Tip 1 diabetes mellituslu çocuklarla, sağlıklı çocukların barsak flora farkının araştırılması
İnvestigation of the differences in gut microbiota of the healthy children and children with Type 1 diabetes mellitus
Yazar: ERDOĞAN SOYUÇEN
Danışman: PROF. DR. AHMET AYDIN
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı / Çocuk Metabolizma Hastalıkları Bilim Dalı
Derece: Tıpta Yan Dal Uzmanlık, 2012
Konu: Endokrinoloji ve Metabolizma Hastalıkları = Endocrinology and Metabolic Diseases ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları = Child Health and Diseases
Dizin: Bağırsaklar = Intestines ; Candida albicans = Candida albicans ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetes mellitus-tip 1 = Diabetes mellitus-type 1 ; Dışkı = Feces ; Enterobacteriaceae = Enterobacteriaceae ; Mikrobiyal flora = Microbial flora ; Probiyotikler = Probiotics ; Çocuklar = Children ; İntestinal mukoza = Intestinal mucosa

Özet:
GİRİŞ VE AMAÇ: Tip 1 diyabetes mellitusun çevresel ve genetik faktörlerin etkileşimi sonucu geliştiği kabul edilir. İntestinal yüzey bariyeri, barsak lümenindeki immünojenik ajanları, immünoreaktif submukozadan ayıran immün sistemin en önemli komponentidir. Öyle ki; flora, intestinal bariyer ve mukozal immünite birçok değişik allerjik ve otoimmün hastalıkların gelişiminden sorumludur. Bu temel bilgi doğrultusunda, barsakları merkez alan bir yaklaşım geliştirilmesinin gerektiğini, bu bağlamda diyabette halen açıklanamayan etyolojisinin bir kısmını aydınlatmayı amaçladık.OLGULAR VE YÖNTEM: Bu çalışma İstanbul Üniversitesi Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Anabilim Dalı, Çocuk Beslenme ve Metabolizma Servisi ve Polikliniğinden takip edilen yaş ortalaması 10,3±4,2 yıl olan 16 kız, 19 erkek; toplam 35 tip 1 DM hasta ile yaş ortalaması 9,6±4,1 yıl olan 15 kız, 20 erkek 35 sağlıklı kontrol grubu üzerinde gerçekleştirildi. Fekal flora analizi bakterilerin üremesi için gereken farklı termal ve atmosferik koşullar altında seçici ve seçici olmayan medya üzerinde yapılan kantitatif kültürleri içermektedir. Tanımlanan sayım inkübasyondan 3 gün sonra yapılmıştır. Sonuçlar koloni oluşturan ünitler (CFU/g-dışkı) olarak ifade edildi. Kantitatif gaita flora analizinde; E.coli, E. coli biovare, Proteus miribalis, Proteust vulgaris, Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneunomia, Citrobacter spp, Serriata spp, Hafnia alveii, Morgagni morgagni, Providencia spp, Pseudomanas spp, Enterococcus, ß Hemolitik Streptokok, Staphylocus aureus, Bacteroides, Bifidebacterium, Lactobacillus, Clostridium perfiringens bakterileri ile birlikte Candida albicans, Candida Spp, Geotricuhum türü mantarların kantitatif miktarları saptandı.BULGULAR: Olgu ve kontrol grubları içinde, Proteus miribalis, Proteus vulgaris, Klebsiella oxytoca, Klebsilla pneunomonia, Citrobacter spp, Serriata spp, Hafnia alveii,Morgagni morgagni, Providencia spp, Pseudomanas spp, Enterococcus, ß Hemolitik Streptokok, Staphylocus aureus, Geotricuhum türü mantar türüne ait kolonizasyon saptanmadı. E.coli ve E. coli biovare ve Enterokok, Clostridium perfiringens kolonizasyonunda olgu ve kontrol grubunda istatistiksel fark yoktu. Tip 1 DM