Oral Mikrobiyota Ve Hastalıklar Arasındaki İlişki
Tuğba Cici - Leoxygen Biyoteknoloji Sanayi ve Ticaret Anonim Şirketi,Kurucu
İnsan oral mikrobiyotası ağız boşluğunda bulunan kommensal, simbiyotik ve patojenik mikroorganizmaların ekolojik topluluğudur. Oral mikrobiyota genellikle bir biyofilm şeklinde bulunur ve oral homeostazın sağlanmasında, ağız boşluğunun korunmasında ve hastalık gelişiminin önlenmesinde önemli rol oynamaktadır. İnsan oral mikrobiyotası son zamanlarda hastalık teşhisi, hastalık tedavisine yardımcı olmak ve kişiselleştirilmiş ilaçlar geliştirmek için yeni bir odak haline gelmiştir. Araştırmalar endojen ve eksojen faktörlerin (diyet, sigara, alkol, sosyoekonomik durum, antibiyotik kullanımı ve gebelik) oral mikrobiyotayı modüle ettiğini gösteren bilimsel kanıtlar sunmaktadır[1].
İnsan ağzı virüsler, mantarlar, protozoa, arkeler ve bakteriler dahil olmak üzere insan vücudundaki en çeşitli mikrobiyomlardan birini barındırmaktadır[2].
Oral mikrobiyota, birkaç yüz ila birkaç bin farklı türü içermektedir ve sistemik sağlığı etkileyebilecek dışsal bakterilerin kolonizasyonuna karşı korumada önemli bir işlevi vardır. Öte yandan en sık görülen ağız hastalıkları çürük, diş eti iltihabı ve periodontitis mikroorganizmalara dayanmaktadır[3].
Her insan vücudu, sağlığı korumak için gerekli olan ancak hastalığa yol açabilen kişiselleştirilmiş bir mikrobiyom barındırmaktadır. Oral mikrobiyom, hem oral hem de sistemik hastalığa neden olabileceğinden sağlık için oldukça büyük bir öneme sahiptir. Bununla birlikte mikrobiyomdaki belirli ekolojik değişimler, patojenlerin ortaya çıkmasına ve hastalığa neden olmaya yol açmaktadır. Şiddetli oral hastalık türleri, farklı vücut bölgelerinde sistemik hastalığa neden olabilmektedir. Mikrobiyomik ve metagenomik vücutta belirli mikropların varlığını belirlemek, hem sağlık hem de hastalık sırasında mikrobiyom aktivitesini anlamak için ortaya çıkmış önemli iki araştırma alanıdır. Mikrobiyom ve onun genomlarının analizi, daha etkili terapötik ve teşhis tekniklerinin yolunu açacak ve kişiselleştirilmiş tıp uygulamalarının geliştirilmesine katkıda bulunacaktır[4].
Ağız boşluğu içinde bakteri, arke, mantar, protozoa ve virüslerin hepsi bulunabilmekte ve her birinin belirli bir rolü vardır[5]. Ağız boşluğundan 250'den fazla tür kültürde izole edilmiş ve diş çürüğü ve periodontal hastalığın etiyolojisinde yer alan Streptococcus mutans, Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia ve Aggregatibacter actinomycetemcomitans gibi birkaç önemli patojen dahil olmak üzere karakterize edilmiştir. Oral hastalıkları polimikrobiyal perspektiften anlamaya yönelik bütünleşik yaklaşımlar; hastalık patolojisini yalnızca önemli patojenlere değil, ortak aktivitelerinin de patogeneze katkıda bulunduğunu göstermektedir. Son yıllarda genetik yaklaşımlar, oral mikrobiyom üyelerinin fonksiyonel kapasitesi, çürüklerin mekanik temelleri, periodontal hastalık patogenezi ve oral mikrobiyomlardaki anahtar organizmaların karmaşık dinamiklerine ışık tutmuştur[6].
