Betain ist ein breiter Begriff in der Chemie, der jede neutrale chemische Verbindung mit einer positiv geladenen oder kationischen funktionellen Gruppe und einer negativ geladenen oder anionischen funktionellen Gruppe beschreibt. Funktionelle Gruppen sind spezifische Atomgruppen, die den Molekülen, an die sie gebunden sind, bestimmte chemische Eigenschaften verleihen. In einem Betain dürfen diese funktionellen Gruppen in der Molekülstruktur nicht nebeneinander liegen. Betaine haben mehrere diätetische Funktionen und helfen, Herz- und Lebererkrankungen zu verhindern.
Die kationische funktionelle Gruppe eines Betains ist normalerweise ein Oniumion. Ein Onium-Ion ist ein Ion (Atom mit positiver oder negativer Ladung), das durch Hinzufügen eines Protons zu einem neutralen Molekül gebildet wird. Das Ammoniumion hat die Formel NH4+ und ist ein Oniumion. NH3, Ammoniak, ist ein neutrales Molekül. Durch die Zugabe eines Protons entsteht Ammonium, Ammonium ist also ein Onium-Ion.
Der Begriff Betain wurde ursprünglich geprägt, um das spezifische Molekül Trimethylglycin zu beschreiben. Trimethylglycin wurde nach seiner Entdeckung in Zuckerrüben benannt, die wissenschaftlich als Beta vulgaris bezeichnet wird. Mit der Formel (CH3)3N+CH2CO2H ist Trimethylglycin ein Betain. Es hat mehrere therapeutische Anwendungen und wird manchmal als Verdauungshilfe verwendet. Es wird oft als Glycinbetain bezeichnet, um es von der allgemeinen Kategorie der Betaine zu trennen.
Betaine sind in der Regel Zwitterionen. Ein Zwitterion ist eine chemische Verbindung, die formal positive und negative Ladungen an verschiedenen Atomen aufweist, aber insgesamt neutral ist. In solchen Verbindungen stehen sich die kationischen und anionischen funktionellen Gruppen gegenüber und heben sich gegenseitig auf. Während verschiedene Enden der Verbindung unterschiedliche und unterschiedliche Ladungen aufweisen, ist das Gesamtergebnis eine völlig neutrale Verbindung.
In vielen biologischen Systemen fungieren Betaine als Osmolyte, Substanzen, die die Osmose beeinflussen. Betaine werden normalerweise von Zellen produziert oder synthetisiert und dienen zum Schutz vor den verschiedenen zellulären Belastungen, die mit der Osmose verbunden sind. Die schützenden Wirkungen von Betainen dienen in erster Linie dazu, eine zelluläre Dehydration zu verhindern.
Wissenschaftler erkennen zunehmend die Bedeutung von Betainen als Methylspender. Methylmoleküle sind wichtige Helfer für viele biologische und chemische Prozesse im Körper. Betaine unterstützen durch die Abgabe von Methyl an Körperprozesse die Leberfunktion, die Zellreproduktion und mehrere andere wichtige Prozesse im ganzen Körper. Sie gelten auch als wirksam bei der Vorbeugung von Herz- und Lebererkrankungen und sind in Rüben, Brokkoli, Getreide, Schalentieren und Spinat enthalten. Betainpräparate werden ebenfalls aus Zuckerrüben hergestellt und sind in verschiedenen Formen erhältlich.