Biyolojik bilimler geliştikçe, muhteşem yaratılışımızla ilgili, her gün akılları durduran yeni bir güzellik daha sahneye çıkıyor. İnsanın kas, kan, kemik ve sinir gibi dokulardan ibaret olan anatomik yapısıyla fizyolojik işleyişi arasındaki yapı ve fonksiyon mükemmelliği zaten çok uzun zamandan beri bilinmektedir. Bugün hiç aklımıza gelmeyen, çok farklı bir yönümüz hakkında ortaya çıkan bilgiler, insanın tabiatın her noktasıyla girift bir bağlantı ve münasebet içinde olduğunu göstermektedir.

Üzerime Gelmeyin, Çünkü Bağırsağımdaki Bakteriler İsyanda!

Bu tür yakınmaları bundan sonra çok dinleyebiliriz. Mikrop ismini verdiğimiz, gözle görülemeyen ve vücut hücrelerimizden çok daha küçük olan bakteri, protozoa ve mantar gibi canlıların topluluğu (mikrobiyota)vücudumuzun sindirim borusu başta olmak üzere solunum yolları ve derimizin her tarafında yaşamaktadır. Normal olarak vücudumuzun iç ve dış çevre şartları aşırı derecede değişmediği müddetçe bedenimizi saran bu mikrop topluluklarıyla dostça geçiniriz, yani bizim hasta olmamıza sebep olmazlar. Son zamanlara kadar mikropların sadece üşütünce zatürre, bronşit, sinüzit gibi hastalıklara sebep olduğunu biliyorduk. Ancak son yapılan çalışmalar, vücudumuzun sakinleri olan bu görünmeyen minik varlıkların, bütün anatomi ve fizyolojimizle beraber genlerimize, sinir sistemimize, bağışıklık sistemimize ve ruh durumumuza da ciddi şekilde tesir ettiğini göstermektedir.

İlk ipuçlarından sonra yapılan yeni mikrobiyolojik araştırmalar da bedenimizde ikamet eden mikroplarımızın çevre şartlarına uyum göstermemize vesile olan bağışıklık sisteminin düzenlenmesinde, beynin aktivitelerinde ve genetik sistemimizde bile rolü olduğu fikrini desteklemektedir. Hatta bu canlıların, genetik yapının işleyişine, hücrelerimizdeki sabit genom programında rol olan bazı genlerden bile daha fazla katkıda bulunduğunun anlaşılması, insanın davranışlarına bile tesir eden, biyolojik disiplinlerin ötesinde neticelere sebep olabildiğini göstermektedir.

Tabiatla İrtibatlı Şahsiyet Gelişimi

İnsan olarak gerçekten tam mânâsıyla sadece kendi maddî bedenimizin ve ruhumuzun bir görüntüsü olan karakterimizin sınırlarını mı sergilemekteyiz? Bu sorunun cevabı çok yakın zamana kadar sadece bedenimiz ve ruhumuzun çeşitli fakülteleri arasında bir münasebet olduğu şeklindeydi. Ancak mikroorganizmalarımızın bağışıklık, beyin ve genom dizilimi gibi programlara tesir ederek, zaman ve mekân içinde çok çeşitli davranış şekilleri sergileyebilen bir kısım benlik değişmelerine sebep olabileceğine dair, herkesi hayrette bırakacak derecede güçlü neticeler sunulmuştur.

Mikrobiyolojinin başlangıcından itibaren insanla birlikte bütün hayvanlarda da birçok mikroorganizmanın birlikte yaşadığı bilinmektedir. Ancak son zamanlara kadar bu mikroorganizmaların genellikle hastalık yapıcı (patojenler) veya zararsız gibi davrandıkları düşünülüyordu. Şimdi ise mikropların varlığı, sağlığın devamı için olmazsa olmaz şartlardan biri olarak sayılmaya başlandı. Bebeklerin normal gelişmesinde ve vücut organizmasının korunmasında mikropların büyük faydasının olduğuna dair kesin deliller elde edilmiştir.1Dolayısıyla insanın tek parça bir varlık değil, mikrobiyal dünya ile karşılıklı tesirlerde bulunan bir hücreler topluluğu olduğu söylenmeye başlanmıştır. Mevcut tahminlere göre, vücudumuzda 100 trilyon hücremizin yanında, en az o kadar da mikrobik varlık yaşamaktadır.2

