Sağlıklı beslenmenin bir göstergesi olarak bağırsak mikrobiyomu
Anissa M. Armet 1 , João F. Mota 2,3 ve Jens Walter 3
1 Department of Agricultural, Food & Nutritional Science, University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada
2 Faculty of Nutrition, Federal University of Goiás, Goiânia, Goiás, Brazil
3 APC Microbiome Ireland, School of Microbiology, Department of Medicine, and APC Microbiome Institute, University College Cork – National University of Ireland, Cork, Ireland
Genel halk için bölüm
Özel alanınızı burada bulun
Bu makale hakkında
Yayın
21 Ekim 2024
Güncelleme
23 Ekim 2024
Kronik bulaşıcı olmayan hastalıklar (BOH) sanayileşmiş toplumlarda salgın boyutlarına ulaşmıştır ve bu gelişme açıkça batı tarzı beslenme alışkanlıklarındaki değişikliklerle bağlantılıdır. BOH'lar aynı zamanda bağırsak mikrobiyomu ile de bağlantılıdır ve hayvan modellerinde yapılan araştırmalar, patolojilerin gelişimi için diyet-mikrobiyom etkileşimlerinin yanı sıra altta yatan mekanizmaların nedensel önemini ortaya koymuştur. Burada mikrobiyom bilimi perspektifinden sağlıklı beslenmeyi neyin oluşturduğunu tartışıyor ve diyet-mikrobiyom etkileşimlerinin mekanizmasal olarak anlaşılmasının beslenme tartışmalarını aydınlatabileceğini ve daha sağlıklı diyetlerin geliştirilerecek ilerlemeleri savunuyoruz.
Bağırsak mikrobiyomunun insan sağlığı-nı etkilemede önemli bir rol oynadığına dair kanıtlar giderek artmaktadır. Diyet bu ilişkinin merkezinde yer almaktadır ve ba-tı tarzı beslenme şekilleri, sosyo-ekono-mik olarak gelişmiş toplumlarda bulaşıcı olmayan kronik hastalıkların (BOH) son zamanlarda şiddetlenmesinde önemli bir rol oynamıştır. Burada, mikrobiyom bilimi perspektifinden sağlıklı beslenmeyi neyin oluşturduğunu tartışıyor ve bu kanıtları Bağırsak mikrobiyomunun insan sağlığı-nı etkilemede önemli bir rol oynadığına dair kanıtlar giderek artmaktadır. Diyet bu ilişkinin merkezinde yer almaktadır ve ba-tı tarzı beslenme şekilleri, sosyo-ekono-mik olarak gelişmiş toplumlarda bulaşıcı olmayan kronik hastalıkların (BOH) son zamanlarda şiddetlenmesinde önemli bir rol oynamıştır. Burada, mikrobiyom bilimi perspektifinden sağlıklı beslenmeyi neyin oluşturduğunu tartışıyor ve bu kanıtları
Mikrobiyom perspektifinden sağlıklı beslenme
İşlenmiş gıdalara karşı tamamen bitkisel gıdalar
İncelediğimiz tüm diyet kılavuzlarına göre [1], sınırlı işlemden geçmiş bütün bitkisel gıdalar (sebzeler, meyveler, tam tahıllar, baklagiller ve kabuklu yemişler) günlük diyete dahil edilmelidir (şekil 1). Bu öneri mikrobiyom perspektifinden de destek-lenmektedir (şekil 2 ve şekil 3). Bütün bitkisel gıdalar, bazıları fermente edilebilen ve mikroplar için büyüme substratları sağlayan diyet liflerinin doğal olarak bulunan tek kaynağıdır. Bitki çeşit-liliği mikrobiyom çeşitliliğini koruyabilir ve lif fermantasyonu, çok çeşitli metabolik (toklukla ilgili hormonlar ve gelişmiş insülin duyarlılığı), fizyolojik (artan mukus üretimi ve sıkı bağlantı ekspresyonu) ve ekolojik (patojen inhibisyonu) etkiler oluşturan kısa zincirli yağ asitleri (SCFA'lar) gibi metabolitlerle de sonuçlanır [2]. Buna ek olarak, bakteriler için substratların sağlan-ması, farelerde mukus yıkımını ve muteakip enflamasyonunu ve enfek-siyonları önler [3]. Bütün bitkisel gıdalarda bulunan ve çoğu ince bağırsakta emilmeyen fitokimyasallar da bağırsak mikrobiyotası tarafından biyoyararla-nımlarını, emilimlerini, antioksidan ve immünomodülatör etkilerini artıran biyotransformasyona uğrarlar [4], ancak bu etkileşimlerin sağlık için önemi daha az aydınlatılmıştır. Son olarak, çoğu tam bitkisel gıdanın işlevsel özellikleri ve beslenme kalitesi (örneğin, besin bileşimi ve erişilebilirliği), mikrobiyom bileşimini ve bağırsak bariyeri işlevini bozan işlenmiş gıdalardan çok daha üstündür (şekil 2).
