Göz Ardı Edilmiş Bir Ekosistem: Mikrobiyom Nedir?

Son zamanlarda sıkça karşımıza çıkan ve kafalarda soru işaretlerine sebebiyet veren konulardan birisi, bağırsakların "ikinci beyin" olarak görülmesidir. Bağırsaktan bahsederken günlük hayatımızda başımıza gelen utanç verici ve komik olaylardan bahsederiz; ancak bağırsakların görevi yalnızca "flatus olayının" ("yellenmenin") gerçekleşmesi veyahut dışkıyı dışarı atmak ile sınırlı değildir.

Bağırsaklar hem vücudumuzda trilyonlarca mikroorganizmayı barındırır hem de kendi kapasitesinin çok altında çalışarak vücutta elzem olayların işleyişinde görev alır. Mikrobiyota, bugün nörobiyologların ve mikrobiyologların ortak olarak çalıştığı henüz çok yeni olan bir bilim dalı haline gelmiştir.

Bağırsak Yapısına Genel Bakış

Bağırsak temelde iki ana başlıkta incelenir: ince bağırsak ve kalın bağırsak.

İnce bağırsak, yetişkinlerde yaklaşık olarak 3-4 metre uzunluğundadır. İnce bağırsak fizyolojik ve anatomik pozisyon farklılıklarından dolayı üç kısma ayrılmaktadır. Mideden kalın bağırsağa doğru bu bölümler sırasıyla duodenum, jejunum ve ileum olarak adlandırılır. İnce bağırsak bu uzun yapısından dolayı evrimsel süreçte gerek makro boyutta gerek mikro boyutta katlanmalar ve bükülmeler yaparak vücut içerisinde yerini korumuştur.

Mikro katlanmalara bakacak olursak ince bağırsaklarımız “villus” adı verilen yapılara sahiptirler ve bu yapılar bağırsağa ulaşan besinden belirli maddelerin seçilip vücuda kazandırılmasında görev almaktadırlar. Villus kelimesinin Türkçe karşılığı “ince kıl” demektir; ancak eğer ince bağırsaktan kesit alınırsa ve mikroskop yardımı ile incelenirse, kıldan ziyade parmak benzeri yapılar gözlenecektir. Bu yapılara ek olarak villusların içerisinde ekstra katlanma yapıları olarak “mikrovillus” yapısı da bulunmaktadır. Bu yapıların en çok göze çarpan özellikleri de bağırsak yüzey hacim oranını matematiksel olarak oldukça artırmalarıdır. Bununla doğru orantılı olarak emilim yüzeyi de artar. İnsanın gastrointestinal sisteminde sindirim ve emilim olaylarının en yoğun ilerlediği organ ince bağırsaktır.

Kalın bağırsak ise ince bağırsak gibi bölümlere ayrılmaz ve aynı şekilde kıvrımlara da sahip değildir bu nedenledir ki kalın bağırsak tek bir parça olarak adlandırılmıştır. Kalın bağırsak yaklaşık olarak 1,5 metre uzunluğa sahiptir; ancak çap olarak ince bağırsaktan daha büyüktür. Buna ek olarak ince bağırsakta sözü geçen villus yapıları kalın bağırsakta bulunmaz. Kalın bağırsak insan mikrobiyotasının çok büyük kısmını oluşturmaktadır.

Ancak mikrobiyotaya ev sahipliği yapmak dışında farklı görevleri de mevcuttur. Emilim işleminin detaylıca kontrolünü sağlar. Eğer ince bağırsakta herhangi bir madde herhangi bir sebepten dolayı emilememişse kalın bağırsakta emilecektir. Kalın bağırsağa ulaşan “besin” hareketi oldukça yavaşlamıştır; bunun sebepleri arasında hem intestinal mikrobiyotaya ait üyelerin beslenmeleri hem de emilimin ince ayar çekilerek devam ettirilmesi için zaman gerekmesidir. Kalın bağırsakta emilim işleminin ilginç ve mantıklı bir noktası da suyun ve elektrolitlerin büyük miktarlarının geri emilip suyun ise bir miktar dışkıda bırakılmasıdır. Bu durum dışkının anüsten çıkışı için avantaj sağlayacak fizyolojik bir olaydır.

Unutulmuş Organ: Apendiks (Apandis)

Halk arasında "apandis" olarak adlandırılan bu organ kalın bağırsağa bağlı kör çıkışlı ve yaklaşık 5-10 santimetre uzunluktadır.

