Güncel Gastroenteroloji
yüzyıl sonlarından itibaren her on yılda alerjik has-talıkların insidansı, özellikle 1960 ve 1970’li yıllarda
iki katına çıkmıütır. Modern yaüam ve
epidemiyo-lojik iliüki, hijyenin, T helper 1 (Th1) cevabını uyan-dıran patojenlerle olan baùlantıyı sınırlamıü oldu-ùunu düüündürmektedir. Böylece, alerjik hastalık-ların özelliùi olan Th 2 (T helper 2) aktivitesinde
Gastrointestinal
Sistemle Dost
Mikroorganizmalar ve
Probiyotikler
Tümer VURAL1, Ebru ÇELEN2
Akdeniz Üniversitesi T›p Fakültesi, Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Anabilim Dal›1, Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Bölümü2, Antalya
Güncel Gastroenteroloji
ú
nsan vücudunun yaklaüık 2 m2’si deri ile 300m2’si mukozal yüzey ile kaplıdır. Deri ve
muko-zal yüzeylerde yaüayan bakteri sayısı insanın
kendi hücrelerinden daha fazladır (1). Sonuç
ola-rak, bizler yaklaüık 1014
mikroorganizma ve 1013
memeli hücrelerinden oluüan kompleks bir yapı oluüturmaktayız (2) (ûekil 1).
Tüm canlılarda olduùu gibi insanın
evrimleümesin-de evrimleümesin-de mikroorganizmalar bu sürece eülik etmiütir.
únsanın çevresine uyum saùlamasında ve yaüam-da kalmasınyaüam-da, insanın kendi hücreleriyle mikro-organizmalar arasında kurulan iliükiler insanı mik-roorganizmalara baùımlı hale getirmiütir. Birbiriyle
uyum saùlamıü mikroorganizma ve memeli
hücre-lerinin iliükisini bozan faktörler doùrudan konak canlının yaüamını tehdit eder (2).
Modern yaüamla birlikte insanın deùiüen çevresi,
insan vücudundaki mikroorganizmaların ortamını
da deùiütirmiütir. Mikroorganizma ve memeli
hüc-releri arasında zayıflayan iliüki, insan populasyon-larında geçmiüte az rastlanan hastalıkların artma-sına neden olmuütur. Geliümiü ülkelerde alerjik re-aksiyonların artması ile insanın doùal florası ara-sında baùlantı kurularak ‘hijyen hipotezi’ ileri sürül-müütür (4, 5). Hijyen hipotezine alerjik (6) ve multip-le skmultip-leroz (7) gibi hastalıklarla ilgili son raporlar
de-lil oluüturmaktadır. Amerika ve Avrupa’da 19. ûekil . únsan gastrointestinal sistemindeki mikroorganiz-malar (3)
Özofagus Besinlerle gelen mikroorganizmalar Mide 104CFU/g Candida albicans Helicobacter pylori Lactobacillus Streptococcus Duedonum 103-104CFU/g Bacteroides Candida albicans Lactobacillus Streptococcus Kolon 1010-1011CFU/g Bacteroides Bacillus Bifidobacterium Clostridium Enterococcus Eubacterium Fusobacterium Peptostreptococcus Ruminococcus Streptococcus Jejenum 105-107CFU/g Bacteroides Candida albicans Lactobacillus Streptococcus úleum 107-108CFU/g Bacteroides Clostridium Enterobacteriaceae Enterococcus Lactobacillus Veillonella
artıü bu eksiùi telafi etmekle sonuçlanmıütır. Th 2 ile iliükili alerjik durumu kontrol etmek için Th 1 indük-leyen enfeksiyonların gerekliliùi çok az insan tara-fından bilinmektedir. Örneùin Crohn tip I diyabet, multiple skleroz gibi bazı Th 1 iliükili hastalıklarda
artıü gözlenmesi bu sonuçlara baùlanmaktadır.
Çocukluk dönemi virüsleri gibi patojenler ve solu-numsal enfeksiyonlar alerjik hastalıkların
insidan-sında bir azalmadan daha çok bir artıüa neden
olur. Enfeksiyonların zararlı etkisi olmasına karüın, çiftlik yaüamı gibi doùal koüulların koruyucu etkisi olduùu düüünülmektedir (8).
Enfeksiyonların faydasının, memeli geliüimi
süre-since var olan laktobasil, saprofittik mikobakteri,
helminit gibi kısmen zararsız mikroorganizmalarla
iliükili olduùu ileri sürülmektedir (2, 8). Bu, aynı za-manda ‘eski dost’ hipotezi olarak da adlandırıl-maktadır. Eski dostlarla olan iliükiler geliümiü ülke-lerde azalmıü olmasına karüın, çiftlik, ahır ve ev
hayvanları barındıran bölgelerde hala devam
et-mektedir. Bu hipotezleri doùrulayıcı çalıümalara göre; helminit enfeksiyonlu bireylerde alerjik has-talıklar azalmıütır ve intestinal helminit tedavisin-den sonra atopik hassasiyet artmıütır (9). Benzer üe-kilde, alerjili çocukların barsaklarında daha az lak-tobasile rastlanmıütır. Ön klinik çalıümalar, gene-tiksel olarak riskli çocuklarda atopik ekzemanın geliüiminin laktobasilin yüksek dozuyla
engellene-bileceùini önermektedir. únek barınaùından izole
edilen Mycobacter vaccae, alerjili fareyi tedavi
eden Treg(T düzenleyici: Tdüz) olgunlaümasını
saù-lamaktadır. ûekil 2, Eski dost hipotezinin mekaniz-masını, antijen sunan hücrelerle açıklamaktadır (8). Hijyen hipotezini doùrulayacak verilerin sınırlı
olduùunu savunanlar olmasına karüın, özellikle
Tdüzve sitokinlerle (IL-10, TGF- ß) iliükili baskılama mekanizması genel olarak kabul görmektedir (10). Eski dostlar, inflamatuar barsak hastalıklarının artı-üı ve hijyen hipotezini doùuran alerjik hastalıkların arasında baùlantı kurulmasına olanak vermekte-dir (8). Örneùin, helminitlere maruz kalmanın kısıt-lanması inflamatuar barsak hastalıklarının artıüın-da önemli bir faktördür. únsan intestinal sistemine geçici olarak kolonize olan Trichuris suis yumurta-larının oral yolla alınması ile ilgili klinik sonuçlar da bu durumu desteklemektedir (11). Helminit en-feksiyonlu bireylerle yapılan bir çalıümaya göre, bu bireylerde tedavi sonrası alerjik duyarlılık art-mıütır (12). Aynı üekilde, laktobasillerin de benzer etkiye sahip olduùu bilinmektedir.
