Probiyotiklerin keşfi ve sağlıktaki yeri – Yalan mı gerçek mi?

İnsan vücudu içerisinde kendisiyle beraber yaşayan trilyonlarca mikroorganizmayı barındırmaktadır. Bu mikroorganizmaların yarısını; bakteri, mantar, protozoa ve virüsleri içeren mikrobiyota oluşturmaktadır. Mikrobiyotadaki mikroorganizmaların genleri ile ele alınmasına ise mikrobiyom denmektedir.

Mikrobiyota ile ilgili yapılan çalışmalar, İnsan Mikrobiyom Projesi’nin başlamasından sonra hızla artmıştır ve sağlığımız üzerindeki etkileri görmezden gelinemeyecek kadar büyüktür.

Mikrobiyota, insanların parmak izleri gibi kişiye özgüdür

Anne karnında oluşmaya başlayarak çeşitliliği yaşam boyu değişmektedir. Doğum şekli, beslenme, yaş, cinsiyet, antibiyotik kullanımı, genetik yatkınlık, coğrafi konum ve hastalık gibi birçok faktörden etkilenmektedir. Bağırsak mikrobiyotasından salınan metabolitler (örneğin; kısa zincirli yağ asitleri) bağışıklık sistemi başta olmak üzere insan vücudundaki sistemleri etkileyen endokrin bir organ gibi davranmaktadır.

Disbiyozis: Bağırsak mikrobiyotasındaki bakterilerin dengesinin bozulması

Obezite, diyabet, kanser ve Alzhemier gibi hastalık durumlarında mikrobiyota, hastalığa göre farklılık göstermektedir. Ancak sadece belli bir bakteri türünü suçlamak uygun değildir, çünkü mikroorganizmalar topluluk halinde, karmaşık ve karşılıklı ilişki içerisinde yaşamaktadır.

Mİkrobiyotayı manipüle etmek için arayışlar

Mikrobiyotanın insan vücudundaki sistemlerle olan etkileşimlerinden dolayı, manipüle edilesine yönelik yollar geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bunlara örnek olarak; probiyotik ve prebiyotik kullanımı, Fekal Mikrobiyal Transplantasyon (FMT), ilaç ve ileride olası aşıların kullanımı verilebilir. Bu yazıda probiyotiklerin ortaya çıkışından ve nasıl ticarileştirildiğinden bahsedeceğiz.

Probiyotiklerin tarihi

19. yy sonlarına doğru Louis Pasteur, laktik asit bakterilerinin fermentasyon özelliklerini keşfetmiş ve besinlerin bozulmasını engelledikleri için yararlı bakteriler olarak tanımlamıştır. Bütün bakterilerin zararlı olmadığının keşfi, bilim dünyasında bir dönüm noktası yaratmıştır. 1908’de fagositoz üzerinde yaptığı çalışmalarla Nobel Ödülü alan Élie Metchnikoff, Makula dejenerasyonu (Sarı nokta hastalığı) ile bağırsak mikrobiyotası arasında bağlantı olduğuna dair bir hipotez ileri sürmüştür. Bağırsaktaki bakterilerin kaderimizi belirleyebileceği düşüncesine sahiptir. Hipotezi, fermantasyon sırasında bakteriler tarafından üretilen laktatın zararlı bakterilerin büyümesini engelleyebilmesi durumunda, aynı sürecin bağırsakta da gerçekleşebileceğidir. Sonuç olarak, laktik asit bakterileri bağırsaktaki toksin üretimini engelleyebilir. Günümüzde yoğurt üretmek için Lactobacillus bulgaricus ve Streptococcus thermophilus bakterileri kullanılmaktadır.

Metchnikoff, bu bakterilerinde aralarında bulunduğu Bulgar fermente sütünün bir örneğinden saf kültürleri izole etmek için çalışmıştır. Böylece probiyotik bakterileri ve önemini keşfetmiştir.

Yunan asıllı iş adamı Isaac Carasso, 1. Dünya Savaşı’nın İspanyol çocuklarında malnütrisyon (yetersiz beslenme) ve hastalıkların yarattığı etkiyi görmesiyle çok etkilenmiştir. Bunun üzerine, tam 102 yıl önce, Metchnikoff’un mandıra mayalarına üzerinde yaptığı çalışmalardan ilham alarak, günümüzdeki Danone yoğurtlarını üretmek için deneme yanılma yoluyla Pastör Enstitüsü'nde izole edilmiş fermentesyon yapabilme özelliği olan bakterilerle taze sütü karıştırmıştır. Böylelikle ticari hazır yoğur doğmuştur.

