Der mächtigste Methylgruppenlieferant.

Es beginnt alles mit der Methylgruppe. Methylgruppen sind stabile chemische Verbindungen, die aus einem zentralen Kohlenstoffatom bestehen, das an drei Wasserstoffatome gebunden ist. Sie existieren nicht allein, sondern sind Teil eines größeren Moleküls. Sie sind an der Methylierung beteiligt – einem Prozess, bei dem die gesamte Gruppe auf ein anderes Molekül übertragen wird. Dieser Prozess ist ein äußerst wichtiger Stoffwechselvorgang, der einen erheblichen Einfluss auf die Zellfunktionen ausübt.

Der Metabolismus der Methylgruppen ist ein stoffwechselintensiver Prozess, der erhebliche Auswirkungen auf die Ernährung hat. Die Verfügbarkeit von Methylgruppen ist entscheidend für die RNA- und DNA-Synthese, die Genregulation, die Immunfunktion, die Proteinsynthese und den Fettsäurestoffwechsel. Die mehr als 50 kritischen Methylierungswege haben alle den gleichen Bedarf an einem gemeinsamen Substrat: Methylgruppen. Während des Wachstums und der Entwicklung sind diese Stoffwechselwege sehr aktiv, nicht nur um die Grundfunktionen aufrechtzuerhalten, sondern auch um die Anforderungen des Wachstums zu erfüllen.

Tiere können Methylgruppen nicht selbst synthetisieren und müssen sie daher mit der Nahrung aufnehmen. Die Hauptquelle für Methylgruppen ist Methionin. Methionin ist jedoch nicht nur die Hauptquelle für Methylgruppen, sondern wird auch für die Proteinsynthese benötigt. Sobald Methionin seine Methylgruppe abgibt, kann das daraus resultierende zytotoxische Molekül – Homocystein – entweder remethyliert werden (wenn es zusätzliche Quellen für Methylgruppen gibt) oder in Cystein umgewandelt werden, wenn keine Methylgruppen für die Remethylierung verfügbar sind.

Es gibt mehrere Moleküle, die als Quelle für zusätzliche Methylgruppen dienen, nämlich Folat, Cholin und Betain. Cholin wird – und wurde – dem Futter als Methylspender und zur Einsparung von Methionin zugesetzt. Cholin ist ein Provitamin, das in viel höherem Maße benötigt wird als andere Vitamine. Cholin wird in der Regel als Spender von Methylgruppen betrachtet, hat aber auch andere wichtige Funktionen im Körper:

Im Gegensatz zu den meisten Vitaminen kann Cholin von den meisten Tierarten synthetisiert werden. Die Synthese kann jedoch unzureichend sein, sodass eine Nahrungsergänzung erforderlich ist. Die Notwendigkeit einer Nahrungsergänzung hängt von der Tierart und dem Alter des Tieres sowie von der Menge an Cholin ab, die in den Rohstoffen des Futters enthalten ist. Es ist jedoch zu beachten, dass die meisten Futtermittel genügend Cholin enthalten, um den Grundbedarf des Tieres zu decken. Zusätzliches Cholin, das der Futtermittelformulierung zugesetzt wird, ist hauptsächlich eine Quelle für zusätzliche Methylgruppen.

Die gebräuchlichste Cholinquelle für die Zugabe zum Futter ist Cholinchlorid. Trotz seiner weit verbreiteten Verwendung hat Cholinchlorid jedoch mehrere Nachteile. Cholinchlorid wirkt sich nachteilig auf die Vitamine aus. Studien haben gezeigt, dass die Stabilität der Vitamine K, C, B1 und A in Vormischungen mit Cholinchloridzusatz im Vergleich zu Vormischungen ohne Cholinchlorid drastisch abnahm.

Cholinchlorid wird im Darm nur unvollständig resorbiert, sodass oft eine hohe Zufuhrrate erforderlich ist. Das Risiko von nicht absorbiertem Cholinchlorid besteht in der Umwandlung in Trimethylamin durch die Darmmikrobiota. Das Trimethylamin kann absorbiert werden und in Eiern einen fischigen Geruch erzeugen. Außerdem wird bei der Herstellung von synthetischem Cholinchlorid Ethylenoxid verwendet – ein weiteres mögliches Kontaminationsrisiko. Cholinchlorid ist korrosiv und kann die Ausrüstung von Futtermühlen beschädigen.

