बीटेन एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला यौगिक है जो पौधों और जानवरों में व्यापक रूप से वितरित होता है। इसे पशु आहार में एक योज्य के रूप में निर्जल या हाइड्रोक्लोराइड रूप में उपलब्ध कराया जाता है। इसे विभिन्न उद्देश्यों के लिए पशु आहार में मिलाया जा सकता है।
सबसे पहले, इन उद्देश्यों का संबंध बीटाइन की अत्यंत प्रभावी मिथाइल दाता क्षमता से हो सकता है, जो मुख्य रूप से यकृत में पाया जाता है। अस्थिर मिथाइल समूहों के स्थानांतरण के कारण, मेथियोनीन, कार्निटाइन और क्रिएटिन जैसे विभिन्न यौगिकों का संश्लेषण प्रोत्साहित होता है। इस प्रकार, बीटाइन प्रोटीन, लिपिड और ऊर्जा चयापचय को प्रभावित करता है, जिससे शरीर की संरचना में लाभकारी परिवर्तन होता है।
दूसरे, चारे में बीटाइन मिलाने का उद्देश्य इसके सुरक्षात्मक कार्बनिक प्रवेशक के रूप में कार्य से संबंधित हो सकता है। इस कार्य में, बीटाइन शरीर की कोशिकाओं को जल संतुलन और कोशिका गतिविधि बनाए रखने में मदद करता है, विशेष रूप से तनाव की अवधि के दौरान। इसका एक प्रसिद्ध उदाहरण गर्मी के तनाव से ग्रस्त जानवरों पर बीटाइन का सकारात्मक प्रभाव है।
सूअरों में, बीटाइन सप्लीमेंटेशन के विभिन्न लाभकारी प्रभावों का वर्णन किया गया है। यह लेख दूध छुड़ाए गए सूअरों के आंतों के स्वास्थ्य में फ़ीड एडिटिव के रूप में बीटाइन की भूमिका पर केंद्रित होगा।
बीटेन पर किए गए कई अध्ययनों में सूअरों की आंत या संपूर्ण पाचन तंत्र में पोषक तत्वों की पाचन क्षमता पर इसके प्रभाव की जानकारी दी गई है। फाइबर (कच्चा फाइबर या तटस्थ और अम्लीय डिटर्जेंट फाइबर) की आंत में पाचन क्षमता में वृद्धि के बार-बार देखे जाने से यह संकेत मिलता है कि बीटेन छोटी आंत में पहले से मौजूद बैक्टीरिया के किण्वन को उत्तेजित करता है, क्योंकि आंत की कोशिकाएं फाइबर को पचाने वाले एंजाइमों का उत्पादन नहीं करती हैं। पौधे के फाइबर भाग में पोषक तत्व होते हैं, जो इस माइक्रोबियल फाइबर के अपघटन के दौरान मुक्त हो सकते हैं।
इसलिए, शुष्क पदार्थ और कच्ची राख की पाचन क्षमता में भी सुधार देखा गया। संपूर्ण पाचन तंत्र के स्तर पर, यह बताया गया है कि 800 मिलीग्राम बीटाइन/किलोग्राम आहार के साथ पूरक आहार दिए गए सूअरों में कच्चे प्रोटीन (+6.4%) और शुष्क पदार्थ (+4.2%) की पाचन क्षमता में सुधार हुआ है। इसके अतिरिक्त, एक अन्य अध्ययन से पता चला है कि 1,250 मिलीग्राम/किलोग्राम बीटाइन के पूरक आहार से कच्चे प्रोटीन (+3.7%) और ईथर अर्क (+6.7%) की स्पष्ट कुल पाचन क्षमता में सुधार हुआ है।
पोषक तत्वों की पाचन क्षमता में देखी गई वृद्धि का एक संभावित कारण एंजाइम उत्पादन पर बीटाइन का प्रभाव है। हाल ही में किए गए एक इन विवो अध्ययन में, दूध छुड़ाए गए सूअरों के बच्चों को बीटाइन मिलाकर, काइम में पाचक एंजाइमों (एमाइलेज, माल्टेज, लाइपेज, ट्रिप्सिन और काइमोट्रिप्सिन) की गतिविधि का मूल्यांकन किया गया (चित्र 1)। माल्टेज को छोड़कर सभी एंजाइमों की गतिविधि में वृद्धि देखी गई, और बीटाइन का प्रभाव 1,250 मिलीग्राम/किलोग्राम की तुलना में 2,500 मिलीग्राम बीटाइन/किलोग्राम फ़ीड पर अधिक स्पष्ट था। गतिविधि में यह वृद्धि एंजाइम उत्पादन में वृद्धि का परिणाम हो सकती है, या यह एंजाइम की उत्प्रेरक दक्षता में वृद्धि का परिणाम हो सकती है।
