Fermenteringsbalanse

Den fermentative balansen evaluerer forholdet mellom de metabolske veiene for sakkarolytisk fermentering (mikrobiell nedbrytning av karbohydrater) og proteolytisk fermentering (nedbrytning av proteiner) i tarmmiljøet. Et sunt fordøyelsessystem krever at denne balansen i stor grad favoriserer sakkarolyse. Derimot øker et overskudd av proteolytisk aktivitet kolonens pH og fremmer produksjon og akkumulering av aminer og andre potensielt giftige metabolitter.

Tarmens mikrobiota henter energi fra fermentering av makronæringsstoffer som når øvre gastrointestinale traktus. Sakkarolytisk fermentering fokuserer på prosessering av fibre og komplekse karbohydrater (prebiotika), noe som fører til produksjon av kortkjedede fettsyrer (SCFA, som butyrat, acetat og propionat). Disse syrene er grunnleggende for tarmøkosystemet: de fungerer som hovedenergikilde for cellene i tyggveggen (kolonocytter) og reduserer luminale pH, noe som skaper et surt miljø som hemmer veksten av opportunistiske patogene bakterier.

I motsetning til dette skjer proteolytisk fermentering (også kjent som råtning) når mikroorganismer kataboliserer proteiner, peptider og aminosyrer som når tykktarmen. Denne prosessen genererer forgrenede fettsyrer, men også nitrogenholdige og svovelholdige biprodukter, inkludert ammoniakk, fenoler (som p-kresol), indoler og ulike biogene aminer (som putrescin og cadaverin). Konstant frigjøring av disse aminene og ammoniakk øker tykktarmens pH betydelig. Forholdet mellom sakkarolytisk og proteolytisk fermentering kan bestemmes, noe som gir et øyeblikksbilde av den dominerende metabolismen i pasientens tarm.

Den gastrointestinale og systemiske helsetilstanden til en person avhenger i stor grad av at dette forholdet er skjevt mot sakkarolytisk fermentering. En balanse dominert av karbohydratnedbrytning beskytter slimhinnene, modulerer lokalt immunsystem positivt og forebygger betennelse.

Derimot, når proteolytisk aktivitet øker, ofte på grunn av dietter som er for rike på proteiner og fattige på fiber, eller på grunn av problemer med malabsorpsjon i tynntarmen, er helseeffektene negative. Økningen i pH (alkalisering) indusert av konstant frigjøring av aminer og ammoniakk endrer det økologiske nisjet, og favoriserer dysbiose. Videre har metabolitter avledet fra proteinfermentering en direkte cytotoksisk og proinflammatorisk effekt på tarmepitelet. På lang sikt kan en kronisk ubalanse mot proteolyse fungere som en risikofaktor for utvikling av tarmpermeabilitet, kronisk lavgradig betennelse, inflammatoriske tarmsykdommer og økt risiko for kolorektal kreftutvikling.

Den sunneste mikrobielle sammensetningen inkluderer overvekt av sakkarolytiske fermenteringsspesialister, som f.ilet Actinobacteria, og en minoritetsgruppe av proteolytiske fermenteringsspesialister som Bacteroides, Propionibacterium, Streptococcus, Fusobacterium og Clostridium.

Gjæringsbalanse-algoritmen beregner forholdet mellom de funksjonelle genene som er oppdaget for begge prosessene:

• Sakkarolytiske veier: Overflod av gener som er ansvarlige for nedbrytning av stivelse, pektin, cellulose og andre vegetabilske polysakkarider, sammen med synteseveiene for acetat, propionat og butirat.
• Proteolytiske veier / Fordervelse: Overflod av gener involvert i katabolismen av aromatiske og svovelholdige aminosyrer, bakterielle deaminaser, og enzymer som tryptofanase, tyrosin fenol-lyase, og synteseveiene for p-cresol og hydrogensulfid.

En balanse med sakkarolytisk dominans indikerer et "rent" økosystem, med tilstrekkelig prebiotisk substrat for å opprettholde bakterier som fermenterer fiber og produserer butirat. En balanse med proteolytisk dominans reflekterer imidlertid en tilstand av tarmfordervelse. Den umiddelbare strategien krever ikke nødvendigvis å eliminere proteiner, men å forbedre fordøyelsen deres (tygging, fordøyelsesenzymer, betain HCl) og, viktigst, å "oversvømme" tykktarmen med prebiotiske fibre (som resistent stivelse eller FOS). Bakterier foretrekker alltid å spise fiber fremfor protein; hvis du gir dem nok plantefiber, vil de stoppe fordervelsesprosessen nesten umiddelbart.