Betain ist, wie Cholin und Methionin, ein wichtiger Spender von Methylgruppen, der den Bedarf an anderen Methylgruppenlieferanten verringern kann. Es ist eine natürliche Verbindung, die in Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen weit verbreitet ist. Betain kann durch die Oxidation von Cholin gebildet oder über die Nahrung aufgenommen werden. Sowohl die Nieren als auch die Leber verfügen über Transportsysteme, die Betain aus dem Blut aufnehmen. Die Leber speichert Betain, wo es hauptsächlich als Methylspender fungiert (Abbildung 1).

Abbildung 1: Die Rolle von Betain im Methylierungszyklus (angepasst von Eklund et al., 2005).

Zunehmender Stress – wie z. B. Hitzestress – erhöht den Bedarf eines Tieres an Methylgruppen. Außerdem ist dieser Bedarf nicht festgelegt und ändert sich mit der Zeit und den Bedingungen. Die Sicherstellung eines ausreichenden Vorrats an Methylgruppen in der Leber ermöglicht eine optimale Leistung und Widerstandsfähigkeit gegenüber Stressfaktoren. Betain ist das ideale Molekül, um dies zu erreichen – es ist nicht nur effizienter als Cholinchlorid, sondern mit seiner großen Sicherheitsspanne auch eine bessere Option als die Erhöhung von Methionin. Eine hohe Betainkonzentration in der Leber maximiert die Verfügbarkeit von Methylgruppen und verleiht eine Widerstandsfähigkeit, die für eine erfolgreiche Tierproduktion entscheidend ist.

Zwei Formen von Betain werden häufig als Futtermittelzusatzstoffe verwendet: Anhydrit-Betain_und Betainhydrochlorid. Wasserfreies Betain ist ein bipolares Molekül, das dem natürlichen Betain ähnelt, während Betainhydrochlorid ein synthetisches Molekül ist. Betain hat zahlreiche Vorteile gegenüber Cholinchlorid in der Ernährung. Betain ist ein viel effizienterer Lieferant von Methylgruppen als Cholin. Bevor es als Methylgruppenlieferant dienen kann, muss Cholin zu Betain oxidiert werden – durch die Zufuhr von Betain in der Ernährung entfällt dieser Schritt. Es wurde nachgewiesen, dass Cholin im Vergleich zu Betain bei der Bereitstellung von Methylgruppen nur 55 Prozent so effizient ist. Da Betain außerdem ein geringeres Molekulargewicht als Cholinchlorid hat, erhalten Sie mehr für Ihr Geld. Im Vergleich zu Cholinchlorid ist Betain 2,17-mal effizienter bei der Abgabe von Methylgruppen.

Betain kann besonders bei der Fütterung von Geflügel hilfreich sein. Um ein optimales Elektrolytgleichgewicht aufrechtzuerhalten, ist eine ausgewogene Versorgung mit Kationen (Na⁺ und K⁺) und Anionen (Cl^-) erforderlich. Wenn Sie dem Geflügelfutter Cholinchlorid als Methylgruppendonator hinzufügen, kommt es häufig zu einem Anstieg der Chloridanionen. Daher wird der Zusatz von Natriumbicarbonat verwendet, um die Natriumkationen zu erhöhen, was ineffizient und kostspielig ist. Betain hat eine chloridsparende Wirkung. Wenn Sie Cholinchlorid durch Betain ersetzen, wird weniger Natriumbicarbonat in der Formulierung verwendet und die Chloridanionen können mit Natriumchlorid ausgeglichen werden, was Kosten spart.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Betain gegenüber Cholinchlorid – insbesondere von wasserfreiem Betain – ist seine osmotische Wirkung. Osmolyte sind Moleküle, die von Zellen unter stressigen äußeren Bedingungen akkumuliert werden, um den Wasserhaushalt zu verbessern. Dadurch schützt Betain auch zelluläre Strukturen wie Proteine, Enzyme und DNA und ist sehr wichtig für Zellen, die osmotischem Stress ausgesetzt sind. Und schließlich reagiert Betain nicht mit empfindlichen Vitaminen in Vormischungen oder Futtermitteln und kann diese sogar schützen.

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Obwohl Betain nicht in der Lage ist, die primären und wesentlichen Funktionen von Cholin zu ersetzen, kann es Methylgruppen schneller und mit weniger Energieverlust als Cholinchlorid liefern. Die Zugabe von Betain zum Futter ermöglicht es Methionin und Cholin, ihre entscheidende Arbeit zu verrichten. Wenn Sie Cholinchlorid zu Ihrer Rezeptur hinzufügen, um die Methylgruppen zu erhöhen, dann ist Betain die bessere Wahl!

Überlassen Sie die Methylgruppenspende dem mächtigsten Methylgruppenlieferant: Betain!