Tıp doktorları da dâhil olmak üzere biyologlar, mikrobiyotanın kritik önemini, gittikçe artan bir nispette tanımaya başlamıştır.3Mikrobiyolojinin yeni tespitlerine göre, organların fizyolojik fonksiyonu, vücut sıvıları içindeki metabolitlerin kompozisyonu ve bulaşıcı hastalıkların yönetimi gibi biyolojik süreçlerin büyük ölçüde yeniden değerlendirilmesi gerekmektedir. Mikrobik araştırmalar arttıkça vücut doku sistemlerimizle mikroplar arasında kompleks bir münasebet ağı ortaya çıkmaktadır.

İlk tespit, derimizden bağırsaklarımıza kadar her yerimizi işgal eden mikrobik canlıların bizi diğer birçok mikroptan koruduğudur. Daha şaşırtıcı olan ikinci tespit, mikrobiyotanın, bağışıklık sistemimize, beyin fonksiyonlarımıza ve genoma tesir ederek farklı kişilik görüntüleri ve fonksiyonlar ortaya çıkarabileceğidir (1. Şekil).

 

  1. Şekil: İnsan şahsiyetiyle ilgili perspektif değişimi. (a) Geleneksel görüş: İnsanlar tabiattan ayrı ve bağımsızdır.(b) Mikrobiyota’nın keşfinden sonra:Mikroorganizma dünyası ile olan münasebetler, insan şahsiyetini tanımlar.

Acaba bağışıklık sistemimizin düzenlenmesinde mikroplar nasıl bir rol oynuyor? Binlerce mikrop türünün trilyonlarca ferdinin, hücre zarında, kendine ait tanıtıcı molekülleri vardır. Her bir insan ve hayvan türünün bağışıklık sistemine de kendine has yabancı molekülleri tanıma kabiliyeti verilmiştir. Vücut hücrelerinin genomundaki çeşit üretme potansiyeli neredeyse sonsuz denilebilecek miktardadır. Mikroplar ne kadar şekil değiştirirse değiştirsin güçlü bir bağışıklık sistemi her mikrop tipine karşı bir silah (antikor) üretebilecek kapasiteye sahip olarak yaratılmıştır. İnsan dâhil olmak üzere omurgalı hayvanların çoğunda vücut hücrelerindeki sonsuza yakın genetik çeşitlenme (rekombinasyon) imkânı olmasına rağmen, zararlı mikroplarla mücadele eden askerler olan T hücreleri ve B hücrelerini meydana getirecek (progenitör) ana hücrelerde bu durum immünoglobülin genleriyle sınırlandırılmıştır. Bağırsaklarda bulunan trilyonlarca faydalı bakteriye karşı bağışıklık sistemi hücrelerimiz herhangi bir problem çıkarmaz. Bağırsaklarımızdaki ve derimizdeki hastalık yapmayan mikrobiyotaya dahil olan bakteri ve protozoa topluluğu, üreme hücrelerinin genetik sistemine bir tesir yapmadığı halde, vücut hücrelerini koruyan farklı türdeki T hücreleri ve B hücrelerinin bolluğuna ve faaliyetlerinin şiddetine tesir eder.4Meselâ, bağırsak mikrobiyotasının varlığı ve içindeki bakteri nüfusu, bağışıklık sistemi hücrelerinin nüfusuna ve terkibine tesir eder.  Böylece bağırsak iltihaplarının ortaya çıkışını engeller veya tetikler.

Buna ek olarak, bağırsakta yaşayan mikroorganizmaların metabolik atıkları olan kısa zincirli yağ asitleri, B hücrelerinin koruyucu immünoglobülin A molekülleri (IgA) salgılayan plazma hücrelerine dönüşme miktarını artırır;5bu durum da bize bağırsak mikrobiyotasının önemli olduğunu ispatlamaktadır. Bu konuda çok enteresan neticelerden bazıları, astım ve egzama, gibi birçok alerjik hastalıkta ortaya çıkarılan bağışıklık maddelerinin (IgE’lerin) baskılanması sebebiyle, alerji yapıcılara karşı ciddi sistemik reaksiyonlar ve bazı otoimmün hastalıklar şeklinde kendini göstermesidir.6, 7

Vücudumuzdaki bakteri ve mantar gibi tek hücreden ibaret canlı topluluklarıyla, ortama uyum göstermemiz ve bizi hastalıklardan korumak için ihsan edilmiş bağışıklık sistemimiz arasında henüz pek çok yönü anlaşılamayan karmaşık geçişler ve münasebetler vardır. Dolayısıyla insan, davranışlarını sadece immünolojik olarak, kendi anatomisi, genom yapısı ve mânevî donanımlarıyla değil, vücudunu saran mikroplarıyla hücrelerinin karmaşık bir birlikteliğiyle de sergiler.