FAYDALI M‹KROORGAN‹ZMALAR:
PROB‹YOT‹KLER
Bu yüzyılın baülarında Metchinkoff faydalı
mikro-organizmalara dikkat çekerek ilk probiyotik
kavra-mını öne sürmüütür. Metchnikoff, intestinal flora
bakterilerinin protein hidrolizi sonucu oluüturduùu amonyak, aminler ve indol gibi maddelerin
ko-nakta otointoksikasyona neden olduùunu ve
ener-jisini protein hidrolizi yerine karbonhidrat ferman-tasyonundan saùlayan laktik asit bakterilerinin kullanımının faydalı sonuçlar verdiùini bildirmiütir.
Ancak, bilimsel olarak bu organizmaların
tanım-lanması yirminci yüzyılın baülarında mümkün ol-muütur. Lilly ve Stillwell 1965’de ve Parker’in de
1974 yılında kullandıkları probiyotik kavramını,
1989 yılında Fuller canlı mikrobiyal besin olarak,
konaùın mikrobiyal florasını düzenleyen, konak
için faydalı mikroorganizmalar olarak tekrar
tanımlamıütır (13, 14).
ûekil 2. Eski dostların ve savunma sistemini düzenleyici probiyotiklerin iülevini hipotez eden yolun üekli. Memeli-lerin evrimleüme sürecinde yer alan eski dostlar, doùuü-tan savunma sistemi için zararsız olarak doùuü-tanımlanır ve böylece antijen sunan hücrelerin (ASH:APC), düzenleyi-ci T hücrelerini (Tdüz) yönlendiren düzenleyici ASH’nin
(ASHdüz) olgunlaütırılmasına neden olurlar. Tdüz’den
bazı-ları eski dostbazı-ların kendilerini tanıyabilir ve böylece ilave baskılamanın devamını saùlar. Ek olarak, ASHdüz
kendi-lerinden, allerjenlerden ve gut içeriùinden epitoplar su-nabilirler ve böylece özgün baskılamayı yönlendirebilir-ler. Bu mekanizmalar belirli tehlike sinyalleri varlıùında susturulabilir. Eski dostların eksikliùinde hem özgün hem de ilave baskılama yetersiz kalabilir. IL-10, interlökin 10; TGF- ß, transforming büyüme faktörü ß; TLR 2, toll like re-septör 2 (8)
Eski Dostlar
Eski Dostlar
Barsak içeriùi ve allerjenler úlave Baskılama
Özgün Baskılama
C. difficile) üremesini sınırlandırmaktadır (19). L. casei GG, in vitro olarak gram pozitif ve gram ne-gatif bakterilerin çoùuna karüı ‘mikrosin’ adı veri-len hücre dıüı inhibitör madde üretir (20). Ancak, bu bileüiklerin saùlık üzerine etkide, anahtar rol oy-nadıùını gösteren her hangi bir sonuç in vivo ola-rak belirlenmemiütir (21).
Adezyon Mekanizması: Probiyotiklerin patojen
mikroorganizmalara karüı intestinal sistemde bir
bariyer oluüturarak, epitel hücrelerin bu
mikroor-ganizmalarla baùlanma derecesini azalttıùı
düüü-nülür. Laktik asit bakterilerinin intestinal epitel
hüc-relerle adezyonu saùlayan çeüitli yüzey
determi-nantları vardır. Laktik asit bakterilerinin mikrobiyal adezyonu, pasif kuvvetler, elektrostatik iliükiler, hidrofobik, sterik kuvvetlerle ve lipoteikoik asit, lek-tinlerle kaplı özgün yapılarla iliükilidir (22). L.
aci-dophilus LB ve BG2FO4 suülarının adezyonunda
iü-lev gören bakteriyal bileüik proteaza dirençlidir ve bakteri yüzeyi ile baùlantılıdır (23). Lactobacillus
fermentum 104R suüunun hücre yüzeyinde yer
alan 29 kDa moleküler aùırlıklı adezyonu
saùla-yan protein domuz yavrularının barsaùının
muku-suna baùlanmasında rolü vardır (24).
Lactobacil-lus johnsonii La1 suüunun adezyonundan sorumlu
faktör lipoteikoik asit olarak tanımlanmıütır. Lacto-bacillus animalis ve L. fermentum yüzeylerinde lektin benzeri proteinlere sahiptir ve L. animalis’in hücre duvarlarında ribitol teikoik asitlere rastlan-mıütır (25). L. johnsonii ve Lactobacillus gasseri altı farklı suüundan, bir araya gelmeyi saùlayan faktör
(APF) proteini kodlayan genler tanımlanmıü ve
nükleik asit dizileri belirlenmiütir. apf 1 ve apf2 ola-rak adlandırılan iki genden oluüan apf, 257-326 amino asitlik proteinleri kodlamakta ve aynı böl-geye yönlendirilmektedir. Genlerin tümü korun-muü dizilere sahiptir. Bu genler durgun faz süresin-ce maksimum ifade edilir ve daha sonra APF pro-teinleri hücre yüzeyine yerleüir (26). Aynı zamanda APF proteinlerinin amino asit içerikleri ve fiziksel
özellikleri S-tabakasındaki proteinlere oldukça
benzerdir.
