Równowaga Fermentacyjna

Bilans fermentacyjny ocenia proporcję między szlakami metabolicznymi fermentacji sacharolitycznej (mikrobiologiczny rozkład węglowodanów) i proteolitycznej (rozkład białek) w środowisku jelitowym. Zdrowy ekosystem trawienny wymaga, aby ta równowaga znacznie sprzyjała sacharolizie. Wręcz przeciwnie, dominacja aktywności proteolitycznej podnosi pH okrężnicy i sprzyja produkcji i gromadzeniu się amin oraz innych potencjalnie toksycznych metabolitów.

Mikrobiota jelitowa czerpie energię z fermentacji makroskładników docierających do górnego odcinka przewodu pokarmowego. Fermentacja sacharolityczna skupia się na przetwarzaniu błonnika i złożonych węglowodanów (prebiotyków), prowadząc do produkcji krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA, takich jak maślan, octan i propionian). Kwasy te są kluczowe dla ekosystemu jelitowego: służą jako główne źródło energii dla komórek ściany okrężnicy (kolonocytów) i obniżają pH światła jelita, tworząc kwaśne środowisko, które hamuje wzrost oportunistycznych bakterii patogennych.

Natomiast fermentacja proteolityczna (znana również jako gnicie) zachodzi, gdy mikroorganizmy katabolizują białka, peptydy i aminokwasy docierające do jelita grubego. Proces ten generuje rozgałęzione kwasy tłuszczowe, ale także produkty rozpadu azotanów i siarki, w tym amoniak, fenole (jak p-krezol), indoli i różne aminy biogenne (jak putrescyna i kadaweryna). Ciągłe uwalnianie tych amin i amoniaku znacząco podnosi pH okrężnicy. Można określić stosunek fermentacji sacharolitycznej do proteolitycznej, co daje obraz dominującego metabolizmu w jelicie pacjenta.

Stan zdrowia układu pokarmowego i ogólnoustrojowego danej osoby zależy w dużej mierze od tego, czy ten stosunek jest przechylony w stronę fermentacji sacharolitycznej. Równowaga zdominowana przez rozkład węglowodanów chroni barierę śluzową, pozytywnie moduluje lokalny układ odpornościowy i zapobiega stanom zapalnym.

Z drugiej strony, gdy aktywność proteolityczna wzrasta, często z powodu diet nadmiernie bogatych w białko i ubogich w błonnik, lub z powodu problemów z wchłanianiem w jelicie cienkim, konsekwencje dla zdrowia są negatywne. Podwyższenie pH (alkalizacja) spowodowane ciągłym uwalnianiem amin i amoniaku zaburza niszę ekologiczną, sprzyjając dysbiozie. Ponadto metabolity pochodzące z fermentacji białkowej wywierają bezpośredni cytotoksyczny i prozapalny wpływ na nabłonek jelitowy. W dłuższej perspektywie przewlekła nierównowaga w kierunku proteolizy może stanowić czynnik ryzyka rozwoju przepuszczalności jelitowej, przewlekłego stanu zapalnego o niskim nasileniu, chorób zapalnych jelit i zwiększonego ryzyka rozwoju raka jelita grubego.

Najzdrowszy skład mikrobiomu obejmuje dominację specjalistów od fermentacji sacharolitycznej, takich jak typ **Actinobacteria**, oraz mniejszą grupę specjalistów od fermentacji proteolitycznej, takich jak **Bacteroides, Propionibacterium, Streptococcus, Fusobacterium i Clostridium.**

Algorytm Bilansu Fermentacyjnego oblicza stosunek wykrytych genów funkcjonalnych dla obu procesów:

• Szlaków Sacharolitycznych: Obfitość genów odpowiedzialnych za degradację skrobi, pektyn, celuloz i innych roślinnych polisacharydów, wraz ze szlakami syntezy octanu, propionianu i maślanu.
• Szlaków Proteolitycznych / Gnilnych: Obfitość genów zaangażowanych w katabolizm aminokwasów aromatycznych i siarkowych, bakteryjne dezaminazy oraz enzymy takie jak tryptofanaza, tyrozyna fenol-liaza, a także szlaki syntezy p-krezolu i siarkowodoru.

Równowaga z dominacją sacharolityczną wskazuje na "czysty" ekosystem, z wystarczającą ilością prebiotyków, aby utrzymać bakterie fermentujące błonnik i produkujące maślan. Jednak równowaga z dominacją proteolityczną odzwierciedla stan gnicia jelitowego. Natychmiastowa strategia nie wymaga koniecznie eliminacji białek, lecz poprawy ich trawienia (żucie, enzymy trawienne, betaina HCl) i, co najważniejsze, "zalania" jelita grubego błonnikiem prebiotycznym (takim jak skrobia oporna lub FOS). Bakterie zawsze wolą jeść błonnik niż białko; jeśli dostarczysz im wystarczającą ilość błonnika roślinnego, niemal natychmiast zaprzestaną procesu gnicia.