Kompleks karbonhidratların ve karbonhidratlarca fakir diyetlerin mikrobiyotaya etkileri
Mikrobiyota Nedir?
Trilyonlarca mikroorganizma bedenimizin farklı bölümlerinde bizimle birlikte yaşar ve insan vücuduna sayısız yararlılık sağlarlar. Bu mikroorganizmaların birçoğu bağırsakta yaşar ve vücut iç dengesinin korunmasından çok sayıda hastalığın önlenmesine kadar birçok hayati fonksiyona sahiptir. Bağırsak mikrobiyotasının gelişimi anne karnında başlar ve dinamik yapısı ile yaşamın sonuna kadar birçok faktörden etkilenerek değişimler gösterir.
Mikrobiyotanın Yapısı ve Etkinliği
Mikrobiyota, yararlı ve zararlı bakterilerden oluşur. Sağlıklı bir bireyde yararlı bakteriler zararlı bakterilerden sayıca üstündür. Bu üstünlüğü korumak, mikroorganizma çeşitliliği ve sayısını arttırmak için yaşam şekli ve beslenme tarzı anne karnından itibaren düzenlenmelidir.
Bağırsak mikrobiyota kompozisyonunu; doğum şekli, anne mikrobiyotası, beslenme şekli (anne sütü veya formula), ailesel çevre, antibiyotik ve probiyotik kullanımı ve beslenme gibi etmenler şekillendirir (İpek et al., 2018), (Akkerman et al., 2019). Bağırsak mikrobiyotasının kompozisyonu ve işlevi farklı faktörlerden etkilenir fakat en önemli ve en kolay değiştirebilir faktörlerden biri beslenmedir.
Bağırsak mikrobiyotası, yaşamın ilk günlerinden itibaren sağlık üzerinde önemli etkilere sahiptir. Etkin bir mikrobiyotaya sahip olmak, bağışıklık sistemi, mukoza bütünlüğünün korunması ve besinlerin parçalanması, emilimi gibi çeşitli fizyolojik süreçlerde mühim rol oynar (Ventura et al., 2018).
Ayrıca mikrobiyota, “homeostatik denge” olarak bilinen iç dengenin birçok metabolik faaliyet üzerinde korunmasına yardımcı olur. Sağlıklı mikrobiyotaya sahip olmak enerji homeostazı, bağırsak, karaciğer ve bağışıklık homeostazının dengede tutulmasını sağlar (Lin et al., 2017). Bağırsaklardan KZYA’nın üretimi hormon metabolizmaları ve glikoneogenezise etkileri sayesinde glikoz homeostazına; lipogenez ve insüline bağlı yağ birikmesine engel oluşu ise lipit metabolizmasına etki ederek enerji homeostazı sağlar. (Morrison et al., 2016)
Karbonhidratların Mikrobiyotaya Etkileri
Diyette doğru besinlere doğru miktarlarda yer vermek, sadece insan sağlığını değil bağırsakta yaşayan mikroorganizmaların sağlığını da olumlu etkiler. Yapılan araştırmalarda batı tarzı, kompleks karbonhidratlardan fakir diyetlerin “mikrobiyal disbiyozis” yani zararlı bakterilerin yararlı bakterilere oranının artmasına sebep olduğu görülmüştür. Bunlara ek olarak, düşük lif alımı, gastrointestinal mikrobiyotada çeşitliliğin tükenmesine, dolayısı ile obezite, kardiyovasküler hastalıklar, tip 2 diyabet ve kolon kanseri gibi bulaşıcı olmayan kronik hastalıkların artmasına sebep olmaktadır (İpek et al., 2018) (Holsher, 2017).
Birincil enerji kaynağımız karbonhidratlar, içerdikleri lifler bakımından bağırsak sağlığı üzerinde birçok olumlu etkiye sahiptir. Lifler bağırsak hareketlerini düzenler, dışkı hacminde artış sağlar ve mikrobiyotanın gelişimine yardımcı olurlar. Beslenmede vücut ve bağırsak sağlığı için posadan fakir basit karbonhidratlara değil, kompleks karbonhidrat olarak adlandırılan tam tahıllara, kurubaklagillere, meyve ve sebzelere yer verilmelidir.