Toksin ve patojenlerin baùlanmasının
engellen-mesi, musin gibi konak faktörlerin uyarımı yada
reseptörlere kompetetif baùlanma önerilmesine
karüın, inhibisyon mekanizması henüz tam olarak
açıklık kazanmamıütır (21).
‹MMÜN S‹STEME ETK‹
Doùuütan immün sistem, lipopolisakkarit (LPS), lipoteikoikasit ve metillenmemiü DNA’nın CpG
PROB‹YOT‹KLER‹N ETK‹
MEKAN‹ZMALARI
Probiyotikler, konak canlıyı patojenlere karüı
koruyarak ve immün sistemini güçlendirerek etki (ûekil 3) gösterirler.
ûekil 3. Probiyotiklerin önerilen etki mekanizmaları
Antibakteriyal Mekanizma: Probiyotiklerin ürettiùi antimikrobiyal moleküller patojen mikroorganiz-maların çoùalmasını sınırlar. Probiyotik suülar hid-rojen peroksit, organik asit, bakteriosin gibi etken maddeler sayesinde antibakteriyal özellik gösterir-ler (15). ún vitro olarak yapılan çalıümaların sonuç-larına göre; laktobasillusların bir çoùu asetik asit ve laktik asit gibi metabolitlerinden ve pH’i dü
üür-melerinden dolayı bakteriyal patojenlerin
çoùal-masını engeller. Shigella sonnei’nin çoùalmasının
engellenmesi yalnızca pH’dan kaynaklanmaz, ay-nı zamanda laktobasilluslar, hücre dıüı ve difüz edilebilir çoùalmayı engelleyici bileüikler sentezler (16).Lactobacillus lactis, Lactobacillus casei Shiro-ta yada Lactobacillus acidophilus YIT 0070 suüları hidrojen peroksit üreterek, Escherichia coli 0157:H7
çoùalmasını sınırlandırmıülardır (17). L. casei
subsp.rhamnosus Lcr35 suüunun süpernatantı
do-kuz insan patojeni bakterinin enterotoksijenik E. coli (ETEC), enteropatojenik E. coli (EPEC), Klebsiel-la pneumoniae, ShigelKlebsiel-la flexneri, SalmonelKlebsiel-la typhimurium, Enterobacter cloacae, Pseudomo-nas aeruginosa, Enterococcus faecalis ve Clostridi-um difficile) üremesine engel olmuütur (18). únsan sindirim sisteminden izole edilen lactobasillus su ü-larının gastrointestinal enfeksiyonlara neden oldu-ùu bilinen dört izolatın (Helicobacter pylori, Campylobacter jejuni, Campylobacter coli and
motifleri gibi bakterilerde korunmuü moleküler ya-pıların büyük çoùunluùunu tanır. Bu yapılar, pato-jen bakteriler tarafından aktive edilen toll like re-septörler (TLR) aracılıùıyla tanınırlar. Probiyotikler, pro-inflamatuar sitokinlerinin geliümesinde anah-tar rol oynamaktadır (27) (ûekil 2). Geliümemiü an-tijen sunan dendritik hücreler (DC) üzerine etkide; K. pneumoniae ve L. rhamnosus bakterilerinin her ikisi de DC’nin geliümesini indüklerken, Klebsiella pneumoniae Th 1 ekspresyonunu aktive eder, L. rhamnosus ise olgun DC’lerin IL-12 ve IL-18 üretimi-ni ve geliümemiü DC’ler ile pro-inflamatuar sitokin-lerin (TNF-α, IL gibi) üretimini azaltır (28). úntestinal sistemin oluüturulması ve devam ettirilmesi, intesti-nal immün sistemin düzenleyici T hücreleri ve T helper ile üretilen transforming büyüme faktör ve IL-10 gibi baskılayıcı sitokinlere de baùlıdır. (8). Bazı probiyotiklerin Tdüz indüklediùi gösterilmiütir (ûekil 2). Oral yolla alınan L. casei dinitrofluoroben-zene hassasiyet gösteren hayvanlarda temasla oluüan deri inflamasyonunu azaltmıütır. Bu
bulgu-lar, L. casei’nin barsaùa özgün etkisinden daha
çok Tdüzile iliükili olan CD4+ T hücreleriyle
baùlan-tılıdır. Aynı zamanda, laktobasillerin bazı suüları DC’i olgunlaütırır. Böylece az miktarda TNF-α yada IL-12 serbest kalırken, IL-10 salgılama yetenekleri devam eder. Barsaklar, probiyotikler deri altı yo-luyla verilse dahi, Tdüzindüksiyonu için en önemli
bölgedir (8).
