Diyabet ve Pre-probiyotikler Uzm. Dyt. Merve EKİCİ Kırıkkale Üniversitesi Sağlık Bilimleri Fakültesi Beslenme ve Diyetetik Bölümü Araştırma Görevlisi
Priyadarsini, N., Mishra, T. et all. Role of Probiotics in Type 2 Diabetes Mellitus, Int. J. Pharm. Sci. Rev. Res., 34(1), September October 2015; Article No. 44, Pages: 276-280 International Diabetes Federation. Diabetes Atlas. Ozougwu, J. C., Obimba, K. C., Belonwu, C. D., Unakalamba, C. B. (2013).The pathogenesis and pathophysiology of type 1 and type 2 diabetes mellitus. Tip II Diabetes Mellitus (T2DM) prevalansı son yarım yüzyılda önemli ölçüde artış göstermekle birlikte bu hastalığa çeşitli morbiditeler de eşlik etmektedir.
MİKROBİYOTA TİP II DM Kronik inflamasyon ile ilişkili mikrobiyotanın T2DM'nin başlangıcına katkıda bulunduğu bilinmektedir. Ayrıca bağırsak mikrobiyotası T2DM ve onun komorbid hastalık durumunun gelişiminde de etki göstermektedir. Mikrobiyota Diyabet Preprobiyotik Priyadarsini, N., Mishra, T. et all. Role of Probiotics in Type 2 Diabetes Mellitus, Int. J. Pharm. Sci. Rev. Res., 34(1), September October 2015; Article No. 44, Pages: 276-280
MİKROBİYOTA NEDİR? Mikrobiyota İnsanın içinde ve üzerinde yaşayan mikroorganizmalar Mikrobiyom mikroorganizmaların genomu İnsanlarda intestinal yol mikrobiyotası çok sayıda ve çeşitlilikte mikroorganizma tarafından oluşturulmuş kompleks ve dinamik bir ekosistemdir.
YENİ DOĞANDAN YAŞLILIĞA MİKROBİYOTA
Baş, M. Mikrobiyota Diyet Etkileşimi
Mikrobiyota ve Diyabet İlişkisi İnsan bağırsak mikrobiyotası; obezite ve insülin direnci patogenezinde önemli aracılardan biridir. Mikrobiyota, metabolik regülasyonda koruyucu işlevlere sahiptir. Glukoz ve lipid metabolizmasında aktif rol oynamaktadır. Birtakım ekstrinsik ve intrinsik faktörler bağırsak mikrobiyotasında bozulmalara yol açabilir. Mikrobiyotadaki bozulmalar ve fonksiyonel çeşitliliğin azalması ile disbiyozis dediğimiz sağlıksız bir flora oluşur. Kuzu, F. The Role of Intestinal Microbiota in Obesity, Inculin resistance and Diabetes, 2017
Tip 2 diyabetiklerde yapılan metagenomik çalışmalarda butirat üreten Klostridiales bakterilerde (Roseburia intestinalis ve Faecalibacterium praustnitzii) azalma, Proteobakteriler, Lactobacillus gasseri, Streptococcus mutansta artış saptanmıştır. Bacteroidetes/Firmicutes ve Bacteroidetes- Prevotella/C. coccoides-e. rectalis oranları plazma glukoz düzeyleri ile anlamlı bağıntı göstermektedir. Nadal I, Santacruz A, Marcos A, Warnberg J, Garagorri JM, Moreno LA, et al. Shifts in clostridia, bacteroides and immunoglobulin- coating fecal bacteria associated with weight loss in obese adolescents. Int J Obes (Lond) 2009;33:758 67
Tip 2 DM li hastaların barsak mikrobiyotasında Firmicutes ve Clostridia oranları azalmış; gram negatif bakterilerden bacteroidetes ve proteobacteria artmıştır. Yapılan rat çalışmalarında da bifidobacterium ve lactobacilli suşlarında azalma gözlenmiş ve buna bağlı olarak da NF-ĸB aktivasyonu aracılığı ile metabolik endotoksemiye neden olan gram negatif bakterilerin dış membranının başlıca bileşeni olan ve diyabetin gelişiminde rol oynayan plazma LPS i artmıştır. Kamarlı Altun, H, Akal Yıldız E. Prebiyotikler ve Probiyotiklerin Diyabet ile İlişkisi 2017
Barsak mikrobiyotasını eski haline getirmek ise diyabetteki medikal durumun ciddiyetini azaltmaktadır. Bu bağlamda mikrobiyotadaki yararlı mikroorganizmaların sayısını artırmak amacıyla probiyotik müdahalesinde bulunmak etkili bir beslenme stratejisidir. Barsak florasının yeni düzenleyicisi olarak görülen Prebiyotik ve özellikle probiyotiklerin diyabet ve obezitenin tedavisi ve önlenmesindeki rolü oldukça önemlidir.