Aslında geçmiş medeniyetlerin tıbbî uygulamalarında bağırsakların boşaltılması ve lavman şeklindeki uygulamalar bugünkü detoks işleminden çok farklı değildir. Yenilen gıdaların değiştirilmesiyle de bağırsak içindeki florayı (bakteri topluluğunu) değiştirme gibi bir işlem ortaya konulmaktadır. Hayvan davranışlarıyla ilgili çalışmalar, bağırsak mikrobiyotasındaki bozulmaların veya değişmelerin, endişe ve depresyona benzer rahatsızlıklara ve sosyal davranışlarda gerginliklere yol açtığını göstermektedir. Anatomik ve elektrofizyolojik araştırmalar, bağırsak mikroorganizmaları ile merkezi sinir sistemi fonksiyonları arasında karşılıklı ve kompleks bir iletişim ağının mevcudiyetine işaret etmektedir.8

Mikrobiyotanın sinir sistemi fonksiyonları üzerindeki başlıca tesirlerinin, sergilediğimiz davranış özellikleriyle münasebet hâlinde olduğunun anlaşılması, beslenme uzmanları, psikiyatristler ve mikrobiyologlarla ortak bir çalışma zemini oluşturmuştur. Çalışmalar derinleştikçe, belki de sadece belli gıdaları değiştirmekle birçok psikiyatrik ilacı kullanmaya gerek kalmayacaktır. Ülkesini terk etmek mecburiyetinde kalarak başka bir ülkeye iltica eden insanlardaki başta dermatolojik rahatsızlıklar olmak üzere, pek çok şey “psikosomatik” başlığı altında ele alınmaktaydı. Ancak diğer önemli bir faktör ise, yeni bir çevredeki gıdalara bağlı olarak, bağırsak ve deri floramızda görülen değişmelerdir. Mesela, yaygın olarak köpek beslenen bir ülkede, hayatının ayrılmaz bir parçası olan köpekler; toplu ulaşım araçlarında insanlarla beraber seyahat etmektedir. Türkiye’de ise böyle bir ortamda yaşamamış insanların en büyük sıkıntısı, bu hayvanlardan bulaşan deri florası olabilir. Hayvanların deri florası da onların kendisine hastır. Onlarla yıllardır beraber yaşayan insanlar normalde zararsız olan bu mikroplara alışmış veya adapte olmuşlardır. Fakat köpeklerle ilk defa bu kadar içli-dışlı olan insanlarda aynı bakteriler, bağışıklık sistemleri tarafından tepki ile karşılanacaktır. Bağırsak, solunum yolları veya deri üzerindeki mikrobiyotanın, dolaylı olarak sindirim ve bağışıklık sistemi üzerindeki tesirleri dışında, hayvan araştırmalarında embriyonun sinir sisteminin gelişiminde bozulmalara yol açabileceği de gösterilmiştir.9-10-11Kısacası insan biyolojisinin anlaşılmasında, sadece anatomik, fizyolojik ve genom yapımızın yeterli olmayacağı, mikrop topluluğumuzun da tesirleri olduğu hususunda kuvvetli deliller mevcuttur.

Genom Ne Kadar Belirleyicidir?