Görsel
Tam tahıllar
Tam tahılların iyi bilinen metabolik ve immünolojik faydalarında bağırsak mikro-biyomunun potansiyel rolü giderek daha fazla araştırılmaktadır. Tam tahılların kepek tabakası, bağırsak mikrobiyotası tarafından faydalı metabolitlere fermente edilen arabinoksilanlar ve β-glukanlar gibi diyet lifleri içerir. Tam tahılların anti-enflamatuar etkileri, SCFA üreticilerinin zenginleştirilmesiyle ilişkilendirilmiştir [5]. Tam tahıllı arpa ekmeğine yanıt veren ve Prevotella içeren insanlardan alınan fekal mikrobiyota ile kolonize edilen mikropsuz farelerde, glikoz toleransında insanlar-daki etkiyi yansıtan iyileşme gözlenmiştir [6]. Buna ek olarak, başlangıçta Prevo-tella barındıran aşırı vücut ağırlığına sahip bireyler, tam tahıl açısından zengin bir diyetle yüksek kilo kaybı göster-mektedir [7]. Bu çalışmalar, tam tahılların metabolik faydalarının en azından bir kısmına bağırsak mikrobiyo-munun aracılık ettiğini göstermektedir (şekil 3).
Görsel
Protein kaynakları
Diyet kılavuzlarının çoğu, diğer hayvan-sal protein kaynakları, özellikle de kırmızı et yerine bitki bazlı proteinli gıdaların (ör. baklagiller, kabuklu yemişler), balık (ör. yağlı balıklar) ve kümes hayvanlarının tü-ketilmesini önermektedir (şekil 1). Bakla-giller ve kabuklu yemişler lif bakımından zengindir ve konakçı-mikrop etkileşim-lerini düzenleyen fitokimyasallar ve ome-ga-3 yağ asitleri içerir (şekil 3). Günlük ceviz özellikle Roseburia olmak üzere bütiratı artırmıştır [8]. Maş fasulyesi takvi-yesi, yüksek yağlı diyetlerle beslenen fa-relerde kilo alımını ve yağ birikimini azalt-mış, ancak aynı diyetlerle beslenen mik-ropsuz farelerde azaltmamış ve mikrobi-yomun nedensel bir rolünü ortaya koy-muştur [9]. Tüm hayvansal bazlı proteinli gıdalar ara-sında, yağlı balıklar muhte-melen mikro-biyom kaynaklı en büyük im-münolojik ve metabolik yararı gösteren gıdalardır [1].
Beslenme Şekilleri
Sağlığın tek tek gıdalardan veya besinler-den değil, bunların birbirine bağlılığından ve sinerjik etkilerinden etkilendiğinin farkına varılması, 2020-2025 Amerikalılar için Bes-lenme Rehberi ve Kanada'nın gıda rehberi gibi yakın zamanda güncellenen birçok beslenme rehberinde diyet modellerine vurgu yapılmasına yol açmıştır. Akdeniz diyeti, konakçı-mikrop etkileşimleri üzerin-de olumlu etkileri olan birçok besin grubunu bir araya getirmektedir. Bu etkileşimleri a-raştırmak için birkaç randomize kontrollü çalışma yürütülmüş ve Akdeniz diyetinin metabolik, immünolojik ve bilişsel fayda-larının Faecalibacterium prausnitzii ve Ro-seburia miktarlarındaki artışlarla bağlantılı olduğunu göstermiştir [10].
