Bağırsak mikrobiyotasının beslenme ve sağlıktaki önemli rolü
Mikrobiyota ve mikrobiyom nedir? Tanımı
Mikrobiyom mikroorganizmanın belirli bir ortamdaki tüm genetik bilgisini (genomlarını) ifade eder. Mikrobiyota ise mikroorganizma topluluğudur. İnsan gastrointestinal (mide-bağırsak) sisteminde yaklaşık 100 trilyon mikroorganizma vardır. Bunların çoğu bakteri, virüs, mantar ve protozoalardır.
İnsan genomu 23.000 genden oluşur. Oysa mikrobiyom vücudun ana işlevlerinin bir kısmını getirmek ve sağlığı etkilemek için binlerce metaboliti üretmek üzere 3 milyondan fazla gen kodlar.
Bağırsak mikrobiyotasını incelediğimizde neler görürüz?
İkili çalışmalar bağırsak mikrobiyotasının katılsal bir bileşen olduğunu göstermesine rağmen diyet, ilaçlar ve antropometrik ölçümler mikrobiyotanın daha geniş belirleyicisidir. Bağırsak mikropları metabolik ve nörodavranışsal özellikler dahil olmak üzere insan sağlığının anahtarlarından biridir.
Hayvan ve insan çalışmalarındaki farklı kanıtlar bağırsak mikrobiyotasının insan sağlığındaki rolünü destekler.
Yukarıdaki grafik: Yaşamın farklı aşamalarında insan mikrobiyota kompozisyonunun göreceli bolluğuna genel bir bakış sunmaktadır. Bakteriler, 16S RNA veya metagenomik yaklaşımlarla ölçülmüştür.
Bağırsak mikrobiyotasının işlevleri nelerdir?
Bağırsak mikrobiyotası, diyet lifleri ve bağırsak mukusu gibi sindirilemeyen maddelerin fermantasyonu için gerekli kapasiteyi sağlar. Bu fermantasyon, kısa zincirli yağ asitleri (KZYA) ve gaz üreten özel bakterilerin büyümesini destekler. Üretilen ana KZYA'lar; asetat, propionat ve bütirattır. Bunları tek tek ele alalım.
Butirat, insan kalın bağırsak hücreleri için ana enerji kaynağıdır. Kolon kanseri hücrelerinin apoptozunu (programlı hüce ölümü) uyarır. Glikoz ve enerji homeostazi (denge) üzerinde faydalı etkileri olan bağırsak glukoneogenezini (karbonhidrat olmayan yağ gibi kaynaklardan glikoz eldesi) aktive edebilir.
Butirat, epitel hücrelerinin β oksidasyon yoluyla büyük miktarlarda oksijen tüketmesi ve bağırsakta mikrobiyota disbiyozunu (bozulma) önleyerek bağırsakta oksijen dengesi oluşturması için gereklidir.
Propionat, glikoneogenez regülasyonunu sağlamak ve bağırsak yağ asiti reseptörleri sayesinde tokluk sinyalini vermek için karaciğere aktarılır.
Asetat, en bol bulunan KZYA ve diğer bakterilerin büyümesi için gerekli bir metabolittir.
Randomize kontrollü klinik çalışmalar, yüksek KZYA üretimini daha düşük obezite ve azalan insülin direnciyle ilişkilendirmiştir.
Bütirat ve propionatın (asetat değil) farelerde yapılan çalışmada bağırsak hormonlarını düzenlediği, iştah ve gıda alımını azalttığı görülmüştür.
Bağırsak mikrobiyal enzimleri, safra asit metabolizmasına katkıda bulunur. Bağırsak mikrobiyotasının diğer ürünleri insan sağlığını doğrudan etkiler. Buna örnek trimetilamin ve indolpropiyonik asit verilebilir.
Diyet kaynaklı (et ve sütten) fosfatidilkolin ve karnitin üretimi bağırsağa bağlıdır; bu nedenle insanların kanındaki miktarı da değişir. Trimetilamin karaciğerde aterosiklerozis ve kardiyovasküler hastalıkların ana nedeni olan trimetilamin N-oxite oksitlenir.
Aşağıda, BAĞIRSAK MİKROBİYOTASI İLİŞKİLİ HASTALIKLAR resmedilmiştir:
Bağırsak mikrobiyotası ve obezite arasındaki ilişki nasıldır?