Doğum öncesi ağız boşluğunun doğuma kadar steril olduğu ve doğumdan hemen sonra kolonizasyon meydana geldiği düşünülmektedir. Bebeklerde oral mikrobiyotanın bileşiminin doğum şekliyle ilişkili olduğu gösterilmiştir. Bununla birlikte, bebekler annelerininkine benzer bir oral mikrobiyotayı paylaşırlar. Bu nedenle bebek oral mikrobiyotasının anneden hematojen veya intrauterin geçişten kaynaklanabileceğini düşündürmektedir. Mikrobiyal kolonizasyon, doğumdan kısa bir süre sonra anneden, beslenme şeklinden ve bebek-insan etkileşimlerinden oluşmaya başlar. Bu süreç ağız boşluğundaki mikrobiyal nişlerin genişlemesine izin verir. Çocuklar büyüdükçe oral mikrobiyotaları stabilize olmaya başlar. Oral mikrobiyota yaşam boyu genetik ve çevresel faktörler tarafından şekillenmeye devam etmektedir. Oral mikrobiyomun bileşimini ve işlevini etkileyen çevresel faktörler arasında diyet, stres, ağız hijyeni uygulamaları, alkol ve sigara kullanımı yer almaktadır. Genetik faktörler, diş çürüğü gelişimi ve periodontal hastalığa kalıtsal yatkınlık ile ilgili korunmuş filogenetik ve fonksiyonel mikrobiyal maddelerle bağlantılıdır. Oral mikrobiyom çeşitliliğinin yaşla birlikte azaldığı gösterilmiştir. Oral mikrobiyom, diş ve diş eti hastalıklarının durumları ile bağlantılı olduğu kadar kardiyovasküler hastalıklar, kanserler ve Alzheimer hastalığı da dahil olmak üzere çeşitli sistemik hastalıklarla bağlantılıdır. Stres ve diyabet gibi sistemik durumlar ayrıca oral mikrobiyomu etkileyebilmektedir[6].
Oral mikrobiyotanın lokal (periodontal) hastalığa neden olmanın yanı sıra oral enfeksiyonun sistemik hastalıklarda da etkileri vardır[7]. Oral mikrobiyom disbiyozu diş çürüğü, periodontal hastalık, obezite ve kardiyovasküler hastalık gibi çeşitli lokal ve sistemik insan hastalıkları ile ilişkilendirilmiştir. Yapılan bir araştırmada yetişkinlere kıyasla gençlerin mikrobiyomlarında bakteri bileşiminin daha çeşitli olduğu görülmüştür. Yetişkinlerin oral mikrobiyomları ağırlıklı olarak ağız sağlığı alışkanlıklarından etkilenirken, gençlerin mikrobiyomları cinsiyet ve kilo durumundan etkilenmiştir. Oral patojen Treponema, yakın zamanda diş hekimi ziyareti yapmayan yetişkinlerde ve obez gençlerde daha yaygın olarak saptanmıştır. Ek olarak aynı aileden katılımcıların oral mikrobiyomu, akraba olmayan bireylerin oral mikrobiyomuna göre birbirine daha çok benzediği bildirilmiştir. 600'den fazla bakteri türünün oral mikrobiyomla ilişkili olduğu tahmin edilmektedir ve bunların bir alt kümesinin "çekirdek oral mikrobiyom" olarak adlandırılan bir konsorsiyumun parçası olduğu öne sürülmüştür. Çekirdek mikrobiyomla ilişkili olanlar arasında Streptococcus, Veillonella, Neisseria ve Actinomyces bulunmaktadır. Çekirdek oral mikrobiyomdaki sağlıklı bakterilerin dengesinin korunması sadece ağız sağlığında değil, genel sağlıkta üzerinde de kritik bir rol oynamaktadır[8].
Porphyromonas gingivalis ve periodontal hastalıklar; amiloid beta plakları, demans ve Alzheimer hastalığının gelişimi için önemli risk faktörleri olarak tanımlanmıştır[6].
Periodontitis ayrıca oral skuamöz hücreli karsinom riskinin artmasıyla da ilişkili bulunmuştur. Yakın zamanda yapılan bir çalışma, T denticola, P gingivalis ve F nükleatumun oral karsinojenezi teşvik ettiği mekanizmaları araştırmıştır. Araştırmanın bulguları T denticola, P gingivalis ve F nucleatum'un oral skuamöz hücreli karsinomların hücre göçünü, invazivliğini, kök yapısını ve oral tümör oluşumunu arttırdığını, ancak hücre proliferasyonu ve apoptoz üzerinde çok az etkiye sahip olduğunu göstermektedir[6].
Ağız boşluğunda periodontitis ile sonuçlanan disbiyoz; ağız, özofagus, mide, akciğer, pankreas, prostat, hematolojik ve meme kanserleri ile bağlantılı bulunmuştur[9].