PATOJENLER VE PROB‹YOT‹KLER
ún vitro olarak, Caco-2 gibi hücre dizileri üzerine
yapılan çalıümalarda, canlı ve ölü L. acidophilus
LB suüu bu hücre dizilerine adere olarak, diyare ne-deni olan ETEC’in kolonizasyon faktör antijeni (CFA) I ve CFA II adezyon faktörlerinin epitel
hüc-relerle adezyonuna engel olmaktadır (29). Aynı
zamanda, canlı ve ölü L. acidophilus LB suüu, S.
enterica serovar Typhimurium, EPEC, Yersinia pse-udotuberculosis ve Listeria monocytogenes gibi
entero virulantlar tarafından Caco-2’nin
invazyo-nunu ve hücre birlikteliùini, konsantrasyona baùlı olarak bozar (30). L. casei subsp. rhamnosus Lcr35 organizmaları, Caco-2 hücre dizisine EPEC, ETEC ve K. Pneumoniae’nin adezyonunu engeller (18). L. casei rhamnosus GG ve L. casei Shirota, E. coli ve Salmonella spp. ile rekabete girmektedir (31). Bifi-dobacterium breve 4 ve BifiBifi-dobacterium infantis 1 suüları, enteropotajenik E. coli, Y. pseudotuberculo-sis ve S. typhimurium suüları tarafından oluüturulan
Caco-2 hücrelerinin invazyonunun doza baùlı
inhi-bisyonunu engellemektedir (32). únfant dıükısından
izole edilen Bifidobacterium spp. CA1 ve F9 suüları, Caco-2 hücrelerine S. enterica serovar Typhimuri-um’un giriüine engel olur (33).
Bazı probiyotik ajanların intestinal musin üretimini artırmaları sayesinde intestinal epitel hücrelerine
patojenik bakterilerin baùlantı kurmasına engel
olduùunu gösteren raporlar kaydedilmiütir. L.
plantarum 299v ve L. casei rhamnosus GG suüları,
EPEC’in HT-29 intestinal epitel hücrelerine adezyo-nunu engeller. HT-29 intestinal epitel hücreleriyle
L. plantarum 299v suüunun inkübe edilmesinden
sonra musin MUC2 ve MUC3 mRNA ifadeleri art-mıütır (34, 35).
POL‹SAKKAR‹TLER‹N
FERMANTASYONU
Polisakkaritleri fermente ederek kullanan mikroor-ganizmaların ürünleri asetat, propianat ve butirat-tır. Bu ürünler kolondaki mukozal hücreler
tarafın-dan karbon ve enerji kaynaùı olarak kullanılır.
Böylece besinlerdeki sınırlı karbon ve enerji kolon bakterileri tarafından açıùa çıkarılır (2).
Tüm probiyotik organizmalar fermantasyonda
enerji kaynaùı olarak üekere ihtiyaç duyar.
Fer-mantasyon, probiyotik mikroorganizmaların mik-tarına ve fermente edilebilir substratlara baùlıdır. Aside toleranslı laktobasiller diùer intestinal bakte-rilerden farklı olarak asidik ortamda iyi geliüirler.
Bu da midenin asidik bariyerinin bozulmaması
(gastrik asit üretiminin engellenmemesi yada gast-rik asidin nötralize olmaması) anlamına gelir. Pro-biyotik organizmaların fermantasyon iülevi, glukoz ve fruktoz gibi monosakkaritler, sükroz ve laktoz gi-bi disakkartiler ve fruktoz türevli oligosakkarit (FOS) ve fruktoz polisakkaritler (inulin) gibi kolayca
fer-mente edilebilir üekerlere baùlıdır. Fermantasyon
esas olarak ince barsakta meydana gelir. Probiyo-tik uygulamalarında iki temel etki kabul edilir. Bi-rincisi; substratla ilgili olarak, probiyotik organiz-maların diùer bakterilerin substratlarını sınırlandır-ması, ikincisi ise; son ürünlerle ilgili olarak, probi-yotik olmayan florayı etkileyen aüırı fermantasyon ürünlerinin oluümasıdır. Her ikisi de probiyotik organizmaların en etkili olduùu özellikleridir (36).
PROB‹YOT‹K ORGAN‹ZMALAR
ARASINDA FONKS‹YONEL
FARKLILIKLAR
Probiyotik organizmaları farklı fermantasyon
ürün-lerine göre beü gruba ayırmak mümkündür.
laktik asit ürünlerinden kaynaklanır. Birinci grup, Lactokok (Lactococcus lactis [L]) ve zorunlu homo-laktik laktobasil (Lactobacillus salivarius [L] ve L. acidophilus [D + L] gibi) bu bakteriler yalnızca lak-tik asit üretir. úkinci grup, fakültatif heterolaktik lak-tobasillerdir (L. casei [L], L. rhamnosus [L] ve L.
plantarum [D + L]): Bu bakteriler yalnızca laktik
asit üretmelerine karüın düüük miktarda CO2 açıùa
çıkarırlar. Üçüncü grup, zorunlu heterolaktik lakto-basillerdir (Lactobacillus bifermentans [L] ve L. fer-mentum [D + L]). Bu bakteriler laktik asit, etanol ve CO2 üretirler. Laktobasillerden farklı olarak
dör-düncü grup, Saccharomyces cerevisiae subspp. boulardii gibi mayalardır, etanol ve CO2 üretirler.
Son olarak beüinci grup, tam anaerobik ve zorunlu heterolaktik olan bifidobakterilerdir (Bifidobacteri-um bifid(Bifidobacteri-um, B. long(Bifidobacteri-um ve B. infantis). Laktik asit ve asetik asit üretirler. Birinci ve ikinci grup organiz-maların niüleri ince barsaktır ve üretilen laktik asit
miktarı ilk gruptan dördüncü gruba doùru azalma,
CO2miktarında ise artıü gösterir (37, 38, 39). Siroz gibi karaciùer hastalıklı insanların probiyotik
mayaların etanol üretmesinden dolayı bu
organiz-maların kullanımında dikkatli olması gerekir, aynı üekilde zorunlu heterolaktik laktobasillerde etanol
üretimlerinden dolayı her zaman emniyetli
olma-yabilir. Son grup bifidobakteriler kolonik bakteri ol-duklarından diùer gruplarla karüılaütırılmazlar.
An-cak, etanol ve CO2 üretmemelerinden dolayı ilk
gruba benzerlik gösterirler (36).