İlk yoğurduna oğlu Daniel’in ismi olan “Minik Daniel” takma adını vermiştir. Bu hazır yoğurt ilk olarak, şehirdeki eczanelerde porselen kaplarda insanların sağlığını iyileştirici etkisi ile satılmaya başlanmıştır (bakınız aşağıda fotoğraf). Bundan 5 yıl sonra, Barselona Doktor Koleji tarafından ziyaret edilerek ürün övgüler kazanmış ve eczanelerden sonra daha çok tüketiciye ulaşabilmesi için ana pazarlama kanalları genişletilmiştir. On yıl sonra Daniel aile şirketine katılmış ve şirket günümüzdeki Danone adını almıştır. Danone, Fransa genelinde başarılı bir şekilde genişlerken, 2. Dünya Savaşı’nın başlamasıyla ABD’ye taşınmıştır.

Bu yıllarda yoğurt, sağlıklı besin olarak tüketilmeye devam edilmiştir. Fermantasyon sürecinden dolayı B2, B6 ve B12 vitaminleri ve kalsiyum, potasyum, çinko, magnezyum içeriği diğer süt ürünlerine göre daha yüksektir. Yoğurttaki laktozun L. bulgaricus ve S. thermophilus'ta bulunan enzimler tarafından parçalanması, laktoz seviyelerini düşürmekte ve laktoz intoleansı olan bireyler için süt ürünlerinin tüketimini kolaylaştırmaktadır. 20.yy’da Pasteur’un mirasına dayanarak bilim insanları, Escherichia coli, Lactobacillus acidophilus LB ve Lactobacillus casei Shirota gibi sağlığı geliştiren diğer suşları izole etmişlerdir.

Probiyotiğin tanımı yapılıyor

1974’de Richard B. Parker, probiyotiklerin “bağırsağın mikrobiyal dengesine katkıda bulunan organizmalar ve maddeler” olarak tanımlanmasını önermiştir. 2001 yılında ise Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ) tarafından “yeterli miktarda uygulandığında insana sağlık yararı sağlayan canlı mikroorganizmalar” tanımını yayınlanmıştır. Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus, Bacillus bakterileri ve Saccharomyces, Aspergillus, Candida mayaları probiyotik olarak bilinmektedir.

Danone, 1987’de Bifidobacterium lactis (BFMP) içeren Activia®’yı , 1994’de ise L. casei (LFMP) içeren Actimel® ile probiyotikli iki fermente süt ürünü üretimine başlamıştır.

Probiyotiklerin potansiyel sağlık yararları araştırılıyor

1990’larda, probiyotiklerin yararlarını kanıtlamak için çalışma programı başlatılmış ve 40'tan fazla bilimsel yayın ortaya çıkmıştır. Probiyotik ürünlerin faydaları, sindirim rahatsızlığı görülme sıklığını veya süresini, bağırsak geçişini, yaygın enfeksiyon ve hastalıkları, solunum ve gastrointestinal enfeksiyonu, antibiyotik kullanımı sonucu diyarenin önlenmesini azaltmaya kadar uzanmaktadır.

BFMP kullanımı ile ilgili sonuçlar, gastrointestinal rahatsızlıklarda iyileşme ile ilişkilendirilmiş ve inflamatuar bağırsak hastalığı olan kişilerde semptomlarında azalma bildirilmiştir.

Modern mikrobiyolojinin doğuşuyla yeni bir çağa atlanmıştır. Günümüzdeki metagenomik çalışmalar mikrobiyomdaki bakterilerin etki mekanizmalarını incelemeye olanak sağlamıştır. Avrupa ve ABD’de laboratuvar konsorsiyumları, MetaHIT ve İnsan Mikrobiyom Projesiyle araştırmaların önü açılmıştır. Danone Nutricia Research, MetaHIT çalışmasına katılmıştır. Bağırsak sağlığını hedef alarak Bifidobacterium lactis içeren probiyotik ürünüyle ilgili, Harvard T.H. Chan Halk Sağlığı Okulu, UCLA, Washington Ü. gibi üniversitelerle ortaklaşa çalışılmıştır.