चित्र 1- 0 मिलीग्राम/किलोग्राम, 1,250 मिलीग्राम/किलोग्राम या 2,500 मिलीग्राम/किलोग्राम बीटाइन की खुराक दिए गए सूअरों के बच्चों की आंतों में पाचन एंजाइम की गतिविधि।
इन विट्रो प्रयोगों में यह सिद्ध हुआ कि उच्च परासरण दाब उत्पन्न करने के लिए NaCl मिलाने से ट्रिप्सिन और एमाइलेज की गतिविधियाँ बाधित हो जाती हैं। इस परीक्षण में बीटाइन की विभिन्न मात्राएँ मिलाने से NaCl का अवरोधक प्रभाव पुनः स्थापित हो जाता है और एंजाइम गतिविधि बढ़ जाती है। हालांकि, जब बफर विलयन में NaCl नहीं मिलाया जाता है, तो बीटाइन कम सांद्रता पर एंजाइम गतिविधि को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन उच्च सांद्रता पर अवरोधक प्रभाव दिखाता है।
आहार में बीटाइन की अधिक मात्रा देने से सूअरों के विकास प्रदर्शन और फ़ीड रूपांतरण दर में देखी गई वृद्धि की व्याख्या केवल बढ़ी हुई पाचन क्षमता से ही नहीं की जा सकती। बीटाइन मिलाने से सूअरों के आहार में बीटाइन मिलाने से उनकी ऊर्जा की आवश्यकता भी कम हो जाती है। इस देखे गए प्रभाव के पीछे परिकल्पना यह है कि जब बीटाइन का उपयोग अंतःकोशिकीय परासरण दाब को बनाए रखने के लिए किया जा सकता है, तो आयन पंपों की मांग कम हो जाती है, जो एक ऊर्जा की आवश्यकता वाली प्रक्रिया है। सीमित ऊर्जा सेवन के मामले में, बीटाइन पूरक का प्रभाव रखरखाव की तुलना में विकास के लिए ऊर्जा आपूर्ति बढ़ाकर अधिक स्पष्ट होने की उम्मीद है।
आंत की दीवार को अस्तर देने वाली उपकला कोशिकाओं को पोषक तत्वों के पाचन के दौरान आंत के भीतर मौजूद पदार्थों द्वारा उत्पन्न अत्यधिक परिवर्तनशील परासरण स्थितियों का सामना करना पड़ता है। साथ ही, इन आंतों की कोशिकाओं को आंत के भीतर और प्लाज्मा के बीच पानी और विभिन्न पोषक तत्वों के आदान-प्रदान को नियंत्रित करने की भी आवश्यकता होती है। इन चुनौतीपूर्ण स्थितियों से कोशिकाओं की रक्षा करने के लिए, बीटाइन एक महत्वपूर्ण कार्बनिक प्रवेशक है। विभिन्न ऊतकों में बीटाइन की सांद्रता का अवलोकन करने पर, आंतों के ऊतकों में बीटाइन की मात्रा काफी अधिक पाई गई। इसके अलावा, यह भी देखा गया है कि ये स्तर आहार में बीटाइन की सांद्रता से प्रभावित होते हैं। संतुलित कोशिकाओं में बेहतर प्रसार और बेहतर पुनर्प्राप्ति क्षमता होती है। इसलिए, शोधकर्ताओं ने पाया कि सूअरों के बच्चों में बीटाइन का स्तर बढ़ाने से ग्रहणी के विली की ऊंचाई और इलियल क्रिप्ट्स की गहराई बढ़ जाती है, और विली अधिक एकरूप हो जाते हैं।