Apendiks, körelmiş bir organdır; dolayısıyla atasal işlevini yitirmiştir. Ancak bir organın körelmiş olması, işlevsiz olması anlamına gelmemektedir. Hatta tamamen işlevsiz organların evrimsel süreçte yok olmasına karşılık, bazı körelmiş organların tamamen yok olmamasının nedeni, bu organların bir miktar işlevinin bulunmasıdır. Bu işlevler sonradan kazanılmış olabileceği gibi, yitirilen işlevlerden arta kalan birtakım işlevler de olabilir. Apandis, bunun güzel örneklerinden birisidir: Apandis, asıl görevi olan ve yakın kuzenlerimizde yaygın olarak kullanılan selüloz sindirme işlevini bizde artık yapamamaktadır; ancak immün sisteme yardımcı bir eleman olma ihtimali üzerinde durulmaktadır. Bu durum, ana işlevini yitirmiş olan apandisin tamamen yok olmasını engellemiş olabilir.

Yapılan çalışmalar ışığında yararlı bakterilerin belirli olumsuz koşullar altında apendiks organında birikim sağladığını göstermektedir. Dahası, optimal şartlar sağlandığında, kolonize olan mikroorganizmaların buradan geri kalın bağırsağa göç ettiği saptanmıştır.

Apendiks de tıpkı bağırsak gibi kötü bir üne sahiptir ve günlük yaşantımızda pek de hoş olmayan durumlar için apendiksten bahsederiz. Apendiks organının iltihaplanması apandisit olarak adlandırılır ve en belirgin semptomlar karnın sağ alt tarafında şiddetli ağrıya bulantı ve halsizlik hissi eşlik eder.

Mikrobiyota Nedir?

Mikrobiyota, insan dahil birçok hayvanın ve daha birçok canlının barındırdığı toplam mikroorganizma popülasyonuna verilen genel isimdir. İnsan mikrobiyotası yaklaşık olarak 2-3 kilo ağırlığındadır. İnsan, yaklaşık olarak 100 trilyon mikrobiyal birey barındırmaktadır. Ayrıca bu mikroorganizmalar insan genomundan neredeyse 150 kat daha fazla gen barındırmaktadır.

Mikrobiyota, her kişiye özeldir ve her ne kadar benzerlik gösterse de, hiçbir zaman birebir aynı değildir. Doğum anından yaşlılığa kadar konakçı ile ayrılmaz bir iletişimi bulunan bağırsak mikrobiyota çeşitliliği yaş, doğum şekli, beslenme alışkanlıkları, antibiyotik kullanımı, çevresel ve kültürel farklılıklara bağlıdır.

Mikrobiyota, mikroorganizmaların popülasyonu yani birey sayısı ve çeşitliliği ile ilgilidir; ancak ekosistem olarak baktığımızda bu “mikrobiyom” olarak adlandırılmaktadır. Mikrobiyom ise, genel olarak mikrobiyal faaliyetler sonucu oluşturulmuş olan metabolitler, genler, enzimler ve bulundukları ortam için kullanılan bütünleyici bir adlandırmadır.

Mikrobiyal ekolojiden bahsediyorsak, bu mikroskobik canlılar hem çevresi yani konakçısı ile hem de etrafındaki diğer mikroorganizmalar ile yakın ilişki içerisindedirler. Mikrobiyomu bir kütüphane ve görevliler olarak mikrobiyotayı da kütüphanede bulunan öğrenciler olarak düşünürsek, herhangi bir öğrencinin yüksek sesle konuşup diğer öğrencilerin performansını düşürmesi olasıdır. Eğer görevliler tarafından bu olaya müdahale edilmez ise kütüphanenin huzuru ve işleyişi bozulacaktır.

Bunu, biyolojik olarak açıklamaya kalkarsak: İntestinal mikrobiyomumuzda yararlı olan bakteriler vardır. Bunlardan en çok bilineni ve çalışılanları arasında Bifidobacterium ve Lactobacillus türleri göze çarpmaktadır. Bunların yanında zararlı ve fırsatçı mikroorganizmaların varlığı da söz konusudur. Bunlara Escherichia coli ve Shigella türü bakteriler örnek verilebilmektedir. Mikrobiyotadaki dengenin bozulup vücuda zarar vermesi olayı “disbiyozis” olarak adlandırılır. Yararlı mikroorganizma miktarı belirli bir sebepten dolayı baskılanmışsa ve patojen mikrop miktarı artmışsa immün sistem devreye girerek inflamasyon olayını gerçekleştirir ve bu sayede zararlı organizmalar bağışıklık sistemi elemanları tarafından bertaraf edilir. Bu süreç boyunca inflamasyon sırasındaki bir aksaklıkta enfeksiyon belirtileri baş gösterebilir ve ilgili semptomlar ciddi hasarlar bırakabilir.

Günümüzde mikrobiyotadaki bazı faaliyetlerin nörodejeneratif ve psikolojik hastalıkları tetiklediği de kaydedilmiştir. Bunlar arasında Alzheimer, Parkinson, Kronik Stres, Depresyon ve Obsesif Kompulsif Bozukluk hastalıkları vardır.