Görsel
Bağırsak mikrobiyomu sağlıklı beslenme konusundaki tartışmalara nasıl ışık tutuyor?
Kırmızı ve İşlenmiş et
Çoğu diyet rehberi ve çeşitli tıp dernekleri kırmızı etin azaltılmasını ve işlenmiş etlerden kaçınılmasını önermektedir, ancak 2019'da yapılan bir dizi sistematik inceleme, bunların sağlık sonuçlarıyla bağlantılarına dair yalnızca zayıf kanıtlar olduğu sonucuna varmıştır [11]. Bağırsak mikrobiyomu bu tartışmada yararlı bir bakış açısı sağlamaktadır. Et proteininin bağırsak mikropları tarafından proteolitik fermantasyonu amonyak, p-kresol ve hidrojen sülfür gibi toksik metabolitleri artırır [12]. Doymuş yağ oranı yüksek olan işlenmiş etler, safra asitlerinin ince bağırsağa salgılanmasını ve daha sonra mikroplar tarafından ikincil safra asitlerine dönüştürülmesini teşvik eder. Buna ek olarak, işlenmiş etlerde kullanılan tedavi maddeleri, nitrat ve nitrit, N-nitroso bileşiklerine mikrobiyal biyotransformasyon için substratlardır. Bu nedenle toksikolojik değerlendirmeler mevcut diyet önerilerini desteklemektedir (şekil 3).
Protein fermantasyonundan kaynaklanan metabolitler (örneğin hidrojen sülfür, amonyak) daha düşük toksisiteye sahiptir ve şu anda insan kanserojenleri olarak sınıflandırılmamıştır, bu da yağsız kırmızı etin orta düzeyde tüketiminin muhtemelen sınırlı risk taşıdığı sonucunu desteklemektedir. Buna karşılık, işlenmiş et tüketiminden kaynaklanan N-nitroso bileşikleri ve ikincil safra asitleri kanserojen olup, işlenmiş et tüketiminden kaçınma veya tüketimini en aza indirme önerilerini desteklemektedir.
Görsel
Süt ürünleri
Diyet kılavuzlarının çoğu yağsız ve az yağlı (%0-2) süt ürünlerini tavsiye etmekte ve yüksek yağlı (>%25) süt ürünlerinden (örn. Bazı peynirler, krema bazlı ürünler, tereyağı) kaçınılmasını önermektedir. Bununla birlikte, zararlı etkileri sorgulan-masına rağmen bazı diyet kılavuzlarında tavsiye edilmeyen tam yağlı süt ürünleri (~% 3,5) konusunda bir fikir birliği yoktur. Süt yağı ve bağırsak mikrobiyomu ara-sındaki etkileşimler bu tartışmayla ilgili-dir. Süt kaynaklı doymuş yağlar, pro-enf-lamatuar olan ve fare modellerinde kolit [13] gibi hastalıklara neden olan Bilophila wadsworthia'yı indükler. Bu mekanistik bulgular, süt ürünlerini az yağlı çeşitlerle sınırlandırmaya yönelik diyet önerilerini desteklemektedir (şekil 3).
Düşük karbonhidrat diyeti
Düşük karbonhidratlı diyetler, kısa vadede kayda değer kilo kaybı ve metabolik faydalar sağlayabildikleri için popülerdir, ancak sonuçlar uzun vadede sürdürülebilir. olmayabilir. Bu diyetlerde yağ ve/veya protein oranı yüksektir ve genellikle lif oranı düşüktür. Sonuç olarak, N-nitroso bileşiklerinin konsant-rasyonlarının artması ve bütirat ve anti-enflamatuar fenolik bileşiklerin seviye-lerinin azalması ile zararlı bir metabolik profile neden olurlar [14]. Bağırsak mik-robiyotası üzerindeki etkileri nedeniyle, düşük karbonhidratlı diyetler bu nedenle uzun süre tüketildiğinde sağlığa zararlı olabilir.