grubunda Enterobakteriacea kolonizasyonu 13 olguda (%37.1), kontrol grubunda ise 3 olguda (%8.6) vardı. Her iki grub arasında istatistiksel fark vardı (p<0.05).Bifidebacterium olgu grubunda 8 (%22.8) hastada kolonizasyonda azalma saptamnışken, kontrol grubunda bir (%2.9) olguda kolonizasyonda azalma vardı. İki grup arasında istatistiksel anlamlı fark vardı(p<0.05).Bacteroides spp'nin kantitatif koloni sayımı sonucunda Tip 1 DM'lu olguların 7'sinde (%20.0), kontrol grubunun bir (%2.9) olgusunda koloni sayısında azalma saptandı. Her iki grup arasında numerik olarak bir fark olmasına rağmen, istatistiksel olarak anlamlı bir fark saptanamadı ( p>0.05).Bifidebacterium ve Bacteroides'in oluşturduğu ve anaerobik çürüme florası olarak nitelendirdiğimiz grubun toplu olarak koloni sayısında ki bozukluk değerlendirildiğinde Tip 1 DM'lu grubun 9'unda (%25.7), kontrol grubunun ikisinde (%5.7) patoloji saptandı. Fark istatistiksel olarak anlamlıydı (p<0.05).Lactobacillus kolonizasyonu açısından değerlendirildiğinde Tip 1 DM'lularda 18 (%56.3) olguda kolonizasyonda azalma saptanırken, kontrol grubunda 14 (%43.8) olgu ile karşımıza çıkıyordu. İki grup arasında kolonizasyon da azalma olmasına rağmen fark yoktu.Candida albicansın Tip 1 DM'luların 14'ünde (%40.0), kontrol grubunun 5'inde (%14.3) kolonizasyonu saptandı. İki grup arasında anlamlı fark vardı(p<0.05). Candida albicans dışındaki sınıflandırılamamış Candida türlerinin Tip 1 DM'lu grupta kolonizasyon sayısı 7'iken (%20.0), kontrol grubunda 6 (%17.1) olguydu. Aralarında istatistiksel fark yoktu (p>0.05).Tüm floranın değerlendirildiği skorlamaya göre; normal barsak florası skoru 0-3 olan 8 (% 29.6) Tip 1 DM olgusu varken, kontrol grubunda 19 (%54.3) olgu vardı. Orta düzeyde florada dengesizliği gösteren, 4-7 arasında puan alan Tip 1 DM'lu olgu sayımız 11 (%31.4) iken bu sayı kontrol grubunda 10'du (%28.6). Florada şiddetli dengesizliğin karşılığı olan 9-14 puan alan 15 (%42.9) Tip 1 DM'lu olgu varken, kontrol grubunda 6 (%17.1) olgu vardı. Çok şiddetli flora bozukluğu Tip 1 DM'lu bir (%2.9) olguda tesbit edilirken, kontrol grubunda hiç olgu yoktu. Olgu grubuyla kontrol grubu arasında istatisitksel fark saptandı (p<0.05).SONUÇ: Tip 1 DM ve kontrol grubunda anaerobik çürüme florası, Candida albicans kolonizasyonu ve Enterobakteriacea kolonizasyonu değerlendirmesinde istatistiksel olarak fark saptandı. Bu bağlamda; biz çalışmamızda en eski otoimmün hastalıklardan biri olarak bilinen Tip 1 DM'un fizyopatolojisinde barsak flora bozukluğunun etkin bir rol alabileceğini göstermiş olduk.YORUM: Litaratürler incelendiğinde, Tip 1 DM fizyopatolojisini açıklayacak barsak merkezli böyle bir çalışmanın henüz olmadığı görülmektedir. Çalışmamızda anaerop yaralı probiotik bakterilerinin azalmasının yanında, barsak florasının bütünlüğünü bozan Candida albicans kolonizasyonunun artması, Tip 1 DM gelişimini tetikleyen bir faktör olarak gözükmektedir. Tip 1 DM'un gelişimesini engellemek için probiotik kullanımı, hastalığı önlemekte bir yöntem olabilir. Tip 1 DM'ta probiotiklerin korunma yöntemi olarak kulanılıp kullanılamayacağının gösterilmesi için, çift kör plasebo kontrollü çalışmalara ihtiyaç vardır.