Beyin ve Bağırsak Arasındaki Otoyol

Vagus siniri, kafadaki 10. sinir demetinden dallanarak beyinden bağırsaklara kadar uzanan bir sinir ağı demetidir. Vagus siniri; mikrobiyota, beyin ve bağırsak çemberi için en önemli iletişim yoludur. Bilgi, beyinden bağırsaklara ve sonra mikrobiyal aktiviteler sonucunda tekrar beyine doğru akar. Bu da bağırsaklarımızın "ikinci beyin" olma potansiyelini bize göstermektedir.

Vagotomi olarak adlandırılan vagus sinirinin cerrahi işlemler yardımı ile ekarte edilmesi kişilerde birçok mental bozukluklara sebebiyet verebilmektedir. Buna ek olarak yaygın olarak görülen Parkinson, Alzheimer, İrritabl Bağırsak Sendromu (İBS), Peptik Ülser ve obezite gibi hastalıkların temeli beyin ve bağırsak arasındaki iletişim kopukluğundan kaynaklanıyor olabilmektedir. Günümüzde vagotomi işlemi yapılmamaktadır.

Vajinal Mikrobiyom Mirası

Hepimiz, oturmuş olan mevcut mikrobiyotamızın çok büyük bir kısmını, annemizin vajinal mikrobiyotasından, doğum esnasında alırız.

Yapılmış araştırmalar ışığında sezaryen doğum ve normal doğum ile dünyaya gelen çocukların mikrobiyotalarında büyük farklılıklar oluşmaktadır. Normal doğum koşullarında bebeğin vajinal flora ile teması onun mikroplar ile içli dışlı olduğu ilk zamandır ve bu zaman oldukça kritik bir rol oynamaktadır; çünkü bebeğe temasta bulunan ilk mikrobiyal elemanlar kolonizasyon için nüfuz etmeye başlayacaklardır ve bu da, bebeğin mikrobiyotasının ilk elemanlarını oluşturacaktır. Sezaryen doğumda ise bebek annesinin vajinal mikrobiyomu yerine muhtemelen doğuma yardım eden personellerdeki mikroplarla etkileşime girecektir ve annedeki önemli mikrobiyal elemanlardan belki de mahrum kalacaktır.

Sezaryen doğan bebeklerde normal doğanlara oranla Obezite, Huzursuz Bağırsak Sendromu, Otizm Spektrum Bozukluğu ve Oto immün hastalıkların görülme sıklığı oldukça fazladır. Günümüzde bazı doktorlar anne adaylarına normal doğumu önermektedirler.

Beslenme Faktörü

İnsan vücudunda barınan ve insanın kendine ait hücrelerinden çok daha fazlası olan mikrobiyota da uygulanan diyetlerden payını almaktadır. Vücuda alınan her besin bizlerle beraber yaşayan mikroplarca da tüketilmektedir. Bu demek oluyor ki kişinin yediği her şey mikrobiyotayı da doğrudan etkilemektedir. Bu yüzden vücuda alınan besinler iyi bir şekilde kombine edilmelidir.

Bakteriler de tıpkı bizler gibi beslenirler ve sonucunda metabolit olarak adlandırdığımız ürünler oluştururlar. Bu ürünler diğer mikrobiyal elemanların davranışlarını etkilemektedir. Ayrıca metabolitler vagus sinir kanalı yolu ile beyine iletilirler. Bu metabolitlerden bazıları nöroaktif maddeler olmakla beraber beyin fonksiyonlarını etkileyebilmektedir. Bu maddelerden birisi de gama-aminobutirik asittir. Bu tarz maddelerin beyin fonksiyonlarını etkilemesi de bağırsakların mikrobiyom ile birlikteliğinin aslında medyada duyduğumuz ikinci beyin fenomenine uygun olduğunun bir göstergesidir.

Yapılan araştırmalarca Akdeniz Diyeti ve düşük hayvansal ve trans yağ içeren diğer beslenme tarzları da mikrobiyota ve genel sağlık açısından oldukça yararlıdır.

Sonuç

Kimi zaman "gözden ırak olan, gönülden de ırak olur". Bu durumun en net görüldüğü biyolojik unsur, vücudumuzdaki mikrobiyotadır. Bağırsaklarımız hem "gözden ırak" olduğu, hem de genellikle "pis ve iğrenç" olarak görüldüğü için, çoğu zaman ikinci plana atılır ve görmezden gelinir.

Halbuki bu yazımız boyunca söz ettiğimiz bilgiler ışığında, bağırsaklarımızdaki bakterilerin mutlu ve sağlıklı olduğundan emin olmanın önemi anlaşılmaktadır. Vücudumuzun içindeki bu yaşam alanı, ne kadar iyi beslenirse ve sağlıklı tutulursa, hem sindirim işlemlerimiz, hem zihin sağlığımız, hem de genel vücut sağlığımız o kadar güçlü ve iyi olacaktır.