एक अन्य अध्ययन में, ग्रहणी, लघुजनम और अंतःस्रावी झिल्ली में विली की ऊंचाई में वृद्धि देखी जा सकती थी, लेकिन क्रिप्ट्स की गहराई पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा। कोक्सीडिया से संक्रमित ब्रॉयलर मुर्गियों में देखे गए अनुसार, कुछ (परासरणकारी) चुनौतियों के तहत आंतों की संरचना पर बीटाइन का सुरक्षात्मक प्रभाव और भी महत्वपूर्ण हो सकता है।
आंतों की अवरोधक परत मुख्य रूप से उपकला कोशिकाओं से बनी होती है, जो आपस में टाइट जंक्शन प्रोटीन द्वारा जुड़ी होती हैं। इस अवरोधक परत की अखंडता हानिकारक पदार्थों और रोगजनक जीवाणुओं के प्रवेश को रोकने के लिए आवश्यक है, जो अन्यथा सूजन का कारण बन सकते हैं। सूअरों में, आंतों की अवरोधक परत पर नकारात्मक प्रभाव को चारे में माइकोटॉक्सिन संदूषण या गर्मी के तनाव के नकारात्मक प्रभावों में से एक माना जाता है।
अवरोधक प्रभाव पर पड़ने वाले प्रभाव को मापने के लिए, कोशिका रेखाओं के इन विट्रो परीक्षणों का उपयोग अक्सर ट्रांसएपिथेलियल विद्युत प्रतिरोध (टीईईआर) को मापने के लिए किया जाता है। बीटाइन के प्रयोग से, कई इन विट्रो प्रयोगों में टीईईआर में सुधार देखा जा सकता है। जब बैटरी को उच्च तापमान (42°C) पर रखा जाता है, तो टीईईआर कम हो जाता है (चित्र 2)। इन ऊष्मा-युक्त कोशिकाओं के वृद्धि माध्यम में बीटाइन मिलाने से टीईईआर में हुई कमी का प्रतिकार हो गया, जो बढ़ी हुई ऊष्मा प्रतिरोधकता को दर्शाता है।
चित्र 2- उच्च तापमान और बीटाइन का कोशिका ट्रांसएपिथेलियल प्रतिरोध (टीईईआर) पर इन विट्रो प्रभाव।
इसके अतिरिक्त, सूअरों के बच्चों पर किए गए एक इन विवो अध्ययन में, 1,250 मिलीग्राम/किलोग्राम बीटाइन प्राप्त करने वाले जानवरों के जेजुनम ​​ऊतक में टाइट जंक्शन प्रोटीन (ऑक्लूडिन, क्लॉडिन1 और ज़ोनुला ऑक्लूडेंस-1) की बढ़ी हुई अभिव्यक्ति को नियंत्रण समूह की तुलना में मापा गया। साथ ही, आंतों की श्लेष्मा क्षति के एक मार्कर के रूप में, इन सूअरों के प्लाज्मा में डायमाइन ऑक्सीडेज गतिविधि में उल्लेखनीय कमी देखी गई, जो एक मजबूत आंतों की बाधा का संकेत देती है। जब बढ़ते-विकसित होते सूअरों के आहार में बीटाइन मिलाया गया, तो वध के समय आंतों की तन्यता शक्ति में वृद्धि को मापा गया।
हाल ही में, कई अध्ययनों ने बीटाइन को एंटीऑक्सीडेंट प्रणाली से जोड़ा है और मुक्त कणों में कमी, मैलोंडिएल्डिहाइड (एमडीए) के स्तर में कमी और ग्लूटाथियोन पेरोक्सीडेज (जीएसएच-पीएक्स) गतिविधि में सुधार का वर्णन किया है।
बीटेन न केवल पशुओं में ऑस्मोप्रोटेक्टेंट के रूप में कार्य करता है, बल्कि कई जीवाणु नव संश्लेषण या पर्यावरण से परिवहन के माध्यम से बीटेन का संचय भी कर सकते हैं। ऐसे संकेत मिले हैं कि बीटेन का दूध छुड़ाए गए सूअरों के पाचन तंत्र में जीवाणुओं की संख्या पर सकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है। इलियल जीवाणुओं, विशेष रूप से बिफिडोबैक्टीरिया और लैक्टोबैसिली की कुल संख्या में वृद्धि हुई है। इसके अलावा, मल में एंटरोबैक्टर की मात्रा कम पाई गई है।
