Barsaklardaki kalıcı flora ve geçici bakterilerle ilgili bir özet yapmak gerekirse: İlk grup, barsakta kalıcı bir şekilde koloni oluşturur ve önemli faaliyetler yürütür. İkinci grup ise çevreden ve besinlerden gelen mikroorganizmalardır ve günlük olarak sindirilirler. Bu bakteriler potansiyel olarak patojenik olabilir ve normal koşullarda barsak sisteminde kolonize olmayıp, sadece geçiş yaparlar.
Ortam koşullarındaki üreme gereksinimlerine uygun olarak, barsak florası bakterileri üç ana gruba ayrılabilir:
Normal ortam koşullarda üreyen aerob bakteriler
Sadece oksijensiz ortamda üreyen anaerob bakteriler
Oksijen içeriği azaltılmış ortamda üreyen mikroaerofilik bakteriler.
Baskın metabolik aktiviteye bağlı olarak, barsak florası bakterileri üç alt sınıfa ayrılmaktadır:
Lipolitik aktivitesi baskın olan bakteriler
Proteolitik aktivitesi baskın olan bakteriler
Sakkarolitik aktivitesi baskın olan bakteriler
Barsak ekolojisi bağlamında mikrobiyel türlerin önemi
Escherichia coli:
E. koli uzunca bir süre en önemli barsak bakterisi olarak düşünülmüştür. Ancak, E. koli kolon bakteri kütlesinin % 0,1den azını temsil etmekte olup, floranın çoğunluğunu tam anaerobik bakteriler oluşturmaktadır.
E. koli kolonda önemli aktiviteler yürütmektedir:
Antibakteriyel direnç: Enteropatojenik bakteriye karşı antagonistik aktivitesi olan sayısız mikrobiyosit maddelerin sentezi.
Bakteriyel duvarın lipopolisakaritler (LPS), gruba özgü antijen ve düşük moleküler ağırlıklı peptitler vasıtasıyla barsak immün sistemi üzerinde doğrudan etki yaparak barsak bariyerinin stabilizasyonu
Metabolik aktivite:
Oksijenin varlığında ve anaerobik koşullar altında karbohidratların transformasyonu yoluyla kısa zincirli yağ asidi üretimi.
Yüksek karbonhidrat konsantrasyonlarında gaz (H2 ve CO2) üretimi (emilimde azalma ya da sindirim bozuklukları)
Protein kokuşması yoluyla enerji üretiminde artış (örn., aşırı hazım ya da sindirim bozuklukları). Kokuşma enzimleri optimum aktivitelerini 6.5un üzerindeki pH değerlerinde gösterirler. Bozunma ürünleri, yani biyojenik aminler ve amonyum (barsak içeriğinin alkalileşmesi) potansiyel olarak zararlıdır.
E. coli değişkenleri sağlıklı bireylerde düşük konsantrasyonlarda bulunabilecek olan geçici bakterilerdir:
Laktoz negatif E. koli enerji kaynağı olarak laktozu kullanmaz
Hemolitik E. koli kültür medyasında eritrosit lizis yaratır.
105 CFU/gnin üzerindeki değerler kötü beslenme, sindirim bozukluğu ya da kolonizasyona dirençte azalmanın göstergesi olabilir. Yüksek bir hemolitik suş yüzdesi, adhesinler gibi barsak mukozasına yapışmayı artıran patojenik faktörler üretebilir. Toksin sentezi de diyareye neden olabilir
Diğer enterobakteriler:
Fekal florada, özellikle vejetaryenlerde ve yaşlılarda, gıda alımından kaynaklanan ve geçici bakteriler olarak bulunma olasılığı olan en az otuz farklı enterobakteri türü bulunmaktadır. Metabolik aktivite temelde proteolitiktir, özellikle Klebsiella ve Proteus için. Biyojenik amin (cadaverin ve putrescein) sentezi, amonyum ve barsak içeriğinin alkalizasyonuyla sonuçlanır. Proteolitik enzimlerde optimum pH değeri 6.5dur.
Bazı Klebsiella pneumoniae/oxytoca, Enterobacter cloacae ve Citrobacter freundii suşları enterotoksin üretip, diyareye neden olabilir.
Klebsiella spp nin ürettiği ısıduyarlı toksin özellikle çocuklarda akut ya da inatçı diyareye neden olabilir. E. Colinin yanısıra, Citrobacter freundii gibi diğer genel patojenik olmayan enterobakteri Shiga-benzeri toksin üretim kapasitesi kazandırabilir ve değişen şiddette diyareye neden olabilir.