MAC (Microbiota Accessible Carbohydrate) olarak adlandırılan, mikrobiyotanın erişebildiği karbonhidratlar kompleks karbonhidratlardır. Kompleks karbonhidratlar, özellikle polisakkaritler, kolona gelene kadar üst sindirim sistemi enzimleri ile sindirilmez, kolon bakterilerine ulaşır ve kolon bakterilerince fermente edilirler. Bu fermantasyon sonucu kısa zincirli yağ asitleri (KYZA) ortaya çıkar. (Danneskiold et al., 2019). Fermente edilebilen karbonhidratların fermantasyonu sonucu KZYA oluşumu kolon epitelinin işlevsel ve yapısal bütünlüğünün korunmasını sağlar. Bazı KZYA’lar ise kanser, gastrointestinal bozukluklar ve kardiyovasküler hastalıkların oluşma tehlikesini azaltabilir (Çağlar et al., 2017).
Sindirilmeyen karbonhidratlardan (fermente edilebilen liflerden) zengin diyetler bağırsakta yararlı bakteri miktarının artmasını sağlarken; bunlardan fakir diyetler ile beslenmek sağlıklı mikrobiyotanın bozulmasına, mikrobiyal çeşitliliğin kalıcı olarak azalmasına ve spesifik bakteri türlerinin yok olmasına sebep olabilir (Makki et al., 2018; Danneskiold et al., 2019).
Prebiyotikler, sindirime dirençli, kolon bakterilerince hidrolize edilebilen, bakteri sayılarının çoğalmasını uyaran, insan sağlığı üzerinde çok sayıda olumlu etkisi olan ve sindirilmeyen gıda bileşenlerdir. Prebiyotikler mikrobiyotada yararlı bakteriler tarafından kullanılıp biyoyararlılık sağlarken, toksin üreten patojen mikroorganizmaların da üremesini engellemektedir (Taşdemir, 2017).
Prebiyotikler de kompleks karbonhidratlar sınıfına dahildir ve sağlıklı beslenmenin gerekli bileşenlerindendir. Fruktooligosakkarit (FOS) ve galaktooligosakkarit(GOS) gibi prebiyotikler mikrobiyotada faydalı bakterilerden olan Lactobacillus ve Bifidobacterium’un çoğalmasını sağlarlar (Quigley, 2019).
FOS, muz, sarımsak, soğan, domates, buğday, kuşkonmaz, enginar, pırasa, çavdar, arpa, marul, hindiba, yer elması, dulavratotu, pancar, elma, çiçek soğanı gibi bitkilerde yüksek miktarda bulunmaktadır (Demirci et al., 2017). GOS ise baklagillerde mevcuttur (Menezes, 2018)
Prebiyotiklerin, sindirime yardımcı olma, kabızlığı azaltma, enfeksiyonlara karşı koyma, gezgin ishali önleme ve inflamatuar bağırsak hastalığını iyileştirme gibi fonksiyonları vardır (Danneskiold et al., 2019).
Düşük FODMAP Diyeti
Düşük FODMAP diyeti, fermente edilebilir oligosakkaritler, disakkaritler, monosakkaritler ve poliollerden düşük bir diyettir. Genellikle irritable bağırsak sendromuna (IBS) sahip hastalara önerilir. Düşük FODMAP diyetinin IBS tedavisinde olumlu sonuçları vardır ve gerekli olarak görülür. Fakat zaten patojen sayısı artmış (disbiyotik) bir mikrobiyotaya sahip olan hastalarda düşük FODMAP kısıtlama diyeti ile disbiyozis artışı görülebilir. Yapılan çalışmalar, hastalarda bifidobacterium sayısında ve mikrobiyal çeşitlilikte azalma göstermiştir. Tedavinin yanında mikrobiyotanın da korunması açısından, bu kısıtlama diyeti ve aşamaları diyetetik gözetim altında, uygun süreler ile uygulanmalıdır (Reddel et al., 2019; Staudacher et al., 2016).