PREBİYOTİK ve PROBİYOTİK KAVRAMI Prebiyotik tanımı Seçici olarak fermente olabilen, gastrointestinal mikroorganizmaların kompozisyon ve/veya aktivitesini etkileyerek bireyin iyi olma hali ve sağlığı üzerinde olumlu etkileri olan besin bileşenleridir. Kısaca «sindirilemeyen karbonhidratlar» olarak tanımlanabilir. World Gastroenterology Organisation Global Guidelines, 2011 Özen, M. Sağlıklı Kalmak İçin Probiyotikler, Prebiyotikler, 2011
PREBİYOTİK OLMA KRİTERLERİ Gastrointestinal sistemin üst bölümlerinde sindirilmeden kolona ulaşabilen Kolon florasında bulunan bazı bakteriler tarafından fermente edilebilen Fermente eden bakterilerin sayısını ve aktivitesini artıran Konakçı sağlığını olumlu yönde geliştiren ILSI Europe, 2013
PREBİYOTİKLER Frukto-oligosakkaritler Galakto-oligosakkaritler İnülin Laktuloz Polidekstroz Ksilo-oligosakkaritler İzomalto-oligosakkaritler Soya-gentio-alfa gluko- galaktomannan oligosakkaritleri Raffinoz & Staçiyoz Polyoller (Sorbitol, Ksilitol, Laktitol) Dirençli nişasta ILSI, Probiotics, Prebiotics And The Gut Microbiota, 2013
PREBİYOTİK DOĞAL BESİN KAYNAKLARI MEYVE Muz, elma, çilek, üzüm Hindiba, enginar, yerelması, kuşkonmaz, kereviz, soğan, pırasa, domates, hardal SEBZE BAKLAGİL Soya fasulyesi, mercimek, fasulye, kurufasulye, nohut, bezelye Tam buğday, arpa, çavdar, yulaf, karabuğday, kepekli pirinç TAM TAHIL YAĞLI TOHUM Keten tohumu, badem, ceviz ILSI, Probiotics, Prebiotics And The Gut Microbiota, 2013
PREBİYOTİK EKLENMİŞ KAYNAKLAR Kahvaltılık tahıllar Ekmekler, unlu mamüller Bisküviler Bebek formulaları Enteral ürünler Yoğurtlar, Diğer süt ürünleri Ekmek üstü margarinler Soslar İçecekler (meyve suları, kahve, kakao, alkolsüz içecekler) ILSI, Probiotics, Prebiotics And The Gut Microbiota, 2013
PREBİYOTİKLER İÇİN ÖNERİLEN ALIM DÜZEYLERİ PREBİYOTİK Frukto-oligosakkaritler İnülin Galakto-oligosakkaritler Laktuloz Polidekstroz Ksilo-oligosakkaritler İzomalto-oligosakkaritler Soya oligosakkaritleri ALIM DÜZEYİ 4-12.5 g/gün 8-40 g/gün 2-3 g/gün 8-20 g/gün 4-12 g/gün 0.7 g/gün 10-20 g/gün 2-4 g/gün Genel alım düzeyi olarak günlük 2-20 gr prebiyotik alımı hedeflenmektedir. Sousa et al. Food Nutr Sci, 2011. ILSI, Probiotics, Prebiotics And The Gut Microbiota, 2013
PREBİYOTİKLERİN ETKİSİ Barsak bariyer fonksiyonunu geliştirme PREBİYOTİK Bifidobakteri Laktobasillus Büyüme Prebiyotiklerin sağlık üzerindeki etkileri farklı metabolik mekanizmalar üzerinden gerçekleşmektedir. Konakçı bağışıklığını iyileştirme Potansiyel patojenik bakteri sayısında azalma KZYA üretimi Probiyotik bakteriler aracılığı ile fermantasyona uğrayarak Kolonositlerin temel enerji kaynağı ve proliferasyonunda etkin Asetat Propiyonat Bütirat Relationship Between Prebiotics-Probiotics and Diabetes Mellitus, Kamarlı Altun, H. Akal Yıldız, E. 2017