Bağırsak mikrobiyotası obezitenin ilerlemesinde rol oynuyor gibi göürünüyor. Aşırı kilolu ve obez kişilerle yapılan birçok çalışmada miktorbiyota disbiyozis (bağırsak mikrobiyotasının hastalık lehine bozulması) ve düşük çeşitlilik göstermiştir.
Yapılan bir çalışmada hastalıksız farelere, obez bireylerden ve sağlıklı bireylerden alınan fekal bakteri verilmiştir. Sonucunda obez bireylerden bakteri alan farelerin daha hızlı kilo aldığı görülmüştür.
İngilterede yapılan bir çalışma Cristensenella bakterisinin obez insanlarda daha az olduğunu ve Cristensenella bakterisinin hastalıksız farelere verildiğinde kilo alımını önlediğini buldu.
Mikrobiyota ne kadar çeşitli olursa o kadar sağlıklı
Bu ve bunun gibi bakteriler (Akkermansia) düşük visseral yağ depoları (daha az yağlanma) ile ilişkilidir. Çalışmaların çoğu fare modelleriyle yapılmıştır; bununla birlikte insanlarda uzun vadede kilo alımı, düşük mikrobiyota çeşitliliği ve düşük lif alımıyla ilişkilendirilmiştir.
Bağırsak mikrobiyotasının bozulması bağışıklık metabolizmasının değişmesi, enerji düzeninin değişmesi, bağırsak hormon dengesinin ve inflamasyon öncüsü mekanizmaların değişmesi nedeniyle diyet kaynaklı obeziteyi teşvik eder.
Mikrobiyotada çeşitlilik sağlık için neden önemlidir?
Bağırsakta düşük bakteri çeşitliliği genellikle iltihaplı bağırsak hastalığı, psoriatik artrit, tip 1 diyabet, atopik egzama, çölyak hastalığı, obezite, tip 2 diyabet, damar sertliği olan kişilerde gözlenir. Chron hastalığına sahip alkol tüketicilerinde daha düşük mikrobiyota çeşitliliği görülmüştür.
Yakın tarihli bazı çalışmalar, lif yönünden zengin diyetlerin, mikrobiyota çeşitliliğini geçici olarak azalttığı yönündedir. Lifi sindiren bakteriler karşı etkileşim olması nedeniyle özellikle zenginleşir ve çeşitliliğin azalmasına neden olabilir. Bu aşırı lif tüketimi sonucu oluşabilir.
Yiyecek ve ilaçların bağırsak mikrobiyotası sağlığına etkisi nelerdir?
Belli gıdalar ve diyet kalıplarının hepsi bağırsaktaki farklı bakteri türlerinin bolluğunu etkileyebilir ve bu da sağlığı etkiler.
Düzenleyici kurumlar tarafından "genel olarak güvenli" kabul edilmelerine rağmen, bazı hayvan çalışmaları şeker yerine kullanılan tatlandırıcıların (sukraloz, aspartam ve sakarin) bağırsak mikrobiyotası üzerinde olumsuz etkileri olabileceğini göstermiştir.
İşlenmiş gıdalarda bulunan emülgatörlerin de bağırsak florasını etkilediği görülmüştür. Yaygın olarak kullanılan iki emülgatörün; karboksimetilselüloz ve polisorbat-80, farelerde daha düşük mikrobiyota çeşitliliğine neden olduğu görüldü.
Hayvan ve in vitro çalışmalarda, glutensiz ekmeğin gluten duyarlılığı veya çölyak hastalığı olan kişilerde mikrobiyota disbiyozunu azalttığını göstermektedir. Ancak entelopatisi olmadığı halde glutenden kaçınan çoğu insanda yapılan büyük bir gözlemsel çalışma, kalp hastalığı riskinde artış olduğunu gösterdi. Yani gluten duyarlılığı / alerjisi olmayan kişilere glutensiz beslenmek fayda sağlamıyor, tam tersine zararlı olabilir. Bunun nedeni glutenden kaçınanların, potansiyel olarak tam tahıl tüketimini azaltması olabilir.
Bir çalışma 21 sağlıklı insanın 4 haftalık glutensiz diyetten sonra farklı bağırsak mikrobiyotalarına sahip olduğunu gösterdi. Çoğu insanda birkaç önemli faydalı bakteri türünün daha az olduğunu gösterdi.
Diyete ek olarak, ilaçlar da bağırsak mikrobiyota bileşiminin önemli bir modülatörüdür. Hollanda ve Belçika nüfusu üzerinde yapılan bir çalışma laksatifler, progesteron, TNF-a inthibitörleri ve rupatadinin mikrobiyota üzerinde önemli bir etkisi olduğunu gösterdi. Bu ilaçları alan kişilerde daha yüksek gastrointestinal enfeksiyon oranları görüldü. Proton pompa inhibitörlerinin de aynı etkiye sahip olduğu söylenebilir.