अंत में, यह देखा गया है कि दूध छुड़ाए गए सूअरों के आंतों के स्वास्थ्य पर बीटाइन का प्रभाव दस्त की दर में कमी के रूप में सामने आता है। यह प्रभाव खुराक पर निर्भर हो सकता है: दस्त की दर को कम करने में 2,500 मिलीग्राम/किलोग्राम बीटाइन का आहार पूरक 1,250 मिलीग्राम/किलोग्राम बीटाइन की तुलना में अधिक प्रभावी है। हालांकि, दोनों पूरक स्तरों पर दूध छुड़ाए गए सूअरों का प्रदर्शन समान था। अन्य शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि जब 800 मिलीग्राम/किलोग्राम बीटाइन मिलाया जाता है, तो दूध छुड़ाए गए सूअरों में दस्त की दर और घटना कम होती है।
बीटेन का पीकेए मान लगभग 1.8 होता है, जो अंतर्ग्रहण के बाद बीटेन एचसीएल के विघटन का कारण बनता है, जिससे गैस्ट्रिक अम्लीकरण होता है।
दिलचस्प बात यह है कि बीटाइन हाइड्रोक्लोराइड, बीटाइन के स्रोत के रूप में, अम्लीकरण की क्षमता रखता है। मानव चिकित्सा में, बीटाइन एचसीएल सप्लीमेंट का उपयोग अक्सर पेट और पाचन संबंधी समस्याओं से पीड़ित लोगों की सहायता के लिए पेप्सिन के साथ संयोजन में किया जाता है। इस स्थिति में, बीटाइन हाइड्रोक्लोराइड को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के एक सुरक्षित स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, जब बीटाइन हाइड्रोक्लोराइड को सूअर के बच्चों के चारे में शामिल किया जाता है, तो इस गुण के बारे में कोई जानकारी उपलब्ध नहीं है, लेकिन यह बहुत महत्वपूर्ण हो सकता है।
यह सर्वविदित है कि दूध छुड़ाए गए सूअरों के पेट के रस का pH अपेक्षाकृत अधिक (pH>4) हो सकता है, जो पेप्सिन अग्रदूत के उसके अग्रदूत पेप्सिनोजेन में सक्रियण को प्रभावित करेगा। इष्टतम प्रोटीन पाचन न केवल पशुओं के लिए इस पोषक तत्व की अच्छी उपलब्धता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि प्रोटीन का अपच अवसरवादी रोगजनकों के हानिकारक प्रसार का कारण बन सकता है और दूध छुड़ाने के बाद होने वाले दस्त की समस्या को बढ़ा सकता है। बीटाइन का pKa मान लगभग 1.8 होता है, जो अंतर्ग्रहण के बाद बीटाइन HCl के विघटन का कारण बनता है, जिससे पेट में अम्लता बढ़ जाती है।
मनुष्यों पर किए गए प्रारंभिक अध्ययन और कुत्तों पर किए गए अध्ययनों में यह अल्पकालिक पुन: अम्लीकरण देखा गया है। बीटाइन हाइड्रोक्लोराइड की 750 मिलीग्राम या 1,500 मिलीग्राम की एक खुराक के बाद, गैस्ट्रिक एसिड कम करने वाले एजेंटों से पहले से उपचारित कुत्तों के पेट का पीएच लगभग 7 से घटकर 2 हो गया। हालांकि, अनुपचारित नियंत्रण कुत्तों में, पेट का पीएच लगभग 2 था, जिसका बीटाइन एचसीएल अनुपूरण से कोई संबंध नहीं था।
बीटाइन का दूध छुड़ाए गए सूअरों के आंतों के स्वास्थ्य पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। यह साहित्य समीक्षा पोषक तत्वों के पाचन और अवशोषण में सहायता करने, शारीरिक सुरक्षात्मक अवरोधों को बेहतर बनाने, सूक्ष्मजीवों को प्रभावित करने और सूअरों की प्रतिरक्षा क्षमताओं को बढ़ाने के लिए बीटाइन के विभिन्न अवसरों पर प्रकाश डालती है।