Бетаин или холин метионин Какви са предимствата BM Editores
От Тим Хорн
Chemunique International
Джанет Ремус
DuPont - Даниско хранене на животни,
Марлборо, Уилтшир, Великобритания.
Превод:
DuPont - Даниско хранене на животни.
Въведение
Бетаинът, триметиловото производно на аминокиселината глицин, отдавна е известен със способността си да предоставя значителни предимства в производителността на свине и птици, особено като позволява на животните да поддържат високи нива на производителност в условия на топлинен стрес и при заболявания. Тези ефекти на бетаина, заедно с възможността за включване на бетаин в диетите на почти никакви допълнителни разходи, чрез заместване на добавения холин и метионин, доведоха до търсенето на продукта, постоянно надвишаващо предлагането на продукта на нивото на света. Неотдавнашните инвестиции в световните съоръжения за производство на бетаин увеличиха достъпа на производителите на храни до по-устойчива верига на доставки.
На свой ред това доведе до подновен научен и търговски интерес към ползите, които тази молекула може да предостави на производителите и интеграторите.
За да се разбере ролята на бетаина в диетата и метаболизма, е необходимо да се разбере молекулярната структура на съединението (Фигура 1). Всяка бетаинова молекула има три нестабилни метилови групи, които й позволяват да действа като донор на метил в метаболизма.
Вторият важен момент, който трябва да се има предвид, е, че бетаиновата молекула е заредена положително и отрицателно, което означава, че не нарушава клетъчния метаболизъм, когато се натрупва на високи нива. Заедно с други фактори това му придава характер на осмолит, тоест животното се нуждае от по-малко вода в клетките си и следователно използва по-малко енергия за поддържане на осмотичния баланс. Въпреки че ползите от бетаин за животното са многобройни, по същество всички произхождат от метиловите или осмотичните способности на молекулата.
Бетаин като донор на метил
Като донор на метил, бетаинът е по-ефективен от метионин или холин, които рутинно се добавят към диетата на птици и свине. По-голямата ефективност на бетаина се дължи на факта, че холин хлоридът трябва първо да се превърне в бетаин в метаболитните процеси, за да може той да играе роля на донор на метил (Фигура 2). Следователно, дори ако има специфично минимално хранително изискване както за холин, така и за метионин, така че те да могат да поддържат функции, които не изискват метилиране, директното добавяне на бетаин към диетата е по-ефективно от добавянето на синтетичен холин. Няколко проучвания, които са изследвали обмена между бетаин и холин, стигат до заключението, че допълнителният холин хлорид в повечето случаи може да бъде извлечен напълно от диетата, тъй като ендогенният холин от суровината обикновено е достатъчен, за да отговори на специфичните нужди на холина на животното (за нужди, които не изискват метилиране).
Това е демонстрирано в Швеция при проучване с бройлери на диета на основата на пшеница, при което заместването на 0,03% холин за подобно количество Betafin® бетаин от Danisco Animal Nutrition, води до подобен растеж, но със значителен намаляване на преобразуването на фуражите.
Подобно проучване, проведено от Международния институт за изследване на животните, Мексико, потвърди тези резултати при диети, базирани на сорго. В случай на метионин, добавките все още са необходими, макар и може би при значително намалени нива.
Изследвания в Истанбул, Турция, показват, че заместването на бетаин от 20% общ метионин и всички холин хлориди, добавени към диетата на бройлери, не е довело до значително намаляване на ефективността в сравнение с положителен контрол при диети на основата на царевица.
Бетаинът намалява осмотичния стрес
Осмотичните ефекти на бетаина са добре документирани и осигуряват значително повече ползи за птиците и прасетата, отколкото в по-простата му роля като донор на метил. Като част от тази функция, бетаинът дава възможност на животните да поддържат водния баланс в тъканите и клетките без неблагоприятно въздействие върху клетъчната функция.
За да разберем точния механизъм, е необходимо да разберем какво се случва, когато животните страдат от топлинен стрес и следователно стават леко дехидратирани. Клетките претърпяват хиперосмотичен стрес в резултат на по-високи концентрации на йони извън клетките. Загубата на вода от клетките и увеличаването на концентрацията на йони в тях пречат на протеиновата и ензимната структура, на производството на АТФ и в основата си могат да причинят клетъчна смърт, ако те не бъдат коригирани.
За да облекчат осмотичния стрес, клетките активират натриеви и калиеви помпи, които се опитват да коригират йонен баланс в клетъчната мембрана. Това е енергийно скъп процес, тъй като за всеки йонен обмен се използва една единица АТФ. Като осигуряват допълнителен бетаин и увеличават неговата вътреклетъчна концентрация, клетките трябва да изпомпват по-малко йони, за да поддържат осмотичния баланс, ефективно намалявайки нуждите от енергия за поддържане на животното (Фигура 3). Този ефект е добре демонстриран при прасета, които са получавали бетаин в храната. Ефектът на енергоспестяваща поддръжка, дължащ се на диетичния бетаин, се изчислява на приблизително 10% от енергията за поддръжка или 3,2% от общата диетична енергия (Partridge, 2002).