Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi bilim adamları, potansiyel olarak ölümcül olan iki patojenin neden antibiyotik tedavisini takiben bağırsakların yasak ortamına ayak uydurabildiğini açıklıyor.
Araştırmacılar dergide, buldukları bulguların, antibiyotik tedavisinden sonra “dostça bağırsak barındıran bakterilerin tükenmesi” nin etkilerini ortadan kaldırmanın yollarını belirlemeye yardımcı olabileceğini yazmışlardı.
Birkaç bağırsak patojenleri, bir antibiyotik tedavisi sırasında ciddi sorunlara neden olabilir. Kıdemli yazar, Justin Sonnenburg, PhD, “Antibiyotikler, bu patojenlerin tutulması için kapıyı açıyorlar. Fakat tam olarak, bu, tam olarak anlaşılamamıştır.”
Yazarlar, oral antibiyotiklerin uygulanmasından yirmi dört saat sonra bağırsakta karbonhidrat mevcudiyetinde önemli bir artış olduğunu açıkladı. Bu geçici karbonhidrat artığı, bağırsaktaki “iyi bakterilerin” azaltılması, en az iki potansiyel olarak yaşamı tehdit eden patojenin hızla çoğalmasını sağlar.
Son on yılda, bilim adamları, insanlar da dahil olmak üzere her sağlıklı memelinin kalın bağırsağında bulunan “kompleks mikrobiyal ekosistemde” neler olup bittiğini anlamakta muazzam bir ilerleme kaydettiler.
Tipik olarak sağlıklı bir insan bağırsağı içerisinde yaklaşık 1000 farklı mikrop türü uyumlu olarak bir arada bulunur. Bu zorlu ama besleyici zengin niş içinde yaşayan bu bakteriyel suşlar, son derece iyi adapte olmuşlardır, bu yüzden aslında onlar olmadan da hayatta kalmak için mücadele edeceğiz.
Dost canlısı, bağırsak barındıran bakteriler, vitaminleri sentezler, bağışıklık sistemlerimize rehberlik etmede anahtardırlar, kendi dokularımızın gelişimine ve korunmasına katılırlar – hatta kan basıncını düzenlemeye yardımcı olurlar.
Antibiyotik ilaçlar bu bağırsak mikrobu ekosistemini tahrip etmektedir. İyi bakteriler birkaç gün içinde hızla çoğalmaya başlar ve bir ay içinde normal sayılara geri döner. Bununla birlikte, yazarlara göre, “ekosistemin, bazı kurucu bakteriyel suşlarının kalıcı kaybına uğradığı görülmektedir”.
Bilim adamları bu dost bakterileri, yabani otları (patojenik bakterileri), bağırsaklarımız aracılığıyla geçen zengin gübreye döveren bir tür çime benzetirler. Önceki çalışmalar, dost böceklerimizin, patojenik bakterileri kontrol altına almayı engelleyen kimyasalları salgıladığını ileri sürmektedir.
İç mikrobiyal ekosistemimiz bozulduğunda, bağışıklık sistemimizin tepkisinin zarar gördüğü bir teori var.
Sonnenburg dedi ki:
“Bu hipotezler hiçbir şekilde karşılıklı olarak münhasır olmakla birlikte, bizim çalışmamız, yerleşik mikroplarımızın besin maddelerini besleyerek körfezde patojen tuttuğu yönündeki önerileri özellikle desteklemektedir.”
Bu savunmalar zayıfladığında, genellikle bir antibiyotik tedavisine başladıktan sonra uzun bir süre geçmediği için, patojenler gibi yağma yapan maddeler ayak uydurabilmektedir.
Bu iki paraziter istilacı yeterli sayıya ulaştığında, inflamasyonu uyarırlar. Enflamasyon iyi bakterileri düzeltmek için iyi bir ortam değildir ve salmonella da gelişir.
Sonnenburg ve meslektaşları, şeker ailesinin her iki üyesi olan gut – fukoz ve sialik asit içindeki iki belirli besin maddesine odaklandılar. Bunlar çoğu insanın aşina olduğu şeker değildir, ancak sağlıklı yaşamak için hayati önem taşırlar ve insan vücudundaki her hücrede üretilirler. Süt ürünleri, yumurta ve etlerde de bulunurlar.
Bağırsak bakterileri mukus
Bağırsakları kuşatan hücreler, mukus oluşturmak için birbirine bağlanmış olan aşina ve egzotik şekerlerin uzun zincirlerini ekstrüze eder.
Mucus’un iki işlevi vardır:
- Yerleşik mikropların bağırsak duvarından kan dolaşımına geçmesini engeller.
- Yerleşik mikroplar için sialik asit ve fukoz da dahil olmak üzere birkaç şekerin önemli bir besin kaynağıdır.
Sonnenburg, “Bağırsak mikroplarımız mukus yemede çok ustalaşmışlar” dedi.
Sonnenburg ve meslektaşları mikropsuz bir ortamda yetiştirilen laboratuvar farelerini denedi. Bu fareler normal farelerden çok farklıydı – bağırsaklarında hiç bakteri yoktu.
