İntestinal Mikrobiyotanın Önemi – Int. Dr. Burak Ekici
İntestinal Mikrobiyotanın Önemi
– İlk olarak Nobel ödüllü Joshua Lederberg tarafından kullanılan “mikrobiyom” kavramı; vücudumuzda yer alan kommensal, simbiyotik ve patojen olan tüm mikroorganizmaların yer aldığı ekolojik topluluğu ifade etmektedir.
– “Mikrobiyota” terimi, bir bireyin mukozal yüzeyleri üzerinde toplu hâlde bulunan bakteri topluluğunu tanımlamak için kullanılmıştır.
– İntestinal mikrobiyota bir organdır.
– Yaklaşık 2 kg ağırlığındadır.
– İnsan vücudundaki tüm hücrelerden 10 kat daha fazla hücreden oluşur.
– Bunlar genetik olarak insan genomundan 100 kat daha fazla genom içerirler ve genetik yapıları günden güne değişiklik gösterir.
– Yararlı bakteriler ve etkisiz bakteriler, zararlı bakterilerle denge halindedirler. Bu denge durumundaki bakteriler sağlıksız beslenme, antibiyotik kullanımı ve hastalıklar yüzünden kötü etkilenirler. Bu dengesizlik; diyare, inflamatuvar bağırsak hastalığı ve irritabl bağırsak sendromuna neden olabilir. Ayrıca beyin fonksiyonları da etkilenir.
– Sağlıklı bir yaşam tarzı, dengeli beslenme ve yararlı probiyotikler mikrobiyotanın dengeyi korumasını sağlar.
– Antibiyotikler belirli bir patojen popülasyonunu hedef almak için seçici olarak kullanılır. Bununla birlikte üretilen birçok antibiyotik çeşitli hastalıkları tedavi etmesi amacıyla geniş spektruma sahiptir.
– Antibiyotikler patojen organizmaları hedef alacak şekilde tasarlanmış olsalar da mikrobiyota üyeleri de etkilenir ve antibiyotiklerin kullanımı durdurulsa bile bağırsaktaki bakteriler üzerindeki etkisi devam eder.
Sağlıklı İnsanlarda İntestinal Mikrobiyota:
1. İmmün sistem gelişimine katkıda bulunur: Gram negatif bakteriler peptidoglikanlar ve lipopolisakkaritler üzerinden sekretuvar IgA ve intestinal alkalen fosfataz üretimini arttırırlar. Laktobasiller ve E. coli ise hem mukozal bariyerin oluşumunda etkilidir hem de dendritik hücrelerin immün toleransını arttırır.
2. Gastrointestinal epitelin matürasyonunda görev alır: Bebeklik çağından itibaren gastrointestinal trakt epitelinin matürasyonuna ve gastrointestinal sistemin fonksiyonel olgunlaşmasına katkı sağlar. B. thetaiotaomicron bağırsak epitel hücrelerine glukoz girişini artırarak intestinal epitelin beslenmesinde rol oynarken, aynı zamanda bağırsak peristaltizminin matürasyonuna da katkıda bulunur. B. infantis ise bu matürasyon sürecine anjiogenezi indükleyerek destek verir.
3. Yağ asitlerinin sindiriminde etkilidir: B. thetaiotaomicron ve Bifidobacterium genusu özellikle kısa zincirli yağ asitlerinin metabolizmasında ve linoleik asitin konjugasyonunda rol almaktadır.
4. Ksenobiyotik ve ilaç metabolizmasına katkı sağlar: Oxalobacter formigenes oksalat ekskresyonunu azaltır ve Clostridium, linoleik asitin konjugasyonunu sağlar. Bu şekilde mikrobiyota, ksenobiyotik ve ilaç metabolizmasını sağlar.
5. Vücudun strese verdiği yanıtı düzenler ve bunun sonucunda insan davranışları üzerinde etkili olur: İntestinal mikrobiyotanın en şaşırtıcı işlevlerinden biri de endokrin sistem ve buna bağlı olarak insan davranışları üzerine etkileridir. B. infantis, hipotalamo-pitüiter aksın strese verdiği kortikotropin salıcı hormon ve adrenokortikotropik hormon yanıtını normalize ederek vücudun strese verdiği yanıtı düzenler.
İntestinal Mikrobiyotanın Hastalıklarla İlişkisi:
1. İnflamatuvar Bağırsak Hastalığı: Faydalı flora bakterilerinin ve bunların mukoza koruyucu etkileri olan metabolik ürünlerinin miktarındaki azalma ile birlikte, zararlı bakterilerin ve bunların toksik metobolitlerindeki artış; bağırsak lümenindeki mikroçevreyi bozarak inflamatuvar bağırsak hastalığının etyopatogenezinde rol oynuyor gibi görünmektedir.
2. İrritabl Bağırsak Sendromu
3. Obezite, Metabolik Sendrom ve Tip 2 Diyabet: Gram negatif bakterilerin aşırı çoğalması ile dolaşımdaki bakteriyel lipopolisakkaritlerin miktarı artar. Bu da kronik bir endotoksemiye ve sonuçta insülin direncine yol açan subklinik inflamasyona neden olur. Enterositlerin yüzeyinde bulunan Toll Like reseptörler (TLR) bakteriyel lipopolisakkaritleri tanıyarak, NFKB yolağını aktive ederek inflamasyonu başlatırlar. TLR’ler (özellikle TLR-4) inflamasyonu başlatarak insülin direncinin oluşmasında diğer önemli mekanizmayı oluştururlar.
4. Alkolik Olmayan Yağlı Karaciğer Hastalığı: Endojen etanol üretiminde artış ve bakterilerin direkt olarak veya lipopolisakkaritler yolu ile intestinal epitel hücrelerinde ve karaciğerdeki kupffer hücrelerinde inflamatuvar sitokin üretimini artırması sonucu oluşabilir.
5. Kolelitiyazis: Safra asitlerinden litojenik asitin, özellikle enterokok ve streptokoklar ile kontaminasyonu sonucu intestinal permeabiliteyi artırarak sistemik inflamasyonu indüklemesi, safra taşlarının oluşumuna zemin hazırlar. Bunun dışında, oluşan inflamasyonun safra kesesi motilitesini azaltması, safra taşlarının oluşumunda intestinal mikrobiyotanın diğer bir etkisidir.
6. Ailevi Akdeniz Ateşi: Ailevi Akdeniz Ateşi atağında olan olguların bağırsak florasında bakteri çeşitliliğinin belirgin olarak azaldığı ve bakteri kompozisyonunun belirgin olarak değiştiği ortaya konulmuştur.
Mikrobiyotanın Kullanım Alanları ve Fekal Transplantasyon:
– İlk defa 1958 yılında sağlıklı bireylerden alınan fekal mikrobiyota psödomembranöz enterokolit hastalarına Eiseman ve arkadaşları tarafından transplante edilmiştir. Bu çalışma günümüzde yapılan fekal transplantasyonun temelini oluşturmuştur.
– Birçok çalışmaya ilham kaynağı olan bu çalışma günümüzde fekal transplantasyonun başta C. difficile’ye bağlı psödomembranöz enterokolit olmak üzere, inflamatuvar bağırsak hastalığı, irritabl kolon sendromu, kronik konstipasyon ve non-alkolik yağlı karaciğer hastalığı gibi birçok hastalığın tedavisinde kullanılmasına ön ayak olmuştur.