Tip 2 diabetes mellitus ve bu hastalığa bağlı hiperglisemi, diyabetin vasküler komplikasyonları ve artan proinflamatuar molekül seviyelerinin bir sonucu olarak artan periodontitis riski ile ilişkili bulunmuştur. Subgingival plak bileşimindeki farklılıklar tip 2 diyabeti olan veya olmayan periodontitisli hastalarda bulunmuştur. Spesifik olarak diyabetli hastalar diyabeti olmayan hastalara göre daha yüksek oranlarda Capnocytophaga türleri, F nükleatum, Eikenella corrodens ve A actinomycetemcomitans barındırmaktadır. Fusobacterium nucleatum ve A actinomycetemcomitans periodontal hastalıkta ilişkilidir. Ayrıca E corrodens, kronik ve agresif periodontitisle ilişkili bulunmuştur[6].
Hamilelik sırasında, oral mikrobiyotanın kompozisyonunu etkileyen karmaşık hormonal değişiklikler görülmektedir. Hamilelik sırasında periodontal hastalık riskinin arttığı bildirilmiştir. Hamile olmayanlar ve hamileler arasındaki oral mikrobiyotadaki değişiklikleri inceleyen bir çalışmada, hamilelerde Porphyromonas gingivalis ve Aggregatibacter actinomycetemcomitans gibi periodontal patojenlerde artışlar gözlenmiştir. Özellikle Neisseria, Porphyromonas ve Treponema gebelikte daha fazla iken Streptococcus ve Veillonella daha az bulunmuştur[10].
Araştırmalar kronik stres, depresyon ve anksiyete gibi ilgili hastalıkların oral disbiyoz gelişimine ve periodontal hastalığın önemli faktörleri olabileceğini düşündürmektedir. Ayrıca stres hormonu kortizolün, oral mikrobiyal topluluğun bileşiminde ve in vitro gen ekspresyon profillerinde doğrudan kaymalara neden olduğu bildirilmiştir[6].
Romatoid artritin, bağırsak ve oral mikrobiyomlarının disbiyozu arasında bir bağlantı bulunmuştur. Bunun dışında periodontal hastalık ve romatoid artrit arasında bir korelasyon olduğu da bildirilmiştir[6].
Sigara içmek, oral mikrobiyota kompozisyonunu ve orodental patofizyolojiyi etkileyen önemli bir faktördür. Sigaradaki toksik bileşenler yararlı türlerin kaybına, patojen kolonizasyonuna ve doğrudan veya dolaylı olarak immünosupresyon veya oksijen yoksunluğu yoluyla hastalığa neden olabilmektedir[10].
Bazı araştırmalar periodontal hastalıkların akciğer kanseri riski ile ilişkili olduğunu göstermiştir ancak akciğer kanseri için en büyük risk faktörlerinden biri olan sigara içmenin ağız mikrobiyotasını da etkileyebilmesi nedeniyle ağız mikrobiyotası ile akciğer kanseri arasındaki ilişkiyi analiz etmenin zor olduğu bildirilmiştir[10].
Son veriler insan sitomegalovirüsü ile karsinojenez arasında bir ilişki olduğunu göstermiştir. İnsan sitomegalovirüsü, Herpesviridae'nin beta alt ailesine aittir ve sıklıkla periodontal dokularda saptanmıştır. Proanjiyogenik, anti-apoptotik mekanizmalar ve immünosupresif etkiler, insan sitomegalovirüsünün onkojenik potansiyelini göstermektedir. Bu veriler henüz doğrudan kanıt sağlamamasına rağmen, virüsün oral malignitelerin onkojenik sürecine katkıda bulunabileceğini düşündürmektedir[10].
