Mikrobiyom: Vücudumuzu Saran Mikroorganizmalar


Elif Şenkuş - Moleküler Biyoloji ve Genetik, Fen Edebiyat Fakültesi, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

Vücudumuzda bulunan mikroorganizmaların tamamına mikrobiyata, bulunan tüm mikroorganizmaları ve sahip olduğu genetik materyali ise mikrobiyom olarak ifade edilir. Fakat bu iki sözcük birbirlerinin yerine sık sık kullanılmaktadır.[1,2] Vücudumuzdaki mikroorganizmalar, bulunduğu bölgedeki hücrelerle simbiyotik ya da patojenik bir ilişki kurabilir. Bağırsak mikrobiyomu bakteriler, arkeler, virüsler ve mantarları içeren çoklu bir yapıya sahiptir. İnsan bağırsağı vücutta bulunan tüm hücrelerden daha fazla genom içeren trilyonlarca bakteriye ev sahipliği yapar.[2]


İnsan gelişimi boyunca birçok vücut bölgesinde çeşitli mikroorganizma toplulukları oluşturur. Örneğin deri mikrobiyomu vücudun değişik bölgelerine göre çeşitlilik gösterir. Her insanın deri mikrobiyomu kendi imzanız gibi benzersizdir. Bu ağız mikrobiyomu için de geçerlidir. Bağırsak mikrobiyotası hayatın ilk 3 yılında çok değişkendir. Yetişkinlik döneminde bu değişimler sabitleşmeye başlar. Mikrobiyom ne kadar sabitleşmeye başlasa da beslenme şekliniz kişisel hijyeniniz bu sabitliği oldukça etkiler. Vajinal mikrobiyomun sabitliği deri mikrobiyomuyla benzerlik gösterir.[3]


İnsan mikrobiyom projesi, Ulusal Sağlık Enstitüsü (National Institutes of Health) tarafından 2007 yılında başlatılmıştır. Ulusal Sağlık Enstitüsi mikrobiyatayı insan vücudundaki birçok yüzeyde tespit etmiştir. İnsanlardaki baskın bakteri şubeleri Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, ve Actinobacteria’dır. Bağırsaklardaki kolonizasyon doğumla başlar ve bu kolonizyon, doğumun vajinal ya da sezeryan olmasından etkilenir. Annesinin bağırsağında bulunan bakteriler bebeğe geçer. Bebek doğduktan sonraki 1 yıllık süre içinde 10^13 (on üzeri on üç) ile 10^14 kadar bakteri bağırsakta kolonize olur. Mikrobiyota olgunlaşma süreci boyunca birçok çevresel faktörden de etkilenerek şekillenmektedir. Her birey kendine has bir mikrobiyotaya sahiptir. Mikrobiyatayı etkileyen diğer faktörler hijyen, beslenme şekli, coğrafi konum, cinsiyet hormonları, yaş ve genetik faktörlerdir.[2,3]


Yaşam Tarzı


Yaşam tarzı mikrobiyomu büyük oranda etkiler. Örneğin evlerinde kedi köpek gibi evcil hayvan besleyen insanların mikrobiyomu büyük oranda evcil hayvanlarının mikrobiyomuyla bağlantılıdır. Bir çalışmada beraber yaşayan çiftlerin deri mikrobiyomunun önemli miktarda benzerlik gösterdiği saptanmıştır. Egzersiz yapmak da mikrobiyomun yapısını etkilemektedir. Uyku yoksunluğu bağırsak mikrobiyomuyla ilişkilidir. Uyku problemi yaşayan insanlarda büyük oranda Coriobacteriaceae and Erysipelotrichaceae bulunmaktadır. Stresin artması da bağırsak mikrobiyomundaki Bacteroidetes ve Actinobacteria miktarının değişmesine neden olur. Denizcilerin ağız mikrobiyomu mesleklerinden dolayı değişmektedir. Denizde geçirilen 120 günün ardından denizcilerde streptococus miktarında artış gözlemlenmiştir.[3]


Beslenme Şekli


Beslenme şekli bağırsak mikrobiyotası üstünde önemli bir etkiye sahiptir. Özellikle 3 ana besin kaynağımız olan karbonhidratlar, proteinler ve yağların mikrobiyata yapısına etkisi büyüktür. Aldığımız karbonhidrat miktarını 4 hafta boyunca değiştirdiğimizde bu değişimin bağırsak mikrobiyatasını etkilediğine dair kesin kanıtlar bulunmaktadır.[2,3]


