เบทาอีนมีผลดีต่อระบบทางเดินอาหารของลูกหมูหย่านม แต่หลายคนมักมองข้ามไปเมื่อพิจารณาถึงอาหารเสริมที่อาจช่วยบำรุงสุขภาพลำไส้หรือลดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับอาการท้องเสียหลังหย่านม การเติมเบทาอีนเป็นสารอาหารเสริมในอาหารสัตว์สามารถส่งผลดีต่อสัตว์ได้หลายวิธี
ประการแรก เบทาอีนมีคุณสมบัติในการให้หมู่เมทิลได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก โดยเฉพาะในตับของสัตว์ การถ่ายโอนหมู่เมทิลที่ไม่เสถียรนี้ช่วยส่งเสริมการสังเคราะห์สารประกอบต่างๆ เช่น เมไทโอนีน คาร์นิทีน และครีเอทีน ดังนั้น เบทาอีนจึงส่งผลต่อการเผาผลาญโปรตีน ไขมัน และพลังงานของสัตว์ ทำให้องค์ประกอบของซากสัตว์เปลี่ยนแปลงไปในทางที่ดีขึ้น
ประการที่สอง เบทาอีนสามารถเติมลงในอาหารสัตว์เพื่อเป็นสารอินทรีย์ที่ช่วยปกป้องเซลล์ เบทาอีนทำหน้าที่เป็นสารปกป้องสมดุลของเหลว ช่วยให้เซลล์ทั่วร่างกายรักษาสมดุลของเหลวและกิจกรรมของเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่มีความเครียด ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือผลดีของเบทาอีนต่อสัตว์ที่ได้รับความเครียดจากความร้อน
มีการรายงานถึงผลดีต่างๆ ต่อการเจริญเติ้งโตของสัตว์จากการเสริมเบทาอีนในรูปแบบปราศจากน้ำหรือไฮโดรคลอไรด์ บทความนี้จะมุ่งเน้นไปที่ความเป็นไปได้มากมายในการใช้เบทาอีนเป็นสารเติมแต่งในอาหารสัตว์เพื่อเสริมสร้างสุขภาพลำไส้ในลูกสุกรหย่านม
งานวิจัยหลายชิ้นได้รายงานผลของเบทาอีนต่อการย่อยได้ของสารอาหารในลำไส้เล็กส่วนปลายและลำไส้ใหญ่ของสุกร การสังเกตซ้ำๆ เกี่ยวกับการย่อยได้ของเส้นใยที่เพิ่มขึ้นในลำไส้เล็กส่วนปลาย (เส้นใยหยาบหรือเส้นใยที่ไม่ละลายในสารละลายกรดและด่าง) บ่งชี้ว่าเบทาอีนกระตุ้นการหมักของแบคทีเรียในลำไส้เล็ก เนื่องจากเซลล์เยื่อบุลำไส้ไม่ผลิตเอนไซม์ย่อยเส้นใย ส่วนต่างๆ ของพืชที่มีเส้นใยประกอบด้วยสารอาหารที่สามารถปลดปล่อยออกมาได้เมื่อเส้นใยจุลินทรีย์ย่อยสลาย ดังนั้นจึงสังเกตเห็นการปรับปรุงการย่อยได้ของวัตถุดิบแห้งและเถ้าหยาบด้วยเช่นกัน ในระดับของระบบทางเดินอาหารทั้งหมด ลูกสุกรที่ได้รับอาหารที่มีเบทาอีน 800 มิลลิกรัม/กิโลกรัม แสดงให้เห็นถึงการย่อยได้ของโปรตีนหยาบ (+6.4%) และวัตถุดิบแห้ง (+4.2%) ที่ดีขึ้น นอกจากนี้ งานวิจัยอีกชิ้นหนึ่งพบว่าการย่อยได้โดยรวมของโปรตีนหยาบ (+3.7%) และสารสกัดอีเทอร์ (+6.7%) ดีขึ้นเมื่อเสริมเบทาอีนในปริมาณ 1250 มิลลิกรัม/กิโลกรัม
