Bağırsak Mikrobiyotası, İmmün Sistem ve İmmunopatoloji Arasındaki İlişki

Bağırsak mikrobiyatası birçok bakteriyel türün mikrobiyal kommünite içerisinde insan vücudunda bulunduğu ve bu komünitede mantar, arke ve protozoanların mikrobiyel hücre topluluğu oluşturduğu bir sistemdir. Gastrointestinal sistemde yaşayan bu mikroorganizmalar doğumla birlikte başlayan ve insan oral mikrobiyatası ile aynı profili gösteren yapı taşımaktadır.

İnsan sütü gastrointestinal sistemde mikrobiyota ve bağışıklık sistemi gelişiminde rol oynar. Beslenme bileşenlerine ek olarak, bu doğal fonksiyonel gıda, yeni-doğan bağırsağının olgunlaşmasını ve mikrobiyal topluluğun bileşimini kontrol eden çok sayıda biyoaktif madde ve immünolojik bileşenler içerir. Birçok araştırmada, emzirmenin bebeklerde, lizozim, sIgA, alfa-laktalbümin, laktoferrin, ve aynı zamanda serbest oligosakaritler, kompleks lipitler ve diğer glikokonjugatlar dahil olmak üzere karmaşık bir molekül karışımı ile sağlanan bebeklerde koruyucu bir rolü olduğunu ortaya koydu. Laktoferrin, emzirilen bebeklerde gastrointestinal ve solunum yolu enfeksiyonlarının neden olduğu bebek ölüm oranının azaldığını açıklayan güçlü bir antimikrobiyal ajandır. Ayrıca, anne sütü Bifidobacterium spp. bakterisinin çoğalmasını uyaran ~ 109 bakteri hücresi / L ve prebiyotik oligosakaritler (fruktanlar) içerir. Aynı zamanda Lactobacillus spp. bakteri türü için süt sütü takibinde enterokok ve enterobakterilerin çoğalmasını uyarır. Bebek büyüdükçe katı yiyecekler verilir, bu nedenle mikrobiyota çeşitliliği artar ve mikrobiyota topluluğu yetişkin benzeri duruma doğru evrilir. Bununla birlikte, Bacterositler, Prevotella ve Ruminococcus cinsleri tarafından temsil edilen bazı baskın enterotiplerin tanınmasına rağmen, yetişkin mikrobiyosunun son bileşimi benzersizdir ve bu özelliği yönlendiren faktörler hala tartışma konusudur.

Çok aktif olan mikrobiyal topluluğun, ev sahibi ile karşılıklı olarak etkileşime girdiği ve ev sahibi organizmanın toleransını açıklayan birçok yararlı rol oynadığı gösterilmiştir. Gastrointestinal sistemlerde mikrobiyota, enerji hasadı ve depolanmasında rol oynar ve belirli metabolik yolları ve enzimleri nedeniyle, konakçı metabolizmasının potansiyelini arttırır. Bu özelliğin, insan simbiyontu olarak bakteri oluşumuna karşı güçlü bir evrimsel baskı gösterdiğine inanılmaktadır.

GASTROİNTESTİNAL SİSTEM MİKROBİYOTASI VE BAĞIŞIKLIK SİSTEMİ GELİŞİMİ

Gastrointestinal sistem mikrobiyotasının, nötrofil göçünü ve fonksiyonunu modüle ettiği ve T hücre popülasyonlarının farklı yardımcı hücrelere (Th) farklılaşmasını etkilediği, sırasıyla: Th1, Th2 ve Th17 veya düzenleyici T hücrelerine (Treg’ler) gösterilmiştir. Th17 hücreleri, immün homeostaz ve inflamasyon üzerinde önemli bir etkiye sahip olan birçok sitokin (IL-22, IL-17A ve IL-17F) salgılayan T CD4 + hücrelerinin bir alt kümesidir. Farklılaşma sonrası stabil salgı profiline sahip Thl ve Th2 hücrelerinin aksine, Th17 hücreleri farklı sitokin ekspresyon profillerini ve fonksiyonlarını korur. Kommensal bakteri B fragilis’ten saflaştırılmış kapsüler polisakaritin uygulanmasının, IL-17 üretimini bastırdığı ve kolonik mukozayı IL-10 üretmek üzere T CD4 + lenfositleri uyaran bakteriyel antijenlerin başlattığı enflamatuar reaksiyonlara karşı koruduğu gösterilmiştir. Diğer tarafta, kolonik ortam, de novo farklılaşmasını ve periferik olarak türetilmiş düzenleyici T hücrelerinin saf CD4 + T hücrelerinden genişlemesini de uyarır. Treg’ler, uygun olmayan bir şekilde yüksek enflamatuvar yanıtı sınırlayan, işlevsizlikleri otoimmün hastalıklara yol açan, bağışıklık toleransın kilit aracılarıdır.

