archaea)
adı ve
rilen tek hücreli mikroorganizmalar şeklinde ortaya çıktı. Var oldukları
ilk üç milyar yıl boyunca, mikroplar gezegenin yaşayan tek sakinleri idi.
Sayıları trilyonları buluyordu; galaksimizdeki yıldızlardan bile çoktu
lar. Farklı şekil, renk vedavranışlara sahip olan bir milyara yakın farklı
türdeki bu gözle görünmeyen canlılar, sessiz fakat devasa bir denizi hın
cahınç doldurarak oradan oraya salınıp yüzmekteydi.
Çok geniş bir zaman içinde, bu mikroplar, doğal seçilimin deneme
yanılma yoluyla, yavaş yavaş birbirleriyle iletişim yeteneği geliştirdiler.
Bunu başarmak için, birbirlerine ileti gönderen sinyal moleküllerinin
yanında, bu sinyaller için özel kod çözme mekanizması görevini yerine
getirecek reseptör molekülleri ürettiler. Bu şekilde, bir mikrop tarafından
salınan sinyal moleküllerinin taşıdığı kod, yakınlardaki bir başka mik
rop tarafından çözülebilmekteydi. Bu sinyalleşme aslında alıcı mikrobun
96
BEYIN-BAĞIRSAK BAĞLANTISI
davranışında geçici veya kalıcı bir değişikliği başlatıyordu. Jesse Roth ve
Derek LeRoith'in keşfettiği gibi, bu sinyal moleküllerinin birçoğu, ba
ğırsaklarınızın enterik sinirsistemi ve beyninizle iletişim kurmak için
bugün kullandıkları hormonlara ve nörotransmitterlere çok benzer. Bu
molekülleri birlikte kadim ve nispeten basit bir dil olarak düşünebilir
siniz, tıpkı vücudunuzdaki farklı organ sistemlerinin bugün kullandığı
çeşitli biyolojik işaret dilleri gibi.
Yaklaşık 500 milyon yıl önce, ilkel çok hücreli deniz hayvanları okya
nusta evrilmeye başladılar ve bazı deniz mikroplan bu hayvanların sin
dirim sistemlerine yerleştiler. O küçük minik deniz hayvanlarından biri
olan hidra, bugün tatlı sularda hâlâ görülmektedir. Bu yaratık, aslında suda
yüzen bir sindirim sisteminden başka bir şey değildir. Bir ucunda ağız bu
lunan birkaç milimetre uzunluğunda bir tüpten oluşur, sindirim sistemi
boylu boyunca mikroplarla doludur ve diğer ucunda hayvanın bir kayaya
veya su altındaki bir bitkiye tutunmasını sağlayan yapışkan bir disk vardır.
Yavaş yavaş, hayvanlar ve mikroplar kendi aralarında simbiyotik bir
ilişki geliştirdiler ve mikroplar yaşamsal genetik bilgiyi konakladıkları
hayvanlara aktarmanın yollarını buldular. Bu bilgi ev sahibi hayvanlara
kendilerinde bulunmayan, ancak mikropların milyarlarca yıllık deneme
yanılma sürecinde yapmayı öğrendikleri bir dizi molekül sağladı. Bu mo
leküllerin bir kısmı, nörotransmitterler, hormonlar, bağırsak peptidleri,
sitokinler ve vücudumuzun bugün kullandığı diğer sinyal molekülleri
olarak işlev kazandı.
Milyonlarca yıl boyunca, ilkel deniz canlıları daha karmaşık yara
tıklara dönüştükçe, ilkel bağırsaklarını çevreleyen sinir ağları şeklinde
basit sinir sistemleri geliştirdiler, bu yapılar günümüzde bağırsaklarımızı
çevreleyen enterik sinir sisteminden çok farklı değildi. Bu canlılarda
ki sinir ağları, nöronların birbirlerine mesajlar göndermelerine ve kas
hücrelerine kasılmaları için emir iletmelerine izin veren sinyal taşıyıcı
kimyasalları üretmek için mikroplardan aldıkları genetik talimatlardan
MİKROP SOHBETİ: BAĞIRSAK BEYİN DİYALOGUNUN TEMEL BİLEŞENİ 97
bazılarını kullandılar. Bunlar biz insanlarda da bulunan nörotransmit-
terlerin öncüleriydi.