Ketojenik Diyet
Ketojenik diyet ise, karbonhidrattan fakir, yağdan zengin bir diyettir ve günlük enerji ihtiyacının keton cisimlerinden karşılanması hedeflenir. Antikonvülsan ilaçlara cevap vermeyen epileptik hastalar için etkin bir tedavidir. Aynı zamanda diğer nörolojik hastalıkların tedavisinde de uygulanmaktadır. Ketojenik diyetin tedaviye olumlu etkisi gibi sağlıklı bağırsak mikrobiyotasının da nöbete karşı korumada etkisinin büyük olduğu saptanmıştır. (Reddel et al., 2019; Olson et al., 2018).
Diğer çalışmalar ise ketojenik diyet uygulayan bireylerin mikrobiyota bakteri sayısının hızla azalmasına rağmen uzun süreçte kendini toparladığını fakat dışkılama sıklığının ve kısa zincirli yağ asitlerinin azaldığını göstermiştir. KZYA’ların kolon sağlığını koruyucu ve kolon kanserine karşı koruyucu etkilerinden dolayı bağırsak sağlığına etkileri büyüktür ve bu azalış önemsenmesi gereken bir faktördür. Yine bazı çalışmalar ketojenik diyetin bakteriyel kompozisyonu dengelediğini öne sürmüş, diğerleri ise bakteriyel çeşitlilikte azalma ve iltihap ile ilişkili bakteri sayısında artış görüldüğünü bildirmiştir (Ellerbroek, 2018).
Dolayısı ile hastalığı tedavi ederken bağırsak mikrobiyotasının sağlığı da göz ardı edilmemelidir. Düşük FODMAP diyetinde de olduğu gibi ketojenik diyet ilgi hastalıkların tedavisinde, uzman kontrolünde ve bağırsakta ekolojik denge kurularak uygulanmalıdır
Günümüzde çoğunlukla karbonhidratlar olmak üzere bazı besin gruplarını elimine eden diyetleri uygulayan çok sayıda birey mevcut. Yapılan araştırmalar ve kontrol çalışmalarında da görüldüğü gibi bu tarz diyetleri sadece belirli hastalığa sahip bireyler, uzman kontrolünde uygulamalıdır. Yüksek proteinli ve düşük karbonhidratlı diyetler sadece kısa zincirli yağ asitlerini ve mikrobiyotadaki bakteri sayısını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda amino asitlerin fermantasyonundan türetilen potansiyel olarak zararlı metabolitlerin artmasına neden olur. Bu metabolitler kronik hastalıkların, özellikle enfeksiyonların gelişimine katkıda bulunurlar. Düşük lif miktarından kaynaklanan değişmiş bağırsak mikrobiyotası da, mukus tabakasında ciddi bir bozulmaya yol açar ve enfeksiyonlara yatkınlığı ve kronik inflamatuar hastalıkların gelişimini artırabilir (Makki et al., 2018).
Anne sütü ve Formulalar
Anne sütü bebeklerin ihtiyacı olan bütün besinleri içeren, yaşam ilk yılları için en önemli besin kaynağıdır. Bebek, büyüme-gelişimi ve sağlığı için birçok besin ögesini anne sütünden alır. Anne sütü ayrıca içerdiği anne sütü oligosakkaritlerinden de (HMO) zengindir. HMO’lar prebiyotik etki gösterir, sindirilmeden kolona ulaşır ve sağlıklı bir mikrobiyota oluşumuna destek olur. HMO’lar anne sütünde bol miktarda bulunur ve bağırsak mikrobiyotasının kolonizasyonunun desteklenmesi, patojenik enfeksiyonların azaltılması ve bağışıklık gelişiminin desteklenmesi gibi birçok yararlı işlev gösterir. Anne sütü alamayan bebekler için tasarlanmış ve HMO’ların yerini tutması için sindirilmeyen karbonhidratlar (NDC) eklenmiş formulalar vardır. Anne sütündeki oligosakkaritlerden farklı olan NDC’ler dışkı yumuşaması, dışkı pH’ının azalması ve KZYA artışı açısından olumlu etkileri vardır. Ancak, NDC'lerin yararlı etkileri bildirilmiş olsa da tüm HMO işlevlerini yerine getiremezler (Akkerman et al., 2019; Danneskiold et al., 2019).
