Mikrobiyotanın Yeni Bir Organ Olarak Hayatımızdaki Yeri

İçindekiler

Tanım

Güncel araştırmalarla yeni bir organ olarak değerlendirilen mikrobiyota, vücudumuzu paylaştığımız mikroorganizmaların tamamına verilen isimdir. Bağırsak mikrobiyatası, cilt mikrobiyotası, mide mikrobiyatası gibi mikroorganizma popülasyonunun vücutta bulunduğu yere göre farklı isimler almaktadır. İnsan denen canlı kabaca ifade edilirse %10’u hücre, %90’ı insan vücuduna yerleşmiş mikroorganizmalardan oluşan oldukça kompleks bir organizmadır. İnsan vücudunda mikroorganizmalar ağızdan başlayıp ürogenital sisteme kadar deri, kan, idrar, göz, solunum, dolaşım, boşaltım sistemleri gibi çok çeşitli bölgelerde lokalize olmuş şekilde bulunmaktadırlar. Vücudun birçok yerinde lokalize olmuş bu mikrobiyotayı da başta bakteriler ve mantarlar olmak üzere çeşitli prokaryotik ve ökaryotik mikroorganizmalar oluşturmaktadır.

Bağırsak Mikrobiyotası

İnsan bağırsağı mikrobiyotası, 10 trilyondan fazla mikrop içeren en büyük insan mikrobiyotasıdır. Bağırsak mikrobiyotası, doğum öncesi dönemde anne karnında oluşmaya başlamakta ve doğum ile birlikte devam eden 3 yaşına kadar devam eden dönemde kolonileşme ile sürmektedir. Ayrıca bireylerin her yaş döneminde bağırsak mikrobiyotasında farklı bakteri grupları baskın olabilmektedir. İnsan bağırsak mikrobiyotasının sağlıklı bir şekilde gelişmesi ve aktarılması için anne ve dış çevre önemli iki temel faktördür. Yapılan bilimsel çalışmalar bağırsak mikrobiyotasının sağlıklı bir şekilde gelişmesinde anne bağırsak mikroflorasının, doğum esnasındaki çevre şartlarının, anne ve bebeğin deri fekal mikrobiyota içeriğinin, doğum sonrasında bebeğin anne sütü alma durumunun ve anne sütünün içeriğinin, ağız ve çevresinde yer alan mikroorganizmaların oldukça etkili olduğunu göstermektedir. Genel olarak Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Fusobacteria, Proteobacteria, ve Verrucomicrobia olmak üzere altı ana şubenin üyelerini içermektedirler. Bağırsak mikrobiyotasının %90’ını Firmicutes ve Bacteroidetes şubelerinin üyeleri oluşturur. Bağırsak mikrobiyotasının disbiyozu başta obezite olmak üzere astım, romatoid artrit, gastrointestinal hastalıklar gibi birçok sistemik hastalıkla yakından ilişkilidir.

Ağız Mikrobiyotası

Bağırsak mikrobiyotasından sonra insan vücudundaki en büyük mikrobiyota insan ağız mikrobiyotasıdır. Ağız mikrobiyatası bakteriler, mantarlar, virüsler ve protozoa ile birlikte yaklaşık 700’den fazla bakteri türünden oluşmaktadır. Bunları yalnızca %54’ü tanılanmış türler iken, %14’ünün henüz tanılaması yapılmamıştır. Bu tam olarak aydınlatılmamış karmaşık mikrobiyota dişin minesini, diş özünü, protez yüzeylerini ve mukozal yüzeyleri kolonize ederek diş plağı adı verilen yüzeye bağlı bir bölgede bulunurlar. Tükürük ise içerdiği çok sayıda oral bakteri ile plağından daha kararlıdır ve ağız mikrobiyotasının büyük çoğunluğunu barındırırlar. Gastrointestinal mukoza ve ağız mukozasının fiziksel olarak birbirine bağlı olduğu ve tükürüğün bağırsak tarafından alındığı göz önünde bulundurulduğunda, mevcut literatürlerin birçoğunun bağırsak ve ağız mikrobiyotası arasındaki karşılıklı ilişkinin çalışılmasına odaklanmış olması şaşırtıcı değildir.

