Hastalık, Sağlık ve Mikrobiyota
Edanur TEKİN - Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, Fen ve Edebiyat Fakültesi,
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi
Bağırsak Mikrobiyotası Nedir?
Memelilerde, ağız ve anüs arasındaki alanı teşkil eden bir kanal mevcuttur ve burada çeşitli bakteriler yaşamaktadır. Bu bakterilerin oluşturduğu topluluğa mikrobiyal topluluk veya bağırsağın mikrobiyotası denilmektedir. Yapılan çalışmalar bağırsak mikrobiyotasının memeli canlı türleri ve hatta aynı türe mensup olan konakçıdan konakçıya göre farklılık gösterdiğini, canlının yaşamına sağlıkla devam etmesini, kısa zincirli yağ asitlerinin meydana gelmesini ve böylece hücreye yakıt sağlamasında, yardımcı büyüme faktörlerinin meydana gelmesini, lipid ve vitamin metabolizmasının düzenli işlemişini sağlamada etkili olduğunu ortaya koymuştur. Doğumdan hemen önce mikrop barındırmayan insan bağırsağının doğumdan kısa bir süre sonra mikrop barındırmaya başladığı ve bu mikropların bireyde kalıcı olduğu belirlenmiştir. Kalıcı mikrobiyotanın içeriği genetik faktörler, çevresel etkenler ve diyet gibi faktörler karşısında birtakım değişiklikler göstermektedir. Meydana gelen bu değişiklikler ise konakta gelişen bazı hastalıkların için katkıda bulunan bir faktör veya merkezi faktör olarak karşımıza çıkabilmektedir[1-3].
Normal Bir Bağırsak Mikrobiyotasının Bileşimi Nasıldır?
2015 yılında yapılan bir incelemede sağlıklı bir insan bağırsağının 35.000’den daha fazla bakteri türüne ev sahipliği yaptığı açıklanmıştır. Yine aynı dönemlerde İnsan Mikrobiyom Projesi kapsamında yapılan çalışmalar ve İnsan Bağırsak Yolunun Metagenomu (MetaHIT) çalışmaları sonucunda bağırsak mikrobiyotasında 10 milyonu aşkın işlevsiz gen bulunabileceği fikri ortaya çıkmıştır. Danimarka’da obez olan ve olmayan bireylerin dahil edildiği bir çalışma neticesinde ise hastalık ve sağlık üzerinde etkisi gözlenen yüksek gen sayılı (HGC) ve düşük gen sayılı (LGC) bakterilerin mevcut olduğu anlaşılmıştır. HGC mikrobiyomunda Anaerotruncus colihominis, Butyrivibrio crossotus, Akkermansia sp. ve Fecalibacterium sp. ; yüksek Akkermansia (Verrucomicrobia): Ruminococcus tork/gnavus oranı saptanırken LGC mikrobiyomunda ise Bacteroides ve Ruminococcus gnavus, Parabacteroides, Campylobacter, Dialister, Porphyromonas, Staphylococcus, Anaerostipes bakterileri listelenmiştir. Bağırsak mikrobiyotasının genel profilinde değişiklikler gözlenmese de bazı etkenlerin temel değişiklikleri meydana getireceği bilinmektedir[4].
Bağırsak Mikrobiyotasını Etkileyen Faktörler
Yaşamın sürdürüldüğü çevre ve coğrafik bölgesi, hijyensizlik, cerrahi geçmiş, depresyon, stres, sigara tüketimi gibi faktörler canlının mikrobiyotasında bazı çeşitlilik ve değişimlere neden olabilmektedir. Yaş ile birlikte bağırsak mikrobiyotasının içeriğinde birtakım değişiklikler meydana geldiği anlaşılmıştır. Yaşamın ilk evresinde Enterobacteriaceae, streptococci ve staphylococci gibi fakültatif anaerobik bakterilerin çoğunlukta olduğu saptanmıştır. Ayrıca bebeğin hangi yöntemle doğduğu da önemli bir detaydır. Normal doğum ile meydana gelen bebekler annenin vajina ve bağırsaklarında bulunan bakteriler ile temas halinde bulunarak doğarken sezaryen ile doğan bebekler daha steril koşullarda meydana geldiğinden mikrobiyotasında normal doğumla meydana gelen bebeklere kıyasla az çeşitte bakteri saptanmaktadır. Annenin hamile kaldığı yaş, gebelik süresince maruz kalınan çevresel faktörler ve ilaçlar, beslenme şekli de bebeğin bağırsak mikrobiyotasında değişikliklere yol açmaktadır. Örneğin anne sütüyle beslenen bebeklerin mikrobiyotası Bifidobacterium ve Ruminococcus bakımından zenginken Escherichia coli, Clostridium difficile, Bacteroides fragilis grup bakterileri ve laktobasiller bakımında fakirdir. Mama ile beslene bebeklerin mikrobiyotası ise enterobakteriyel cinsler, Streptococcus, Bacteroides, Clostridium, Bifidobacterium ve Atopobium bakımından zengindir[5,6].
