बेटाइन हे वनस्पती आणि प्राणी यांच्यामध्ये मोठ्या प्रमाणावर आढळणारे एक नैसर्गिक संयुग आहे. पशुखाद्यात पूरक म्हणून, ते निर्जल किंवा हायड्रोक्लोराइड स्वरूपात दिले जाते. ते विविध कारणांसाठी पशुखाद्यात मिसळले जाऊ शकते.
सर्वप्रथम, हे उद्देश बेटाइनच्या अत्यंत प्रभावी मिथाइल दाता क्षमतेशी संबंधित असू शकतात, जी प्रामुख्याने यकृतामध्ये आढळते. अस्थिर मिथाइल गटांच्या हस्तांतरणामुळे, मेथिओनाइन, कार्निटिन आणि क्रिएटिन यांसारख्या विविध संयुगांच्या संश्लेषणाला चालना मिळते. अशा प्रकारे, बेटाइन प्रथिने, लिपिड आणि ऊर्जा चयापचयावर परिणाम करते, ज्यामुळे शरीराच्या रचनेत फायदेशीर बदल घडतो.
दुसरे म्हणजे, पशुखाद्यात बेटाईन मिसळण्याचा उद्देश त्याच्या संरक्षक सेंद्रिय भेदक म्हणून असलेल्या कार्याशी संबंधित असू शकतो. या कार्यात, बेटाईन संपूर्ण शरीरातील पेशींना, विशेषतः तणावाच्या काळात, पाण्याचे संतुलन आणि पेशींची क्रियाशीलता टिकवून ठेवण्यास मदत करते. उष्णतेच्या तणावाखाली असलेल्या प्राण्यांवर बेटाईनचा होणारा सकारात्मक परिणाम हे याचे एक सुप्रसिद्ध उदाहरण आहे.
डुकरांमध्ये, बेटाइन पूरक आहाराचे विविध फायदेशीर परिणाम आढळून आले आहेत. हा लेख दूध सोडलेल्या डुकरांच्या पिल्लांच्या आतड्यांच्या आरोग्यासाठी खाद्य पूरक म्हणून बेटाइनच्या भूमिकेवर लक्ष केंद्रित करेल.
अनेक बेटाईन अभ्यासांमध्ये डुकरांच्या इलियम किंवा संपूर्ण पचनमार्गातील पोषक तत्वांच्या पचनक्षमतेवर होणाऱ्या परिणामाबद्दल माहिती देण्यात आली आहे. फायबरच्या (क्रूड फायबर किंवा न्यूट्रल आणि ऍसिड डिटर्जंट फायबर) इलियममधील पचनक्षमतेत वाढ झाल्याच्या वारंवार केलेल्या निरीक्षणांवरून असे दिसून येते की, बेटाईन लहान आतड्यात आधीपासूनच असलेल्या जीवाणूंच्या किण्वन प्रक्रियेला उत्तेजित करते, कारण आतड्यातील पेशी फायबरचे विघटन करणारे एन्झाइम्स तयार करत नाहीत. वनस्पतीच्या फायबरयुक्त भागात पोषक तत्वे असतात, जी या सूक्ष्मजैविक फायबरच्या विघटनादरम्यान मुक्त होऊ शकतात.
त्यामुळे, शुष्क पदार्थ आणि कच्च्या राखेच्या पचनक्षमतेतही सुधारणा दिसून आली. संपूर्ण पचनसंस्थेच्या पातळीवर, असे नोंदवले गेले आहे की ज्या डुकरांच्या पिल्लांना ८०० मिग्रॅ बेटाईन/किलो आहार पूरक म्हणून दिला जातो, त्यांच्यामध्ये कच्च्या प्रथिनांची (+६.४%) आणि शुष्क पदार्थांची (+४.२%) पचनक्षमता सुधारते. याव्यतिरिक्त, एका वेगळ्या अभ्यासात असे दिसून आले की १,२५० मिग्रॅ/किलो बेटाईन पूरक म्हणून दिल्याने, कच्च्या प्रथिनांची (+३.७%) आणि ईथर अर्काची (+६.७%) एकूण स्पष्ट पचनक्षमता सुधारली.
