Tulehdusmerkkiaineet (LPS)

Tämä merkkiaine arvioi mikrobiomisi geneettistä potentiaalia tuottaa lipopolysakkarideja (LPS), jotka tunnetaan myös endotoksiineina. Nämä bakteerimolekyylit ovat yksi tehokkaimmista tulehdusta laukaisevista tekijöistä, jonka ihmisen immuunijärjestelmä tunnistaa. Alhainen tuotantokyky viittaa rauhalliseen ekosysteemiin, kun taas korkea LPS-kuorma on matala-asteisen systeemisen tulehduksen pääasiallinen moottori.

LPS ei ole myrkky, jota bakteerit vapauttavat hyökätäkseen meitä vastaan tarkoituksellisesti; se on todellisuudessa normaali rakenteellinen komponentti tietyn bakteeriryhmän, Gram-negatiivisten bakteerien (erityisesti Proteobacteria ja Bacteroidetes-pääjaksojen), ulommassa soluseinässä.

Niin kauan kuin nämä bakteerit ja niiden LPS-soluseinät pysyvät turvallisesti ruoansulatuskanavassa ja poistuvat ulosteiden mukana, ongelmaa ei ole. Biologinen kriisi, kliinisesti tunnettu nimellä Metabolinen Endotoksemia, tapahtuu, kun kaksi asiaa sattuu samanaikaisesti:

• On LPS-rikkaiden bakteerien liikakasvua (dysbioosi).
• Suoliston este heikkenee tai muuttuu läpäiseväksi (vuotava suoli).

Kun tämä tapahtuu, LPS-fragmentteja suodattuu suoliston seinämän läpi ja pääsee verenkiertoosi. Immuunijärjestelmäsi, havaittuaan LPS:ää veressä, olettaa virheellisesti, että on yleistynyt infektio ja käynnistää kaikki hätähälytykset vapauttaen tulehduksellisia sytokiineja koko kehoosi.

LPS:n jatkuva vuotaminen verenkiertoon pitää immuunijärjestelmän kroonisessa ylivirittyneisyystilassa, millä on pitkäaikaisia negatiivisia systeemisiä vaikutuksia:

• Insuliiniresistenssi ja lihavuus: Metabolisesta endotoksemiasta on yksi modernin lihavuusepidemian perimmäisistä syistä. LPS häiritsee suoraan insuliinireseptoreita lihas- ja maksasoluissa, pakottaen kehon varastoimaan enemmän rasvaa ja lisäten merkittävästi tyypin 2 diabeteksen riskiä.
• Neuroinflammaatio ("Aivosumu"): LPS:n käynnistämät tulehdusmolekyylit voivat matkustaa aivoihin ja häiritä veri-aivoestettä. Tämä liittyy läheisesti krooniseen väsymykseen, keskittymiskyvyttömyyteen (aivosumuun), mielialan muutoksiin ja jopa neurodegeneratiivisten häiriöiden kehittymiseen.
• Ateroskleroosi: LPS edistää kolesterolilaattojen muodostumista valtimoihin aktivoimalla tulehdusreaktioita verisuonten seinämissä, lisäten sydän- ja verisuoniriskia riippumatta ruokavaliosta.

Toisin kuin veritesteissä, jotka mittaavat kiertävää LPS:ää, tämä metagenominen merkkiaine ennustaa LPS:n endogeenisen synteesipotentiaalin suoraan suolistoekosysteemistä Shotgun-sekvensoinnin avulla.

Bioinformatiikka-algoritmimme kvantifioi Lipid A:n (LPS:n myrkyllinen osa) biosynteesistä vastuussa olevien geenireittien runsauden kartoittamalla spesifisesti avaingeenejä, kuten lpxC, lpxD, kdtA ja lpxK.

Alhaiset tasot tarkoittavat, että ekosysteemillä on vähentynyt proinflammatorinen potentiaali, jota tyypillisesti hallitsevat Gram-positiiviset, butyyrihappoa tuottavat bakteerit (joilla ei ole LPS:ää). Korkeammat tasot heijastavat Gram-negatiivisten bakteerien biomassaa. Jos tähän liittyy merkkejä heikentyneestä suolistoesteestä (kohta 47) tai Proteobakteerien ylijäämästä (kohta 12), kliininen interventio on ensisijainen. Ruokavaliostrategiaan kuuluu tyydyttyneiden rasvojen (jotka toimivat "kulkuneuvoina" LPS:n kuljettamisessa suoliston seinämän läpi) drastinen vähentäminen ja polyfenolien sekä Omega-3:n (EPA/DHA) saannin lisääminen tulehduksellisten TLR4-reseptorien hiljentämiseksi.