Mikrobiyota Üzerine Yapılan Çalışmaların Önemi

İnsan vücudu, insan hücresinin toplamda sahip olduğu mikrobiyal hücrenin on kat fazlasına sahiptir. Buda insan genomunun 150 katı kadar fazla mikrobiyal hücre anlamına gelmektedir. Fakat bu mikroorganizmalar o kadar küçüktürler ki tamamının toplam ağırlığı yalnızca 200 gram kadar bir ağırlığa tekabül etmektedir. Bu nedenle de çevremizdeki mikroorganizmaların yalnızca %1 kadarı kültüre edilebilmiş ve genomik analizleri yapılabilmiştir. İnsan mikrobiyatası üzerine yapılacak çalışmalar bu mikroorganizmaların kültüre edilmesi, genomik analizlerinin yapılması ve bu mikrobiyatanın başta kanser olmak üzere insan sağlığını tehdit eden birçok hastalıkla olan ilişkilerini açığa çıkarılması açısından oldukça kıymetlidir.

Mikrobiyota ve Hastalıklar

İnsan mikrobiyotasındaki dengenin bozulması ile hastalıklar arasında yakın bir ilişki vardır. Son yapılan çalışmalar özellikle gelişmiş ülkelerde sık rastlanan inflamatuar bağırsak hastalıkları (IBH), kardiyovasküler hastalıklar, Tip 1 ve Tip 2 diyabet hastalığı, obezite gelişimi, otizm ve birçok önemli kanser türünün oluşmasıyla doğrudan ilişkili olduğuna dair çeşitli bilimsel kanıtlar sunmuştur.

Alkolden Bağımsız Karaciğer Yağlanması

Alkol kullanımından bağımsız olarak gelişen yağlı karaciğer hastalığı (NAFLD) günümüzde dünya genelinde en sık rastlanan kronik karaciğer hastalığı olarak kabul edilmektedir. Yaklaşık olarak dünya nüfusunun yaklaşık dörtte birini etkileyen bu hastalık, sınırlı patolojik ilerleme gösteren NAFL yani alkolsüz yağlı karaciğer hastalığını ve ilerlemesi daha şiddetli seyreden NASH yani alkolsüz steatohepatiti hastalıklarını kapsamaktadır. Son yapılan çalışmalar ağız-bağırsak-karaciğer ekseni ve ağız-karaciğer ekseni oral mikrobiyotasının bu hastalığı tetiklediğini işaret etmektedir.

Romatizmal Eklem İltihabı-Romatoid Artrit

Romatoid artrit (RA) olarak bilinen romatizmal eklem iltihabı hastalığı, eklem kıkırdağında ve/veya kemiğinde ciddi hasarlara yol açabilen sinoviyal inflamasyon ile karakterize edilen kronik bir otoimmün hastalıktır. Yapılan birçok bilimsel çalışmada romatoid hastalarının ağız ve bağırsak mikrobiyotası arasında uyum gözlemlenmiş ve oral-bağırsak mikrobiyotasından gelen maddelerin romatoid artrit hastalarının hastalık aktivitesini etkileyebileceğini göstermiştir.

İnflamatuar Bağırsak Hastalığı

Ülseratif kolit (UC) ve Crohn hastalığı (CD) olmak üzere iki klinik tip içeren İnflamatuar barsak hastalığı (IBD), gastrointestinal sistemin bir grup kronik tekrarlayan inflamatuar durumudur. İnflamatuar bağırsak hastalıklarının nedeni tam olarak anlaşılmamış olsa da bu hastalığın seyrinde çevresel ve genetik faktörlerin rol oynadığı düşünülmektedir. Ayrıca inflamatuar bağırsak hastaları üzerinde yapılan çalışmalarda, bu hastaların tükürük ve bağırsak mikrobiyotası üzerinde farklılaşmalar gözlemlenmiştir. Buda ağız ve bağırsak mikrobiyotasının inflamatuar bağırsak hastalığını etkileyen önemli nedenlerden biri olduğunu düşündürmektedir.