Şaşırtıcı bir şekilde, bu basit sinir ağları ve sinyal molekülleri, milyon
larca yıl önceki ilkel hayvanların yediklerine bugün bağırsaklarımızın
yaptığı gibi programlı bir şekilde tepki vermelerini sağlıyordu. Yiyecek
yediklerinde insan sindirim kanalında görülenlere benzer stereotipik
hareketler yapıyorlardı: yutulan gıdaları yemek borusundan mide ve ince
bağırsaklara doğru iten ve istenmeyen bağırsak içeriğini dışarı atmaya
yardımcı olan bir dizi refleks. Bu hayvanlar zehirli bir şeyler yediklerinde
onları sindirim kanalının bir ya da her iki ucundan dışarı atabiliyorlardı,
yani gıda zehirlenmesi sırasında insanlardaki kusma ve ishale eşdeğer
tepkiler verebiliyorlardı. Bu ilk deniz hayvanları, sindirim refleksini
tetiklemeye yardımcı olmak için bazı kimyasallar salgılayan hücrelere
sahiptiler. Bu salgı yapıcı hücreler, vücuttaki serotoninin ve aç ya da tok
hissetmenizi sağlayan bağırsak hormonlarının çoğunu üreten, bağırsak
taki özelleşmiş hücreler olan enteroendokrin hücrelerin ataları olabilir.
Küçük deniz canlılarıyla bunların ev sahipliği yaptığı mikroplar ara
sındaki yeni ortaklık, ikisi için de birçok yarar sağlamaktaydı. Hayvanlar,
belirli gıdaları sindirebilme, kendilerinin sentezleyemediği vitaminleri
elde edebilme ve çevrelerindeki toksinleri ve diğer tehlikeleri bertaraf etme
kabiliyeti kazanmıştı. Sindirim sistemlerine yerleşmiş olan mikroplar da
büyüyüp çoğalabilecekleri, kullanışlı ve rahat bir ortam bulmuş oldular ve
bir yerden diğerine kolayca ulaşabilme imkânı elde ettiler. Bu mikroplar
bağırsaklarınızdaki mikrobiyotanın en eski sürümü olarak düşünülebilir.
Bağırsak mikropları ve ev sahipleri arasındaki bu simbiyotik ilişki
her iki ortak için de öylesine yararlı olmuştu ki bu ortak yaşam karın
calar, termitler ve arılardan ineklere, fillere ve insanlara kadar dünyada
yaşayan hemen hemen bütün çok hücreli hayvanlarda korunmuştur.
Bu temel sindirim faaliyetlerinin yüz milyonlarca yıl boyunca kesinti
siz olarak devam etmesi, bağırsaklarınızda veenterik sinir sisteminde
98 BEYİN BAĞIRSAK BAĞLANTISI
programlanmışolan fevkalade evrimsel zekâyı kanıtlamaktadır. Ayrıca
mikroplarımız, bağırsaklarımız ve beynimiz arasında neden böylesine
karmaşık bir ilişki olduğunu da anlaşılabilir kılmaktadır.
Daha karmaşık yapıdaki hayvanlar evrimleştikçe, ilkel sinir sistemleri,
sindirim sistemi dışında, daha ayrıntılı bir sinir ağına dönüştü. Bu ağ,
enterik sinir sisteminden ayrı ama yine de onunla yakından bağlantı
lıydı ve sinyal mekanizmalarının çoğunu kendi yapısında da korudu.
Karmaşık yapıdaki bu yeni sinir ağı sonunda genel yönetim yeri kafatası
içinde yerleşik olan merkezî sinir sistemine dönüştü.
Daha sonraları, merkezî sinir sistemi yavaş yavaş, önceleri sadece en-
teriksinirsisteminin sorumluluğunda olan, diğer hayvanlara yaklaşma
veya onlardan kaçma yeteneği gibi dış dünyayla ilgili davranışların yö
netimini devraldı. En sonunda bu işlevler, beyindeki duygu-düzenleyici
bölgelere aktarılırken, enterik sinir sistemi bağırsak-beyin eksenimizde
süregelen bir iş bölümünün parçası olarak sadece temel sindirim işlev
lerinden sorumlu olmayı sürdürdü.
