発酵バランス

発酵バランスは、腸内環境における糖分解経路（炭水化物の微生物分解）とタンパク質分解経路（タンパク質の分解）の代謝経路間の比率を評価する。健康な消化器系エコシステムには、このバランスが糖分解を大幅に促進することが必要である。逆に、タンパク質分解活動が優勢になると、結腸のpHが上昇し、アミンやその他の潜在的に毒性のある代謝産物の産生と蓄積が促進される。

腸内細菌叢は、上部消化管に到達するマクロ栄養素を分解することでエネルギーを得ています。糖分解発酵は、食物繊維と複合炭水化物（プレバイオティクス）の処理に焦点を当て、短鎖脂肪酸（SCFA、酪酸、酢酸、プロピオン酸など）の生成につながります。これらの酸は腸内エコシステムにとって不可欠です。結腸壁細胞（結腸細胞）の主なエネルギー源として機能し、腸管内pHを低下させ、酸性の環境を作り出すことで、日和見病原菌の増殖を抑制します。

対照的に、タンパク質分解発酵（腐敗としても知られる）は、微生物が結腸に到達したタンパク質、ペプチド、アミノ酸を異化する際に発生します。このプロセスは分岐鎖脂肪酸を生成しますが、アンモニア、フェノール類（p-クレゾールなど）、インドール類、およびさまざまな生体アミン（プトレッシン、カダベリンなど）を含む窒素および硫黄副産物も生成します。これらのアミンとアンモニアの継続的な放出は、結腸のpHを著しく上昇させます。糖分解発酵とタンパク質分解発酵の比率を決定することで、患者の腸における優位な代謝のスナップショットを提供できます。

人の胃腸および全身の健康状態は、この比率が糖分解発酵に傾いているかどうかに大きく依存します。炭水化物の分解が支配的なバランスは、粘膜バリアを保護し、局所免疫系を陽性に調節し、炎症を防ぎます。

逆に、タンパク質過多で食物繊維不足の食事、あるいは小腸での吸収不良により、タンパク質分解活性が過剰に高まると、健康への影響は否定的になります。アミンやアンモニアの絶え間ない放出によって誘発されるpHの上昇（アルカリ化）は、生態学的ニッチを変化させ、ディスバイオーシスを助長します。同様に、タンパク質発酵に由来する代謝物は、腸管上皮に対して直接的な細胞毒性および炎症促進効果を発揮します。長期的には、タンパク質分解への慢性的な不均衡は、腸管透過性、低グレードの慢性炎症、炎症性腸疾患の発症リスク要因となり、結腸直腸がんの発生リスクを高める可能性があります。

最も健康的な微生物叢は、放線菌門などの糖分解発酵の専門家が優勢であり、バクテロイデス、プロピオニバクテリウム、ストレプトコッカス、フソバクテリウム、クロストリジウムなどのタンパク質分解発酵の専門家が少数派であるグループを含みます。

発酵バランスアルゴリズムは、両方のプロセスで検出された機能的遺伝子の比率を計算します。

• 糖分解経路：デンプン、ペクチン、セルロース、その他の植物性多糖類の分解を担当する遺伝子の豊富さ、および酢酸、プロピオン酸、酪酸の合成経路。
• タンパク質分解経路/腐敗：芳香族および硫黄アミノ酸の異化作用、細菌脱アミノ酵素、トリプトファナーゼ、チロシンフェノールリアーゼなどの酵素、およびp-クレゾールおよび硫化水素の合成経路に関与する遺伝子の豊富さ。

糖分解優位のバランスは、「クリーン」な生態系を示し、繊維を発酵させて酪酸を生成する細菌を維持するのに十分なプレバイオティクス基質があることを示します。しかし、タンパク質分解優位のバランスは、腸内腐敗の状態を反映します。直接的な戦略は、必ずしもタンパク質を排除することを必要とするのではなく、その消化（咀嚼、消化酵素、ベタインHCl）を改善し、最も重要なことは、プレバイオティクス繊維（抵抗性デンプンやFOSなど）で結腸を「満たす」ことです。細菌は常にタンパク質よりも繊維を食べることを好みます。植物繊維が十分に与えられれば、腐敗プロセスはほぼ即座に停止します。