Mikrobiyom ve Bağışıklık Sistemi Arasındaki İlişki


20 yıla yaklaşık bir süre önce hijyen hipotezi, nesillerin tolerasının bağırsak mikrobiyatasına etkisini açıklamak amacıyla hijyen hipotezi ortaya atılmıştır. Batı dünyasındaki kişisel hijyenin artmasıyla bağırsak mikrobiyatasında düşüş yaşanması hastalıkların artışına sebep olmuştur. Ayrıca aşırı antibiyotik kullanımı mikrobiyatanın çeşitliliğini azaltmıştır. Çeşitliliğe sahip bağırsak mikrobiyal florası, epitel tabakanın bütünlüğü ve bağırsak bağışıklık sisteminin dengesinin devamlılığı için gereklidir. Bağırsak ilişkili lenfoid sistem (GALT) vücuttaki immünolojik olarak aktif olan bağışıklık hücrelerini taşır. Bağırsak aktif bir immün sisteme sahip olmasına rağmen çeşitli antijenlerden ve çevresel faktörlerden korurken bir yandan da toleransı devam eder.[2]


Coğrafi ve Etnik Yapının Mikrobiyoma Etkisi


Bağırsak mikrobiyotası etnik coğrafi yapıya göre çeşitlilik gösterip obezite, diyabet ve allerji gibi çeşitli metabolik ve iltihaplı hastalıklarla ilişkilidir. Geçmişten bugüne insanların yaşam tarzı ve teknoloji geliştikçe bağırsak mikrobiyatamız da bu durumlardan etkilenerek değişim göstermişitir. Bu değişimin yarattığı etkiyi 3 temel başlıkla inceleyebiliriz.[4]


1. Avcı Toplayıcı Popülasyon


Avcı toplayıcı popülasyonlar öncelikli olarak manyok, bitkiler, fındık, av hayvanları ve bal gibi nişastalı yiyecekler tüketirler. Tanzanya’daki Hadza kabilesi, Orta Afrika’daki Pigmiler, Peru’daki Matses kabilesi örnek verilebilir.[4]


2. Geleneksel Çiftçilik ve Balıkçılık Yapan Popülasyon


Geleneksel tarım yapan toplulukların beslenme şekli neolitik çağdaki insanların tam tersidir. İnsanlar yerleşik hayata geçip toprağı işlemeye ve hayvanları evcilleştirmeye başladıklarında mikrobiyota da değişmiştir. Bu yerel halklara Afrika’daki Bantuslular, And dağlarındaki Tunapuca toplulukları ve kırsal Malavi toplulukları örnek verilebilir.[4]


3. Batılı Şehirsel Sanayileşmiş Popülasyon


Birleşik Kırallık’ta bulunan büyük şehirler ve Avrupa şehirleri sanayileşmiş yaşam tarzını benimsemiş, rafine yüksek proteinli ve yükse yağ oranına sahip gıdalara sahip bir beslenme şekline evrilmişlerdir. Gelişmiş sağlık hizmetleri, hijyen, antibiyotik ve diğer ilaç kullanımları mikrobiyomu etkilemiştir.[4]


Şekil 1: Geçmişten Günümüze Değişen Mikrobiyom.[5]


Genellikle avcı toplayıcı popülasyonların bağırsak mikrobiyomu bol miktarda Prevotella, Proteobacteria, Spirochaetes, Clostridiales, Ruminobacter bulundururlar. Şehirleşmiş topluluklar Bacteroides, Bifidobacterium, and Firmicutes açısından zengindir. Ağız ve cilt mikrobiyomu, bağırsaktan sonra en çok çeşitliliğe sahip olan mikrobiyomlardır.[4]





Referanslar

1. Marchesi, J.R. ve Ravel J. (2015). The vocabulary of microbiome research: a proposal. Microbiome. 3: 31. doi: 10.1186/s40168-015-0094-5

2. Taneja, V. (2017). Microbiome: Impact of Gender on Function & Characteristics of Gut Microbiome Principles of Gender-Specific Medicine. 3: 569-583. Academic Press

3. Gilber, J.A., Blaer, M.C., Caporaso, J.G., Jansson, J.K., Lynch, S.V., Knight, R. (2018). Current understanding of the human microbiome. Nature Medicine. 24:392–400 doi:10.1038/nm.4517

4. Gupta, V.K., Paul, S., Dutta, C. (2017). Geography, Ethnicity or Subsistence-Specific Variations in Human Microbiome Composition and Diversity. Frontiers in Microbiology 8: 1162 doi: 10.3389/fmicb.2017.01162

5. Şekil 1: Gupta, V.K., Paul, S., Dutta, C. (2017). Geography, Ethnicity or Subsistence-Specific Variations in Human Microbiome Composition and Diversity. Frontiers in Microbiology 8:1162 doi: 10.3389/fmicb.2017.01162