पोषक तत्वांच्या पचनक्षमतेत दिसून आलेल्या वाढीचे एक संभाव्य कारण म्हणजे एन्झाइम उत्पादनावरील बेटाइनचा परिणाम. नुकत्याच दूध सोडलेल्या डुकरांच्या पिल्लांना बेटाइन देण्यावरील एका इन विवो अभ्यासात, कायममधील पाचक एन्झाइम्सच्या (अमायलेज, माल्टेज, लायपेज, ट्रिप्सिन आणि कायमोट्रिप्सिन) क्रियाशीलतेचे मूल्यांकन करण्यात आले (आकृती १). माल्टेज वगळता सर्व एन्झाइम्सनी वाढीव क्रियाशीलता दर्शविली, आणि बेटाइनचा परिणाम १,२५० मिग्रॅ/किलो खाद्याच्या तुलनेत २,५०० मिग्रॅ बेटाइन/किलो खाद्यावर अधिक स्पष्टपणे दिसून आला. क्रियाशीलतेतील ही वाढ एन्झाइम उत्पादनातील वाढीचा परिणाम असू शकते, किंवा ती एन्झाइमच्या उत्प्रेरक कार्यक्षमतेतील वाढीचा परिणाम असू शकते.
आकृती १- ० मिग्रॅ/किलो, १,२५० मिग्रॅ/किलो किंवा २,५०० मिग्रॅ/किलो बेटाइन पूरक आहार दिलेल्या डुकरांच्या पिल्लांमधील आतड्यातील पाचक एन्झाइमची क्रियाशीलता.
इन विट्रो प्रयोगांमध्ये हे सिद्ध झाले आहे की, उच्च परासरणी दाब निर्माण करण्यासाठी NaCl मिसळल्यास, ट्रिप्सिन आणि अमायलेजची क्रियाशीलता रोखली जाते. या चाचणीमध्ये वेगवेगळ्या पातळ्यांवर बेटाइन मिसळल्याने NaCl चा प्रतिबंधात्मक परिणाम पुन्हा प्रस्थापित झाला आणि एन्झाइमची क्रियाशीलता वाढली. तथापि, जेव्हा बफर द्रावणात NaCl मिसळले जात नाही, तेव्हा बेटाइन कमी सांद्रतेवर एन्झाइमच्या क्रियाशीलतेवर परिणाम करत नाही, परंतु जास्त सांद्रतेवर प्रतिबंधात्मक परिणाम दाखवते.
आहारात बेटाईनचा पूरक आहार दिलेल्या डुकरांच्या वाढीच्या कामगिरीत आणि खाद्य रूपांतरण दरात नोंदवलेल्या वाढीचे स्पष्टीकरण केवळ वाढलेल्या पचनक्षमतेमुळेच देता येत नाही. डुकरांच्या आहारात बेटाईनचा समावेश केल्याने प्राण्याच्या देखभालीसाठी लागणारी ऊर्जेची गरज देखील कमी होते. या निरीक्षित परिणामामागील गृहीतक असे आहे की, जेव्हा पेशींमधील परासरणी दाब (osmotic pressure) टिकवून ठेवण्यासाठी बेटाईनचा वापर केला जातो, तेव्हा आयन पंपांची मागणी कमी होते, जी एक ऊर्जा-आवश्यक प्रक्रिया आहे. मर्यादित ऊर्जा सेवनाच्या बाबतीत, देखभालीऐवजी वाढीसाठी ऊर्जेचा पुरवठा वाढवून बेटाईनचा पूरक आहार देण्याचा परिणाम अधिक ठळकपणे दिसून येण्याची अपेक्षा आहे.