Beslenme alışkanlığının oral mikropları etkilemektedir. Örneğin sık şeker tüketimi, oral bakteriler tarafından karbonhidratlarının fermantasyonu yoluyla diş çürüğü riskini artıran asit üretimini arttırmaktadır. Besinlerden gelen şeker ve Tannerella forsythia, Streptococcus sobrinus, Eikenella corrodens dahil olmak üzere spesifik oral mikrobiyotanın diş çürüğü olan hastalarda ileriye dönük sorunlara neden olabileceği bildirilmiştir. Yüksek düzeylerde karbonhidratların tekrar tekrar alınmasıyla birlikte asit üretimi, tükürüğün düşük tamponlama kapasitesi ile birlikte pH'da sürekli düşüşlere yol açtığı tespit edilmiştir. Bu durum oral mikrobiyota kompozisyonunu değiştirebilmekte ve asidik türleri düzenleyebilmektedir. Çürükle ilişkili mikrobiyota olarak kabul edilen Streptococcus mutans ve Lactobacilli dahil olmak üzere asidik türler de asidik koşullar altında asit ürettiği bildirilmiştir. Asidik pH'daki değişiklik, sub-gingival bakterilerinde gen ekspresyonunun değişmesine yol açabilmektedir. Bu da büyüme için optimum pH değeri yaklaşık 7.5 olan P. gingivalis gibi patojenik anaerobların büyümesini desteklemektedir. Beslenme, periodontitis için değiştirilebilir bir anahtar faktör olarak kabul edilmektedir[10].
Sonuç olarak ağız mikrobiyomu bireylerin ağız ve genel sağlık durumunun önemli bir göstergesidir. Oral mikrobiyomun disbiyozu ile çeşitli sistemik hastalıklar arasındaki ilişkiyi bağlayan kanıtlar, oral mikrobiyomun önemi konusunda farkındalığı artırmıştır. Ağız mikrobiyomunun sağlıktaki rolü ve bu ekosistemleri modüle eden mekanizmalar hakkındaki net bilgiler, hastalıkların önlenmesi ve tedavisine alternatif bir yaklaşım sağlayabilme potansiyeline sahiptir.
Referanslar
Jia, G., Zhi, A., Lai, P., Wang, G., Xia, Y., Xiong, Z., Zhang, H., Che, N., & Ai, L. (2018). The oral microbiota-a mechanistic role for systemic diseases. British dental journal, 224(6), 447–455. https://doi.org/10.1038/sj.bdj.2018.217
Wade W. G. (2013). The oral microbiome in health and disease. Pharmacological research, 69(1), 137–143. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2012.11.006
Arweiler, N. B., & Netuschil, L. (2016). The Oral Microbiota. Advances in experimental medicine and biology, 902, 45–60. https://doi.org/10.1007/978-3-319-31248-4_4
Zarco, M. F., Vess, T. J., & Ginsburg, G. S. (2012). The oral microbiome in health and disease and the potential impact on personalized dental medicine. Oral diseases, 18(2), 109–120. https://doi.org/10.1111/j.1601-0825.2011.01851.x
Sampaio-Maia, B., Caldas, I. M., Pereira, M. L., Pérez-Mongiovi, D., & Araujo, R. (2016). The Oral Microbiome in Health and Its Implication in Oral and Systemic Diseases. Advances in applied microbiology, 97, 171–210. https://doi.org/10.1016/bs.aambs.2016.08.002
Sedghi, L., DiMassa, V., Harrington, A., Lynch, S. V., & Kapila, Y. L. (2021). The oral microbiome: Role of key organisms and complex networks in oral health and disease. Periodontology 2000, 87(1), 107–131. https://doi.org/10.1111/prd.12393
Li, X., Kolltveit, K. M., Tronstad, L., & Olsen, I. (2000). Systemic diseases caused by oral infection. Clinical microbiology reviews, 13(4), 547–558. https://doi.org/10.1128/CMR.13.4.547
Burcham, Z. M., Garneau, N. L., Comstock, S. S., Tucker, R. M., Knight, R., Metcalf, J. L., & Genetics of Taste Lab Citizen Scientists (2020). Patterns of Oral Microbiota Diversity in Adults and Children: A Crowdsourced Population Study. Scientific reports, 10(1), 2133. https://doi.org/10.1038/s41598-020-59016-0
Willis, J. R., & Gabaldón, T. (2020). The Human Oral Microbiome in Health and Disease: From Sequences to Ecosystems. Microorganisms, 8(2), 308. https://doi.org/10.3390/microorganisms8020308
Lee, Y. H., Chung, S. W., Auh, Q. S., Hong, S. J., Lee, Y. A., Jung, J., Lee, G. J., Park, H. J., Shin, S. I., & Hong, J. Y. (2021). Progress in Oral Microbiome Related to Oral and Systemic Diseases: An Update. Diagnostics (Basel, Switzerland), 11(7), 1283. https://doi.org/10.3390/diagnostics11071283