Kanser

İnsan mikrobiyotasının karsinogenezdeki rolü temel olarak 3 kategoride incelenmektedir;

Gastrointestinal sistem mukozasının mikrobiyotasında meydana gelen orantısız pro-inflamatuar sinyalizasyonu, neoplazi ile sonuçlanabilen döküntü artışına veya onarımına neden olabilmektedir.
İnsan mikrobiyotasındaki bazı mikrobiyal türler direk veya indirek olarak bulunduğu canlıda sitotoksik etkilere sahip olabilirler ve hücrede karsinogenezi tetikleyerek patolojik genomik değişiklikleri başlatabilirler.
Canlı organizmanın mikrobiyal metabolizması sonucu oluşan bazı ürünler, epitel doku için toksik ya da koruyucu etki gösterebilmekte, neoplastik transformasyonu başlatabilmektedir ya da engelleyebilmektedir.

Mikrobiyota İle İlişkili Tedaviler

Probiyotikler, sindirim sistemimizde belirli sayıda bulunan ve bireyin bağırsaklarındaki bakteri dengesini sağlamak amıyla kişilere uygun miktarda verilen canlı mikroorganizmalardır. Probiyotik mikroorganizmalarla tedaviye “bakteriyoterapi”, “bakteriyel yerine koyma tedavisi”, veya “patojen mikroorganizmaların, patojen olmayan mikroorganizmalarla kontrolü tedavisi” şeklinde farklı isimler verilebilmektedir. En çok tercih edilen ve bilinen probiyotikler, Lactobacillus ve Bifidobacterium türleridir.

Prebiyotikler, insan ve hayvan bağırsak mikrobiyatasında bulunan bir veya daha fazla bakteri türünü stimüle etme özelliğine sahip kimyasalların veya besin maddelerinin seçilerek uyarılması esasına dayanan bir tedavi şeklidir. En bilinenleri galaktooligosakkarit (GOS) ve fruktooligosakkarit (FOS) ‘lardır.
Simbiyotikler, prebiyotik ve probiyotiklerin birlikte kontaminasyonu yani beraber uygulanması esasına dayanan tedavi şeklidir.

Sonuç

Günümüzde teknolojik gelişmelere paralel moleküler tekniklerin de gelişmesiyle insan mikrobiyota çalışmalarında büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. İnsan mikrobiyotası üzerine yapılan çalışmaların birçok hastalığın mekanizmasının aydınlatılmasını sağladığı ve yeni, spesifik ve daha etkin tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine olanak tanıdığından bu alanda yapılan çalışmalara olan ilginin hızla artacağı ve yaygınlaşacağı düşünülmektedir. Mikrobiyotamızın sağlığını korumak ve oluşabilecek hastalıkların önüne geçmek yada mevcut hastalıkların tedavisini sağlamak için mikrobiyotamızı çevre kirliliğinin zararlı etkilerinden, yanlış beslenme kaynaklı tehlikelerden ve dış etmenlerden korumak oldukça öne arz etmektedir.

Henüz anne karnındayken oluşmaya başlayan mikrobiyotamızın şekillenmesi çevre ve beslenme temelli meydana gelmektedir. Bu nedenledir ki çevre kirleticilerinin olumsuz etkilerinden uzak kırsal alanlarda yaşamak, sağlıklı ve düzenli beslenmek, spor yapmak, temiz havayı solumak mikrobiyotamızın sağlığı açısından oldukça önemli olmuştur. Birçok hastalığın zararlı etkilerinden korunmak ve yaşamımızı sağlıklı bir şekilde sürdürebilmek için yaşadığımız çevreyi değiştirmek mikrobiyotamızın sağlığı açısından en önemli adımımız olacaktır.