Enterococcus spp
Enterococcus spp. safraya karşı dirençleri ve asiditeleri nedeniyle kolonun zorunlu kalıcı florasına ve ince bağırsağa aittirler. Bazı suşları fermente gıdada (sosis ve peynir, ...) bulunur. Enterokoklar temelde sakkarolitiktir; karbonhidratları enerji kaynağı olarak kullanırlar, kısa zincirli yağ asitleri üretirler, barsak içeriğini asitleştirirler ve çok sayıda bakteriyosit (enterosinler) ve bakteriyostatik ürün üretimi yoluyla antibakteriyel dirence katkıda bulunurlar.
Diğer aerobik bakteriler
Pseudomonas sp, Bacillus sp, Staphylococcus sp and Streptococcus sp, ortamdan ya da sindirim sistemi dışındaki vücudun bölümlerinden gelen transit bakterilerdir ve kolonda düşük miktarlarda bulunurlar.
Barsak kolonizasyonu geçici olabilir, ama barsak bariyerindeki karışıklığın bir göstergesi olma olasılığı da vardır.
Pseudomonas aeruginosa özellikle yüksek konsantrasyonlarda bulunduğunda çocuklarda diyareye neden olabilir. Buna karşın, Ps. aeruginosa varlığı da örnekleme hatası, örn.WCden alınan su nedeniyle olabilir.
Bacillus cereus bulantı ya da kusmaya neden olan yüksek nişasta içeriği olan besinlerden gelen ısıduyarlı bir toksinin yanısıra sulu diyareye neden olan enterotoksini de sentezleyebilir. Sebze ve meyve açısından zengin bir beslenme uygulayan kişilerde yüksek Bacillus sp konsantrasyonları olabilir.
Bazı Staphylococcus aureus suşları akut gastroenterite neden olan gıdalarda (süt ve süt ürünleri) çoğalma sonrası enterotoksin üretirler.
b-hemolitik streptokokun yüksek konsantrasyonları hemoroit, fisür ve anal fistüller söz konusu olduğunda feçesleri kontamine edebilirler. Bunlar aynı zamanda kolonun inflamasyonuna da neden olabilir.
Lactobacillus
Laktobasiller çok sayıda bitkide bulunur ve gıda endüstrisinde (süt ürünleri ve sosisler) kullanılır. Laktobasiller, ince barsak, kolon, ağız ve vajinanın zorunlu kalıcı florasının bir parçasıdır. Laktik asit ve kısa zincirli yağ asidi üretimi (sakkarolitik aktivite), bakteriyosinler ve ortamlarının asidifikasyonu nedeniyle potansiyel açıdan patojenik kokuşma bakterilerinin büyümesini engellerler. Kokuşma florasının engellenmesi karsinojen üretimini azaltır. Laktobasillerin en iyi üreme ortamı pH < 6dadır.
Bacteroides-Prevotella-Porphyromonas
Bu üç tür arasında en baskın olanı Bacteroides sppdır; ince barsakta koloni kurup, kalıcı floranın en önemli bölümünü oluştururlar ve geçici ya da potansiyel olarak patojenik bakterilere karşı gösterilen koloni direncinde önemli rol üstlenirler. Metabolik aktiviteleri görece azdır. 7 ile 8 arasında optimum büyüme pH değerlerine sahip bakteriotlerin en büyük enerji subtsratını proteinler oluşturmaktadır.
Bazı suşlar kolon karsinojenezinde yer alan, hayvan proteinleri ve yağ asidi yönünden zengin bir beslenme durumunda mutajenik maddelerdeki yüksek konsantrasyonlu safra asidinden üretilir.
Bifidobacterium spp
Bifidobakterilerin doğal habitatını kolon, ince barsak, ağız ve vajina oluşturmaktadır. Bifidobacterium, süt ürünlerinin olgunlaştırılmasında (örn. yoğurt) kullanılmaktadır. Yaşlılarda azalma eğilimi gösteren bu bakteriler zorunlu kalıcı barsak florasının önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Emzirilen bebeklerde, bifidobakteriler doğumdan sonraki ilk haftanın bitiminde 109 ile 1011 CFU/g arası baskın bakteriyel popülasyonu temsil etmektedirler.
Sayılarının çokluğu ve sakkarolitik aktiviteleri nedeniyle, laktobasiller ve enterekoklarla birlikte kısa zincirli yağ asitlerinin oluşumu ve barsak içeriğinin asidifikasyonu yoluyla koloni direncine katkıda bulunurlar. Bifidobakteriler ayrıca amonyağı asit pHinde nitrojen kaynağı olarak kullanırlar. Uygun üremeleri 6 ile 7 arası pH değerlerinde olur.