Bir avuç mikrop, basit bir deniz hayvanının ilkel bağırsağıyla ilk kez
temas kurduğundan beri yüz milyonlarca yıl geçti. Ancak o zamandan
bu yana süregelen uzun evrimsel yolculuk, enterik sinir sistemi ve onun
mikrobiyomu da dâhil olmak üzere bugün kendi bağırsaklarımızın duy
gularımız ve genel sağlığımız üzerinde neden böylesine güçlü bir etki
bırakmaya devam ettiğini açıklamaya yardımcı olur.
Çok Eski Bir Bağlayıcı Sözleşme
Bağırsaklarınızın mikrobiyotasına ait şaşırtıcı şeyleri şöyle bir düşünmek
için şimdi bir dakikanızı ayırın. Bine yakın çeşit mikroptan oluşan bu
koleksiyon, beyin ve omurilikte bulunan hücrelerin sayısından 1.000 kat,
MİKROP SOHBETİ: BAĞIRSAK BEYİN DIYALOĞUNUN TEMEL BİLEŞENİ 99
bütün vücudunuzdaki hücrelerin sayısından ise on kat fazladır. Bağırsak
mikrobiyotanızın ağırlığı yaklaşık olarak karaciğerinizinkiyle aynı, bey
ninizin veya kalbinizin ağırlığından daha fazladır. Bu devasa büyüklük,
bazı kişilerin bağırsak mikrobiyotasını yeni keşfedilen, beyninizin kar
maşıklığına rakip bir organ olarak görmesine yol açmıştır.
Bağırsaklarda yaşayan mikropların büyük çoğunluğu zararsızdır,
hatta genel sağlığımız açısından pek çok yararları da vardır: Bilim insan
ları bunlardan simbiyontlar, veya ortak yaşayanlar olarak bahsederler.
Simbiyontlar besinlerini ev sahiplerinden alırlar ve bunun karşılığında
bağırsakların dengede tutulmasına ve davetsiz misafirlere karşı kendi
lerini savunmalarına yardımcı olurlar. Ancak bağırsaklarımızda pato-
biyont adı verilen, sayıca az ama potansiyel olarak zararlı mikroplar da
bulunur. Belirli koşullar altında, bu güvenilmez mikroplar silahlarını
bize yöneltebilirler. Patobiyontlar, bağırsak mukozasına saldırmak için
topçu birliği olarak hizmet eden ve mukoza inflamasyonuna ya da ülser
lere neden olan moleküleraraçlara sahiptirler. Beslenme tarzındaki deği
şiklikler, antibiyotik tedavisi ya da ağır bir stres nedeniyle bu mikroplar
taraf değiştirebilirler ve bu da belirli bakteri popülasyonlarının anormal
şekilde birikimi ya da hastalık yapma güçlerinde artışla sonuçlanabilir
ve böylece eski simbiyontlar patobiyontlara dönüştürülür.
Yine de, insan bağırsak mikropları nadiren böyle saldırgan taktiklere
başvurur. Bunun yerine, genellikle bizimle uyum içinde yaşayarak sindi
rim, büyüme ve çoğalma gibi kendi işlerine bakarlar. Bağışıklık sistemimiz
de, acımasız silahlarını bağırsak mikrobiyotasına yöneltmez. Bunun basit
nedeni, her iki taraf için de savaşın maliyetinin faydalarından daha fazla
olmasıdır. Bunun yerine, her iki taraf karşılıklı olarak birbirine hizmet
eder. Hem barış, hem de ticaret anlaşması olarak işlev gören bu kadim
bağlayıcı sözleşme, tü m taraflara çok önemli faydalar sağlar.
Milyonlarca yıl önce mikroplar ve ev sahipleri arasında en basit hâliyle
gelişen ortak yaşam (simbiyoz) bugün de vücutlarımızda devam ediyor.