Antibiyotiklerin bağırsak bakterileri üzerine açık bir etkisi vardır. Birçok ülkede antibiyotik kullanımının büyük bir bölümü kümes hayvanlarının büyüyüp ağırlık kazanması içindir. Rutin olarak düşük dozlarda verilir. Birçok gözlemsel insan çalışması gıdalarada küçük dozlarda bile bulunan antibiyotiklerin obezite tetikleyici etkisine işaret etmiştir. Ancak insanlarda yapılan müdahele çalışmaları tutarlı metabolik sonuçlar göstermemiştir. Gıdalara püskürtülen pestisit ve diğer kimyasallar seviyeleri yüksek miktarda bile olsa bağırsak sağlığına etkisine yapılan çalışmalar şu anda eksiktir.
İmmünoterapi, kemoterapi, kemik iliği alıcıları ile tedavi edilen kanser hastalarında mikrobiyotalarındaki küçük değişikliklerin tedavi yanıtında büyük değişikliklere neden olabileceği belirginleşmektedir.
Ayrıca, hayvan deneylerinde koruyucu fitoöstrojenlerin meme kanseri üzerindeki etkileri izoflavonları biyoaktif bileşiklere dönüştüren bağırsak mikroplarının (Clostridium saccharogumia, Eggerthella lenta, Blautia producta ve Lactonifactor longoviformis gibi) varlığına bağlıdır.
Prebiyotik gıdalar ve diyet lifi ve mikrobiyota ilişkisi nasıldır?
Prebitotikler, sindirim kanalındaki bakterileri besleyen ve onların büyümesini teşvik eden gıda kaynaklarıdır; tıbbi ifade ile prebiyotik kavramı gerekli enzimatik kapasiteye sahip olan bağırsak mikropları için büyüme substratları olarak tanımlanır. Soğan, pırasa ve kuşkonmaz prebiyotiklere örnektir. İnsanlarda sindirime dirençli nişastaların bazı insanlarda belli bakteri gruplarını (Bifidobacterium adolescentis, Ruminococcus bromii ve Eubacterium rectale) zenginleştirdiği gösterilmiştir.
Düşük lif alımı, kısa zincirli yağ asitlerinin üretimini azaltır, bu da potansiyel olarak zararlı metabolitlerin üretimine yol açar. Ancak sadece bitki bazlı beslenmenin mikrobiyota çeşitliliği üzerine hiçbir etkisi yoktur. Önemli gözlemsel kanıtlar, lif alımının insan sağlığı için faydalı olduğunu göstermektedir. Diyet liflerinin tip 2 diyabetli hastalarda insülin direncini önemli ölçüde azalttığını, mikrobiyotadaki ve faydalı metabolitlerdeki değişimlerle net bağlantıları olduğunu bulmuştur (bütirat gibi).
Probiyotikler ve mikrobiyota ilişkisi nasıldır?
Probiyotikler, sindirim sisteminde doğal olarak bulunan, sindirime yardımcı olan ve inflamasyonu azaltan mikroorganizmalardır. Probiyotikler, yeterli miktarlarda uygulandığında, konakçıya bir sağlık yararı sağlayan canlı mikroorganizmalardır. Probiyotikler (çoğunlukla Bifidobacterium ve Lactobacillus türleri) gıdalar, diyet takviyeleri veya ilaçlar da dahil olmak üzere çeşitli ürünlere dahil edilebilir.
- İlgili konu: Probiyotik takviye immünoterapinin etkinliği azaltabilir
Çoğu probiyotik takviyesinin bağırsağa yerleşemediğine ve yerleşik topluluk üzerinde bir etki gösteremediğine dair endişeler var. Probiyotikler bağırsak mikrobiyotasından bağımsız olarak sağlığı etkileyebilir. Probiyotik takviyenin terapötik etkisi, çok çeşitli hastalıklarda araştırılmıştır.
İlaçların ve işlenmiş gıdaların mikrobiyom üzerindeki olumsuz etkileri göz ardı edilemez. Bilgi alanındaki mevcut boşluklar göz önüne alındığında daha fazla klinik çalışmaya ihtiyaç vardır.
Ana M Valdes ve ark.
Role of the gut microbiota in nutrition and health.
BMJ 2018;361:k2179.