Bağırsak florası

Bağırsak florası sindirim sisteminde yaşayıp konak organizmanın sindirimiyle ilgili çeşitli yararlı işlevler gören mikroorganizmalardır.

Ortalama bir insan vücudunda 1013 hücre varken sindirim sisteminin içindeki mikroorganizma sayısı bunun on katı kadardır.Björkstén B, Sepp E, Julge K, Voor T, and Mikelsaar M. 2001.Allergy development and the intestinal microflora during the first year of life.  Journal of Allergy and Clinical Immunology, Volume 108, Issue 4, Pages 516-520.Guarner F and Malagelada JR. 2003a. Role of bacteria in experimental colitis. Best Practice & Research Clinical Gastroenterology, Volume 17, Issue 5, October 2003, Pages 793-804.Sears CL. 2005. A dynamic partnership: Celebrating our gut flora. Anaerobe, Volume 11, Issue 5, Pages 247-251.Steinhoff U. 2005. Who controls the crowd? New findings and old questions about the intestinal microflora. Immunology Letters, Volume 99, Issue 1, 15 June, Pages 12-16.University of Glasgow. 2005. The normal gut flora.  Bakteriler kalın bağırsaktaki floranın çoğunu, dışkının katı maddesinin de %60'ını oluştururlar.Guarner F and Malagelada JR. 2003b. Gut flora in health and disease.  The Lancet, Volume 361, Issue 9356, 8 February 2003, Pages 512-519. Sindirim kanalında yaşayan tür sayısı tahminen 300 ila 1000 arasında olup, çoğu uzmanın görüşü bunun 500 dolayında olduğudur.Gibson RG. 2004. Fibre and effects on probiotics (the prebiotic concept). Clinical Nutrition Supplements, Volume 1, Issue 2, Pages 25-31. Ancak bunların %99'u 30-40 türe ait olmaları muhtemeldir.Beaugerie L and Petit JC. 2004. Antibiotic-associated diarrhoea. Best Practice & Research Clinical Gastroenterology, Volume 18, Issue 2, Pages 337-352. Bağırsak florasını oluşturan canlılar arasında maya türleri de vardır.

Bağırsak florası ile insanlar arasındaki ilişki simbiyotik ve mutualistiktir, her iki tarafa da yarar sağlar. İnsanlar bağırsak florası olmadan yaşayabilseler de, bağırsak florasının kullanılmayan maddeleri fermantasyon ile kullanılır maddelere dönüştürmek, bağışıklık sistemini eğitmek ve zararlı organizmaların büyümesini engellemek gibi yararlı işlevleri vardır. Ancak bazı bağırsak mikroorganizmaları hastalık da yapabilir.

 Konumları 
Üst mide ve ince bağırsakta mikroorganizmalar bulunmaz. Kalın bağırsak en çok bakteriyi içerir ve bu bakterilerin etkinlikleri kalın bağırsağı vücutta metabolik olarak en aktif organ yapar. İnce bağırsaktaki bakteriler başlıca Gram-pozitif, kalın bağırsaktakiler ise başlıca Gram-negatiftir.Riordan SM, McIver CJ, Wakefield D, Duncombe VM, Thomas MC, and Bolin TD. 2001. Small intestinal mucosal immunity and morphometry in luminal overgrowth of indigenous gut flora. The American Journal of Gastroenterology, Volume 96, Issue 2, Pages 494-500. Kalın bağırsağın ilk kısmında karbonhidratlar fermente olur, sonrasında ise protein ve amino asitler parçalanır. pH, bağışıklık sistemi ve peristalsisin etkisiyle bağırsağın farklı bölgelerinde farklı türler bulunur. Çekum ve yükselen kolonda pH düşüktür ve bakteriler hızlı büyür, nötral pH'li alçalan kolonda ise yavaş büyürler.

Bağırsaklardaki bakterilerin %99'dan fazlası anaerobdur,Vedantam G and Hecht DW. 2003. Antibiotics and anaerobes of gut origin. Current Opinion in Microbiology, Volume 6, Issue 5, Pages 457-461. ama çekumda aerobik bakterilerin yoğunluğu yüksektir.