100 BEYİN BAĞIRSAK BAĞLANTISI
Mikroplar, bağırsaklarımızda sürekli yiyecek kaynağı, ideal sıcaklıklar
ve sınırsız serbest seyahat hakkı elde ettikleri ayrıcalıklı bir hayat ya
şayarak kendilerine çıkar sağlarlar. Aynı zamanda içimizde süregiden
internet trafiğine de (hormonlar, bağırsak peptidleri, sinir uyarıları ve
diğer kimyasal sinyaller ile iletilen bilgi akışına) özgürce erişim sağlaya
bilirler. Bu bilgiler, duygusal durumlarımızı, stres düzeyimizi, uykuda
olup olmadığımızı ve hangi çevre koşullarına maruz kaldığımızı takip
etmelerini sağlar. Bu özel bilgilere erişebilmeleri, mikropların metabolit
üretimini yalnızca kendilerine en iyi yaşam koşullarını sağlamak için
değil, aynı zamanda bağırsak ortamıyla uyumlu olmak için de ayarla
malarına yardımcı olur.
Buna karşılık olarak, mikroplar bize gerekli vitaminleri sağlarlar,
karaciğer tarafından üretilen ve safra asidi adı verilen sindirim sıvıla
rını metabolize ederler ve vücutlarımızın daha önce hiç karşılaşmadığı
(ksenobiyotik olarak adlandırılan) yabancı k imyasalları zehirsiz hâle ge
tirirler. En önemlisi, besinlerle aldığımız lifleri ve sindirim sistemimizin
parçalayıp kan dolaşımına aktaramadığı kompleks şeker moleküllerini
de sindirerek, dışkımızda kaybedeceğimiz önemli miktarda ek kalori
yi sağlamış olurlar. Tarih öncesi çağlarda, insanlar kot pantolonlarına
sığmaktan ziyade avlanmak ve yiyecek toplamak için endişelendikle
rinden dolayı, bağırsak mikrobiyotasının yiyeceklerden elde ettiği bu
ek kaloriler, hayatta kalmalarına yardımcı oluyordu. Fakatgünümüzde
aşırı miktarda yiyeceğe sahip olan toplumlarda obezite bir salgına dö
nüştüğünden, bağırsak mikroplarının bizlere sağladıkları bu fazladan
kaloriler bir yük hâline geldi.
Bu kadim bağlayıcı sözleşmenin önemli noktalarına saygı göster
mek, milyonlarca yıldır süregelen ve mikroplar ile ev sahipleri arasında
karşılıklı yarar sağlayan, dikkat çekici bir barışçıl birliktelik oluşturdu.
Bu şaşırtıcı bir başarıdır; insanlar olarak bizler, birbirimizle böylesine
kusursuz bir uyum içinde yaşamaya çok ama çok uzağız.
MİKROP SOHBETİ: BAĞIRSAK-BEYIN DİYALOGUNUN TEMEL BİLEŞENİ 101
Mikrop Sohbeti ve içinizdeki internet
Bağırsaklarınızdaki mikroplar, sindirim kanalınız, bağışıklık sistemi
niz, enterik sinir sisteminiz ve beyninizle sürekli görüşme hâlindedir
ve işbirliği gerektiren tüm ilişkilerde olduğu gibi burada da sağlıklı bir
iletişim şarttır. Son araştırmalardan elde edilen bulgular, bu sohbetlerin
bozulmasının inflamatuar bağırsak hastalığı, antibiyotiklerle bağlantı
lı ishal veobezitegibi mide-bağırsak hastalıklarına yol açabileceğini ve
bunun çok tehlikeli sonuçlar doğurabileceğini; depresyon, Alzheimer
hastalığıveotizmgibi birçok ciddi beyin hastalığının gelişiminde de rol
oynayabileceğini göstermektedir.
Beyin ile iletişim, farklı iletim biçimleri kullanan birkaç paralel
“kanal”da gerçekleşir. Bu kanallara, beyin ile inflamasyon sinyalleri
aracılığıyla iletişim kurabilen, kan yoluyla hormonlar gibi dolaşabilen
ya da beyne sinir sinyalleri şeklinde ulaşabilen moleküller de dâhildir.
