BAĞIRSAK MİKROBİYOTASI VE İMMUN SİSTEM

Bağırsaklar, vücudun temel bariyer sistemlerinden biridir. Bağırsak epiteli, mukozası ve mikrobiyota, fiziksel, kimyasal, immünolojik ve mikrobiyolojik olmak üzere 4 fonksiyonel bileşenden oluşan kompleks bir yapıdır. Burada mikrobiyotanın zenginliği ve çeşitliliği, immünolojik ve gastrointestinal fonksiyonlar için olduğu kadar patojenleri önlemek için de çok önemlidir. Bu nedenle bağırsak mikrobiyotası immun sistemin bir organı olarak düşünülebilir. Son yıllarda bağırsak mikrobiyotasının zenginliği, konakçı bağışıklık sistemi ile yakın ilişkisi ve dengeli bir ekosistemin gerekliliği gibi konular çok sayıda çalışmanın ilgi odağı olmuştur.

Bağırsak mikrobiyotasının sindirim sisteminde koruyucu, metabolik, trofik ve immünolojik fonksiyonları vardır. Sindirim sisteminde; sindirim enzimleri, müsin yapımı, peristaltik hareketler, sıkı bağlantılı epitelyal bariyerin yanında mikrobiyota da mukozal bağışıklığı sağlayan sistemin önemli bir parçasıdır. Bağışıklık sistemimiz gelişirken sadece patojenlere karşı savunma oluşturmak için değil, aynı zamanda  mikrobiyotaya karşı da tolerans geliştirebilmek için bağırsak florası ile birlikte gelişmiştir.  Bağışıklık sistemi ve bağırsak mikrobiyotası arasında birbirini düzenleyen ve destekleyen, işbirliği yapan karşılıklı bir ilişki vardır. Doğuma kadar steril olan insan bedeni doğum kanalından geçerken bakterilerle kolonize olmaya başlar ve mikrobiyotanın yerleşimi yaşamın ilk günlerinden itibaren gerçekleşir. Yaşam ilerledikçe, mikrobiyota bağışıklık sisteminin gelişimini ve bağışıklık sistemi de mikrobiyotanın kompozisyonunu şekillendirir. Bu iki sistem arasındaki iletişim ve karşılıklı düzenleme yaşam boyunca korunur, dolayısıyla mikrobiyota ile bağışıklık sistemi arasında güçlü bir bağ vardır. Vücudun bağışıklık sistemi hücrelerinin % 70-80'inin bağırsakta bulunduğu düşünülürse bu iki sistem arasındaki etkileşimin önemi bir kez daha anlaşılacaktır. Bağırsak mikrobiyotasının özellikleri ve çeşitliliği diyet, gıda takviyeleri, ilaçlar, hormonal değişiklikler, cinsiyet, yaş gibi pek çok faktörden etkilenmektedir. Fizyolojik koşullarda, mikrobiyota ve patojenler arasında mükemmel bir denge vardır ve bu denge bağırsak homeostazını korur. Herhangi bir dengesizlik “bağırsak disbiyozu” olarak bilinen patolojik duruma neden olur. Hormonal sistem özellikle cinsiyet hormonları bu homeostazın korunmasında önemli roller oynar.  İki yönlü olan bu etkileşimde bir yandan bağırsak mikrobiyotası inflamasyona yol açan hormonal değişiklikleri indüklerken diğer yandan hormon seviyeleri mikrobiyota kompozisyonunu şekillendirir. Kadın ve erkek mikrobiyota yapısındaki değişikliklerin de buna bağlı olduğu düşünülmektedir. Bağırsak mikrobiyota bileşimindeki değişiklikler hem insan hormonal eksenini etkiler hem de immunmodülasyonunda rol oynar. Yine erişkin dönemindeki mikrobiyota stabil ve dengeli bir yapıdayken yaşlanma ile birlikte disbiyozis olmaktadır. Obezite, metabolik sendrom, diyabet gibi hastalıkların etiyopatogenezinde önemli bir risk faktörü olan yüksek yağlı diyetin disbiyozise yol açtığı bilinmektedir.

Bağırsak mikrobiyotası, doğumdan hemen sonra ve tüm yaşam boyunca doğal ve kazanılmış bağışıklık sistemi bileşenlerinin gelişimini indükler. Bu muhteşem mikrobiyota ordusu adeta bir antimikrobiyal bariyerdir; patojenlerin hücrelere tutunmasını ve kolonizasyonunu engeller ve ürettiği bakteriyosinler ve diğer toksik metabolitler ile patojenleri yok eder. Gastrointestinal sistem mikrobiyotasının nötrofil göçünü ve fonksiyonunu modüle ettiği, T hücrelerin farklılaşmasını etkilediği, solübl IgA üretimini regüle ettiği gösterilmiştir. Bağırsak mikrobiyotası bir yandan da sentez ve degradasyon yaparak metabolizmaya katkıda bulunmaktadır. Bir grup mikrobiyota (Escherichia coli ve Bacteroides fragilis), B1, B2, B5, B6, B12, K, folik asit ve biyotin gibi vitaminlerin sentezinde yer alır. Ayrıca, B. fragilis ve Fusobacterium spp. gibi mikroorganizmalar ksenobiyotikleri, sterolleri parçalar ve safra asitlerinin dekonjugasyonunu sağlarlar.

Son zamanlarda yapılan çalışmalarda, bağırsak mikrobiyotası bozukluklarının sistemik hastalıkların patogenezinde rol oynadığı, bakteriyel ya da viral hastalıklara karşı bağışıklık yanıtını etkileyebileceği gösterilmiştir. Bağırsak florasında özellikle Bacteroidetes/Firmicutes oranı düşüklüğü disbiyozis işaretidir. Konak bağışıklığının düzenlenmesi için bağırsak mikrobiyotasının dengeli olması gerekmektedir. Hayvan çalışmalarında herhangi bir bağırsak hastalığı semptomu olmadan düşük Bacteroidetes/Firmicutes oranı yani disbiyozis olan durumlarda koronavirüs (CoV) pozitifliği gösterilmiştir. Herhangi bir bağırsak hastalığı olmadan yalnızca disbiyozis varlığında koronavirüs pozitifliği dengeli mikrobiyotanın virüs ile mücadelede ne kadar önemli olduğunu göstermektedir.