Kaynaklar:

Aksu, D., & Aksu, B. (2020). İnsan Mikrobiyotası. Anadolu University of Sciences & Technology-C: Life Sciences & Biotechnology, 9(1).
Amar, J.; Chabo, C.; Waget, A.; Klopp, P.; Vachoux, C.; Bermudez-Humaran, L.G.; Smirnova, N., Berge, M.; Sulpice, T.; Lahtinen, S.; et al. 2011, Intestinal mucosal adherence and translocation of commensal bacteria at the early onset of type 2 diabetes: Molecular mechanisms and probiotic treatment. EMBO Mol. Med. 3, 559–572.
Bosch, M.; Fuentes, M.C.; Audivert, S.; Bonachera, M.A.; Peiro, S. Cune,J. (2014). Lactobacillus plantarum CECT 7527, 7528 and 7529: Probiotic candidates to reduce cholesterol levels. J. Sci. Food Agric., 94, 803–809.
Gastroenterol. (2016); 9 (2): 229-239. doi:10.1177/1756283X15607414.
Genç, A. C., & Hacıbekiroğlu, İ. (2017). Mikrobiyota ve kanser. Journal of biotechnology and strategic health research, 1, 123-131.
Kopp-Hoolihan L. (2001). Prophylactic and therapeutic uses of probiotics: a review. J Am Diet Assoc 10: 229-41.
Krack, A.; Sharma, R.; Figulla, H.R.; Anker, S.D. (2005). The importance of the gastrointestinal system in the pathogenesis of heart failure. Eur. Heart J. 26, 2368–2374
Kuisma J, Mentula S, Jarvinen H, Kahri A, Saxelin M, Farkkila M. (2003). Effect of Lactobacillus rhamnosus GG on ieal pouch inflammation and microbial flora. Aliment Pharmacol Ther; 17: 509-15.
Lederberg J, McCray AT. (2001). Genealogical Treasury of Words. Scientist 15 (7): 8.
Maeda Y, Takeda K. (2017). Role of gut microbiota in rheumatoid arthritis. J Clin Med. 6:6. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar].
Madsen K. (2006). Probiotics and the immune response. J Clin Gastroenterol 40: 232-4.
Mojsak P, Rey-Stolle F, Parfieniuk E, et al. (2020). The role of gut microbiota (GM) and GM-related metabolites in diabetes and obesity. A review of analytical methods used to measure GM-related metabolites in fecal samples with a focus on metabolites’ derivatization step. J Pharm Biomed Anal. 191:113617. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar]
Murri, M.; Leiva, I.; Gomez-Zumaquero, J.M.; Tinahones, F.J.; Cardona, F.; Soriguer, F.; QueipoOrtuno, M.I. Gut (2013), Microbiota in children with type 1 diabetes differs from that in healthy children: A case-control study. BMC Med. 11, doi:10.1186/1741-7015-11-46.
Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation on Evaluation of Health and nutrional properties of probiotics in food including powder milk with live lactic acid bacteria. Argentina 1-4 October.
Saggioro A. (2004). Probiotics in the treatment of irritable bowel syndrome. J Clin Gastroenterol 38: 104-6.
Salman, T., Varol, U., Yıldız, İ., Küçükzeybek, Y. & Alacacıoğlu, A. (2015). Mikrobiyota ve Kanser. Acta Oncologica Turcica, 48 (2), 73-78. DOI: 10.5505/aot.2015.49368.
Sandek, A.; Bauditz, J.; Swidsinski, A.; Buhner, S.; Weber-Eibel, J.; von Haehling, S.; Schroedl, (2008). Small intestinal bacteria overgrowth decreases small intestinal motility in the NASH rats. World J. Gastroenterol. 14, 313–317.
Sundin J, Ohman L, Simren M. (2017). Understanding the gut microbiota in inflammatory and functional gastrointestinal diseases. Psychosom Med. 79:857–867. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar]
Varım, P., Vatan, M. B., & Varım, C. (2017). Kardiyovasküler hastalıklar ve mikrobiyota. Journal of Biotechnology and Strategic Health Research, 1, 141-147.
Karhausen, W., Doehner, T., Rauchhaus, W., Altered M. (2007). İntestinal function in patients with chronic heart failure. J. Am. Coll. Cardiol. 2007, 50, 1561–1569.
Tan, X., Wang, Y., & Gong, T. (2023). The interplay between oral microbiota, gut microbiota and systematic diseases. Journal of Oral Microbiology, 15(1), 2213112.
Wang J, Jia Z, Zhang B, et al. (2020). Tracing the accumulation of in vivo human oral microbiota elucidates microbial community dynamics at the gateway to the GI tract. Gut. 69:1355–1356. [Crossref], [PubMed], [Web of Science ®], [Google Scholar]