Görsel
Mikrobiyom aracılığıyla sağlıklı beslenme
Her ne kadar uluslararası beslenme kılavuzları son derece tutarlı ve sağlıklı beslenmenin ne olduğu konusunda mükemmel bir yol gösterici olsa da, mikrobiyomun daha sistematik bir şekilde ele alınması yoluyla iyileştirmeler ve yenilikler için fırsat mevcuttur
Evrimsel yaklaşımlar ve mikrobiyom restorasyonu
İnsan-mikrobiyom ortak yaşamı milyon-larca yıl boyunca çevresel ve besinsel bağlamda evrimleşmiştir. Bulaşıcı olma-yan hastalıklarda önemli bir artışa yol açan sanayileşme, mikrobiyom çeşitlili-ğini azaltmış, karbonhidrat kullanımı için mikrobiyomun enzimatik kapasitesini düşürmüş, mukus parçalayan organiz-malar ve enzimler için zenginleştirmiş ve mikrobiyal simbiyontların kaybına yol açmıştır. Bu nedenle, lif alımını şu anda diyet kılavuzlarında tavsiye edilen gün-de 25-38 gramın ötesine çıkarmak tartı-şılmaktadır ve bu hem gözlemsel hem de takip çalışmaları tarafından destek-lenmektedir [15]. ütün gıdalardan daha fazla lif alımını desteklemenin yanı sıra, prebiyotik, probiyotik ve sinbiyotik stratejiler yoluyla sanayileşmenin bağırsak mikrobiyomu üzerindeki etkisini düzeltmek için güçlü bilimsel dayanaklar bulunmaktadır.
Görsel
Canlı mikroorganizmalar
Sanayileşmenin bir diğer özelliği de mikro- biyal maruziyetin azalmasıdır. Biyoçeşitlilikhipotezi, insan mikrobiyomunu zenginleş-tirmek, bağışıklık dengesini desteklemek ve alerji ve enflamatuar bozukluklardan korunmak için doğal ortamlarla temasın gerekli olduğunu belirtmektedir. Probiyo-tikler canlı mikroplar sağlar ve bu bağ-lamda onlarca yıldır incelenmekte ve piya-saya sürülmektedir (“Probiyotikler ve prebiyotikler” kutucuğuna bakınız). Ayrıca kefir, yoğurt, kombu çayı ve lahana turşusu gibi fermente gıdalar çiğ tüketildikleri takdirde yüksek sayıda canlı mikrop (bakteri ve mantar) içerebilir. Fermente gıdalarda bulunan mikroplar, insan bağırsak ekosistemindeki yerleşik olmayan yapıları nedeniyle insan bağırsağında kolonize olmasalar da, yine de insan dışkı mikrobiyotasında tespit edilebilirler ve konakçı ile doğrudan etkileşime girebilirler.
Görsel
Bazı beslenme kılavuzları, yoğurt ve fermente sütler gibi fermente gıdaları tavsiyelerinin bir parçası olarak içermektedir ve bunların faydaları gözlemsel çalışmalarda ve daha küçük RKÇ'lerde giderek daha fazla rapor edilmektedir, ancak daha iyi kontrol edilmiş insan çalışmalarına ihtiyaç vardır.
Kişiye özel beslenme
İnsanlar diyet uygulamalarına verdikleri yanıtlar bakımından farklılık göster-mektedir ve bu da şu anda diyet kıla-vuzlarında uygulanan herkese uyan tek tip yaklaşımı sorgulamaktadır. Hassas veya kişiselleştirilmiş beslenme, beslen-me önerilerini bireyin biyolojisine (genler, metabolizma vb.) göre uyarlamayı amaç-lamaktadır. Mikrobiyom ölçümleri, has-sas beslenme stratejilerinin önemli bir bi-leşeni haline gelebilir. Halihazırda birkaç şirket dışkı mikrobiyomuna dayalı kişi-selleştirilmiş beslenme tavsiyeleri sunsa da, bu hizmetler herhangi bir düzenleyici otorite tarafından onaylanmadığından tavsiyelerin doğruluğu konusunda belir-sizlik söz konusudur. Ulusal beslenme kı-lavuzları şu anda hassas veya kişisel-leştirilmiş yaklaşımları dikkate almamak-tadır ve bunların nüfus ölçeğinde uygu-lanması zor olacaktır. Beslenmeyi kişi-selleştirmek için bilimsel bir gerekçe olmasına rağmen, çoğu bireyin yukarıda tartışılan diyet önerilerinden faydalana-cağını belirtmek gerekir.