สาเหตุหนึ่งที่เป็นไปได้ของการดูดซึมสารอาหารที่เพิ่มขึ้นที่สังเกตได้คือผลของเบทาอีนต่อการผลิตเอนไซม์ การศึกษาในร่างกายสัตว์เมื่อเร็วๆ นี้เกี่ยวกับผลของการเสริมเบทาอีนในลูกสุกรหย่านมได้ประเมินกิจกรรมของเอนไซม์ย่อยอาหาร (อะไมเลส มอลเทส ไลเปส ทริปซิน และไคโมทริปซิน) ในอาหารที่ย่อยแล้ว (รูปที่ 1) กิจกรรมของเอนไซม์ทั้งหมดเพิ่มขึ้น ยกเว้นมอลเทส และผลของเบทาอีนเด่นชัดกว่าที่ปริมาณเบทาอีน 2500 มิลลิกรัม/กิโลกรัมอาหาร มากกว่าที่ปริมาณ 1250 มิลลิกรัม/กิโลกรัมอาหาร กิจกรรมที่เพิ่มขึ้นอาจเป็นผลมาจากการผลิตเอนไซม์ที่เพิ่มขึ้น แต่ก็อาจเป็นผลมาจากประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่เพิ่มขึ้นด้วย การทดลองในหลอดทดลองแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมของทริปซินและอะไมเลสถูกยับยั้งโดยการสร้างแรงดันออสโมติกสูงผ่านการเติม NaCl ในการทดลองนี้ การเติมเบทาอีนในความเข้มข้นต่างๆ ช่วยฟื้นฟูผลการยับยั้งของ NaCl และปรับปรุงกิจกรรมของเอนไซม์ อย่างไรก็ตาม เมื่อไม่ได้เติมโซเดียมคลอไรด์ลงในสารละลายบัฟเฟอร์ สารประกอบเชิงซ้อนเบทาอีนไม่มีผลต่อกิจกรรมของเอนไซม์ที่ความเข้มข้นต่ำ แต่แสดงผลยับยั้งที่ความเข้มข้นค่อนข้างสูง
มีการรายงานว่าสุกรที่ได้รับเบทาอีนเป็นอาหารเสริมมีประสิทธิภาพการเจริญเติบโตและอัตราการเปลี่ยนอาหารเป็นเนื้อที่ดีขึ้น รวมถึงการย่อยอาหารที่ดีขึ้นด้วย การเพิ่มเบทาอีนในอาหารสุกรยังช่วยลดความต้องการพลังงานของสัตว์ด้วย สมมติฐานสำหรับผลที่สังเกตได้นี้คือ เมื่อเบทาอีนมีอยู่เพื่อรักษาสมดุลความดันออสโมติกภายในเซลล์ ความต้องการปั๊มไอออน (กระบวนการที่ต้องใช้พลังงาน) จะลดลง ดังนั้น ในสถานการณ์ที่การบริโภคพลังงานมีจำกัด ผลของการเสริมเบทาอีนจึงคาดว่าจะมากขึ้นโดยการเพิ่มการเจริญเติบโตมากกว่าการรักษาสมดุลความต้องการพลังงาน
เซลล์เยื่อบุผนังลำไส้ต้องรับมือกับสภาวะออสโมติกที่เปลี่ยนแปลงอย่างมากซึ่งเกิดจากสารในลำไส้ระหว่างการย่อยอาหาร ในขณะเดียวกัน เซลล์เยื่อบุลำไส้เหล่านี้มีความสำคัญต่อการควบคุมการแลกเปลี่ยนน้ำและสารอาหารต่างๆ ระหว่างลำไส้และพลาสมา เพื่อปกป้องเซลล์จากสภาวะที่รุนแรงเหล่านี้ เบทาอีนจึงเป็นสารอินทรีย์ที่สำคัญที่สามารถซึมผ่านได้ หากพิจารณาความเข้มข้นของเบทาอีนในเนื้อเยื่อต่างๆ จะเห็นว่าเนื้อเยื่อลำไส้มีระดับเบทาอีนค่อนข้างสูง นอกจากนี้ ยังพบว่าระดับเหล่านี้อาจได้รับอิทธิพลจากความเข้มข้นของเบทาอีนในอาหาร เซลล์ที่มีความสมดุลจะมีประสิทธิภาพในการเพิ่มจำนวนและมีความเสถียรที่ดีกว่า โดยสรุปแล้ว นักวิจัยพบว่าการเพิ่มระดับเบทาอีนในลูกหมูทำให้ความสูงของวิลลัสในลำไส้เล็กส่วนต้นและความลึกของคริปต์ในลำไส้เล็กส่วนปลายเพิ่มขึ้น และวิลลัสก็มีความสม่ำเสมอมากขึ้น