Beslenme ve diyet bağırsak mikrobiyotasının bileşimini etkileyen diğer faktörler arasındadır. Alınan besin ile birlikte bu besinin gerekli süreçleri geçirmesi ve enerji elde edilmesi için görevli bakteriler devreye girmektedir. Örneğin karbonhidratların sindirilmesi için gerekli enzimleri sağlayan gene sahip olan Bacteroidetes’lerdir[5,6].
Antibiyotik tedavisi gören canlıların mikrobiyomunda önemli değişikliklerin meydana geldiği; bağırsak mikrobiyotası çeşitliliğinde azalma meydana geldiği, antibiyotik kullanımının durdurulmasının ardından uzunca bir süre bu değişikliğin devam ettiği ve hatta çeşitliliğin normal seviyelere ulaşmadığı fark edilmiştir. Bebeklik çağında antibiyotik kullanımının bağışıklık sisteminin işlevini baskıladığı, alerjik hastalıkların meydana gelmesi riskini arttırdığı saptanırken yaşlılarda ise yetişkinlere kıyasla bağırsaktaki bakteri sayısını daha fazla azalttığı tespit edilmiştir. Bunlara ek olarak ülseratif kolit (UC) ve Crohn hastalığı (CD) gibi iltihaplı bağırsak hastalıkları, obezite, kabızlık, şişkinlik de mikrobiyomdaki değişiklikler neticesinde karşılaşılan durumlar olarak belirlenmiştir[5,6]. Ülseratif kolit ve Crohn hastalığının mikrobiyotadan kaynaklanabileceği gibi genetik yatkınlıktan dolayı da kaynaklanabileceği anlaşılmıştır. UC ve CD hastalarının bağırsaklarında sağlıklı bireylere kıyasla daha az çeşitte bakteri varlığı saptanmıştır. Obezite ile ilişkili olan metabolik sendrom ve tip 2 diyabetli hastaların mikrobiyomunda Firmicutes'in arttığı, Bacteroidetes'in ise azaldığı tespit edilmiştir[7].
Dışkı Mikrobiyota Nakli
Sağlıklı bir bireyden alınan dışkının hasta bireyin bağırsağına aktarılması işlemi olarak bilinen fekal mikrobiyota transplantasyonu (FMT), Clostridium difficile enfeksiyonunun (RCDI), iltihaplı bağırsak hastalıklarının ve kabızlık gibi hastalıkların tedavisi için uzun zamandır kullanılan tedavi yöntemidir. Bu yöntem ilk olarak Çin'de Ge Hong tarafından dördüncü yüzyılda (MS 301-400 yılları arasında) gerçekleştirilmiştir[8,9].
Bağırsak Mikrobiyotasını Hedef Alan Tedavi Yöntemleri
Fekal mikrobiyota transplantasyonu (FMT), sağlıklı bireyden hasta bireye dışkı aktarımı yolu ile tedavi sağlayan, uzun yıllardır kullanılmakta olan bir yöntemdir. UC hastalığı için FMT tedavisi ilk olarak 1989’da uygulanmıştır ve bu yöntemle 18 hastadan 13’ünde iyileşme gözlenmiştir. Probiyotikler de bağırsak florasının düzenlenmesi için kullanılmaktadır. Sindirim sistemi bozukluğu olan bireylerde probiyotik olarak genellikle Clostridium butyricum kullanılmaktadır[10].
Referanslar
Sekirov, I., Russell, S. L., Antunes, L. C. M., & Finlay, B. B. (2010). Gut microbiota in health and disease. Physiological reviews, 90(3), 859-904.
Harmsen, H. J., & de Goffau, M. C. (2016). The human gut microbiota. Microbiota of the human body. 902: 95-108.
Blaser, M. J., & Falkow, S. (2009). What are the consequences of the disappearing human microbiota?. Nature Reviews Microbiology. 7(12): 887-894.
Jandhyala, S. M., Talukdar, R., Subramanyam, C., Vuyyuru, H., Sasikala, M., & Reddy, D. N. (2015). Role of the normal gut microbiota. World journal of gastroenterology: WJG, 21(29), 8787.
Thursby, E., & Juge, N. (2017). Introduction to the human gut microbiota. Biochemical Journal, 474(11), 1823-1836.
Power, S. E., O'Toole, P. W., Stanton, C., Ross, R. P., & Fitzgerald, G. F. (2014). Intestinal microbiota, diet and health. British Journal of Nutrition, 111(3), 387-402.
Ottman, N., Smidt, H., De Vos, W. M., & Belzer, C. (2012). The function of our microbiota: who is out there and what do they do?. Frontiers in cellular and infection Microbiology, 2, 104.
Aroniadis, OC ve Brandt, LJ (2013). Fekal mikrobiyota transplantasyonu: geçmiş, bugün ve gelecek. Gastroenterolojide güncel görüş, 29(1), 79-84.
Gupta, S., Allen-Vercoe, E., & Petrof, EO (2016). Fekal mikrobiyota transplantasyonu: perspektifte. Gastroenterolojide terapötik gelişmeler, 9(2), 229-239.
Matsuoka, K., & Kanai, T. (2015, January). The gut microbiota and inflammatory bowel disease. In Seminars in immunopathology, 37(1), 47-55. Springer Berlin Heidelberg.