Betaine heeft een positief effect op de darmen van gespeende biggen, maar wordt vaak over het hoofd gezien bij het overwegen van mogelijke supplementen ter ondersteuning van de darmgezondheid of ter vermindering van problemen die gepaard gaan met diarree na het spenen. Het toevoegen van betaine als functionele voedingsstof aan het voer kan dieren op verschillende manieren beïnvloeden.
Ten eerste heeft betaïne een zeer krachtige methylgroepdonorfunctie, met name in de lever van dieren. Door de overdracht van onstabiele methylgroepen wordt de synthese van verschillende verbindingen zoals methionine, carnitine en creatine bevorderd. Betaïne beïnvloedt dus het eiwit-, lipide- en energiemetabolisme van dieren, waardoor de samenstelling van het karkas gunstig verandert.
Ten tweede kan betaïne aan diervoeding worden toegevoegd als een beschermend organisch penetrant. Betaïne werkt als een osmoprotectant en helpt cellen in het hele lichaam de vochtbalans en cellulaire activiteit te behouden, vooral tijdens stressvolle perioden. Een bekend voorbeeld is het gunstige effect van betaïne op dieren die lijden aan hittestress.
Er zijn diverse gunstige effecten op de prestaties van dieren beschreven als gevolg van suppletie met betaïne in watervrije of hydrochloridevorm. Dit artikel richt zich op de vele mogelijkheden om betaïne als voederadditief te gebruiken ter ondersteuning van de darmgezondheid bij gespeende biggen.
Verschillende onderzoeken naar betaïne hebben de effecten van betaïne op de verteerbaarheid van voedingsstoffen in het ileum en de dikke darm van varkens aangetoond. Herhaalde waarnemingen van een verhoogde vezelverteerbaarheid in het ileum (ruwe vezels of neutrale en zure detergentvezels) suggereren dat betaïne de bacteriële fermentatie in de dunne darm stimuleert, omdat enterocyten geen vezelafbrekende enzymen produceren. Vezelrijke plantendelen bevatten voedingsstoffen die vrijkomen wanneer microbiële vezels worden afgebroken. Zo werd ook een verbetering van de verteerbaarheid van droge stof en ruwe as waargenomen. Op het niveau van het gehele maag-darmkanaal vertoonden biggen die een dieet met 800 mg betaïne/kg kregen een verbeterde verteerbaarheid van ruw eiwit (+6,4%) en droge stof (+4,2%). Daarnaast toonde een ander onderzoek aan dat de schijnbare algehele verteerbaarheid van ruw eiwit (+3,7%) en etherische extracten (+6,7%) verbeterde bij suppletie met betaïne in een dosering van 1250 mg/kg.
Een mogelijke reden voor de waargenomen toename in nutriëntenabsorptie is het effect van betaïne op de enzymproductie. Een recent in vivo onderzoek naar de effecten van betaïnesupplementatie bij gespeende biggen beoordeelde de activiteit van spijsverteringsenzymen (amylase, maltase, lipase, trypsine en chymotrypsine) in de darminhoud (Fig. 1). De activiteit van alle enzymen nam toe, met uitzondering van maltase, en het effect van betaïne was sterker bij een dosis van 2500 mg betaïne/kg voer dan bij een dosis van 1250 mg/kg voer. De toegenomen activiteit kan het gevolg zijn van een verhoogde enzymproductie, maar kan ook het gevolg zijn van een verhoogde katalytische efficiëntie van de enzymen. In vitro experimenten hebben aangetoond dat de activiteit van trypsine en amylase wordt geremd door een hoge osmotische druk te creëren door toevoeging van NaCl. In dit experiment herstelde de toevoeging van betaïne in verschillende concentraties het remmende effect van NaCl en verbeterde de enzymactiviteit. Wanneer er echter geen natriumchloride aan de bufferoplossing werd toegevoegd, had het betaïne-inclusiecomplex bij lagere concentraties geen effect op de enzymactiviteit, maar vertoonde het een remmend effect bij relatief hoge concentraties.
Verbeterde groei en voerconversie zijn waargenomen bij varkens die betaïne aan hun voeding kregen, evenals een verbeterde verteerbaarheid. Het toevoegen van betaïne aan varkensvoer vermindert ook de energiebehoefte van de dieren. De hypothese voor dit waargenomen effect is dat wanneer betaïne beschikbaar is om de intracellulaire osmotische druk te handhaven, de behoefte aan ionenpompen (een proces dat energie vereist) afneemt. In situaties waar de energie-inname beperkt is, wordt daarom verwacht dat het effect van betaïnesupplementatie groter is door de groei te bevorderen dan door de energiebehoefte te handhaven.
Epitheelcellen van de darmwand moeten omgaan met de sterk variabele osmotische omstandigheden die ontstaan ​​door de inhoud van het darmlumen tijdens de vertering van voedingsstoffen. Tegelijkertijd zijn deze darmepitheelcellen essentieel voor het reguleren van de uitwisseling van water en diverse voedingsstoffen tussen het darmlumen en het plasma. Om cellen te beschermen tegen deze barre omstandigheden is betaïne een belangrijk organisch penetrant. Als je kijkt naar de concentratie van betaïne in verschillende weefsels, zie je dat darmweefsel relatief hoge niveaus van betaïne bevat. Bovendien is vastgesteld dat deze niveaus beïnvloed kunnen worden door de betaïneconcentratie in het dieet. Goed uitgebalanceerde cellen hebben een beter proliferatievermogen en een goede stabiliteit. Samenvattend ontdekten de onderzoekers dat een verhoging van de betaïneconcentratie bij biggen de hoogte van de duodenumvilli en de diepte van de ileumcrypten vergrootte, en dat de villi uniformer werden.
