Щоб зрозуміти роль бетаїну у кормах та особливості його метаболізму, потрібно розібратися із молекулярною структурою продукту (рис. 1). Кожна молекула бетаїну містить три лабільні метилових групи, що дозволяють бетаїну виступати «донором» метильних груп у процесах метаболізму. Ще один важливий момент, який потрібно мати на увазі, — молекула бетаїну має як позитивний, так і негативний заряд, завдяки чому навіть у високих концентраціях не шкодить клітинному метаболізму.
Це та низка інших особливостей наділяє бетаїн осмолітичними властивостями — він допомагає тваринам підтримувати водний баланс всередині клітин та зменшити витрати енергії на підтримку життєдіяльності організму впродовж усіх цих процесів. Хоча загалом бетаїн приносить організму тварини цілу низку переваг, проте всі вони базуються на осмолітичних або метильних властивостях молекули бетаїну.
Натуральний бетаїн як «донор» метилу
Бетаїн — набагато кращий «донор» метилу, ніж метіонін чи холін, які традиційно додають у раціони бройлерів та свиней з цією метою. Більшу ефективність бетаїну зумовлює хлорид холіну, який в процесі метаболізму перетворюється на бетаїн, щоб стати джерелом метилу. Відтак, якщо потрібно забезпечити мінімальну кормову потребу в холіні та метіоніні, які б забезпечувати неметилові функції , набагато ефективніше додавати в раціони бетаїн, ніж синтетичний холін для синтезу метилу.
Результати низки досліджень взаємозамінності бетаїну та холіну засвідчили, що додавати хлорид холіну в раціони у більшості випадків не потрібно, оскільки ендогенний холін сировини зазвичай повністю задовольняє потреби (неметилові) тварин у цьому вітаміні. У випадку з метіоніном ситуація дещо інша: його все одно потрібно додавати в раціони, щоб забезпечити синтез протеїну. З другого боку, його кількість можна істотно зменшити, враховуючи те, що бетаїн переймає на себе функцію «донора» метилу.
Натуральний бетаїн як осмоліт
Осмолітичний ефект бетаїну добре досліджений. Бетаїн як осмоліт дає виробникам свинини та м’яса птиці навіть більше переваг, ніж як «донор» метилу. В цій ролі він дозволяє тваринам підтримувати водний баланс у тканинах і клітинах без шкідливого впливу на їхні функції. Щоб зрозуміти механізм роботи бетаїну як осмоліту, треба знати, що стається з тваринами, якщо вони зазнали «осмолітичного стресу», в результаті якого починається незначне зневоднення.
Клітини стають об’єктами гіперосмолітичного стресу внаслідок великої концентрації іонів навколо них. Втрата води і, відповідно, постійне збільшення концентрації іонів у клітинах шкодить структурі й функціям протеїну й ензимів, так само як продукуванню АТФ (аденозинтрифосфату), що може призвести до смерті клітин, якщо вчасно не втрутитися. Щоб зменшити осмолітичний стрес, клітини активують натрій-калієві насоси, які виводять іони крізь мембрану. Це енергоємний процес: 1 іон = 1 АТФ. Завдяки додаванню бетаїну в раціони та підвищенню його внутрішньоклітинної концентрації, клітинам не потрібно докладати стільки зусиль для «викачування» іонів, щоб підтримувати осмотичний баланс, а відтак, істотно зменшуються і потреба тварини в енергії для підтримки життєдіяльності.
Цей ефект неодноразово продемонстрували на свинях, для яких особливо важливе співвідношення потреб в енергії для підтримки життєдіяльності зі щоденними енергетичними потребами . Внутрішнім органам свиней необхідно 40–50% від усіх потреб в енергії, проте якщо «включаються» натрій-калієві насоси, то 30–60% енергії поглинається епітелієм шлунково-кишкового тракту та печінкою. Хвороби, тепловий стрес, погано перетравні інгредієнти можуть навіть підвищити потребу в енергії, щоб забезпечувати роботу натрій-калієвих насосів. Проте доведено, що завдяки кормовому бетаїну можна «зекономити» 10% енергії для забезпечення життєдіяльності свиней і близько 3% енергії з раціонів (рис. 3).