Clostridium spp
Clostridium spp. kalıcı flora grubundandır ve ortamdan (toprak) gelir. Clostridium spp.nin barsak ekolojisinde temel bir işlev göstermediği görülmektedir, ancak metabolik aktivitesi nedeniyle organizmaya zarar verme potansiyeli vardır. Bu nedenle koloni sayısı 105 CFU/gı geçmemelidir. Barsak hareketliliğinin ve çiğneme eyleminin azalması ve lif içeriği düşük yüksek kalorili diyet (aşırı yağ ve protein) sonucunda, yaşlılarda daima yüksek sayılarda gözlenmektedirler. Bifidobakteriyum ve laktobasillus ile düzenli değişim yapılması Klostridiyum artışını sınırlandırabilir.
Yaşlılarda konsantrasyonlarının artması emilimde azalma, geçişte azalma, kötü beslenme ya da başka bir sindirim bozukluğunun göstergesi olabilir.
Her ne kadar Klostridiyum spp sakkarolitik aktivite gösterse de, ağırlıklı metabolik aktiviteleri, amonyaklı proteoliz ve H2S üretimi ve lipolizdir. Yağ asimilasyonu tümör destekleyicileri gibi hareket eden steroit bileşenleri üretir. Clostridium spp yağ asitlerini bu asitlerin steroit halkalarını dekonjügasyon ve dehidroksilasyon yoluyla dönüşüme uğratır. Epidemiyolojik veriler batı tarzı (yağ oranı yüksek, lif oranı düşük) beslenme yoluyla dehidroksilasyon ürünlerin sentezindeki artış ile bu tür dysbiosis ve kolon ile meme kanseri arasında bir bağlantı olduğuna dair bulgular olduğunu göstermektedir. Bu enzimlerin optimum aktivitesi pH >6,5dedir.
Clostridium spp. ayrıca endojen histamin üretimine katkıda bulunur.
Klostridiyumda aşırı artış olması durumunda, özellikle uzun süren antibiyotik tedavilerinden sonra şiddetli psödomembranöz kolite neden olabileceğinden Clostridium difficile toxin A tespiti yapılması önerilir.
Aşağıdaki tabloda aşırı Clostridium spp üremesinin olası nedenleri ve tamamlayıcı tanısal testlerle öneriler konusunda bir özet verilmektedir.
Ortam koşullarındaki üreme gereksinimlerine uygun olarak, barsak florası bakterileri üç ana gruba ayrılabilir:
Normal ortam koşullarda üreyen aerob bakteriler
Sadece oksijensiz ortamda üreyen anaerob bakteriler
Oksijen içeriği azaltılmış ortamda üreyen mikroaerofilik bakteriler.
Baskın metabolik aktiviteye bağlı olarak, barsak florası bakterileri üç alt sınıfa ayrılmaktadır:
Lipolitik aktivitesi baskın olan bakteriler
Proteolitik aktivitesi baskın olan bakteriler
Sakkarolitik aktivitesi baskın olan bakteriler
Barsak ekolojisi bağlamında mikrobiyel türlerin önemi
Escherichia coli:
E. koli uzunca bir süre en önemli barsak bakterisi olarak düşünülmüştür. Ancak, E. koli kolon bakteri kütlesinin % 0,1den azını temsil etmekte olup, floranın çoğunluğunu tam anaerobik bakteriler oluşturmaktadır.
E. koli kolonda önemli aktiviteler yürütmektedir:
Antibakteriyel direnç: Enteropatojenik bakteriye karşı antagonistik aktivitesi olan sayısız mikrobiyosit maddelerin sentezi.
Bakteriyel duvarın lipopolisakaritler (LPS), gruba özgü antijen ve düşük moleküler ağırlıklı peptitler vasıtasıyla barsak immün sistemi üzerinde doğrudan etki yaparak barsak bariyerinin stabilizasyonu
Metabolik aktivite:
Oksijenin varlığında ve anaerobik koşullar altında karbohidratların transformasyonu yoluyla kısa zincirli yağ asidi üretimi.
Yüksek karbonhidrat konsantrasyonlarında gaz (H2 ve CO2) üretimi (emilimde azalma ya da sindirim bozuklukları)
Protein kokuşması yoluyla enerji üretiminde artış (örn., aşırı hazım ya da sindirim bozuklukları). Kokuşma enzimleri optimum aktivitelerini 6.5un üzerindeki pH değerlerinde gösterirler. Bozunma ürünleri, yani biyojenik aminler ve amonyum (barsak içeriğinin alkalileşmesi) potansiyel olarak zararlıdır.