Laktik asit üreten bakteriler, üretilen laktik asitlerin D veya L olmasına göre çocuk ve yeni doùanlar için önemli olmaktadır. D- laktik asit çocuk ve yeni doùanlarda toksik etki göstermesinden dolayı, zo-runlu homolaktik laktobasil olan Lactobacillus bul-garicus [D] ve L. lactis [D] kullanılmaması gerekir. Yetiükinler, D-laktik asidi pirüvik aside dönüütüren D-2- hidroksi-asit dehidrogenaz enzimine sahip ol-malarından dolayı, D-laktik asit toksik etki göster-mez (40).
Probiyotik olarak bir molekül glukozdan iki mole-kül laktik asit üreten zorunlu homolaktik laktobasil-ler CO2üretmedikleri için tavsiye edilmezler.
Probi-yotik bifidobakteriler hem CO2 üretmedikleri hem
de kolonda tam anaerobik çoùaldıkları için
tavsi-ye edilmezler. Kolon, ince barsakta sindirilemetavsi-yen besinlerin prolaktik ve sakkarolitik bakteriyal en-zimlerle parçalandıùı alan olmasına karüın, kolo-na ulaüan probiyotik bifidobakteriler normal flo-rayla karüılaütıramayacak kadar düüük orandadır, bu nedenle de çok önemli oldukları düüünülmez.
Özellikle zorunlu heterolaktik etanol üreten
lakto-basiller daha fazla gaz üretmelerinden dolayı çok
daha faydalı olabilir (36).
HEPAT‹K ENSEFALOPAT‹ (HE) VE
M‹KROORGAN‹ZMALAR ARASINDAK‹
‹L‹fiK‹
Yaygın bir karaciùer hastalıùı olan HE, hepatik ye-tersizlikten dolayı merkezi sinir sistemindeki bir
bo-zukluk olarak tanımlanır. Barsak ile baùlantılı
amonyaùın bilinmeyen patojenitede önemli bir
faktör olduùu düüünülür.
Üreaz pozitif bakterilerin yer aldıùı intestinal
flora-mızın amonyak ürettiùi bilinmektedir. Ancak, bu
bakterilerin üreyi hidrolize etmeleri ile HE arasında-ki iliüki üüphe vericidir. Besinlerle alınan üre
kon-santrasyonu çok düüüktür. Vücuttaki üre esas
ola-rak hepatik üre döngüsü sırasında amonyak ve karbondioksitten oluüur. Sınırlı miktarda üre, intes-tinal bakteriler tarafından pürin ve pirimidinlerden de üretilir. Üre kan yoluyla böbreklerden süzülerek uzaklaütırılır. Bu durum, kan ve idrardaki ürenin in-testinal üreaz pozitif bakteriler tarafından hidroliz edilemeyeceùi anlamına gelir. Bundan dolayı, barsak ile iliükili amonyaùın diùer bakteriyel proses-lerden (besinlerde bulunan yada protein ve peptit-lerde serbest yada baùlı olan aminoasitlerin enzima-tik deaminasyonu) kaynaklandıùı düüünülür (36). HE’nin tedavisinde intestinal amonyak üretiminin düüürülmesi gerekir. Mikrobiyal floranın iyileütiril-mesi antibiyotik, prebiyotik ve probiyotik
uygula-malarını kapsar. Amonyak üreten bakterilerin
ço-ùalmalarının durdurulması ve bu bakterilerin uzaklaütırılması gerekir. Aynı zamanda, protein
alı-mının ve olası diùer amonyak kaynaklarının da
sı-nırlandırılması gerekmektedir. Sonuç olarak, HE
için probiyotik organizmaların ikinci ve üçüncü
grubun en iyi seçim olacaùı düüünülmektedir.
Özellikle zorunlu heterolaktik etanol üreten
lakto-basiller daha fazla gaz üretmelerinden dolayı çok
daha faydalı olabilir (36).
‹NFLAMATUAR BARSAK
HASTALIKLARI
únflamatuar barsak hastalıklarının nedeni bilinme-mesine karüın, intestinal mikrofloranın
daùılımın-dan kaynaklandıùı düüünülmektedir. Bu
hastalık-ların baülıcaları crohn, ülseratif kolit ve poichitis olup tedavileri oldukça zordur. Poichitisli
hastalar-da, mikrobiyal ortamın düzenlenmesinin terapötik
Bazı bakteriler, mukozal yüzeyde immün sitemin bir parçası haline dönüüebilmekte ve inflamatuar sitokinlerinin üretimini indükleyebilmektedir. L.
re-uteri suüunun kolonizasyonunun, genetik olarak
zayıflatılmıü farede kolit geliüimini engellediùi gö-rülmüütür (42). Antiinflamatuar sitokin IL-10 salgıla-yan genetik olarak deùiütirilmiü bakteriler, kolitli
hayvan modellerinde terapötik etki göstermiütir
(43). Ancak, bu hastalıklarla ilgili probiyotiklerin
kullanımına yönelik, daha fazla klinik çalıümaya
gereksinim duyulmaktadır.
ANT‹B‹YOT‹K KÖKENL‹ D‹YARE (AKD)
AKD insidansı deùiüken olmakla beraber,
antibi-yotik kullanan ve hastanede yatan hastaların
%39’da oluüabilmektedir. Geniü spektrumlu
antibi-yotikler (ampicillin, amoxicillin, cephalosporins ve clindamycin), normal kolon florasını bozduùu için çok fazla etkilidir. Bunun patofizyolojisi tam anla
üıl-mamıü olmasına karüın, fekal floranın
deùiümesiy-le kolon karbonhidrat sindiriminin farklılaütıùı, kısa zincirli yaù asidi emiliminin azalması gibi sonuçlar
doùurduùu ileri sürülmektedir. Bazı durumlarda
ise, C. difficile, kolonun bozulması sonucu, daha
hızlı çoùalabilmekte ve toksinlerini
salgılayabil-mektedir.Lactobacillus spp., Enterococcus ve
pa-tojen olmayan Saccharomyces boulardii AKD’i en-gelleme ile ilgili olarak çok iyi çalıüılmıü
mikroorga-nizmalardır. AKD üzerine en etkili organizmaların
S. boulardii ve Lactobacillus olduùu görülmüütür
(44). Antibiyotik tedavisi sırasında yada sonrasın-da canlı probiyotik, intestinal mikrobiyal floranın
bozulma süresini azaltmakta (Tablo 1) ve aynı
za-manda antibiyotiùe dirençli suüların insidansını da düüürmektedir (45).