आतड्याच्या भिंतीला अस्तर घालणाऱ्या उपकला पेशींना पोषक तत्वांच्या पचनादरम्यान आतड्यातील घटकांमुळे निर्माण होणाऱ्या अत्यंत बदलत्या परासरणी परिस्थितीचा सामना करावा लागतो. त्याच वेळी, या आतड्यातील पेशींना आतड्यातील पोकळी आणि प्लाझ्मा यांच्यातील पाणी आणि विविध पोषक तत्वांच्या देवाणघेवाणीवर नियंत्रण ठेवावे लागते. या आव्हानात्मक परिस्थितींपासून पेशींचे संरक्षण करण्यासाठी, बेटाईन हा एक महत्त्वाचा सेंद्रिय भेदक पदार्थ आहे. वेगवेगळ्या ऊतींमधील बेटाईनच्या प्रमाणाचे निरीक्षण केल्यावर, आतड्याच्या ऊतींमध्ये बेटाईनचे प्रमाण बरेच जास्त असल्याचे दिसून येते. याव्यतिरिक्त, असे दिसून आले आहे की आहारातील बेटाईनच्या प्रमाणामुळे या पातळ्यांवर परिणाम होतो. सुसंतुलित पेशींमध्ये चांगली वाढ आणि चांगली पुनर्प्राप्ती क्षमता असते. म्हणूनच, संशोधकांना असे आढळले की डुकरांच्या पिलांमधील बेटाईनची पातळी वाढवल्याने ड्युओडेनल व्हिलीची उंची आणि इलियल क्रिप्ट्सची खोली वाढते, आणि व्हिली अधिक एकसमान होतात.
दुसऱ्या एका अभ्यासात, ड्युओडेनम, जेजुनम ​​आणि इलियममधील व्हिलीच्या उंचीत वाढ दिसून आली, परंतु क्रिप्ट्सच्या खोलीवर कोणताही परिणाम झाला नाही. कॉक्सिडियाने संक्रमित ब्रॉयलर कोंबड्यांमध्ये निरीक्षण केल्याप्रमाणे, विशिष्ट (ऑस्मोटिक) आव्हानांखाली आतड्यांच्या संरचनेवर बेटाइनचा संरक्षणात्मक प्रभाव आणखी महत्त्वाचा असू शकतो.
आतड्यांचा अडथळा प्रामुख्याने एपिथेलियल पेशींनी बनलेला असतो, ज्या टाइट जंक्शन प्रथिनांद्वारे एकमेकांना जोडलेल्या असतात. हानिकारक पदार्थ आणि रोगजनक जीवाणूंना आत प्रवेश करण्यापासून रोखण्यासाठी या अडथळ्याची अखंडता आवश्यक आहे, अन्यथा त्यामुळे दाह निर्माण होऊ शकतो. डुकरांच्या बाबतीत, आतड्यांच्या अडथळ्यावरील नकारात्मक परिणाम हा खाद्यातील मायकोटॉक्सिनच्या दूषिततेमुळे किंवा उष्णतेच्या ताणाच्या दुष्परिणामांपैकी एक मानला जातो.
अवरोधक परिणामावरील प्रभाव मोजण्यासाठी, ट्रान्सएपिथेलियल इलेक्ट्रिकल रेझिस्टन्स (TEER) मोजण्याकरिता अनेकदा सेल लाइन्सच्या इन विट्रो चाचण्या वापरल्या जातात. बेटाइनच्या वापरामुळे, अनेक इन विट्रो प्रयोगांमध्ये सुधारित TEER दिसून येतो. जेव्हा बॅटरी उच्च तापमानाला (42°C) उघड केली जाते, तेव्हा TEER कमी होतो (आकृती 2). उष्णतेच्या संपर्कात आलेल्या या पेशींच्या वाढीच्या माध्यमात बेटाइन मिसळल्याने कमी झालेला TEER रोखला गेला, ज्यामुळे वाढलेली उष्णता प्रतिरोधकता दिसून येते.