In een ander onderzoek werd een toename van de villushoogte waargenomen in het duodenum, jejunum en ileum, zonder dat dit de cryptdiepte beïnvloedde. Het beschermende effect van betaïne op de darmstructuur is mogelijk belangrijker bij specifieke (osmotische) ziekten, zoals waargenomen bij vleeskuikens met coccidiose.
De darmbarrière bestaat voornamelijk uit epitheelcellen die met elkaar verbonden zijn door middel van tight junction-eiwitten. De integriteit van deze barrière is essentieel om te voorkomen dat schadelijke stoffen en pathogene bacteriën binnendringen en zo ontstekingen veroorzaken. Bij varkens wordt aangenomen dat negatieve effecten op de darmbarrière het gevolg zijn van voerverontreiniging met mycotoxinen of van een van de negatieve effecten van hittestress.
Om het effect op de barrièrewerking te meten, worden cellijnen vaak in vitro getest door de transepitheliale elektrische weerstand (TEER) te meten. Verbeteringen in de TEER zijn in talrijke in vitro-experimenten waargenomen door het gebruik van betaïne. De TEER neemt af wanneer cellen worden blootgesteld aan hoge temperaturen (42 °C) (Figuur 2). Toevoeging van betaïne aan het kweekmedium van deze verhitte cellen ging de afname van de TEER tegen, wat wijst op een verbeterde thermotolerantie. Bovendien lieten in vivo-onderzoeken bij biggen een verhoogde expressie zien van tight junction-eiwitten (occludine, claudine 1 en zonula-occlusie-1) in het jejunumweefsel van dieren die betaïne kregen in een dosis van 1250 mg/kg, vergeleken met de controlegroep. Daarnaast was de diamineoxidase-activiteit, een marker voor schade aan het darmslijmvlies, significant verlaagd in het plasma van deze biggen, wat wijst op een sterkere darmbarrière. Toen betaïne werd toegevoegd aan het voer van vleesvarkens, werd de toename van de treksterkte van de darm gemeten bij de slacht.
Recentelijk hebben verschillende studies betaïne in verband gebracht met het antioxidatieve systeem en een vermindering van vrije radicalen, een verlaging van de malondialdehyde (MDA)-spiegel en een verhoging van de glutathionperoxidase (GSH-Px)-activiteit beschreven. Een recente studie bij biggen toonde aan dat de GSH-Px-activiteit in het jejunum was verhoogd, terwijl betaïne in het voer geen effect had op de MDA-spiegel.
Betaïne werkt niet alleen als osmoprotectant bij dieren, maar verschillende bacteriën kunnen betaïne accumuleren door de novo synthese of transport vanuit de omgeving. Er zijn aanwijzingen dat betaïne een positief effect kan hebben op de bacteriële flora van het maag-darmkanaal van gespeende biggen. Het totale aantal bacteriën in het ileum nam toe, met name bifidobacteriën en lactobacillen. Daarnaast werden lagere aantallen Enterobacteriaceae in de ontlasting aangetroffen.
Het laatst waargenomen effect van betaïne op de darmgezondheid bij gespeende biggen was een vermindering van de incidentie van diarree. Dit effect is mogelijk dosisafhankelijk: suppletie met betaïne in een dosis van 2500 mg/kg was effectiever in het verminderen van de incidentie van diarree dan betaïne in een dosis van 1250 mg/kg. De prestaties van de gespeende biggen waren echter vergelijkbaar bij beide suppletieniveaus. Andere onderzoekers hebben lagere percentages diarree en morbiditeit bij gespeende biggen aangetoond bij suppletie met 800 mg/kg betaïne.
Interessant genoeg heeft betaïnehydrochloride, als bron van betaïne, mogelijk een verzurend effect. In de geneeskunde worden betaïnehydrochloridesupplementen vaak gebruikt in combinatie met pepsine om mensen met maag- en spijsverteringsproblemen te helpen. In dit geval dient betaïnehydrochloride als een veilige bron van zoutzuur. Hoewel er geen informatie beschikbaar is over deze eigenschap wanneer betaïnehydrochloride aan biggenvoer wordt toegevoegd, kan het van belang zijn. Het is bekend dat de maag-pH bij gespeende biggen relatief hoog kan zijn (pH > 4), waardoor de activering van het eiwitafbrekende enzym pepsine in de voorloperstof pepsinogeen wordt belemmerd. Optimale eiwitvertering is niet alleen belangrijk zodat dieren optimaal van deze voedingsstof kunnen profiteren. Bovendien kan slecht verteerd eiwit leiden tot onnodige vermenigvuldiging van opportunistische pathogenen en het probleem van diarree na het spenen verergeren. Betaïne heeft een lage pKa-waarde van ongeveer 1,8, waardoor betaïnehydrochloride na inname dissocieert en maagverzuring veroorzaakt. Deze tijdelijke herverzuring is waargenomen in voorlopige studies bij mensen en bij honden. Honden die eerder met maagzuurremmers waren behandeld, ondervonden een drastische daling van de maag-pH van ongeveer pH 7 naar pH 2 na een eenmalige dosis van 750 mg of 1500 mg betaïnehydrochloride. Bij controledieren die het geneesmiddel niet kregen, daalde de maag-pH echter significant, tot ongeveer 2, ongeacht de inname van betaïnehydrochloride.
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