La bétaïne est un composé naturel largement répandu chez les plantes et les animaux. Utilisée comme additif alimentaire, elle est disponible sous forme anhydre ou chlorhydrate. Elle peut être ajoutée à l'alimentation animale à diverses fins.
Tout d'abord, ces objectifs peuvent être liés à la capacité très efficace de la bétaïne à donner du méthyle, qui se produit principalement dans le foie. En raison du transfert de groupes méthyles instables, la synthèse de divers composés tels que la méthionine, la carnitine et la créatine est favorisée. De cette manière, la bétaïne affecte le métabolisme des protéines, des lipides et de l'énergie, modifiant ainsi de manière bénéfique la composition de la carcasse.
Deuxièmement, le but de l’ajout de bétaïne dans l’alimentation peut être lié à sa fonction de pénétrant organique protecteur. Dans cette fonction, la bétaïne aide les cellules de tout le corps à maintenir l’équilibre hydrique et l’activité cellulaire, en particulier pendant les périodes de stress. Un exemple bien connu est l’effet positif de la bétaïne sur les animaux soumis à un stress thermique.
Chez les porcs, différents effets bénéfiques de la supplémentation en bétaïne ont été décrits. Cet article se concentrera sur le rôle de la bétaïne comme additif alimentaire dans la santé intestinale des porcelets sevrés.
Plusieurs études sur la bétaïne ont rapporté l'effet sur la digestibilité des nutriments dans l'iléon ou le tube digestif total des porcs. Des observations répétées d'une digestibilité iléale accrue des fibres (fibres brutes ou fibres détergentes neutres et acides) indiquent que la bétaïne stimule la fermentation des bactéries déjà présentes dans l'intestin grêle, car les cellules intestinales ne produisent pas d'enzymes dégradant les fibres. La partie fibreuse de la plante contient des nutriments qui peuvent être libérés lors de la dégradation de cette fibre microbienne.
Par conséquent, une meilleure digestibilité de la matière sèche et des cendres brutes a également été observée. Au niveau du tube digestif total, il a été rapporté que les porcelets supplémentés avec 800 mg de bétaïne/kg de régime ont amélioré la digestibilité des protéines brutes (+6,4%) et de la matière sèche (+4,2%). De plus, une autre étude a montré qu'en supplémentant avec 1 250 mg/kg de bétaïne, la digestibilité totale apparente des protéines brutes (+3,7%) et de l'extrait éthéré (+6,7%) était améliorée.
Une raison possible de l'augmentation observée de la digestibilité des nutriments est l'effet de la bétaïne sur la production d'enzymes. Dans une étude in vivo récente sur l'ajout de bétaïne à des porcelets sevrés, l'activité des enzymes digestives (amylase, maltase, lipase, trypsine et chymotrypsine) dans le chyme a été évaluée (figure 1). Toutes les enzymes, à l'exception de la maltase, ont montré une activité accrue et l'effet de la bétaïne était plus prononcé à 2 500 mg de bétaïne/kg d'aliment qu'à 1 250 mg/kg. L'augmentation de l'activité peut être le résultat d'une augmentation de la production d'enzymes ou d'une augmentation de l'efficacité catalytique de l'enzyme.
Figure 1 - Activité enzymatique digestive intestinale de porcelets supplémentés avec 0 mg/kg, 1 250 mg/kg ou 2 500 mg/kg de bétaïne.
Dans des expériences in vitro, il a été prouvé qu'en ajoutant du NaCl pour produire une pression osmotique élevée, les activités de la trypsine et de l'amylase étaient inhibées. L'ajout de différents niveaux de bétaïne à ce test a restauré l'effet inhibiteur du NaCl et augmenté l'activité enzymatique. Cependant, lorsque le NaCl n'est pas ajouté à la solution tampon, la bétaïne n'affecte pas l'activité enzymatique à une concentration plus faible, mais montre un effet inhibiteur à une concentration plus élevée.
Non seulement la digestibilité accrue peut expliquer l'augmentation signalée des performances de croissance et du taux de conversion alimentaire des porcs supplémentés en bétaïne alimentaire. L'ajout de bétaïne à l'alimentation des porcs réduit également les besoins énergétiques d'entretien de l'animal. L'hypothèse de cet effet observé est que lorsque la bétaïne peut être utilisée pour maintenir la pression osmotique intracellulaire, la demande de pompes ioniques est réduite, ce qui est un processus qui nécessite de l'énergie. Dans le cas d'un apport énergétique limité, l'effet de la supplémentation en bétaïne devrait être plus prononcé en augmentant l'apport énergétique pour la croissance plutôt que pour l'entretien.
Les cellules épithéliales tapissant la paroi intestinale doivent faire face à des conditions osmotiques très variables générées par le contenu luminal pendant la digestion des nutriments. Dans le même temps, ces cellules intestinales doivent contrôler l'échange d'eau et de différents nutriments entre la lumière intestinale et le plasma. Afin de protéger les cellules de ces conditions difficiles, la bétaïne est un pénétrant organique important. Lors de l'observation de la concentration de bétaïne dans différents tissus, la teneur en bétaïne dans les tissus intestinaux est assez élevée. De plus, il a été observé que ces niveaux sont affectés par la concentration de bétaïne alimentaire. Les cellules bien équilibrées auront une meilleure prolifération et de meilleures capacités de récupération. Par conséquent, les chercheurs ont constaté que l'augmentation du niveau de bétaïne des porcelets augmente la hauteur des villosités duodénales et la profondeur des cryptes iléales, et les villosités sont plus uniformes.