E. coli değişkenleri sağlıklı bireylerde düşük konsantrasyonlarda bulunabilecek olan geçici bakterilerdir:
Laktoz negatif E. koli enerji kaynağı olarak laktozu kullanmaz
Hemolitik E. koli kültür medyasında eritrosit lizis yaratır.
105 CFU/gnin üzerindeki değerler kötü beslenme, sindirim bozukluğu ya da kolonizasyona dirençte azalmanın göstergesi olabilir. Yüksek bir hemolitik suş yüzdesi, adhesinler gibi barsak mukozasına yapışmayı artıran patojenik faktörler üretebilir. Toksin sentezi de diyareye neden olabilir
Diğer enterobakteriler:
Fekal florada, özellikle vejetaryenlerde ve yaşlılarda, gıda alımından kaynaklanan ve geçici bakteriler olarak bulunma olasılığı olan en az otuz farklı enterobakteri türü bulunmaktadır. Metabolik aktivite temelde proteolitiktir, özellikle Klebsiella ve Proteus için. Biyojenik amin (cadaverin ve putrescein) sentezi, amonyum ve barsak içeriğinin alkalizasyonuyla sonuçlanır. Proteolitik enzimlerde optimum pH değeri 6.5dur.
Bazı Klebsiella pneumoniae/oxytoca, Enterobacter cloacae ve Citrobacter freundii suşları enterotoksin üretip, diyareye neden olabilir.
Klebsiella spp nin ürettiği ısıduyarlı toksin özellikle çocuklarda akut ya da inatçı diyareye neden olabilir. E. Colinin yanısıra, Citrobacter freundii gibi diğer genel patojenik olmayan enterobakteri Shiga-benzeri toksin üretim kapasitesi kazandırabilir ve değişen şiddette diyareye neden olabilir.
Enterococcus spp
Enterococcus spp. safraya karşı dirençleri ve asiditeleri nedeniyle kolonun zorunlu kalıcı florasına ve ince bağırsağa aittirler. Bazı suşları fermente gıdada (sosis ve peynir, ...) bulunur. Enterokoklar temelde sakkarolitiktir; karbonhidratları enerji kaynağı olarak kullanırlar, kısa zincirli yağ asitleri üretirler, barsak içeriğini asitleştirirler ve çok sayıda bakteriyosit (enterosinler) ve bakteriyostatik ürün üretimi yoluyla antibakteriyel dirence katkıda bulunurlar.
Diğer aerobik bakteriler
Pseudomonas sp, Bacillus sp, Staphylococcus sp and Streptococcus sp, ortamdan ya da sindirim sistemi dışındaki vücudun bölümlerinden gelen transit bakterilerdir ve kolonda düşük miktarlarda bulunurlar.
Barsak kolonizasyonu geçici olabilir, ama barsak bariyerindeki karışıklığın bir göstergesi olma olasılığı da vardır.
Pseudomonas aeruginosa özellikle yüksek konsantrasyonlarda bulunduğunda çocuklarda diyareye neden olabilir. Buna karşın, Ps. aeruginosa varlığı da örnekleme hatası, örn.WCden alınan su nedeniyle olabilir.
Bacillus cereus bulantı ya da kusmaya neden olan yüksek nişasta içeriği olan besinlerden gelen ısıduyarlı bir toksinin yanısıra sulu diyareye neden olan enterotoksini de sentezleyebilir. Sebze ve meyve açısından zengin bir beslenme uygulayan kişilerde yüksek Bacillus sp konsantrasyonları olabilir.
Bazı Staphylococcus aureus suşları akut gastroenterite neden olan gıdalarda (süt ve süt ürünleri) çoğalma sonrası enterotoksin üretirler.
b-hemolitik streptokokun yüksek konsantrasyonları hemoroit, fisür ve anal fistüller söz konusu olduğunda feçesleri kontamine edebilirler. Bunlar aynı zamanda kolonun inflamasyonuna da neden olabilir.