C. DIFFICILE KÖKENL‹ HASTALIKLAR
C. difficile gastrointestinal sistemin en yaygın noso-komiyal patojenidir. Bakterinin ürettiùi toksin A ve B, kolonda mukozal inflamasyon sonucu diyare ve
kolit oluüumuna neden olmaktadır. C. difficile kö-kenli hastalıkların tedavisinde, probiyotikler
mikro-biyal florayı düzenleyerek tedaviye destek
olmak-tadır. Antibiyotikler normal mikrobiyal florayı boz-dukları için, kolon direnci zayıflayarak daha koru-naksız hale gelmektedir. Lactobacillus GG, toksije-nik olamayan C. difficile suüları, ve S. boulardii, C. difficile kökenli hastalıkların tedavisinde
kullanıl-maktadır. Bunlar arasında yalnızca S. boulardii,
kontrol denemelerinde bir etkiye sahip olduùu
gö-rülmüütür (46).
YAfiA BA⁄LI
M‹KROORGAN‹ZMALARIN ETK‹NL‹⁄‹
únsan immün sisteminin geliümesinde ilk
mikrobi-yal kolonizasyon aüaması çok önemlidir. Vajinal
ve sezeryan ile doùmuü bebeklerin ilk altı ayların-daki mikrobiyal floraları karüılaütırıldıùında, farklı mikroorganizma türlerine sahip oldukları görül-müütür (47). Sezeryan ile doùmuü çocukların büyük bölümünde Bacteroides fragilis kolonizasyo-nu görülmez. Bacteroides ve Bifidobecterium,
humoral immün mekanizmanın geliümesinde rol
alan bakterilerdir. Bu organizmaları taüıyan
be-bekler daha fazla IgA ve IgM salgılayan hücrelere
sahiptir (3).
Yeni doùanların hazır mamadan daha çok anne
sütü ile beslenenlerinde, kolon mikrobiyal floras ın-da ın-daha fazla bifidobakteri kolonize olur. Probiyo-tiklerin çocuklarda görülen solunum enfeksiyonla-rını ve diyare insidansını (48), bebeklerde atopik
dermatiti (49) ve yeni doùanlarda nekrotizan
en-terokoliti (50) düüürdüùü belirlenmiütir. Probiyotik-ler, bebeklerde sütten kesilmeden sonra, besinlerin
deùiüimine baùlı olarak oluüan konstipasyonları,
akut diyare insidansını azalttıùı ve yeni beslenme üekline toleransı artırmaktadır (51).
úleri yaülarda barsak mikrobiyal florasının içeriùi daha da zenginleüir (52). Bifidobakteri miktarı
Probiyotiklerin Etkisi Probiyotiklerin Mekanizması
Akut diyarenin besinsel olarak düzenlenebilmesi Barsak mikrobiyal florasının düzenlenmesi, rotavirüs yayılım süresinin kısaltılması
Alerjik ve inflamatuar barsak hastalıklarının besinsel Musin sentezinde artıü, lokal ve sistemik inflamatuar cevabın, gut düzenlenmesi bariyer fonksiyonun ve mikrobiyal floranın özelliklerinin iyileütirilmesi Enfeksiyon hastalıkları riskini azaltma Rotavirüse karüı IgA salgısının ve musin sentezinin artıüı
Alerjik ve inflamatuar hastalıkları riskinin azaltma Barsak bariyer fonksiyonu, antinflamatuar etki, inflamatuar moleküllerinin düzenlenmesi immün sistemin geliüiminin teüvik edilmesi
özellikle 55-60 yaülarında (kadın ve erkek mikrobi-yal florası farklı olmasına karüın) azalır (53). Mikro-biyal floranın bu tarz deùiüimi ile, bireyler gastroin-testinal problemlerle (kanser, alerjik hastalıklar gibi) karüılaüabilir.
SONUÇ
Probiyotiklerin bilim ve tıp dünyasında daha fazla
kabul görmemesinin arkasındaki nedenlerden
bi-ri, insanla birlikte ortak yaüayan organizmaları ye-terince bilmemekten kaynaklanmaktadır.
Mikro-biyolojik açıdan en büyük problem,
organizmala-rın yaüam alanlarını ve fonksiyonlarını anlamayı
kolaylaütıracak olan kültür teknikleri ile
mikroor-ganizmaları izole edememektir. Aynı zamanda
mikroorganizma konak arasındaki iletiüimi ve
ya-üa baùlı olarak deùiüimleri iyi anlamaya
gereksi-nim duyulmaktadır. Konuyla ilgili deneysel
çalıü-maların in vivo olarak standart hale getirilmesi de gerekmektedir.
Farklı bakteriyal suüların probiyotik etkinliùi aynı tür içinde bile farklıdır. Günümüz probiyotik araütır-maları, her bireyin saùlıklı barsak mikrobiyal flora-sını karakterize etmeyi ve intestinal sistemdeki her alana ait farklı bakterilerin miktarlarına ek olarak
tür kompozisyonunu belirlemeyi amaçlamaktadır.
