Ферментативный баланс

Ферментативный баланс оценивает соотношение между метаболическими путями сахаролитической (микробная деградация углеводов) и протеолитической (деградация белков) ферментации в кишечной среде. Здоровая пищеварительная экосистема требует, чтобы этот баланс в значительной степени благоприятствовал сахаролизу. Напротив, преобладание протеолитической активности повышает pH в толстой кишке и способствует выработке и накоплению аминов и других потенциально токсичных метаболитов.

Кишечная микробиота извлекает энергию путем ферментации макронутриентов, попадающих в верхний отдел желудочно-кишечного тракта. Сахаролитическая ферментация фокусируется на переработке клетчатки и сложных углеводов (пребиотиков), что приводит к образованию короткоцепочечных жирных кислот (КЖК, таких как бутират, ацетат и пропионат). Эти кислоты имеют фундаментальное значение для кишечной экосистемы: они служат основным источником энергии для клеток стенки толстой кишки (колоноцитов) и снижают pH в просвете кишечника, создавая кислую среду, которая подавляет рост оппортунистических патогенных бактерий.

В отличие от этого, протеолитическая ферментация (также известная как гниение) происходит, когда микроорганизмы катаболизируют белки, пептиды и аминокислоты, достигающие толстого кишечника. Этот процесс генерирует разветвленные жирные кислоты, а также азотистые и сернистые побочные продукты, включая аммиак, фенолы (такие как п-крезол), индолы и различные биогенные амины (такие как путресцин и кадаверин). Постоянное выделение этих аминов и аммиака значительно повышает pH толстой кишки. Можно определить соотношение сахаролитической и протеолитической ферментации, что дает представление о преобладающем метаболизме в кишечнике пациента.

Состояние желудочно-кишечного тракта и системного здоровья человека в значительной степени зависит от того, будет ли это соотношение склоняться к сахаролитическому брожению. Баланс, в котором преобладает расщепление углеводов, защищает слизистый барьер, положительно модулирует местный иммунитет и предотвращает воспаление.

Напротив, когда протеолитическая активность резко возрастает, часто из-за диет с чрезмерным содержанием белка и низким содержанием клетчатки, или из-за проблем с мальабсорбцией в тонком кишечнике, последствия для здоровья негативны. Повышение pH (алкалинизация), вызванное постоянным выделением аминов и аммиака, нарушает экологическую нишу, способствуя дисбиозу. Точно так же метаболиты, образующиеся в результате белкового брожения, оказывают прямое цитотоксическое и провоспалительное действие на кишечный эпителий. В долгосрочной перспективе хронический дисбаланс в сторону протеолиза может выступать в качестве фактора риска развития кишечной проницаемости, хронического низкоуровневого воспаления, воспалительных заболеваний кишечника и повышенного риска колоректального канцерогенеза.

Наиболее здоровый микробный состав включает преобладание специалистов по сахаролитическому брожению, таких как тип Actinobacteria, и меньшую группу специалистов по протеолитическому брожению, таких как Bacteroides, Propionibacterium, Streptococcus, Fusobacterium и Clostridium.

Алгоритм Ферментативного Баланса рассчитывает соотношение между обнаруженными функциональными генами для обоих процессов:

• Сахаролитические пути: Обилие генов, отвечающих за распад крахмалов, пектинов, целлюлоз и других растительных полисахаридов, наряду с путями синтеза ацетата, пропионата и бутирата.
• Протеолитические пути / Гниение: Обилие генов, участвующих в катаболизме ароматических и серосодержащих аминокислот, бактериальных дезаминаз и таких ферментов, как триптофаназа, тирозинфенол-лиаза, а также путей синтеза п-крезола и сероводорода.

Баланс с преобладанием сахаролитического типа указывает на "чистую" экосистему, с достаточным количеством пребиотического субстрата для поддержания бактерий, ферментирующих клетчатку и производящих бутират. Однако баланс с преобладанием протеолитического типа отражает состояние кишечного гниения. Немедленная стратегия не требует обязательного исключения белков, а скорее улучшения их переваривания (жевание, пищеварительные ферменты, бетаин HCl) и, что наиболее важно, "затопления" толстой кишки пребиотическими волокнами (такими как резистентный крахмал или ФОС). Бактерии всегда предпочитают употреблять клетчатку, а не белок; если вы предоставите им достаточное количество растительной клетчатки, они почти немедленно прекратят процесс гниения.