आकृती २- उच्च तापमान आणि बेटाइनचा पेशींच्या ट्रान्सएपिथेलियल रेझिस्टन्सवर (TEER) होणारा इन विट्रो परिणाम.
याव्यतिरिक्त, डुकरांच्या पिल्लांवरील एका इन व्हिविओ अभ्यासात, नियंत्रण गटाच्या तुलनेत, १,२५० मिग्रॅ/किलो बेटाइन दिलेल्या प्राण्यांच्या जेजुनम ​​ऊतीमध्ये टाइट जंक्शन प्रथिनांची (ऑक्लुडिन, क्लॉडिन१, आणि झोन्युला ऑक्लुडेन्स-१) वाढलेली अभिव्यक्ती मोजण्यात आली. याव्यतिरिक्त, आतड्याच्या श्लेष्मल त्वचेच्या नुकसानीचे सूचक म्हणून, या डुकरांच्या प्लाझ्मामधील डायअमाइन ऑक्सिडेसची क्रिया लक्षणीयरीत्या कमी झाली होती, जे अधिक मजबूत आतड्याच्या अडथळ्याचे द्योतक आहे. जेव्हा वाढणाऱ्या-अंतिम टप्प्यातील डुकरांच्या आहारात बेटाइनचा समावेश करण्यात आला, तेव्हा कत्तलीच्या वेळी आतड्याच्या ताणशक्तीमध्ये झालेली वाढ मोजण्यात आली.
अलीकडे, अनेक अभ्यासांनी बेटाइनचा संबंध अँटिऑक्सिडंट प्रणालीशी जोडला आहे आणि कमी झालेले फ्री रॅडिकल्स, मॅलॉन्डियलडिहाइड (MDA) ची कमी झालेली पातळी आणि सुधारित ग्लुटाथिओन पेरॉक्सिडेस (GSH-Px) क्रियाकलाप यांचे वर्णन केले आहे.
बीटाइन केवळ प्राण्यांमध्ये ऑस्मोप्रोटेक्टंट म्हणून काम करत नाही. याव्यतिरिक्त, अनेक जीवाणू नव्याने संश्लेषण करून किंवा पर्यावरणातून वाहतूक करून बीटाइन जमा करू शकतात. असे संकेत आहेत की बीटाइनचा दूध सोडलेल्या डुकरांच्या पिल्लांच्या जठरांत्र मार्गातील जीवाणूंच्या संख्येवर सकारात्मक परिणाम होऊ शकतो. इलियल जीवाणूंची एकूण संख्या, विशेषतः बायफिडोबॅक्टेरिया आणि लॅक्टोबॅसिली, वाढली आहे. याव्यतिरिक्त, विष्ठेमध्ये एंटेरोबॅक्टरचे प्रमाण कमी आढळले.
शेवटी, असे दिसून आले आहे की दूध सोडलेल्या डुकरांच्या पिलांच्या आतड्यांच्या आरोग्यावर बेटाईनचा परिणाम म्हणजे अतिसाराचे प्रमाण कमी होणे. हा परिणाम मात्रेवर अवलंबून असू शकतो: अतिसाराचे प्रमाण कमी करण्यासाठी १,२५० मिग्रॅ/किलो बेटाईनपेक्षा २,५०० मिग्रॅ/किलो बेटाईनचा पूरक आहार अधिक प्रभावी आहे. तथापि, पूरक आहाराच्या दोन्ही पातळ्यांवर दूध सोडलेल्या डुकरांच्या पिलांची कामगिरी सारखीच होती. इतर संशोधकांनी दाखवले आहे की जेव्हा ८०० मिग्रॅ/किलो बेटाईन दिले जाते, तेव्हा दूध सोडलेल्या डुकरांच्या पिलांमध्ये अतिसाराचे प्रमाण आणि घटना कमी असते.