Research Intern Simge Yurdakul
Uzman Diyetisyen Merve Oğuz
Kaynaklar
Akkerman, R., Faas, M. M., & de Vos, P. (2019). Non-digestible carbohydrates in infant formula as substitution for human milk oligosaccharide functions: Effects on microbiota and gut maturation. Critical reviews in food science and nutrition, 59(9), 1486-1497.
Çağlar, A., Tomar, O., & Ekiz, T. (2017). Bütirik asit: Yapısı, özellikleri ve sağlık üzerine etkileri.
Danneskiold-Samsøe, N. B., Barros, H. D. D. F. Q., Santos, R., Bicas, J. L., Cazarin, C. B. B., Madsen, L., ... & Junior, M. R. M. (2019). Interplay between food and gut microbiota in health and disease. Food research international, 115, 23-31.
Demirci, M., SAĞDIÇ, O., Çavuş, M., Pehlivanoğlu, H., YILMAZ, M. T., & ÇAĞLAR, M. (2017). Prebiyotik Oligosakkaritlerin kaynakları, üretimleri ve gıda uygulamaları. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6(10), 20-31.
Ellerbroek, A. (2018). The effect of ketogenic diets on the gut microbiota. J Exerc Nutr, 1, 534.
Holscher H. D. (2017). Dietary fiber and prebiotics and the gastrointestinal microbiota. Gut microbes, 8(2), 172–184. https://doi.org/10.1080/19490976.2017.1290756
İpek, K. D., & Yılmaz, H. Ö. (2018). Diyetin ve karbonhidrat içeriğinin mikrobiyotaya etkisi. Cumhuriyet Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 3(2), 29-39.
Lin, L., & Zhang, J. (2017). Role of intestinal microbiota and metabolites on gut homeostasis and human diseases. BMC immunology, 18(1), 1-25.
Makki, K., Deehan, E. C., Walter, J., & Bäckhed, F. (2018). The impact of dietary fiber on gut microbiota in host health and disease. Cell host & microbe, 23(6), 705-715.
Menezes, L. A., Minervini, F., Filannino, P., Sardaro, M. L., Gatti, M., & Lindner, J. D. D. (2018). Effects of sourdough on FODMAPs in bread and potential outcomes on irritable bowel syndrome patients and healthy subjects. Frontiers in microbiology, 9, 1972.
Morrison, D. J., & Preston, T. (2016). Formation of short chain fatty acids by the gut microbiota and their impact on human metabolism. Gut microbes, 7(3), 189-200.
Olson, C. A., Vuong, H. E., Yano, J. M., Liang, Q. Y., Nusbaum, D. J., & Hsiao, E. Y. (2018). The gut microbiota mediates the anti-seizure effects of the ketogenic diet. Cell, 173(7), 1728-1741.
Quigley, E. M. (2019). Prebiotics and Probiotics in Digestive Health. Clinical Gastroenterology and Hepatology, 17(2), 333-344.
Reddel, S., Putignani, L., & Del Chierico, F. (2019). The impact of low-FODMAPs, gluten-free, and ketogenic diets on gut microbiota modulation in pathological conditions. Nutrients, 11(2), 373.
Singh RK, Chang HW, Yan D, et al. Influence of diet on the gut microbiome and implications for human health. J Transl Med. 2017;15(1):73. Published 2017 Apr 8. doi:10.1186/s12967-017-1175-y
Staudacher, H. M., & Whelan, K. (2016). Altered gastrointestinal microbiota in irritable bowel syndrome and its modification by diet: probiotics, prebiotics and the low FODMAP diet. Proceedings of the Nutrition Society, 75(3), 306-318.
Taşdemir, A. (2017). Probiyotikler, prebiyotikler, sinbiyotikler. Sağlık Akademisi Kastamonu, 2(1), 71-88.
Ventura, M., O’Toole, P. W., de Vos, W. M., & van Sinderen, D. (2018). Selected aspects of the human gut microbiota. Cellular and molecular life sciences, 75(1), 81-82.