“Son keşfedilmemiş insan organı” olarak adlandırılan bağırsak ya da gastrointestinal mikrobiyomunun bağışıklık sistemi gelişimi ve farklılaşması üzerinde etkisi var. Ek olarak, mikrobiyom bulaşıcı hastalıkların başlatılmasında ve ilerlemesinde büyük rol oynamaktadır.

1- Patojenlerin mukozal giriş bölgelerinin kolonizasyonu yoluyla, mikrobiyota doğrudan yabancı mikropların istilasını önleyebilir

2- Bağırsak mikrobiyotası bağışıklık sisteminin normal gelişimini ve bağışıklık hücrelerinin olgunlaşmasını uyaracak sinyaller sağlar. Örneğin, mikrobiyota, rotavirüslerin etkisizleştirilmesinde rol alan salgı IgA yanıtını uyarır, Clostridium difficile kolonizasyonu ile rekabet eder ve kolera toksini nötralize eder.

3- Mikrobiyota tarafından salınan sinyal molekülleri aktif olarak hematopoezi düzenleyerek ve bunun sonucu olarak enfeksiyona yanıtı kuvvetlendirerek konakçı sistemik immün tepkisini aktif olarak şekillendirir.

Quroum Sensing ve Mikrop-Mikrop İnteraksiyonları

Tüm bakteriler, bakteri hücrelerinin çevreyi algılamasına, popülasyon yoğunluğunu artırmasına ve gen ifadelerini değiştirerek buna göre ayarlamasına izin veren molekülleri işaretleyerek birbirleriyle iletişim kurabilirler. Bu tür bir iletişim yoluyla, bakteriler, yüzlerce birlikte var olan türün (örneğin, ağız boşluğu, bağırsak) bulunduğu, yüksek rekabet ortamlarında yayılması ve hayatta kalması için çok önemli bir avantaj kazanır. İlgili üyelere bağlı olarak, hücreler arası iletişim, çekirdek algılama (QS) mekanizmasına dayalı olarak iki kategoriye ayrılır. QS, çevresel değişikliklere bir cevap olarak hücresel fenotip / davranış düzenlemesinden sorumlu olan yoğunluğa bağlı bir moleküler dildir. İlk tip, spesifik QS molekülleri ve ikinci mekanizma olsa da, hücre içi hücre arası iletişimdir ve ikinci mekanizma, bakteri ve ökaryotik / konak hücreler arasında özel sinyalleşme sağlayan evrensel bir kimyasal “dil” e dayanan özel iletişimden oluşur. QS, genellikle oto indüktörler (AI’ler) adı verilen hormona benzeyen organik moleküller olarak kabul edilen küçük moleküller tarafından yönetilir. AI’ler, Gram-negatif bakterilerde açil homoserin-laktonlar (Acyl-HSL) adı verilen ve Gram-pozitif bakterilerde difüze olmayan peptidik moleküller (AIP) olarak adlandırılan difüze edilebilir moleküller ile temsil edilir. Şimdiye kadar 55 patojende hem gram pozitif hem de gram negatif bakteriler için ortak AI içeren evrensel bir işaretler arası sinyal (“çapraz konuşma”) tanımlanmıştır. Bu bileşikler mikrobiyal hücresel yoğunluğa bağlıdır ve özellikle bağırsak ve ağız boşluğu gibi yüksek oranda kolonize olmuş bölgelerde, çeşitli nişlerde olağanüstü bir rol oynamaktadır.

Bazı bağırsak memeli hormonları, bakteriyel sinyal moleküllerinin etkisini taklit eder, böylece bakteri ve konakçı arasındaki çift yönlü iletişimin karmaşıklık seviyesini arttırır. Bu bağlamda, birçok mikroorganizma ve konakçı arasındaki moleküler bilgi alışverişinin belirli bir alanı, gastrointestinal mikrobiyotunun, merkezi sinir sistemi ile çift yönlü bir iletişimi üreterek ve algılayarak düzenleyebilme kabiliyeti ile tanımlanan mikrobiyal endokrinoloji ile temsil edilmektedir. Bağırsak mikrobiyotası, anksiyete ve depresyon gibi birçok psikiyatrik hastalıkta rol oynayan, bağırsak dışına yayılabilecek hormonal aktivitelerle nörokimyasallar üretebilir. Bu yüzden quroum sensing hastalık patolojisinde rol oynayan önemli bir süreçtir.