Для свиней, уражених тепловим стресом, осмолітичні властивості бетаїну особливо важливі. Адже він допомагає підтримувати водний баланс у клітинах та водночас є джерелом метилу в печінці (в окремих видів тварин ще й у нирках). Таким чином, один постріл убиває двох зайців!
Поліпшення складу та прісності туші завдяки бетаїну
Низка досліджень підтвердила поліпшення росту пісних тканин у свиней завдяки використанню бетаїнової добавки. Цей ефект, скоріше за все , досягається з поєднання осмолітичної і метилювальної функцій бетаїну. Осмолітична функція стосується як рівня гідратації , що впливає на діяльність м’язових клітин , а також на зниження витрат енергії для підтримання функцій організму , що залишає більше енергії доступною для росту, нарощення пісної маси (за умови наявності достатньої кількості амінокислот). Слід враховувати, що в обваленому м’ясі по суті 70-75 % води, отже ефект осмоліта буде призводити до збільшення м’язової маси. Метилювальна потужність бетаїну призводить до підняття виробництва креатину і карнітину в печінці, а також до більш високого співвідношення РНК до ДНК у м’язах, що вказує на підвищений синтез білка.
Рівень поліпшення зростання приросту пісних тканин свиней продемонструвала значну залежність від калорій, спожитих твариною, та етапу вирощування. Під час фази акреції білка додаткова енергетична цінність раціону буде живити збільшення росту пісних тканин за умови, що постачання амінокислот не обмежується.
Рівень, на якому ця «височина» досягається, залежить як від статі тварини, так і від генотипу. Деякі генотипи з відносно низьким апетитом і високою схильністю до зростання пісних м’язових тканин, можуть залишитися на висхідній частині графіка аж до моменту досягнення забійної ваги, особливо якщо раціон низькокалорійний. Крім того, в умовах промислового свинарства стрес через несприятливі умови утримання часто призводить до споживання корму на нижчому рівні , ніж його максимальний потенціал, посилюючи ймовірність переваг від збільшення загальної енергії раціону за рахунок використання бетаїну.
Дані п’яти досліджень підтвердили переваги в добовому прирості , конверсії корму, приростові м’язових тканин та співвідношенні спожитого корму до рівня приросту м’язвомх тканин завдяки додаванню бетаїну у раціони (рис. 5). Ці дані також підтвердили очікувану вигоду, коли загальне споживання енергії раціону обмежене. Кілька дослідів продемонстрували покращення структури найдовшого м’яза спини (філе), а також щільності тканин та площі м’язового вічка. Крім того, результати шести досліджень довели, що в середньому зменшення товщини шпику складає 12%. За результатами одного із досліджень (Bunge), скорочення товщини шпику у точці P2 при додаванні бетаїну у корми сягає 14%, при чому варіабельність цього показника серед тварин теж істотно зменшилася.
Натуральний бетаїн зменшує загрозу теплового стресу
Одне з досліджень (Teeter et al., 1999) продемонструвало, що здатність бройлерів затримувати воду на клітинному рівні істотно покращилася після того, як в їхні раціони почали додавати бетаїн. Причому цей ефект збільшується з посиленням стрес-факторів — чи то теплового стресу, чи загрози інфікування кокцидіями. За спостереженням Cronje (2006), значне підвищення температури оточення спричиняє перерозподілення крові — до периферії тіла — та зменшення доступу крові до шлунково-кишкового тракту. Це спричиняє руйнування слизової оболонки ШКТ і, як наслідок, відкриває доступ ендотоксинам. У рази сильніше страждає від негативної дії цього механізму товарне поголів’я, оскільки високоенергетичні раціони, які тварини споживають, мають властивість пошкоджувати епітелій ШКТ. У свою чергу, переваги від осмолітичної дії бетаїну полягають не лише в зменшенні втрат приростів та інших виробничих показників свиней, які зазнали теплового стресу, а також у тому, що тварини стають набагато стійкішими до високих температур. Такий ефект досягається насамперед завдяки кращій здатності клітин ШКТ утримувати воду, у наслідок чого він потребує менше підтримуючої енергії і при цьому краще працює.
