बीटाइन एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला यौगिक है जो पौधों और जानवरों में व्यापक रूप से पाया जाता है। आहार योज्य के रूप में, यह निर्जल या हाइड्रोक्लोराइड रूप में उपलब्ध होता है। इसे विभिन्न प्रयोजनों के लिए पशु आहार में मिलाया जा सकता है।
सबसे पहले, ये उद्देश्य बीटाइन की बहुत प्रभावी मिथाइल दाता क्षमता से संबंधित हो सकते हैं, जो मुख्य रूप से यकृत में होता है। अस्थिर मिथाइल समूहों के हस्तांतरण के कारण, मेथियोनीन, कार्निटाइन और क्रिएटिन जैसे विभिन्न यौगिकों के संश्लेषण को बढ़ावा मिलता है। इस तरह, बीटाइन प्रोटीन, लिपिड और ऊर्जा चयापचय को प्रभावित करता है, जिससे शव संरचना में लाभकारी परिवर्तन होता है।
दूसरे, फ़ीड में बीटाइन जोड़ने का उद्देश्य एक सुरक्षात्मक कार्बनिक प्रवेशक के रूप में इसके कार्य से संबंधित हो सकता है। इस कार्य में, बीटाइन पूरे शरीर में कोशिकाओं को जल संतुलन और कोशिका गतिविधि बनाए रखने में मदद करता है, विशेष रूप से तनाव की अवधि के दौरान। एक प्रसिद्ध उदाहरण गर्मी के तनाव के तहत जानवरों पर बीटाइन का सकारात्मक प्रभाव है।
सूअरों में, बीटाइन अनुपूरण के विभिन्न लाभकारी प्रभावों का वर्णन किया गया है। यह लेख दूध छुड़ाए गए सूअरों के आंतों के स्वास्थ्य में एक आहार योज्य के रूप में बीटाइन की भूमिका पर ध्यान केंद्रित करेगा।
कई बीटाइन अध्ययनों ने सूअरों के इलियम या संपूर्ण पाचन तंत्र में पोषक तत्वों की पाचनशक्ति पर प्रभाव की रिपोर्ट की है। फाइबर (कच्चा फाइबर या तटस्थ और एसिड डिटर्जेंट फाइबर) की बढ़ी हुई इलियल पाचनशक्ति के बार-बार अवलोकन से संकेत मिलता है कि बीटाइन छोटी आंत में पहले से मौजूद बैक्टीरिया के किण्वन को उत्तेजित करता है, क्योंकि आंतों की कोशिकाएं फाइबर-अपघटनकारी एंजाइम का उत्पादन नहीं करती हैं। पौधे के फाइबर भाग में पोषक तत्व होते हैं, जो इस माइक्रोबियल फाइबर के अपघटन के दौरान जारी किए जा सकते हैं।
इसलिए, शुष्क पदार्थ और अपरिष्कृत राख की पाचनशक्ति में भी सुधार देखा गया। कुल पाचन तंत्र स्तर पर, यह बताया गया है कि 800 मिलीग्राम बीटाइन/किलोग्राम आहार के साथ पूरक किए गए पिगलेट्स में कच्चे प्रोटीन (+6.4%) और शुष्क पदार्थ (+4.2%) की पाचनशक्ति में सुधार हुआ है। इसके अलावा, एक अलग अध्ययन से पता चला है कि 1,250 मिलीग्राम/किलोग्राम बीटाइन के साथ पूरक करके, कच्चे प्रोटीन (+3.7%) और ईथर अर्क (+6.7%) की स्पष्ट कुल पाचनशक्ति में सुधार हुआ था।
पोषक तत्वों की पाचन क्षमता में देखी गई वृद्धि का एक संभावित कारण एंजाइम उत्पादन पर बीटाइन का प्रभाव है। दूध छुड़ाए गए पिगलेट में बीटाइन को शामिल करने पर हाल ही में किए गए एक इन विवो अध्ययन में, काइम में पाचन एंजाइमों (एमाइलेज, माल्टेज, लाइपेज, ट्रिप्सिन और काइमोट्रिप्सिन) की गतिविधि का मूल्यांकन किया गया (चित्र 1)। माल्टेज को छोड़कर सभी एंजाइमों ने बढ़ी हुई गतिविधि दिखाई, और बीटाइन का प्रभाव 1,250 मिलीग्राम/किग्रा की तुलना में 2,500 मिलीग्राम बीटाइन/किग्रा फ़ीड पर अधिक स्पष्ट था। गतिविधि में वृद्धि एंजाइम उत्पादन में वृद्धि का परिणाम हो सकती है, या यह एंजाइम की उत्प्रेरक दक्षता में वृद्धि का परिणाम हो सकता है।