ในการศึกษาอีกชิ้นหนึ่ง พบว่าความสูงของวิลลัสเพิ่มขึ้นโดยไม่มีผลต่อความลึกของคริปต์ในลำไส้เล็กส่วนต้น ส่วนกลาง และส่วนปลาย ผลการป้องกันของเบทาอีนต่อโครงสร้างของลำไส้อาจมีความสำคัญมากกว่าในโรคเฉพาะ (เช่น โรคที่เกิดจากแรงดันออสโมติก) ดังที่พบในไก่เนื้อที่เป็นโรคค็อกซิเดีย
เยื่อบุลำไส้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลล์เยื่อบุผิวที่ยึดติดกันด้วยโปรตีนไทต์จังก์ชัน ความสมบูรณ์ของเยื่อบุนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันการเข้าสู่ของสารอันตรายและแบคทีเรียก่อโรคที่อาจก่อให้เกิดการอักเสบ ในสุกร ผลกระทบเชิงลบต่อเยื่อบุลำไส้เชื่อว่าเป็นผลมาจากการปนเปื้อนของอาหารด้วยไมโคทอกซินหรือผลกระทบเชิงลบอย่างใดอย่างหนึ่งจากภาวะเครียดจากความร้อน
เพื่อวัดผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเกราะป้องกัน เซลล์ไลน์มักถูกทดสอบในหลอดทดลองโดยการวัดความต้านทานไฟฟ้าข้ามเยื่อบุผิว (TEER) มีการสังเกตเห็นการปรับปรุงค่า TEER ในการทดลองในหลอดทดลองจำนวนมากเนื่องจากการใช้เบทาอีน ค่า TEER จะลดลงเมื่อเซลล์สัมผัสกับอุณหภูมิสูง (42°C) (รูปที่ 2) การเติมเบทาอีนลงในอาหารเลี้ยงเซลล์ที่ได้รับความร้อนเหล่านี้ช่วยชดเชยการลดลงของค่า TEER ซึ่งบ่งชี้ถึงความทนทานต่อความร้อนที่ดีขึ้น นอกจากนี้ การศึกษาในร่างกายของลูกสุกรพบว่ามีการแสดงออกของโปรตีนไทต์จังก์ชัน (occludin, claudin1 และ zonula occlusions-1) เพิ่มขึ้นในเนื้อเยื่อลำไส้เล็กส่วนเจจูนัมของสัตว์ที่ได้รับเบทาอีนในปริมาณ 1250 มก./กก. เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม นอกจากนี้ กิจกรรมของไดอะมีนออกซิเดส ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ความเสียหายของเยื่อบุลำไส้ ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในพลาสมาของลูกสุกรเหล่านี้ ซึ่งบ่งชี้ถึงเกราะป้องกันลำไส้ที่แข็งแรงขึ้น เมื่อเติมเบทาอีนลงในอาหารของสุกรขุน ได้ทำการวัดความแข็งแรงของลำไส้ที่เพิ่มขึ้นเมื่อถึงเวลาชำแหละ
เมื่อไม่นานมานี้ มีการศึกษาหลายชิ้นที่เชื่อมโยงเบทาอีนกับระบบต้านอนุมูลอิสระ และพบว่ามีการลดลงของอนุมูลอิสระ การลดลงของระดับมาลอนไดอัลดีไฮด์ (MDA) และการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมกลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดส (GSH-Px) การศึกษาล่าสุดในลูกสุกรแสดงให้เห็นว่ากิจกรรม GSH-Px ในลำไส้เล็กส่วนเจจูนัมเพิ่มขึ้น ในขณะที่เบทาอีนในอาหารไม่มีผลต่อ MDA