 Tipler 
Bağırsaklardaki tüm türler tanımlı değildir çünkü bazıları kültürlenemez.(Nordgård et al., 2005) Kişiden kişiye türlerin sayıları çok fark etse de belli bir kişi için zaman içinde oldukça sabit kalır.

Çoğu bakteri Bacteroides, Clostridium, Fusobacterium, Eubacterium, Ruminococcus, Peptococcus, Peptostreptococcus ve Bifidobacterium cinslerine aittir. Escherichia ve Lactobacillus gibi aeroblar daha az miktarda bulunurlar. Bacteroides cinsine ait türler bağırsaklardaki bakterilerin %30'unun oluşturular.

Bağırsak florasında bulunan maya cinsleri arasında Candida ve Saccharomyces bulunur.

 Rolleri 
Bağırsak bakterileri insanlar için yararlı olan çeşitli işlevleri vardır. Bunlar arasında sindirilemeyen gıdaların parçalanıp emilmelerine yardımcı olmak, hücre büyümesini teşvik etmek, zararlı bakterilerin çoğalmasını baskılamak, bağışıklık sisteminin yalnızca patojenlere cevap vermesini sağlamak ve bazı hastalıklara karşı korumak sayılabilir. Keeley, 2004;

 Karbonhidrat fermantasyonu ve emilimi 
Bağırsak florası olmazsa insan vücudu yediği karbonhidratların bir kısmını sindirip kullanamaz, çünkü polisakkaritlerin sindirimi için gerekli enzimler ancak bazı bağırsak bakterilerinde bulunmaktadır. Steril bir ortamda büyüyen ve bağırsak florası olmayan kemirgenler, normal hayvanlara kıyasla aynı kiloda kalabilmek için %30 daha fazla yemek zorunda oldukları gösterilmiştir. Bakterilerin yardımı olmadan tamamen sindirilemeyen bileşikler arasında bazı karbondidrat (nişasta gibi), oligosakkarit ve şeker (laktoz gibi) ve alkoller, bağırsak mukozası ve dökülen bağırsak epitel hücrelerinin proteinleri bulunur.

Bakteriler fermente ettikleri karbonhidratları kısa zincirli yağ asitlerine (KZYA) dönüştürüler. Bunlar konak hücreler tarafından kullanılarak insan ünemli bir enerji kaynağı oluştururlar. Ayrıca bu yağ asitleri bağırsağın su emme kapasitesini artırırlar, bazı zararlı bakterilerin sayısın azaltır ve hem bağırsak hücrelerinin hem de yararlı bakterilerin büyümesini artırılar. KZYA arasında asetik asit, propionik asit ve butirik asit bulunur. Fermantasyon sonucu laktik asit gibi organik asitler ve gazlar da oluşur. Bu organik asitler vücut tarafından kullanılıp enerji üretiminde kullanılırlar.

Başka bir tip fermantasyon proteolitik fermantasyon olup, enzimler, ölü konak ve bakteri hücreleri ve gıdada bulunan kollajen ve elastin gibi sindirilememiş proteinler'n yikimini sağlar. Bu fermantasyon sonucunda da KZYA, ayrıca karsinojenler oluşur.

Bakteriler lipitlerin emilimi ve depolanmasını artırdıklarına dair deliller vardır. Bakteriler ayrıca K2 vitamini üretip bunun vücut tarafından emilimini sağlarlar. Ayrıca KZYA vücudun kalsiyum, magnezyum ve demir emmesine yardım eder.

 Bağırsak dokusuna etkileri 
KZYA'nın bir diğer yararı, bağırsak epitel hücrelerinin büyümesini artırmaları, onların çoğalma ve gelişimineni kontrol etmeleridir. Bunun yanı sıra, bağırsak yakınındaki lenf dokularının büyümesini sağlarlar.

 Bağışıklık 
Bağırsak bakterileri konağın bağırsak ve sistemik bağışıklık sistemine sürekli etki ederler. Bağırsak mukozasındaki bağışıklık sisteminin hem erken gelişiminde hem de hayat boyunca işleyişinde bakterilerin anahtar bir rolü vardır. Bağırsak mukozası yakınında yer alan lenf dokularını stimüle ederek patojenlere karşı antikor üretmelerini sağlarlar. Bağışıklık sistemi yararlı bakterilere dokunmayıp zararlılara karşı mücadele verir.