चित्र 1- 0 मिलीग्राम/किग्रा, 1,250 मिलीग्राम/किग्रा या 2,500 मिलीग्राम/किग्रा बीटाइन के साथ पूरक पिगलेट की आंत्र पाचन एंजाइम गतिविधि।
इन विट्रो प्रयोगों में, यह साबित हुआ कि उच्च आसमाटिक दबाव उत्पन्न करने के लिए NaCl मिलाने से ट्रिप्सिन और एमाइलेज की गतिविधियां बाधित हो गईं। इस परीक्षण में बीटाइन के विभिन्न स्तरों को मिलाने से NaCl का निरोधात्मक प्रभाव बहाल हो गया और एंजाइम गतिविधि बढ़ गई। हालांकि, जब बफर समाधान में NaCl नहीं मिलाया जाता है, तो बीटाइन कम सांद्रता पर एंजाइम गतिविधि को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन उच्च सांद्रता पर निरोधात्मक प्रभाव दिखाता है।
न केवल बढ़ी हुई पाचनशक्ति आहार बीटाइन के साथ पूरक सूअरों के विकास प्रदर्शन और फ़ीड रूपांतरण दर में रिपोर्ट की गई वृद्धि की व्याख्या कर सकती है। सूअर के आहार में बीटाइन जोड़ने से पशु की रखरखाव ऊर्जा आवश्यकताएं भी कम हो जाती हैं। इस देखे गए प्रभाव के लिए परिकल्पना यह है कि जब बीटाइन का उपयोग इंट्रासेल्युलर ऑस्मोटिक दबाव को बनाए रखने के लिए किया जा सकता है, तो आयन पंपों की मांग कम हो जाती है, जो एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। सीमित ऊर्जा सेवन के मामले में, रखरखाव के बजाय विकास के लिए ऊर्जा की आपूर्ति में वृद्धि करके बीटाइन के पूरक का प्रभाव अधिक स्पष्ट होने की उम्मीद है।
आंत की दीवार को अस्तर करने वाली उपकला कोशिकाओं को पोषक पाचन के दौरान ल्यूमिनल सामग्री द्वारा उत्पन्न अत्यधिक परिवर्तनशील आसमाटिक स्थितियों से निपटने की आवश्यकता होती है। साथ ही, इन आंत कोशिकाओं को आंत के लुमेन और प्लाज्मा के बीच पानी और विभिन्न पोषक तत्वों के आदान-प्रदान को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। इन चुनौतीपूर्ण स्थितियों से कोशिकाओं की रक्षा करने के लिए, बीटाइन एक महत्वपूर्ण कार्बनिक प्रवेशक है। विभिन्न ऊतकों में बीटाइन की एकाग्रता को देखते हुए, आंतों के ऊतकों में बीटाइन की सामग्री काफी अधिक होती है। इसके अलावा, यह देखा गया है कि ये स्तर आहार बीटाइन एकाग्रता से प्रभावित होते हैं। अच्छी तरह से संतुलित कोशिकाओं में बेहतर प्रसार और बेहतर पुनर्प्राप्ति क्षमताएं होंगी। इसलिए, शोधकर्ताओं ने पाया कि पिगलेट के बीटाइन स्तर में वृद्धि से ग्रहणी विली की ऊंचाई और इलियल क्रिप्ट की गहराई बढ़ जाती है