Bilim adamları, normal farelerin ve insanların bağırsağında bulunan, bakteriyel bir bakteri türü olan bu mikropsuz hayvanlara tek bir bakteri suşu getirdi. bağırsak astarından sarkan mukus zincirlerinden şeker moleküllerini parçalayan enzimlere sahiptir. Sialik asit oluşturan molekülleri parçalamak için enzimlerden yoksundur.
Şeker moleküllerini gevşetmek anlamsız görünebilir, yiyecek için parçalanamaz. Bununla birlikte, normal bir bağırsakta, sialik asit ve fukoz moleküllerini parçalayabilen birkaç başka mikrop vardır. Normal bir bağırsak, ihtiyaç duymayan yiyecekleri kesebilen mikroplarla doludur.
Yazarlar buna takas sistemi diyorlar, ekolojistler simbiyoz diyorlar. (Belki de bu şeker kalıntılarını, altındaki diğer yenilebilir şeker artıkları almak için gevşetir.)
C. difficile, yaygın bir nedeni
antibiyotik ilişkili ishal
Bir dizi deneyde, bilim adamları ya yüklenmiş olan daha önceden mikropsuz farelere ya Salmonella suşu ya da ya katılmışlardır. Her iki bakteri suşu da antibiyotik alan hastalarda hastalığa neden olduğunda potansiyel olarak hayati tehlike oluşturur. Ayrıca enerji için siyalik asit tüketirler, fakat bağırsak mukusundan gevşetemezler.
Bunun fukozu çözemediğini ya da tüketemediğini keşfettikten sonra, takım iki patojenin sialik asitten nasıl faydalandığına odaklandı.
Bilim adamları, antibiyotikle parçalanmış bağırsak-mikrobe ekosistemini simüle ediyor
Önceden mikropsuz farelerin bağırsaklarına bir patojenik ve bir dost bakteriyel suşun dahil edilmesiyle, araştırmacılar, sialik asit seviyelerinin, yükselen seviyelerden bu seviyeleri durduracak olan tam bir mikrobiyal bağırsak ekosisteminin yokluğunda önemli ölçüde arttığını gösterebilirler.Farelerin bağırsağında sadece bir tür iyi bakterinin bulunması, antibiyotikle parçalanmış bağırsak mikrobu ekosisteminin bir yaklaşımıydı.
Her ikisi de ve bu şekerlerin varlığında ve diğer rakip mikroplarda daha hızlı çoğalırlar. patojenik suş için bir ziyafet olan bir sialik asit fazlalığı yarattı.
Bilim adamları daha sonra antibiyotiklerin bağırsak ekosistemleri ile “normal” farelerde ne gibi etkileri olduğunu gözlemlediler. Sialik asitte aynı artış ve patojenik bakteri popülasyonunda bir patlama rapor ettiler. Fareler sadece antibiyotiklerle tedavi edildiyse ve patojenlere maruz kalmamışsa, iyi bakteriler iyileşmeye başladıkça sialik asit seviyeleri yaklaşık üç gün içinde normale döndü.
Sonnenburg dedi ki:
“Bağırsaktaki kötü adamlar, antibiyotiklerin maruz kaldığı zararın zayiatı olan iyi insanlar tarafından kurtarılan besinleri süpürüyorlar. Antibiyotikler, dostça bağırsak bakterilerinin bu patojenlere yardım etmesine yardım etmesine neden oluyor.
Bağırsaktaki bakteriyel patojenlerin iki aşamada hastalığa neden olduğuna inanıyoruz. Diğerleri, bu patojenlerin yeterli sayıya ulaştıklarında, yerleşik dostu mikropları yok etmek için iltihap tetikleyici hileler kullandıklarını, patojenlerin kendileri için hiçbir ücret ödemeden, bununla başa çıkmanın yollarını geliştirdiklerini göstermiştir. Ama önce, kritik bir engelin üstesinden gelmek zorundalar: İnflamasyonun yokluğunda, indüklemeye çalıştıkları zaman, bir şekilde o kritik kütleye ulaşmaları gerekir. Çalışmamız, bir doz antibiyotik tedavisinden sonra nasıl gittiklerini gösteriyor. Öldürülen komensal mikropların geride bıraktığı bağırsak mukusundan kurtulan mevcut şekerlerde geçici bir artıştan yararlanıyorlar. “
Ekip, bir gün, güler yüzlü bağırsak bakterilerinin sialik asidi mukustan kurtarmak için kullandıkları enzimleri inhibe eden bir ilaç yaratabileceğimize ve böylece bayramlarının patojenlerini yok edeceğimize inanıyor. İlaç daha sonra antibiyotiklerle birlikte verilebilir. Bu probiyotikleri, sialik asidi sindiren bakteriyel suşlar formunda hızla eklediklerini, benzer bir etki sağlayabileceğini de eklediler.
Çalışma Burroughs Wellcome Fund ve Ulusal Sağlık Enstitüleri (R01-DK085025 hibe) tarafından finanse edildi.