Переваги бетаїну для молодняка
Після відлучення у поросят найчастіше спостерігаються такі проблеми: 1) зневоднення; 2) зміни структури шлунка, внаслідок чого може погіршитися засвоюваність поживних речовин, що залишаються для бактерій; 3) вивільнення токсинів шлунковими патогенами, що порушує водний баланс; 4) підвищений ризик інфікування кокцидіями, які спричиняють погіршення виробничих показників. Науковці університету Лідз (Великобританія) спостерегли суттєві покращення адсорбуючої здатності шлунка та його структури в поросят, у раціони яких додавали бетаїн упродовж перших двадцяти днів після відлучення. Є низка досліджень, які доводять користь бетаїну для домашньої птиці, зараженої кокцидіями: бетаїн зменшує ураження, спричинені цими шкідливими мікроорганізмами, зміцнює стінки шлунка, що перешкоджає розривам, також покращує стан ворсинок епітелію. Результати ще восьми досліджень засвідчили більші середньодобові прирости та середньодобове споживання кормів, ефективнішу конверсію корму в молодняка свиней. У результаті свині швидше ростуть, раніше досягаючи забійної ваги, що дозволяє господарству отримувати додатковий прибуток.
Переваги бетаїну для свиноматок
У результаті трьох послідовних досліджень (Bunge Meat Industries), об’єктом кожного з яких стали 130–160 свиноматок, виявили, що тварини даватимуть на 1,2 поросяти більше, якщо в їхній раціон у період лактації додавати бетаїн: 2 кг на тонну корму. Крім того, кількість відлученців також збільшується, адже в молоці свиноматок, яких годують раціонами з бетаїном, збільшується концентрація цієї речовини, порівняно із тваринами з контрольної групи (про переваги бетаїну для поросят говорилося в попередньому пункті). Такі ж позитивні результати із застосуванням бетаїну нещодавно отримали науковці дослідного центру в Іспанії: істотно збільшилася кількість живонароджених у другому опоросі та відлученців. Є дослідження (Van Wettere et al.), які доводять позитивний вплив бетаїну на гнізда третього та подальших опоросів свиноматок, за умови, що вони споживають раціони з бетаїном упродовж поросності.
Ґрунтуючись на наукових знахідках, дійшли висновку, що кращу виживаність зародків зумовлюють: 1) менші концентрації гомоцистеїну внаслідок змін у метаболізмі метіоніну; 2) підвищена ефективність використання енергії; 3) краща секреція гормонів.
Висновок
Нині є багато досліджень, які доводять позитивний вплив бетаїну на здоров’я та виробничі показники свиней: краща структура туші, більший відсоток пісності, менші потреби організму тварин в енергії для підтримування життєдіяльності, стійкість до теплового стресу, підтримування здоров’я шлунково-кишкового тракту (особливо в умовах потенційного ризику для здоров’я) тощо. Більше того, бетаїн корисний як для свиноматок і поросят, так і для молодняка та свиней на відгодівлі, а отже, його можна застосовувати для всього стада. Той факт, що нині виробництво бетаїну зростає, а також позитивні результати багатьох досліджень не дають підстав сумніватися, що цей продукт стане ефективним інструментом у руках спеціалістів із годівлі, завдяки чому свині демонструватимуть кращі показники, а господарства отримуватимуть більші прибутки.