 1250 mg/kg so với nhóm đối chứng. Ngoài ra, 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 bổ sung vào chế độ ăn của lợn thịt, sức bền kéo của ruột đã tăng lên khi giết mổ.
Gần đây, một số nghiên cứu đã liên kết betaine với hệ thống chống oxy hóa và mô tả tác dụng giảm gốc tự do, giảm nồng độ 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 hỗng tràng tăng lên, trong khi betaine trong chế độ ăn không có tác dụng lên 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 tụ 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 heo con cai sữa. Tổng số vi khuẩn hồi tràng tăng lên, đặc biệt là bifidobacteria và lactobacilli. Ngoài ra, số lượng Enterobacteriaceae trong phân cũng giảm.
Tác dụng gần đây nhất được ghi nhận của betaine đối với sức khỏe đường ruột ở heo con cai sữa là giảm tỷ lệ tiêu chảy. Tác dụng này có thể phụ thuộc vào liều lượng: bổ sung betaine vào chế độ ăn với liều 2500 mg/kg có hiệu quả giảm tỷ lệ tiêu chảy cao hơn so với betaine với liều 1250 mg/kg. Tuy nhiên, hiệu suất của heo con cai sữa tương tự nhau ở cả hai mức bổ sung. Các nhà nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng tỷ lệ tiêu chảy và bệnh tật ở heo con cai sữa thấp hơn khi bổ sung 800 mg/kg betaine.
Điều thú vị là betaine hydrochloride có khả năng gây axit hóa khi được sử dụng làm nguồn betaine. Trong y học, các chất bổ sung betaine hydrochloride thường được sử dụng kết hợp với pepsin để hỗ trợ 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 không có thông tin nào về đặc tính này khi bổ sung betaine hydrochloride vào thức ăn cho heo con, nhưng điều này 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 hoạt hóa enzyme phân hủy protein pepsin trong tiền chất pepsinogen của nó. Quá trình tiêu hóa protein tối ưu không chỉ quan trọng để động vật có thể tận dụng tối đa chất dinh dưỡng này. Ngoài ra, protein 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 ăn vào, dẫn đến 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 đó được điều trị bằng thuốc giảm axit đã trải qua sự giảm đáng kể 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 hấp thụ.
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