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.^{[1][2][3][4][5]} Bakteriler kalın bağırsaktaki floranın çoğunu, dışkının katı maddesinin de %60'ını oluştururlar.^[5][6] Sindirim kanalında yaşayan tür sayısı tahminen 300 ila 1000 arasında olup, çoğu uzmanın görüşü bunun 500 dolayında olduğudur.^[3][4][7] Ancak bunların %99'u 30-40 türe ait olmaları muhtemeldir.^[1][8] Bağırsak florasını oluşturan canlılar arasında maya türleri de vardır.

Bağırsak florası ile insanlar arasındaki ilişki simbiyotik ve mutualistiktir, her iki tarafa da yarar sağlar.^[3] İnsanlar bağırsak florası olmadan yaşayabilseler de,^[4] bağırsak florasının kullanılmayan maddeleri fermantasyon ile kullanılır maddelere dönüştürmek, bağışıklık sistemini eğitmek ve zararlı organizmaların büyümesini engellemek gibi yararlı işlevleri vardır.^[6] Ancak bazı bağırsak mikroorganizmaları hastalık da yapabilir.

Üst mide ve ince bağırsakta mikroorganizmalar bulunmaz.^[5][6] Kalın bağırsak en çok bakteriyi içerir ve bu bakterilerin etkinlikleri kalın bağırsağı vücutta metabolik olarak en aktif organ yapar.^[7] İnce bağırsaktaki bakteriler başlıca Gram-pozitif, kalın bağırsaktakiler ise başlıca Gram-negatiftir.^[9] Kalın bağırsağın ilk kısmında karbonhidratlar fermente olur,^[6][7][8] sonrasında ise protein ve amino asitler parçalanır. pH, bağışıklık sistemi ve peristalsisin etkisiyle bağırsağın farklı bölgelerinde farklı türler bulunur.^[5][6][7] Çekum ve yükselen kolonda pH düşüktür ve bakteriler hızlı büyür, nötral pH'li alçalan kolonda ise yavaş büyürler.^[6]

Bağırsaklardaki bakterilerin %99'dan fazlası anaerobdur,^{[3][5][6][8][10]} ama çekumda aerobik bakterilerin yoğunluğu yüksektir.^[6]

Bağırsaklardaki tüm türler tanımlı değildir çünkü bazıları kültürlenemez.^{[3][6][8][11]} 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.^{[6][8][8][10]} 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.

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.^[6] Keeley, 2004;^[3]

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.^[3] 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.^[6][7][8]

Bakteriler fermente ettikleri karbonhidratları kısa zincirli yağ asitlerine (KZYA) dönüştürüler. Bunlar konak hücreler tarafından kullanılarak insan ünemli bir enerji kaynağı oluştururlar.^[6][7] Ayrıca bu yağ asitleri bağırsağın su emme kapasitesini artırırlar, bazı zararlı bakterilerin sayısın azaltır ve hem bağırsak hücrelerinin hem de yararlı bakterilerin büyümesini artırılar.^[5] 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.^[5][6]

Bakteriler lipitlerin emilimi ve depolanmasını artırdıklarına dair deliller vardır. Bakteriler ayrıca K2 vitamini üretip bunun vücut tarafından emilimini sağlarlar.^[3] Ayrıca KZYA vücudun kalsiyum, magnezyum ve demir emmesine yardım eder.^[6]

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.^[6]

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.^[12]

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.^[1]

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.^[13]

Bağırsak florasındaki bakterilerin sayı ve türlerini değiştirmek, vücudun karbonhidratları fermente etme ve safrayı metabolize etme yeteneklerini azaltarak ishale yol açabilir.^[8] 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.

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.