Araştırmalar sonucunda, BFMP'nin bağırsak mikrobiyomunun aktivitesini ve bağırsak-beyin aksının bileşenlerini etkileyerek sağlığa yarar sağladığı hipotezi desteklenmektedir. Bağırsak mikrobiyomunda, BFMP'nin faydalı kısa zincirli yağ asitleri (KZYA) üretimine yol açan yolları uyardığını ve bağırsak gazı üretimini azalttığını gösteren kanıtlar bulunmuştur. Bağırsak-beyin aksıyla ilgili, farklı çalışmalardan elde edilen sonuçlarda, bu ürünün viseral aşırı duyarlılığı azalttığı ve beynin aktivitesini düzenlediği fikri ortaya çıkmıştır.

Araştırmaya katılan bireylerin tümünün, BFMP’ye aynı yanıtı vermediği yani bireylerin aynı probiyotiklerden farklı şekilde etkilenebileceği fark edilmiştir. Son zamanlarda, BFMP'nin bağırsak gazı üretimindeki azalmasının sadece yüksek miktarlarda hidrojen salgılayan bireylerde olduğu gözlemlenmiştir.

İki çeşit mikrobiyotaya dair kanıtlar bulunmuştur. Bunlar izin verici ve dirençli mikrobiyotadır. İzin verici mikrobiyom, dirençli mikrobiyoma göre BFMP tarafından etkilenmeye daha duyarlıdır. Bu sonuçlarla birlikte, "hassas probiyotikler” çağının yolu açılmıştır.

Hassas probiyotikler, bağırsak mikrobiyomu tarafından sağlanmayan bağırsak faaliyetlerini yerine getirecektir. Bireyin diyetine, fenotipine, yaşam tarzına, yaşına, cinsiyetine, genetiğine ve mikrobiyomuna göre uyarlanacaktır. İlk hassas probiyotikler, yoğurt fermantasyonu için kullanılan bakteriler olan L. bulgaricus ve S. thermophilustur.

Probiyotikleri geleneksel laktik asit bakterinden olabileceği gibi Bifidobacterum ve Akkermansia Municiphidan da olabilir. Akkermensia bağırsaktan izole edilen ve metabolik sağlık alanında vaatlere sahip bir bakteridir. Araştırmalar, obez ve aşırı kilolu bireylerde çeşitli metabolik parametreleri iyileştirdiğini göstermektedir.

2013 yılında, Danone Nutricia Research ve UCLA'dan işbirlikçileri, ilk bağırsak-beyin aksı probiyotik klinik çalışmasını yayınlayarak, sağlıklı kadınlar tarafından dört haftalık BFMP alımının, duygu ve duyum merkezinin işleyişini kontrol eden beyin bölgelerinin aktivitesini etkilediği göstermiştir. Probiyotiklerin bağırsakların ötesinde beyin, kardiyovasküler, metabolik, kemik, kas ve bağışıklık sistemlerini de içeren potansiyel faydalarını düşündürmektedir.

Bağırsak mikrobiyomunu beslemenin en iyi yollarını anlamak için Kaliforniya Üniversitesi ile ortaklık kurulmuştur. İnsan Diyetleri ve Mikrobiyom Girişimi'ni (THDMI) başlatarak, dünyanın farklı yerlerinde insanlar tarafından tüketilen ve bağırsaklara fayda sağlayabilecek en iyi diyetleri ve yiyecekleri keşfetmeyi amaçlamaktadırlar. Gelecekteki araştırmalar, probiyotiklerin faydalarının mekanik anlayışına odaklanmaktadır. Böyle bir anlayış sadece bağırsak sağlığını değil, nörolojik sistemden bağışıklık sistemine, pediatriden geriatriye kadar sağlığın birçok yönünü de etkileyecektir. Bununla birlikte bağırsak mikrobiyotası, komleks bir sistemdir ve bu alanda piyasada bulunan ürünlerin çoğu bilimsel kanıt yönünden zayıf bir şekilde desteklenmesine rağmen büyük bir pazar hacmine ulaşmıştır.