एक अन्य अध्ययन में, ग्रहणी, जेजुनम ​​और इलियम में विल्ली की ऊंचाई में वृद्धि देखी जा सकती है, लेकिन क्रिप्ट की गहराई पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा। जैसा कि कोक्सीडिया से संक्रमित ब्रॉयलर मुर्गियों में देखा गया है, आंत्र संरचना पर बीटाइन का सुरक्षात्मक प्रभाव कुछ (ओस्मोटिक) चुनौतियों के तहत और भी अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है।
आंत्र अवरोध मुख्य रूप से उपकला कोशिकाओं से बना होता है, जो एक दूसरे से तंग जंक्शन प्रोटीन द्वारा जुड़े होते हैं। इस अवरोध की अखंडता हानिकारक पदार्थों और रोगजनक बैक्टीरिया के प्रवेश को रोकने के लिए आवश्यक है, जो अन्यथा सूजन का कारण बनेंगे। सूअरों के लिए, आंत्र अवरोध का नकारात्मक प्रभाव फ़ीड में मायकोटॉक्सिन संदूषण का परिणाम माना जाता है, या गर्मी के तनाव के नकारात्मक प्रभावों में से एक माना जाता है।
अवरोध प्रभाव पर प्रभाव को मापने के लिए, कोशिका रेखाओं के इन विट्रो परीक्षणों का उपयोग अक्सर ट्रांसेपीथेलियल विद्युत प्रतिरोध (टीईईआर) को मापने के लिए किया जाता है। बीटाइन के अनुप्रयोग के साथ, कई इन विट्रो प्रयोगों में बेहतर टीईईआर देखा जा सकता है। जब बैटरी उच्च तापमान (42 डिग्री सेल्सियस) के संपर्क में आती है, तो टीईईआर कम हो जाएगा (चित्र 2)। इन ताप-उजागर कोशिकाओं के विकास माध्यम में बीटाइन को शामिल करने से घटी हुई टीईईआर का प्रतिकार हुआ, जो बढ़ी हुई ताप प्रतिरोध को दर्शाता है।
चित्र 2- कोशिका ट्रांसेपीथेलियल प्रतिरोध (टीईईआर) पर उच्च तापमान और बीटाइन का इन विट्रो प्रभाव।
इसके अलावा, पिगलेट में एक इन विवो अध्ययन में, 1,250 मिलीग्राम/किग्रा बीटाइन प्राप्त करने वाले जानवरों के जेजुनम ​​ऊतक में टाइट जंक्शन प्रोटीन (ऑक्लूडिन, क्लाउडिन1, और ज़ोनुला ऑक्लूडेंस-1) की बढ़ी हुई अभिव्यक्ति को नियंत्रण समूह की तुलना में मापा गया था। इसके अलावा, आंतों के म्यूकोसल क्षति के एक मार्कर के रूप में, इन सूअरों के प्लाज्मा में डायमाइन ऑक्सीडेज गतिविधि में काफी कमी आई थी, जो एक मजबूत आंत्र अवरोध का संकेत देती है। जब बढ़ते-खत्म होते सूअरों के आहार में बीटाइन जोड़ा गया, तो वध के समय आंतों की तन्य शक्ति में वृद्धि को मापा गया।
हाल ही में, कई अध्ययनों ने बीटाइन को एंटीऑक्सीडेंट प्रणाली से जोड़ा है और मुक्त कणों में कमी, मैलोनडायल्डिहाइड (एमडीए) के स्तर में कमी, तथा ग्लूटाथियोन पेरोक्सीडेज (जीएसएच-पीएक्स) गतिविधि में सुधार का वर्णन किया है।
बीटाइन न केवल पशुओं में ऑस्मोप्रोटेक्टेंट के रूप में कार्य करता है। इसके अलावा, कई बैक्टीरिया पर्यावरण से डी नोवो संश्लेषण या परिवहन के माध्यम से बीटाइन जमा कर सकते हैं। ऐसे संकेत हैं कि बीटाइन दूध छुड़ाए गए पिगलेट के जठरांत्र संबंधी मार्ग में बैक्टीरिया की संख्या पर सकारात्मक प्रभाव डाल सकता है। कुल इलियल बैक्टीरिया, विशेष रूप से बिफिडोबैक्टीरिया और लैक्टोबैसिली की संख्या में वृद्धि हुई है। इसके अलावा, मल में एंटरोबैक्टर की कम मात्रा पाई गई।