बेटाइनचे pKa मूल्य सुमारे 1.8 इतके कमी असते, ज्यामुळे सेवन केल्यानंतर बेटाइन HCl चे विघटन होते आणि परिणामी जठर आम्लधर्मी बनते.
बेटाइनचा स्रोत म्हणून बेटाइन हायड्रोक्लोराइडचे संभाव्य आम्लीकरण हा एक मनोरंजक मुद्दा आहे. मानवी वैद्यकशास्त्रात, पोटाच्या आणि पचनाच्या समस्या असलेल्या लोकांना आधार देण्यासाठी बेटाइन एचसीएल पूरक औषधे अनेकदा पेप्सिनसोबत वापरली जातात. या प्रकरणात, बेटाइन हायड्रोक्लोराइडचा वापर हायड्रोक्लोरिक आम्लाचा एक सुरक्षित स्रोत म्हणून केला जाऊ शकतो. डुकरांच्या पिल्लांच्या खाद्यात बेटाइन हायड्रोक्लोराइड समाविष्ट असताना त्याच्या या गुणधर्माबद्दल कोणतीही माहिती उपलब्ध नसली तरी, तो खूप महत्त्वाचा असू शकतो.
हे सर्वज्ञात आहे की दूध सोडलेल्या डुकरांच्या पिलांच्या जठररसाचा pH तुलनेने जास्त असू शकतो (pH>4), ज्यामुळे पेप्सिनच्या पूर्वसूचकाचे पेप्सिनोजेनमध्ये रूपांतर होण्याच्या प्रक्रियेवर परिणाम होतो. प्राण्यांना या पोषक तत्त्वाची चांगली उपलब्धता मिळण्यासाठी प्रथिनांचे इष्टतम पचन केवळ महत्त्वाचे नाही. याव्यतिरिक्त, अपचन झालेल्या प्रथिनांमुळे संधीसाधू रोगजनकांची हानिकारक वाढ होऊ शकते आणि दूध सोडल्यानंतर होणाऱ्या अतिसाराची समस्या वाढू शकते. बेटाइनचे pKa मूल्य सुमारे 1.8 इतके कमी असते, ज्यामुळे सेवन केल्यानंतर बेटाइन HCl चे विघटन होते आणि परिणामी जठर आम्लयुक्त होते.
हे अल्पकालीन पुनर्आम्लीकरण मानवांवरील एका प्राथमिक अभ्यासात आणि कुत्र्यांवरील अभ्यासात दिसून आले आहे. बीटाइन हायड्रोक्लोराइडचा ७५० मिग्रॅ किंवा १,५०० मिग्रॅचा एकच डोस दिल्यानंतर, ज्या कुत्र्यांना पूर्वी पोटातील आम्ल कमी करणाऱ्या औषधांनी उपचारित केले होते, त्यांच्या पोटाचा pH सुमारे ७ वरून pH २ पर्यंत तीव्रतेने कमी झाला. तथापि, उपचार न केलेल्या नियंत्रण गटातील कुत्र्यांमध्ये, पोटाचा pH सुमारे २ होता, ज्याचा बीटाइन एचसीएलच्या पूरक सेवनाशी संबंध नव्हता.
दूध सोडलेल्या डुकरांच्या पिलांच्या आतड्यांच्या आरोग्यावर बेटाइनचा सकारात्मक परिणाम होतो. हा साहित्य आढावा, पोषक तत्वांचे पचन आणि शोषण यांना साहाय्य करणे, शारीरिक संरक्षक अडथळे सुधारणे, मायक्रोबायोटावर प्रभाव टाकणे आणि डुकरांच्या पिलांची संरक्षण क्षमता वाढवणे यांसारख्या बेटाइनच्या विविध संधींवर प्रकाश टाकतो.