Bir bebek doğar doğmaz sindirim sistemine bakteriler yerleşir. İlk yerleşen bakteriler bağışıklık tepkisine etki edip kendilerinin konağa ait olarak tanımlanmalarını sağlarlar. Dolayısıyla ilk bakteriler kişinin florasının içeriğini hayatı boyunca belirlerler. Ancak, bebek sütten kesilince bağırsaklardaki bakteri karışımı çoğunlukla seçmeli (fakültatif) aeroblardan çoğunlukla zorunlu anaeroblara değişir.

Bağırsak florasının bazı üyeleri, örneğin bazı Bacteroides türleri, yüzey antigenlerini değiştirerek kendilerini konak hücrelerine benzetirler, böylece bağışıklık tepkisinden kurtulurlar. Bazı zararlı bakteriler de bu stratejiyi kullanırlar.

Bakteriler oral tolerans adı verilen, ağızdan alınan (veya sindirim sisteminde bulunan bir bakterinin ürettiği) bir antijene daha az duyarlı olmaya neden olan, bir olguya etki ederler.Jewell AP. 2005. Is the liver an important site for the development of immune tolerance to tumours? Medical Hypotheses, Volume 64, Issue 4, Pages 751-754.

 Alerjilere engel olma 
Bakterilerin alerjilere, yani bağışıklık sisteminin zararsız antijenlere karşı aşırı tepki göstermesine, engel olduğu da gösterilmiştir. Bebek ve küçük çocukların floralarının incelenmesinde görülmüştür ki alerjisi olanlar veya daha sonra alerji geliştirenlerin bağırsak florasında C. difficile ve S. aureus gibi zararlı türlerin olma olasılığı daha yüksek, Bacteroides and Bifidobacteria sayıları ise daha düşüktür. Bu gözlemin bir açıklaması bakterilerin bebeklikte bağışıklık sistemini eğittiklerinden dolayı, eğer bu bakteriler zamanında eksikse bunun sonucu az eğitilmiş bir bağışıklık sisteminin antijenlere aşırı tepki gösterebileceğidir. Ancak flora farkını alerjilerin bir nedeni değil bir sonucu da olabilir.

 Antibiyotiklerin etkisi 
Geniş spektrumlu antiyotik kullanımı ile bakterilerin sayısının azaltılması, konağın sağlığına ve onun gıdaları sindirme yeteneğine etki etmektedir. Antibiyotikler, bakteriyel hastalıkları iyileştirmek amacıyla alınınca veya, farkında olmadan, antibiyotikle beslenmiş hayvanların etini yeyince, bağırsak florasına zarar veririrler. Bağırsakları tahriş ederek, bağırsak florasına etki ederek veya patojen bakterilerin çoğalmasına fırsat vererek ishale yol açabilirler. Antibiyotiklerin bir diğer olumsuz etkisi, antibiyotiğe dirençli bakterilerin sayılarının artmasına neden olmalarıdır.Carman RJ, Simon MA, Fernández H, Miller MA, and Bartholomew MJ. 2004. Ciprofloxacin at low levels disrupts colonization resistance of human fecal microflora growing in chemostats. Regulatory Toxicology and Pharmacology, Volume 40, Issue 3, December, Pages 319-326.

Bağırsak florasındaki bakterilerin sayı ve türlerini değiştirmek, vücudun karbonhidratları fermente etme ve safrayı metabolize etme yeteneklerini azaltarak ishale yol açabilir. Yerli bakterilerin azalmasının bir diğer etkisisi zararlı bakterilerin çoğalmasına neden olmaktır.

Antibiyotik kullanımı dışında nedenler de bağırsak florasının değişmesine neden olabilir. Bunlar arasında bağırsak iskemisi, yemek yememek ve bağışıklık yetersizliği sayılabilir.

 Probiyotikler 
Bağırsak florasının yokluğunun olumsuz etkilerine karşın besin yoluyla yararlı bakterilerin (probiyotik katkıların) alınması bağırsaktaki normal dengeyi düzeltip sağlığın düzelmesinde rol oynayabilmektedir. Ayrıca, prebiyotik olarak adlandırılan, bakteri içermeyen ama yararlı bakterilerin çoğalmasına yardımcı olan beslenme katkı maddelerinin de faydalı olduğu iddia edilmektedir.

 Kaynakça