अंत में, यह देखा गया है कि दूध छुड़ाए गए पिगलेट के आंतों के स्वास्थ्य पर बीटाइन का प्रभाव दस्त की दर में कमी है। यह प्रभाव खुराक पर निर्भर हो सकता है: आहार अनुपूरक 2,500 मिलीग्राम/किलोग्राम बीटाइन दस्त की दर को कम करने में 1,250 मिलीग्राम/किलोग्राम बीटाइन से अधिक प्रभावी है। हालांकि, दो पूरक स्तरों पर दूध छुड़ाए गए पिगलेट का प्रदर्शन समान था। अन्य शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि जब 800 मिलीग्राम/किलोग्राम बीटाइन जोड़ा जाता है, तो दूध छुड़ाए गए पिगलेट में दस्त की दर और घटना कम होती है।
बीटाइन का pKa मान लगभग 1.8 होता है, जिसके कारण सेवन के बाद बीटाइन HCl का पृथक्करण हो जाता है, जिससे गैस्ट्रिक अम्लीकरण हो जाता है।
दिलचस्प बात यह है कि भोजन में बीटाइन के स्रोत के रूप में बीटाइन हाइड्रोक्लोराइड की संभावित अम्लता है। मानव चिकित्सा में, पेट की समस्याओं और पाचन समस्याओं वाले लोगों की सहायता के लिए अक्सर पेप्सिन के साथ बीटाइन एचसीएल की खुराक का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, बीटाइन हाइड्रोक्लोराइड को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के सुरक्षित स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि इस गुण के बारे में कोई जानकारी नहीं है कि पिगलेट फ़ीड में बीटाइन हाइड्रोक्लोराइड कब शामिल होता है, यह बहुत महत्वपूर्ण हो सकता है।
यह सर्वविदित है कि दूध छुड़ाए गए सूअरों के आमाशय रस का pH मान अपेक्षाकृत अधिक (pH>4) हो सकता है, जो पेप्सिन अग्रदूत के सक्रियण को उसके पूर्ववर्ती पेप्सिनोजेन में प्रभावित करेगा। इष्टतम प्रोटीन पाचन न केवल पशुओं के लिए इस पोषक तत्व की अच्छी उपलब्धता प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, अपच प्रोटीन अवसरवादी रोगजनकों के हानिकारक प्रसार का कारण बन सकता है और दूध छुड़ाने के बाद दस्त की समस्या को बढ़ा सकता है। बीटाइन का pKa मान लगभग 1.8 होता है, जो अंतर्ग्रहण के बाद बीटाइन HCl के पृथक्करण की ओर ले जाता है, जिससे आमाशय का अम्लीकरण होता है।
मनुष्यों में प्रारंभिक अध्ययन और कुत्तों में किए गए अध्ययनों में यह अल्पकालिक पुनःअम्लीकरण देखा गया है। 750 मिलीग्राम या 1,500 मिलीग्राम बीटाइन हाइड्रोक्लोराइड की एकल खुराक के बाद, गैस्ट्रिक एसिड कम करने वाले एजेंटों के साथ पहले से इलाज किए गए कुत्तों के पेट का पीएच लगभग 7 से पीएच 2 तक गंभीर रूप से गिर गया। हालांकि, अनुपचारित नियंत्रण कुत्तों में, पेट का पीएच लगभग 2 था, जो बीटाइन एचसीएल अनुपूरण से संबंधित 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 का समर्थन करने, शारीरिक सुरक्षात्मक बाधाओं में सुधार करने, माइक्रोबायोटा को प्रभावित करने और सूअरों की रक्षा क्षमताओं को बढ़ाने के लिए बीटाइन के विभिन्न अवसरों पर प्रकाश डालती है।