Dans une autre étude, une augmentation de la hauteur des villosités dans le duodénum, ​​le jéjunum et l'iléon a pu être observée, mais il n'y a eu aucun effet sur la profondeur des cryptes. Comme observé chez les poulets de chair infectés par des coccidies, l'effet protecteur de la bétaïne sur la structure intestinale peut être encore plus important dans certains cas (osmotiques).
La barrière intestinale est principalement composée de cellules épithéliales, qui sont reliées entre elles par des protéines de jonction serrée. L'intégrité de cette barrière est essentielle pour empêcher l'entrée de substances nocives et de bactéries pathogènes, qui provoqueraient autrement une inflammation. Pour les porcs, l'impact négatif de la barrière intestinale est considéré comme le résultat d'une contamination par les mycotoxines dans l'alimentation, ou l'un des effets négatifs du stress thermique.
Afin de mesurer l'impact sur l'effet barrière, des tests in vitro sur des lignées cellulaires sont souvent utilisés pour mesurer la résistance électrique transépithéliale (TEER). Avec l'application de bétaïne, une TEER améliorée peut être observée dans plusieurs expériences in vitro. Lorsque la batterie est exposée à une température élevée (42 °C), la TEER diminue (Figure 2). L'ajout de bétaïne au milieu de croissance de ces cellules exposées à la chaleur a contrecarré la diminution de la TEER, indiquant une résistance accrue à la chaleur.
Figure 2 - Effets in vitro de la température élevée et de la bétaïne sur la résistance transépithéliale cellulaire (TEER).
De plus, dans une étude in vivo sur des porcelets, l'augmentation de l'expression des protéines de jonction serrée (occludine, claudine 1 et zonula occludens-1) dans le tissu du jéjunum des animaux ayant reçu 1 250 mg/kg de bétaïne a été mesurée par rapport au groupe témoin. De plus, en tant que marqueur de lésions de la muqueuse intestinale, l'activité de la diamine oxydase dans le plasma de ces porcs a été significativement réduite, indiquant une barrière intestinale plus forte. Lorsque la bétaïne a été ajoutée à l'alimentation des porcs en croissance et en finition, l'augmentation de la résistance à la traction intestinale a été mesurée au moment de l'abattage.
Récemment, plusieurs études ont lié la bétaïne au système antioxydant et ont décrit une réduction des radicaux libres, une réduction des niveaux de malondialdéhyde (MDA) et une amélioration de l’activité de la glutathion peroxydase (GSH-Px).
La bétaïne n'agit pas seulement comme osmoprotecteur chez les animaux. De plus, de nombreuses bactéries peuvent accumuler de la bétaïne par synthèse de novo ou par transport depuis l'environnement. Il existe des signes que la bétaïne peut avoir un effet positif sur le nombre de bactéries dans le tractus gastro-intestinal des porcelets sevrés. Le nombre total de bactéries iléales, en particulier les bifidobactéries et les lactobacilles, a augmenté. De plus, des quantités plus faibles d'Enterobacter ont été trouvées dans les fèces.
Enfin, il est observé que l'effet de la bétaïne sur la santé intestinale des porcelets sevrés est la réduction du taux de diarrhée. Cet effet peut être dose-dépendant : le complément alimentaire 2 500 mg/kg de bétaïne est plus efficace que 1 250 mg/kg de bétaïne pour réduire le taux de diarrhée. Cependant, les performances des porcelets sevrés aux deux niveaux de supplémentation étaient similaires. D'autres chercheurs ont montré que lorsque 800 mg/kg de bétaïne sont ajoutés, le taux et l'incidence de la diarrhée chez les porcelets sevrés sont plus faibles.
La bétaïne a une faible valeur pKa d'environ 1,8, ce qui conduit à la dissociation du HCl de bétaïne après ingestion, entraînant une acidification gastrique.
L'aliment intéressant est l'acidification potentielle du chlorhydrate de bétaïne comme source de bétaïne. En médecine humaine, les suppléments de chlorhydrate de bétaïne sont souvent utilisés en association avec la pepsine pour aider les personnes souffrant de problèmes d'estomac et de problèmes digestifs. Dans ce cas, le chlorhydrate de bétaïne peut être utilisé comme source sûre d'acide chlorhydrique. Bien qu'il n'y ait aucune information sur cette propriété lorsque le chlorhydrate de bétaïne est contenu dans l'alimentation des porcelets, cela peut être très important.
Il est bien connu que le pH du suc gastrique des porcelets sevrés peut être relativement élevé (pH> 4), ce qui affectera l'activation du précurseur de la pepsine en son précurseur pepsinogène. Une digestion optimale des protéines n'est pas seulement importante pour que les animaux obtiennent une bonne disponibilité de ce nutriment. De plus, l'indigestion des protéines peut provoquer une prolifération nocive d'agents pathogènes opportunistes et augmenter le problème de la diarrhée post-sevrage. La bétaïne a une faible valeur pKa d'environ 1,8, ce qui conduit à la dissociation de la bétaïne HCl après ingestion, entraînant une acidification gastrique.
Cette réacidification à court terme a été observée dans une étude préliminaire chez l'homme et des études chez le chien.Après une dose unique de 750 mg ou 1 500 mg de chlorhydrate de bétaïne, le pH de l'estomac des chiens précédemment traités avec des agents réducteurs d'acide gastrique a chuté sévèrement d'environ 7 à pH 2.Cependant, chez les chiens témoins non traités, le pH de l'estomac était d'environ 2, ce qui n'était pas lié à la supplémentation en chlorhydrate de bétaïne.
La bétaïne a un effet positif sur la santé intestinale des porcelets sevrés. Cette revue de la littérature met en évidence différentes opportunités pour la bétaïne de soutenir la digestion et l'absorption des nutriments, d'améliorer les barrières de protection physique, d'influencer le microbiote et d'améliorer les capacités de défense des porcelets.