Bu kanallar vasıtasıyla iletişim izole bir şekilde gerçekleşmez; daha son
ra göreceğimiz gibi, aralarında çok kanallı bir konuşma olur. Bağırsak
mikroplarınız beyninizin sürdürdüğü sohbetleri dinleyebilir ve bunun
tersi de olur vebağırsak mikroplarınızın beyninizle iletişim kurm ak
için kullandıkları biyolojik kanallardaki bilgi akışı oldukça dinamiktir.
Bu sistem içinde dolaşmasına izin verilen bilgi miktarı büyük oran
da bağırsak yüzeyini kaplayan ince mukus tabakasının kalınlığına, bü
tünlüğüne ve bağırsak duvarı ile kan-beyin bariyerinin geçirgenliğine
(sızdırmasına) bağlıdır. Normalde, bu bariyerlerin geçirgenliği nispeten
azdır ve bağırsaklardaki mikroplardan beyne giden bilgi akışı kısıtlıdır.
Ancak stres, inflamasyon, yüksek yağlı bir diyet ve bazı gıda katkı mad
deleri bu doğal engellerin geçirgenliğini artırarak sızıntıya neden olabilir.
Bağırsaklarınızda yaşayan mikropların içinizde ne yaptıklarını tam
olarak kavramak için çeşitli mikrobik iletişim kanallarını, evinize inter
net hizmeti sağlayan fiber optik hat veya kabloyla benzer bir bilgi yolu
102 BEYIN-BAGIRSAK BAĞLANTISI
olarak düşünün. Bu kanal üzerinden iletilen bilginin miktarı her an d e
ğişir. Bazen mikroplar nispeten küçük “metin belgeleri” yükleyecek ve
iletilen bilgi miktarı az olacaktır; ancak bazen de video klipler içeren bir
dizi büyük hacimli dosya yükleyeceklerdir.
Bununla birlikte, bu iletişim sisteminin evinizdeki genişbantlı internet
hizmetinden farklı şekilde çalışma yöntemleri vardır. İnternet sağlayıcınız
la yaptığınız hizmet sözleşmesi, saniyede yükleyip indirebileceğiniz bilgi
miktarını sınırlar. Bir başka deyişle, aboneliğinizin daha ucuz olan ekonomi
paketi veya daha pahalı olan mega paketi içermesine bağlı olarak, sabit bir
bant genişliğiniz olur. Buna karşın, bağırsak mikropları ile beyniniz arasın
daki internet bağlantısı oldukça dinamiktir, çoğu zaman ekonomi paketine
sahipmişsiniz gibi çalışsa da stres altındayken çabucak daha üst paket olan
mega pakete geçer. Örneğin bir Fransız lokantasında meze olarak kaz ciğeri
ve tereyağında sotelenmiş dil balığı f iletosu içeren bir akşam yemeğinden
sonra iletilen bilgiler artacağı için iletim çok daha hızlı gerçekleşecektir.
Mikrop sohbetinde kullanılan iletişim kanalları konusuna dönerken,
bağışıklık sisteminin bağırsaklardan beyne gönderilen mikrobiyal sin
yaller üzerindeki rolüne bakalım. Mikrop-bağışıklık sistemi-beyin d i
yalogunun gerçekleşebileceği çeşitli yollar mevcut olup, bu karmaşık
diyalogdaki bozulmaların pek çok beyin hastalığı ile ilintili bulunması
nedeniyle son zamanlarda bağırsaklardaki mikroplar ile bağışıklık sis
temi arasındaki etkileşimlere olan ilgi artmıştır.
İletişimde kullanılan yöntemlerden biri, bağırsakların iç yüzeyinin
hemen altında bulunan ve dendritik hücre adı verilen özel bağışıklık hüc
relerini içerir. Dendritik hücrelerin, bağırsak duvarının yakınında yaşayan
bağırsak mikroplarıyla doğrudan iletişim kurabilmelerini sağlayan ve
bağırsağın iç kısmına uzanan “dokunaçları” vardır. Bu bağışıklık hücresi
algılayıcıları, ilk savunma hattıdır. Normal koşullar altında, hücrenin bu
kısımlarında yer alan ve kalıp tanıma ya da toll benzeri reseptörler
(toll-
MİKROP SOHBETİ: BAĞIRSAK-BEYIN DİYALOGUNUN TEMEL BİLEŞENİ 103
Dostları ilə paylaş: |