Lactobacillus
Laktobasiller çok sayıda bitkide bulunur ve gıda endüstrisinde (süt ürünleri ve sosisler) kullanılır. Laktobasiller, ince barsak, kolon, ağız ve vajinanın zorunlu kalıcı florasının bir parçasıdır. Laktik asit ve kısa zincirli yağ asidi üretimi (sakkarolitik aktivite), bakteriyosinler ve ortamlarının asidifikasyonu nedeniyle potansiyel açıdan patojenik kokuşma bakterilerinin büyümesini engellerler. Kokuşma florasının engellenmesi karsinojen üretimini azaltır. Laktobasillerin en iyi üreme ortamı pH < 6dadır.
Bacteroides-Prevotella-Porphyromonas
Bu üç tür arasında en baskın olanı Bacteroides sppdır; ince barsakta koloni kurup, kalıcı floranın en önemli bölümünü oluştururlar ve geçici ya da potansiyel olarak patojenik bakterilere karşı gösterilen koloni direncinde önemli rol üstlenirler. Metabolik aktiviteleri görece azdır. 7 ile 8 arasında optimum büyüme pH değerlerine sahip bakteriotlerin en büyük enerji subtsratını proteinler oluşturmaktadır.
Bazı suşlar kolon karsinojenezinde yer alan, hayvan proteinleri ve yağ asidi yönünden zengin bir beslenme durumunda mutajenik maddelerdeki yüksek konsantrasyonlu safra asidinden üretilir.
Bifidobacterium spp
Bifidobakterilerin doğal habitatını kolon, ince barsak, ağız ve vajina oluşturmaktadır. Bifidobacterium, süt ürünlerinin olgunlaştırılmasında (örn. yoğurt) kullanılmaktadır. Yaşlılarda azalma eğilimi gösteren bu bakteriler zorunlu kalıcı barsak florasının önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Emzirilen bebeklerde, bifidobakteriler doğumdan sonraki ilk haftanın bitiminde 109 ile 1011 CFU/g arası baskın bakteriyel popülasyonu temsil etmektedirler.
Sayılarının çokluğu ve sakkarolitik aktiviteleri nedeniyle, laktobasiller ve enterekoklarla birlikte kısa zincirli yağ asitlerinin oluşumu ve barsak içeriğinin asidifikasyonu yoluyla koloni direncine katkıda bulunurlar. Bifidobakteriler ayrıca amonyağı asit pHinde nitrojen kaynağı olarak kullanırlar. Uygun üremeleri 6 ile 7 arası pH değerlerinde olur.
Clostridium spp
Clostridium spp. kalıcı flora grubundandır ve ortamdan (toprak) gelir. Clostridium spp.nin barsak ekolojisinde temel bir işlev göstermediği görülmektedir, ancak metabolik aktivitesi nedeniyle organizmaya zarar verme potansiyeli vardır. Bu nedenle koloni sayısı 105 CFU/gı geçmemelidir. Barsak hareketliliğinin ve çiğneme eyleminin azalması ve lif içeriği düşük yüksek kalorili diyet (aşırı yağ ve protein) sonucunda, yaşlılarda daima yüksek sayılarda gözlenmektedirler. Bifidobakteriyum ve laktobasillus ile düzenli değişim yapılması Klostridiyum artışını sınırlandırabilir.
Yaşlılarda konsantrasyonlarının artması emilimde azalma, geçişte azalma, kötü beslenme ya da başka bir sindirim bozukluğunun göstergesi olabilir.
Her ne kadar Klostridiyum spp sakkarolitik aktivite gösterse de, ağırlıklı metabolik aktiviteleri, amonyaklı proteoliz ve H2S üretimi ve lipolizdir. Yağ asimilasyonu tümör destekleyicileri gibi hareket eden steroit bileşenleri üretir. Clostridium spp yağ asitlerini bu asitlerin steroit halkalarını dekonjügasyon ve dehidroksilasyon yoluyla dönüşüme uğratır. Epidemiyolojik veriler batı tarzı (yağ oranı yüksek, lif oranı düşük) beslenme yoluyla dehidroksilasyon ürünlerin sentezindeki artış ile bu tür dysbiosis ve kolon ile meme kanseri arasında bir bağlantı olduğuna dair bulgular olduğunu göstermektedir. Bu enzimlerin optimum aktivitesi pH >6,5dedir.
Clostridium spp. ayrıca endojen histamin üretimine katkıda bulunur.
Klostridiyumda aşırı artış olması durumunda, özellikle uzun süren antibiyotik tedavilerinden sonra şiddetli psödomembranöz kolite neden olabileceğinden Clostridium difficile toxin A tespiti yapılması önerilir.
Aşağıdaki tabloda aşırı Clostridium spp üremesinin olası nedenleri ve tamamlayıcı tanısal testlerle öneriler konusunda bir özet verilmektedir.