Her bir insanın genom dizilimi sabit ve benzersizdir (tek yumurta ikizleri hariç). Genomunun benzersizliği veya parmak izleri gibi, herkesin kendine has bir mikrobiyotası vardır.12İnsanların mikrobiyota çeşitliliği önemlidir, çünkü bu mikrobiyolojik canlıların genleri, insanın kendi genomundan daha fazla olup beslenme ve metabolizma özelliklerimiz yanında, kullanılan ilaçların tesirini, hatta dış görünüşümüzü bile değiştirir. Meselâ bazı insanların yüzlerinin şişkinliğine, renk değişikliğine, derilerindeki lekelere kadar bu genler tesir edebilir.13-14-15

Bu durumda özelliklerimizin sadece kendi genlerimiz tarafından değil, mikrobik ortaklarımızın da katkısıyla şekillenmesi gibi bir durum ortaya çıkar, fakat bu, hiçbir zaman insanın yaratılırken asıl belirleyici olan genetik konseptini bozmaz. Bakteriler ve mantarlar gibi yabancı kaynaklı olmalarına rağmen bu genlere “fahri kimlik” olarak bakılabilir. Bununla birlikte problem, bu mikrobik toplulukların taksonomik ve genetik yapılarının insan genotipinde ve metabolizmasında ne tür değişikliklere sebep olacağıdır. İleride ferdî insan genomu açısından ne gibi neticelere sebep olabileceği ise henüz meçhuldür.

İnsanın tabiatın bütün unsurlarıyla iç içe olduğu, bu tabiattaki her mahlûkla bir şekilde temas içinde bulunduğu, üzerinde durulması gereken bir husustur. Dünyamızın fezadaki konumundan atmosferin, suyun ve toprağın terkibine kadar her parametrenin özel seçilmiş durumu düşünüldüğünde, vücudumuzdaki mikropların da hikmetlerine yeni bir bakışla yaklaşmak gerekir.

Dipnotlar

1- Lederberg J, McCray A. ‘Ome sweet ‘omics: A genealogical treasury of words. The Scientist2001; 15, 8.

2- Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biol. 2016;14(8):e1002533. pmid:27541692

3- Knight R, Callewaert C, Marotz C, Hyde ER, Debelius JW, McDonald D ve ark. The Microbiome and Human Biology. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2017;18:65–86. pmid:28375652

4- Belkaid Y, Hand TW. Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell.2014; 157(1):121–41. pmid:24679531

5- Kim M, Qie Y, Park J, Kim CH. Gut Microbial Metabolites Fuel Host Antibody Responses. Cell Host Microbe. 2016;20(2):202–14. pmid:27476413

6- Cahenzli J, Koller Y, Wyss M, Geuking MB, McCoy KD. Intestinal microbial diversity during early-life colonization shapes long-term IgE levels. Cell Host Microbe. 2013;14(5):559–70. pmid:24237701

7- Fujimura KE, Lynch SV. Microbiota in allergy and asthma and the emerging relationship with the gut microbiome. Cell Host Microbe. 2015;17(5):592–602. pmid:25974301

8- Vuong HE, Yano JM, Fung TC, Hsiao EY. The Microbiome and Host Behavior. Annu Rev Neurosci. 2017;40:21–49. pmid:28301775

9- Sampson TR, Debelius JW, Thron T, Janssen S, Shastri GG, Ilhan ZE ve ark. Gut Microbiota Regulate Motor Deficits and Neuroinflammation in a Model of Parkinson’s Disease. Cell.2016;167(6):1469–80 e12. pmid:27912057

10- Hsiao EY, McBride SW, Hsien S, Sharon G, Hyde ER, McCue T ve ark. Microbiota modulate behavioral and physiological abnormalities associated with neurodevelopmental disorders. Cell. 2013;155(7):1451–63. pmid:24315484

11- Forsythe P, Kunze W, Bienenstock J. Moody microbes or fecal phrenology: what do we know about the microbiota-gut-brain axis? BMC Med. 2016;14:58. pmid:27090095

12- Dethlefsen L, McFall-Ngai M, Relman DA. An ecological and evolutionary perspective on human-microbe mutualism and disease. Nature. 2007;449(7164):811–8. pmid:17943117

13- Spanogiannopoulos P, Bess EN, Carmody RN, Turnbaugh PJ. The microbial pharmacists within us: a metagenomic view of xenobiotic metabolism. Nature Reviews Microbiology. 2016;14(5):273–87. pmid:26972811

14- Smith MI, Yatsunenko T, Manary MJ, Trehan I, Mkakosya R, Cheng J ve ark. Gut microbiomes of Malawian twin pairs discordant for kwashiorkor. Science. 2013;339(6119):548–54. pmid:23363771

15- Boulange CL, Neves AL, Chilloux J, Nicholson JK, Dumas ME. Impact of the gut microbiota on inflammation, obesity, and metabolic disease. Genome Med. 2016;8(1):42. pmid:27098727