KAYNAKLAR
1. Tlaskalová-Hogenová H, Stepánková R, Hudcovic T, et al. Commensal bacteria (normal microflora), mucosal immu-nity and chronic inflammatory and autoimmune diseases. Immunology Letters 2004; 93: 97-108.
2. Salyers AA, Shipman JA. Getting in touch with your pro-kayotic self: mammal-microbe interactions. In: Staley JT, Reysenbach AL. Editors. Section 11. Biodiversity of micro-bial life: Foundation of earth’s biosphere. Willey-Liss New-york, 2001.
3. Salminen EI, Ouwehand AC. Probiotics. Best Practice & Re-search Clinical Gastroenterology. 2004; 18: 299-313. 4. Bach JF. The effect of infections on susceptibility to
autoim-mune and allergic diseases, N. Engl. J. Med. 2002; 347: 911–920.
5. Rautava S, Ruuskanen O, Ouwehand A, et al. The hygiene hypothesis of atopic disease-an extended version, J Pediatr Gastroenterol Nutr 2004; 38: 378–388.
6. Akdis M, Verhagen J, Taylor A, et al. Immune responses in healthy and allergic individuals are characterized by a fi-ne balance between allergen-specific T regulatory 1 and T helper 2 cells. J Exp Med 2004; 199: 1567-75.
7. Viglietta V, Baecher-Allan C, Weiner HL, et al. Loss of func-tional suppression by CD4+CD25+ regulatory T cells in pa-tients with multiple sclerosis. J Exp Med 2004; 199: 971–979.
8. Rook GAW, Brunet LR. Microbes, immunoregulation, and the gut. Gut 2005; 54: 317-320.
9. Yazdanbakhsh M, Matricardi PM. Parasites and the hygi-ene hypothesis: regulating the immune system? Clin Rev Allergy Immunol 2004; 26: 15-24.
10. Bach J-F. Six questions about the hygiene hypothesis. Cel-lular Immunology, In Press, Corrected Proof, 2005. 11. Weinstock JV, Summers R, Elliott DE. Helminths and
har-mony. Gut 2004; 53: 7–9.
12. Van Den, Biggelaar AH, Rodrigues LC, et al. Long-term tatment of intestinal helminths increases mite skin-test re-activity in Gabonese schoolchildren, J Infect Dis 2004; 189: 892-900.
13. Fuller R, Perdigon G: Probiotics 3 Immunomodulation by the gut microflora and probiotics, Kluwer Academic Pub-lishers 2000.
14. Fioramonti J, Theodorou V, Bueno L. Probiotics: what are they? What are their effects on gut physiology? Best Prac-tice & Research Clinical Gastroenterology 2003; 17: 711-724.
15. Ouwehand AC, Kirjavainen PV, Shortt C, et al. Probiotics: mechanisms and established effects . International Dairy Journal 1999; 9: 43-52.
16. Apella MC, Gonzalez SN, Nader de Macias ME, et al., In vitro studies on the growth of Shigella sonnei by Lactoba-cillus casei and Lact. acidophilus. Journal of Applied Bac-teriology 1999; 73: 480–483.
17. Ogawa M, Shimizu K, Nomoto K, et al., Inhibition of in vit-ro gvit-rowth of Shiga toxin-pvit-roducing Escherichia coli O157:H7 by probiotic Lactobacillus strains due to produc-tion of lactic acid. Internaproduc-tional Journal of Food Microbi-ology 2001; 68: 135-140.
18. Forestier C, De Champs C, Vatoux C, et al. Probiotic activi-ties of Lactobacillus casei rhamnosus: in vitro adherence to intestinal cells and antimicrobial properties. Research in Microbiology 2001; 152: 167–173.
19. Strus M, Pakosz K, Gosciniak H, et al. Antagonistic activity of Lactobacillus bacteria strains against anaerobic gastro-intestinal tract pathogens (Helicobacter pylori, Campylo-bacter coli, CampyloCampylo-bacter jejuni, Clostridium difficile). Medycyna Doswiadczalnai Mikrobiologia 2001; 53: 133–142.
20. Shah U, Walker WA. Adverse host responses to bacterial to-xins in human infants, J Nutr 2000; 130(suppl): 420S-425S.
21. Rastall RA, Gibson GR, Gill HS, et al. Modulation of the microbial ecology of the human colon by probiotics, pre-biotics and synpre-biotics to enhance human health: An over-view of enabling science and potential applications. FEMS Microbiology Ecology 2005; 52: 145-152.
22. Servin AL, Coconnier M-H. Adhesion of probiotic strains to the intestinal mucosa and interaction with pathogens Best practice & Research Clinical Gastroenterology 2003; 17(5): 741-754.
23. Grene JD, Klaenhammer TR. Factors involved in adheren-ce of lactobacilli to human Caco-2 adheren-cells. Applied and En-vironmental Microbiology 1994; 60: 4487–4494.
24. Rojas M, Ascencio F, Conway PL. Purification and charac-terization of a surface protein from Lactobacillus fermen-tum 104R that binds to porcine small intestinal mucus and gastric mucin. Applied and Environmental Microbi-ology 2002; 68: 2330–2336.
25. Gusils C, Cuozzo S, Sesma F, et al. Examination of adhesi-ve determinants in three species of Lactobacillus isolated from chicken. Canadian Journal of Microbiology 2002; 48: 34-42.
26. Ventura M, Jankovic I, Walker DC, et al., Identification and characterization of novel surface proteins in Lactoba-cillus johnsonii and LactobaLactoba-cillus gasseri. Applied and En-vironmental Microbiology 2002; 68: 6172–6181.
27. Saxelin M, Tynkkynen S, Mattila-Sandholm T, et al. Probi-otic and other functional microbes: from markets to mec-hanisms. Current Opinion inBiotechnology 2005; 16: 204-211.