Sonuç
Diyetin birçok fizyolojik etkisi diyet-mikrop-konak etkileşimlerinden etkilenebileceğinden, bağırsak mikrobiyomu beslenme araştırmalarının “kara kutusunu” oluşturabilir. Mikrobiyomun diyetin fizyolojik etkilerine ne ölçüde nedensel katkıda bulunduğunu ve hayvan modellerinde tespit edilen hangi mekanizmaların insanlar için geçerli olduğunu belirlemek için ek araştırmalara ihtiyaç vardır. Bununla birlikte, mevcut kanıtlar, diyetin etkilerinde bağırsak mikrobiyomunun önemli bir rol oynadığını güçlü bir şekilde desteklemekte ve diyet-mikrobiyom etkileşimlerinin mekanizmalarının anlaşılmasının beslenme tartışmalarını aydınlatabileceğini ve daha sağlıklı diyetlerin geliştirilmesini sağlayabileceğini vurgulamaktadır.
Sources
1. Armet AM, Deehan EC, O’Sullivan AF, et al. Rethinking healthy eating in light of the gut microbiome. Cell Host Microbe 2022; 30: 764-85.
2. Blaak EE, Canfora EE, Theis S, et al. Short chain fatty acids in human gut and metabolic health. Benef Microbes 2020; 11: 411-55.
3. Desai MS, Seekatz AM, Koropatkin NM, et al. A dietary fiber-deprived gut microbiota degrades the colonic mucus barrier and enhances pathogen susceptibility. Cell 2016; 167: 1339-53 e21.
4. Chang SK, Alasalvar C, Shahidi F. Superfruits: phytochemicals, antioxidant efficacies, and health effects - a comprehensive review. Crit Rev Food Sci Nutr 2019; 59: 1580-604.
5. Martínez I, Lattimer JM, Hubach KL, et al. Gut microbiome composition is linked to whole grain-induced immunological improvements. ISME J 2013; 7: 269-80.
6. Kovatcheva-Datchary P, Nilsson A, Akrami R, et al. Dietary fiber-induced improvement in glucose metabolism is associated with increased abundance of Prevotella. Cell Metab 2015; 22: 971-82.
7. Roager HM, Christensen LH. Personal diet-microbiota interactions and weight loss. Proc Nutr Soc 2022: 1-28.
8. Creedon AC, Hung ES, Berry SE, Whelan K. Nuts and their effect on gut microbiota, gut function and symptoms in adults: a systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials. Nutrients 2020; 12: 2347.
9. Nakatani A, Li X, Miyamoto J, et al. Dietary mung bean protein reduces high-fat diet-induced weight gain by modulating host bile acid metabolism in a gut microbiota-dependent manner. Biochem Biophys Res Commun 2018; 501: 955-61.
10. Kimble R, Gouinguenet P, Ashor A, et al. Effects of a mediterranean diet on the gut microbiota and microbial metabolites: a systematic review of randomized controlled trials and observational studies. Crit Rev Food Sci Nutr 2023; 63: 8698-719.
11. Johnston BC, Zeraatkar D, Han MA, et al. Unprocessed red meat and processed meat consumption: dietary guideline recommendations from the Nutritional Recommendations (NutriRECS) Consortium. Ann Intern Med 2019; 171: 756-64.
12. Louis P, Hold GL, Flint HJ. The gut microbiota, bacterial metabolites and colorectal cancer. Nat Rev Microbiol 2014; 12: 661-72.
13. Devkota S, Wang Y, Musch MW, et al. Dietary-fat-induced taurocholic acid promotes pathobiont expansion and colitis in Il10-/- mice. Nature 2012; 487: 104-8.
14. Russell WR, Gratz SW, Duncan SH, et al. High-protein, reduced-carbohydrate weight-loss diets promote metabolite profiles likely to be detrimental to colonic health. Am J Clin Nutr 2011; 93: 1062-72.
15. Reynolds A, Mann J, Cummings J, et al. Carbohydrate quality and human health: a series of systematic reviews and meta-analyses. Lancet 2019; 393: 434-45.