Abstract:
INTRODUCTION AND AIM: Type 1 diabetes is considered to develop from the interaction of enviromental and genetic factors. Intestinal surface barrier is the most important component of the immune system that seperates the immunogenic agents of the intestinal lümen from the immunoreactive submucosa. So that, intestinal flora, intestinal barrier and mucosal immunity is responsible for the development of various allergic and autoimmune diseases. In the light of this fundamental information, we decided that the bowels should be centered on the developmental approach otherwise the unexplained etiology of diabetes cannot be clarified.SUBJECTS AND METHODS: The study group consisted of 35 patients (16 female and 19 male) with the mean age of 10,3±4,2 years, followed by University of Istanbul Cerrahpasa Medical Faculty, Department of Pediatrics Division of Nutrition and Metabolism with the diagnosis of diabetes mellitus type 1. The healthy control group consisted of 35 healthy subjects (15 female, 20 male) with the mean age of 9,6±4,1 years. Fecal flora analysis consisted of quantitative cultures on selective and nonselective media with different thermal and atmospheric conditions for bacterial growth. The decribed counts are performed 3 days after the incubation. The results are described as colony forming units (CFU/g feces) In quantitative stool flora analysis along with E.coli, E. coli biovare, Proteus miribalis, Proteust vulgaris, Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneunomia, Citrobacter spp, Serriata spp, Hafnia alveii, Morgagni morgagni, Providencia spp, Pseudomanas spp, ß Hemolitik Streptokok, Staphylocus aureus, Bacteroides, Bifidebacterium, Lactobacillus, Clostridium perfiringens; quantitative numbers of Candida albicans, Candida Spp, Geotricuhum spp were also determined.RESULTS: No colonisation of Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneunomia, Citrobacter spp, Serriata spp, Hafnia alveii, Morgagni morgagni, Providencia spp, Pseudomanas spp, Enterococcus, ß Hemolytic streptococcus, Staphylococcus aureus, Geotricuhum spp no were detected colonisation in both patients and control group. No statistically difference were detected in E.coli, E. coli biovare, Enterococcus and Clostridium perfiringens colonisation between patient and control group. There was a statistically difference between patients group and control group in Enterobacteriacea colonisation (p<0.05). Enterobacteriacea colonisation was detected in 13 (37.1%) type 1 diabetes patients and 3 of control group (8.6%).There was a statistically significant difference between both groups in low colonisation numbers of Bifidobacterium. While 8 of patients had Bifidobacterium spp low colonisation (22.8%), only one of control group (2.9%) had the low colonisation (p<0.05). There was a statistically significant difference between both groups in colonisation numbers.Seven of the type 1 diabetes mellitus patients (20.0%) and 1 of the control group (2.9%) had decreased number of Bacteroides colonisation. Although both groups had decreased number of Bacteroides colonisation the difference was not statistically significant.Nine of the patients (25.7%) and 2 of the control group (5.7%) had pathological colony number of anaerobic putirification flora which consisted of Bacteroides and Bifidebacterium spp. The difference was statistically significant (p<0.05).Eighteen of the type 1 diabetes mellitus patients (56.3%) and 14 of the control group (43.8%) had decreased number of lactobacillus colonisation. Although both groups had decreased number of lactobacillus colonisation the difference was not statistically significant.There was a statistically significant difference between both groups in Candida albicans colonisation numbers. While 14 of patients had Candida albicans colonisation (40.0%), only 5 of control group had the same colonisation (14.3 %) (p<0.05). There was no statistically difference between both groups in unclassified candida spp colonisation other than Candida albicans (p > 0.05). Seven of type I diabetes mellitus patients (20.0 %) had unclassified candida spp colonisation while 6 of control group had the same colonisation (17.1%).According to overall scoring system evaluating the whole flora there was only 8 patients in diabetes mellitus type 1 group that had a normal intestinal flora score between 0-3 (29.6%), while 19 in control group (54.3%). 11 of patients had 4-7 score indicating medium level flora instability (31.4%), 10 of control group. (28.6%). Severe floral instability (intestinal flora score of 9-14) was found in 15 patients (42.9%) and only 6 of control group (17.1%). Very severe flora instability was found in 1 patient (2.9%) but none in control group. There was statistical difference between the two groups.CONCLUSION: There was a statistically significant difference between the type 1 diabetes mellitus patients group and the control group in anaerobic putrification flora, candida albicans colonisation and enterobacteriacea colonisation. In this sense, we have showed that the intestinal flora disturbance might have a role in pathophysiology of one of the oldest autoimmune disorders, diabetes mellitus type 1.COMMENT: To our knowledge there is no study explaining the pathophysiology of diabetes mellitus type 1 development centered the role of intestines, yet. In our study showed that besides decrease in beneficial anerobic probiotic bacteria levels, the increase in Candida albicans colonisation leading to disturbance of intestinal flora unity, can be triggering factors in diabetes mellitus type 1 etiology. Although usage of probiotics can be a preventive for type I diabetes mellitus development; large double blind placebo studies are needed for determination, whether probiotic or prebiotic consumption can be used as a prevention method of the disease.