28. Braat H, De Jong EC, Van den Brande JM, et al. Dichotomy between Lactobacillus rhamnosus and Klebsiella pneumo-niae on dendritic cell phenotype and function, J Mol Med 2004; 82: 197–205.
29. Chauvière G, Coconnier MH, Kerneis S, et al., Competitive exclusion of diarrheagenic Escherichia coli (ETEC) from human enterocyte-like Caco-2 cells by heat-killed Lactoba-cillus. FEMS Microbiology Letters 1992; 70: 213–217. 30. Coconnier MH, Bernet MF, Kerneis S, et al., Inhibition of
adhesion of enteroinvasive pathogens to human intestinal Caco-2 cells by Lactobacillus acidophilus strain LB decre-ases bacterial invasion. FEMS Microbiology Letters 1993; 110: 299–305.
31. Lee YK, Puong KY. Competition for adhesion between pro-biotics and human gastrointestinal pathogens in the pre-sence of carbohydrate. British Journal of Nutrition 2002; 88(suppl)1: S101–S108.
32. Bernet MF, Brassart D, Neeser JR, et al. Adhesion of human bifidobacterial strains to cultured human intestinal epit-helial cells and inhibition of enteropathogen–cell interac-tions. Applied and Environmental Microbiology 1993; 59: 4121–4128.
33. Lievin V, Peiffer I, Hudault S, et al., Bifidobacterium stra-ins from resident infant human gastrointestinal microflo-ra exert antimicrobial activity. Gut 2000; 47: 646–652.
34. Tuomola EM, Ouwehand AC, Salminen SJ. The effect of probiotic bacteria on the adhesion of pathogens to human intestinal mucus. FEMS Immunology and Medical Micro-biology 1999; 26: 137–142.
35. Mack DR, Michail S, Wei S, et al., Probiotics inhibit entero-pathogenic E. coli adherence in vitro by inducing intesti-nal mucin gene expression. American Jourintesti-nal of Physi-ology 1999; 276: G941–G950.
36. Bongaerts G, Severijnen R, Timmerman H. Effect of antibi-otics, prebiotics and probiotics in treatment for hepatic en-cephalopathy Medical Hypotheses 2005; 64-68.
37. Kandler O, Weiss N. Regular, nonsporing gram-positive rods. Genus Lactobacillus In: Sneath PHA. Editors. Bergey’s manual of systematic bacteriology, Williams&Wilkins, Baltimore, USA 1986; 2:1209–1234.
38. Scardovi V. Irregular nonsporing gram-positive rods. Ge-nus Bifidobacterium In: Sneath PHA, Editors. Bergey’s ma-nual of systematic bacteriology. Williams&Wilkins, Balti-more, USA 1986; 2: 1418–1434.
39. Mundt JO. Gram-positive cocci. Genus streptococcus. Lac-tic acid Streptococci In: P.H.A. Sneath, Editors, Bergey’s manual of systematic bacteriology Williams&Wilkins, Baltimore, USA 1986; 2: 1065–1066.
40. Bongaerts G, Bakkeren J, Severijnen R, Sperl W, Willems H, Naber T, et al. Lactobacilli and acidosis in children with short small bowel, J Pediatr Gastroenterol Nutr 2000; 30: 288–293.
41. Maamouri N, Belkahla N, Ouerghi H, Cheikh I, Ben Am-mar A. Pouchitis treatment by probiotics. Tunis Med 2005; 83(2):63-66.
42. Madsen KL, Malfair D, Gray D, Doyle JS, Jewell LD, Fedo-rak RN. Interleukin-10 gene-deficient mice develop a pri-mary intestinal permeability defect in response to enteric microflora. Inflamm Bowel Dis 1999; 5(4): 262-70. 43. Steidler L. Microbiological and immunological strategies
for treatment of inflammatory bowel disease Microbes and Infection 2001; 3:1157-1166 .
44. Surawicz CM. Probiotics, antibiotic-associated diarrhoea and Clostridium difficile diarrhoea in humans. Best Prac-tice & Research Clinical Gastroenterology 2003; 17:775-783.
45. Plummer SF, Garaiova I, Sarvotham T, Cottrell SL, Le Sco-uiller S, Weaver MA, Tang J, Dee P, Hunter J. Effects of pro-biotics on the composition of the intestinal microbiota fol-lowing antibiotic therapy. Int J Antimicrob Agents 2005; 26: 69-74.
46. Surawicz CM. Treatment of recurrent Clostridium difficile-associated disease Nature Clinical Practice Gastroentero-logy & HepatoGastroentero-logy 2004; 1: 32-38.
47. Kalliomäki M., Kirjavainen P., Eerola E. et al., Distinct pat-terns of neonatal gut microflora in infants developing or not developing atopy. Journal of Allergy Clinical Immuno-logy 2001; 107:129–134.
48. Saxelin M, Chuang NH, Chassey B, et al, Lactobacilli and bacteremia in Southern Finland 1989–1992, Clin. Infect. Dis 1996; 22 : 564–566.
49. Isolauri E, Intestinal involvement in atopic disease, J. Ro-yal Soc Med 1997; 90: 15–20.
50. Hoyos AB. Reduced incidence of necrotizing enterocolitis associated with enteral administration of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium infantis to neonates in an intensive care unit, Int J Infect Dis 1999; 3: 197–202.
51. Dunne C. Adaptation of bacteria to the intestinal niche: probiotics and gut disorder, Inflamm. Bowel Dis 2001; 7: 136–145.
52. Hebuterne X, Gut changes attributed to ageing: effects on intestinal microflora, Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2003; 6: 49–54.
53. Kleessen B, Sykura B, Zunft H-J, et al. Effects of inulin and lactose on fecal microflora, microbial activity and bowel habit in elderly constipated persons, Am J Clin Nutr 1997; 65: 1397–1402.