เบทาอีนไม่เพียงแต่ทำหน้าที่เป็นสารปกป้องเซลล์จากภาวะออสโมซิสในสัตว์เท่านั้น แต่แบคทีเรียหลายชนิดยังสามารถสะสมเบทาอีนได้ทั้งจากการสังเคราะห์ขึ้นใหม่หรือการขนส่งจากสิ่งแวดล้อม มีหลักฐานว่าเบทาอีนอาจมีผลดีต่อจุลินทรีย์ในทางเดินอาหารของลูกสุกรหย่านม จำนวนแบคทีเรียในลำไส้เล็กส่วนปลายเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบคทีเรียกลุ่มบิฟิโดแบคทีเรียและแลคโตบาซิลลัส นอกจากนี้ยังตรวจพบแบคทีเรียในกลุ่มเอนเทอโรแบคทีเรียซีในอุจจาระในปริมาณที่ลดลง
ผลการศึกษาล่าสุดที่สังเกตพบเกี่ยวกับผลของเบทาอีนต่อสุขภาพลำไส้ในลูกสุกรหย่านมคือการลดลงของอุบัติการณ์ของโรคท้องร่วง ผลนี้อาจขึ้นอยู่กับปริมาณที่ใช้: การเสริมเบทาอีนในอาหารในปริมาณ 2500 มิลลิกรัม/กิโลกรัม มีประสิทธิภาพในการลดอุบัติการณ์ของโรคท้องร่วงมากกว่าเบทาอีนในปริมาณ 1250 มิลลิกรัม/กิโลกรัม อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการเจริญเติบโตของลูกสุกรหย่านมนั้นใกล้เคียงกันในทั้งสองระดับการเสริมเบทาอีน นักวิจัยคนอื่นๆ ได้แสดงให้เห็นว่าอัตราการเกิดโรคท้องร่วงและอัตราการป่วยในลูกสุกรหย่านมลดลงเมื่อเสริมเบทาอีนในปริมาณ 800 มิลลิกรัม/กิโลกรัม
ที่น่าสนใจคือ เบทาอีนไฮโดรคลอไรด์มีฤทธิ์เป็นกรดได้ เนื่องจากเป็นแหล่งของเบทาอีน ในทางการแพทย์ อาหารเสริมเบทาอีนไฮโดรคลอไรด์มักใช้ร่วมกับเปปซินเพื่อช่วยผู้ที่มีปัญหาเกี่ยวกับกระเพาะอาหารและระบบย่อยอาหาร ในกรณีนี้ เบทาอีนไฮโดรคลอไรด์ทำหน้าที่เป็นแหล่งกรดไฮโดรคลอริกที่ปลอดภัย แม้ว่าจะไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัตินี้เมื่อใช้เบทาอีนไฮโดรคลอไรด์ในอาหารลูกสุกร แต่ก็อาจมีความสำคัญ เป็นที่ทราบกันดีว่าในลูกสุกรหย่านม ค่า pH ในกระเพาะอาหารอาจค่อนข้างสูง (pH > 4) ซึ่งจะรบกวนการทำงานของเอนไซม์เปปซินที่ย่อยโปรตีนในสารตั้งต้นเปปซินโนเจน การย่อยโปรตีนอย่างเหมาะสมมีความสำคัญไม่เพียงแต่เพื่อให้สัตว์สามารถใช้ประโยชน์จากสารอาหารนี้ได้อย่างเต็มที่เท่านั้น แต่โปรตีนที่ย่อยไม่ดีอาจนำไปสู่การเพิ่มจำนวนของเชื้อโรคฉวยโอกาสโดยไม่จำเป็นและทำให้ปัญหาท้องเสียหลังหย่านมรุนแรงขึ้น เบทาอีนมีค่า pKa ต่ำประมาณ 1.8 ซึ่งทำให้เบทาอีนไฮโดรคลอไรด์แตกตัวเมื่อรับประทานเข้าไป ส่งผลให้กระเพาะอาหารเป็นกรด การเกิดภาวะกรดขึ้นชั่วคราวนี้ได้รับการสังเกตในงานวิจัยเบื้องต้นในมนุษย์และในสุนัข สุนัขที่เคยได้รับการรักษาด้วยยาลดกรดมาก่อน มีค่า pH ในกระเพาะอาหารลดลงอย่างมากจากประมาณ pH 7 เหลือ pH 2 หลังจากได้รับเบทาอีนไฮโดรคลอไรด์ขนาด 750 มก. หรือ 1500 มก. เพียงครั้งเดียว อย่างไรก็ตาม ในสุนัขกลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับยา ค่า pH ในกระเพาะอาหารลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ประมาณ 2 โดยไม่ขึ้นอยู่กับการรับประทานเบทาอีนไฮโดรคลอไรด์
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