Mikrobiyata ve Romatoid Artrit Arasındaki İlişki

Kommensal bakterilere karşı aşırı bağışıklık tepkileri, ülseratif kolit ve Crohn hastalığı gibi enflamatuvar hastalıkların gelişimini destekleyebilir, Böylece oksidatif stres, mikrobiyal algılama ve antijen işleme gibi bağışıklık sistemi-mikrobiyota karışma farklı yönlerini incelemek için deneysel modeller sunar. Crohn hastalığı patogenezi, bağırsak mukozasına bakteriyel yapışmanın ve monositler / makrofajlar tarafından TNF-a’nın üretilmesinin aracılık ettiği enflamatuar bir yanıtın oluşumuna yol açan mukozal epitel hücrelerine yayılmasını içerir. Bu kronik bağırsak iltihabı, enflamatuvar bağırsak hastalarında dışkı butirik ve propiyonik asit düzeylerinde önemli bir düşüşün eşlik ettiği aerobik bakterilerde bir artışla birlikte bağırsak mikrobiyomu bileşiminde değişikliklere yol açan bağırsak bakterilerine karşı epitel hücre toleransını etkiler. Bununla birlikte, genel olarak kabul edilen LPS’in bir enflamatuvar etkiyi tetiklemesine dahil olmasına rağmen, kolon mukusu tabakasını çevreleyen mukozaya yapışan ana türler Bifidobacterium spp. ve Clostridium coccoides, enflamatuvar bapırsak hastalıklarının bir mikrobiyal tür tarafından değil, dengesiz bir mikrobiyota tarafından tetiklendiğini düşündürmektedir. Hidrojen peroksit üreten kolonik bakterilerin aynı zamanda genç erişkinlerde enflamatuvar bağırsak hastaıklarına neden olan ajanlar olduğu öne sürülmüştür. Yine benzer şekilde, insanlarda, Faecalibacterium prausnitzii, dışkı kütlesinde bulunan en bol kolonik bakterilerden biridir, ancak aynı zamanda sağlıklı bireylerin toplam dışkı mikrobiyosununun yüzde 5 ile 20’sini temsil eden bitişik mukozada da bulunur. Düşük Faecalibacterium prausnitzii sayıları, Crohn hastalığı dahil olmak üzere çeşitli patolojik bozukluklarla ilişkilendirilmiştir.

BAĞIRSAK MİKROBİYOTASI NEDEN ÖNEMLİDİR?

Bağırsak mikrobiyomu daha önce de anlattığımız üzere birçok mikrobiyal türün etkileşimi sonucu bakteri türleri tarafından dışarı sanılan moleküllerin çeşitli enflamatuvar yanıtları tetikleyerek hastalıkların patolojisine sebep olmasıdır. Dolayısıyla İYİ BİR MİKROBİYATA sağlıklı bir YAŞAM demektir.

Kaynaklar

Lazar, V., Ditu, L., Pircalabioru, G., Gheorghe, I., Curutiu, C., Holban, A. M., & Chifiriuc, C. M. (2018). Aspects of gut microbiota and immune system interactions in infectious diseases, immunopathology and cancer. Frontiers in immunology9, 1830.

Caglar Cil hakkında
Türkiye'nin kendimce en güzel şehirlerinden birinde, Denizli'de, dünyaya geldim. Liseyi Denizli Anadolu Lisesi'nde okudum. İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü (İYTE) Moleküler Biyoloji ve Genetik mezunuyum. Şu an yine aynı üniversitede yüksek lisans yapmaktayım. Lisans hayatım boyunca Lodz Üniversitesi, Göteborg Üniversitesi ve Toronto Üniversitesi'nde araştırmalara katıldım. Bu çalışmalar sonucunda Cardiovascular Research ve Journal of Dental Research'te yayınlanan çalışmalarımız var. Öykü yazmayı seviyorum. Öykü Fanzin'de yayınlanan öyküm ve İYTE'de almış olduğum bir "birincilik" bir de "ikincilik" ödülüm var. Almanca öğreniyorum, İngilizce konuşabiliyorum, az çok keman çalabiliyorum. Amacım Türkiye okuyucusuna bilimi sevdirmek, zaman buldukça eğlencesine bilimsel haberleri paylaşmak.

İlk yorum yapan olun

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*