KZYA; su, sodyum, kalsiyum ile bazı minerallerin emilimini ve mukozal kan akımını arttırmaktadır. Bütirat kolesterol sentezini inhibe ederken, propiyonatın sentezi azaltıcı etkisi vardır. Kan lipid profilini düzenleme, Prebiyotiklerin sağlık üzerindeki diğer olumlu etkileri ise; Yararlı mikroorganizmaların sayısını arttırarak patojenlere karşı direnç sağlama, Tip 2 DM de kan glukozu regülasyonunu sağlama, Barsak bariyer fonksiyonunu arttırmak suretiyle barsak inflamasyonunu azaltma, Karsinogenezi azaltma ve immün sistemin nonspesifik uyarılması ile enfeksiyonlara karşı direnç sağlamaktır. Relationship Between Prebiotics-Probiotics and Diabetes Mellitus, Kamarlı Altun, H. Akal Yıldız, E. 2017
Probiyotikler, yeterli miktarda alındıklarında endojen mikrofloranın özelliklerini geliştirerek, konakçı sağlığını olumlu yönde etkileyen canlı mikroorganizmalardır. Kelime anlamı yaşam için dir. Joint FAO-WHO Working Group Report, 2002 Özden, A. Probiyotik Sağlıklı Yaşam İçin Yararlı Dost Bakteriler güncel gastroenteroloji 17/1
PROBİYOTİK OLMA KRİTERLERİ 3. Sindirim kanalında canlı olarak hayatta kalabilmeli 6. Bakteirosin gibi antimikrobiyal maddeler salgılayabilmeli 8. Konakçı sağlığı üzerinde olumlu etkileri olabilmeli 1. İnsan kaynaklı olmalı Joint FAO-WHO Working Group Report, 2002 2. Mide asiditesi ve safra asitlerine dirençli olmalı 4. Bağırsak epiteline tutunabilmeli 5. Doğal floraya adapte olabilmeli, sindirim sisteminde kolonize olabilmeli 7.Patojen ve toksik olmamalı 9. Üretim ve depolama sırasında stabil olmalı ve canlı kalabilmeli
PROBİYOTİKLER LAKTİK ASİT BAKTERİLERİ BİFİDOBAKTERLER PROPİONİBAKTERİLER ENTEROBAKTERİLER SPORLU BAKTERİLER L. acidophilus L. casei/paracasei L. crispatus L. fermentum L. gallinarum L. Gasseri L. Johnsonii L. Plantarum L. Reuteri L. rhamnosus L. salivarius B. Adolescentis B. Animalis B. Bifidum B. Breve B. Longum Subsp. Infantis B. Longum subsp. longum P. acidipropionici, P. freudenreichii, P. jensenii, P. thoenii. E. fecalis E. Faecium DİĞER BAKTERİLER Escherichia coli Sporolactobacillu s inulinus. B. alcolophilus, B. cereus, B. clausii, B. coagulans, B. subtilis. MAYALAR S. cerevisae (boulardii) Anadón, A, Martínez-Larrañaga, M, et Probiotics: Safety and Toxicity Considerations,2016 DOI: 10.1016/B978-0-12-802147-7.00055-3
PROBİYOTİK DOĞAL BESİN KAYNAKLARI 1. Fermente süt ürünü:..içermesi gereken mikroorganizmaları yeterli sayıda, canlı ve aktif olarak bulunduran süt ürününü, 2. Yoğurt: Fermentasyonda spesifik olarak Streptococcus thermophilus ve Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus un simbiyotik kültürlerinin kullanıldığı fermente süt ürününü, 3. Asidofiluslu süt: Fermentasyonda spesifik olarak Lactobacillus acidophilus kültürünün kullanıldığı fermente süt ürününü, 4. Kefir: Fermentasyonda spesifik olarak Lactobacillus kefiri, Leuconostoc, Lactococcus ve Acetobacter cinslerinin değişik suşları ile laktozu fermente eden (Kluyveromyces marxianus) ve etmeyen mayaları (Saccharomyces unisporus, Saccharomyces cerevisiae ve Saccharomyces exiguus) içeren starter kültürler ya da kefir tanelerinin kullanıldığı fermente süt ürününü, 5. Kımız: Fermentasyonda spesifik olarak Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus ve Kluyveromyces marxianus kültürlerinin kullanıldığı fermente süt ürününü, 6. Ayran: Yoğurda su katılarak veya kuru maddesi ayarlanan süte Streptococcus thermophilus ve Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus un kültürleri katılarak hazırlanan fermente süt ürününü, 7. Konsantre fermente süt ürünleri: 8. Toz/kurutulmuş fermente süt ürünleri: Türk Gıda Kodeksi Fermente Süt Ürünler Tebliği, 2009/25 Türk Gıda Kodeksi Kodeksi Peynir Tebliği, Tebliğ No: 2015/6 9. Çeşnili fermente süt ürünleri: 10. Peynir: starter kültür kullanarak ya da kullanmadan elde edilir. Kullanılıyorsa Laktik starter kültürleri: Lactobacillus türleri Streptococcus türleri Lactococcus türleri Leuconostoc türleri içermelidir.
Probiyotik Özellik Taşıyan Geleneksel Fermente Bitkisel Ürünler Boza Tarhana Turşu Soya ürünleri (soya sosutempe, miso, natto, sufu) Hardaliye Şalgam Sofralık zeytin Diğer fermente içecekler (pozol, bushera vb.) Bira, şarap
Probiyotik Eklenmiş Besinler Süt ürünleri Sütlü tatlılar (dondurma puding) Meyve ve sebze suları İçecekler Kahvaltılık tahıllar ve Tahıl ürünleri Çikolata Et ürünleri Bebek formülleri
Probiyotik mikroorganizma Bu gıda probiyotik mikroorganizma içerir. Probiyotik mikroorganizmalar sindirim sistemini düzenlemeye ve bağışıklık sistemini desteklemeye yardımcı olur. Gıdanın en az 1.0x10 6 kob/g canlı probiyotik mikroorganizma içermesi gerekir. Bağışıklık sisteminin normal fonksiyonu
PROBİYOTİK VE ETKİLERİ Mikroorganizmal arın veya metabolitlerinin/ enzimlerinin GI yol ve mikrobiyota üzerindeki etkisi Konağın hücreleri ve bağışıklık sistemi ile etkileşim
Büyüme substratı olarak KZYA, ph Bazı patojenlerin epitelyuma yapışması, büyümesi ve translokasyonuna engel olan organizma. Bakteriyosinlerle antogonist etkileşim Bağlanma bölgeleri için rekabetçi dışlama
1. SEVİYE Probiyotik bakteriler, bağırsak lümenindeki patojenik mikroorganizmaların büyümesine veya hayatta kalmasına müdahale edebilir. 2. SEVİYE Probiyotik bakteriler mukozal bariyer fonksiyonunu ve mukozal bağışıklık sistemini geliştirebilir. 3. SEVİYE. Bağırsağın ötesinde, sistemik bağışıklık sistemi, karaciğer ve beyin gibi diğer hücre ve organ sistemleri üzerinde bir etkiye sahiptir.
Pre-Probiyotiklerin Diyabet Üzerine Etkisi Yaşam tarzı değişiklikleri, Beslenme alışkanlıkları, Strese maruz kalma, Genetik yatkınlık İmmünitedeki anormallikler Bireylerin sağlık durumlarında meydana gelen bozulmalar aslında normal barsak mikrobiyotasının yapısı, oranı ve bileşimindeki bir bozulmanın göstergesidir. Mikrobiyotada meydana gelen bu bozuklukta karşımıza obezite, metabolik sendrom, KVH, Tip 2 DM ve barsak hastalıkları gibi kronik hastalıkları çıkarmaktadır. Parkes GC. 2007. An Overview of Probiotics and Prebiotics. Nurs Stand, 21: 43-7.
Günümüzde intestinal disbiyozis, obezite ve diyabet patofizyolojisini anlamak için çok önemlidir. Bağırsak mikrobiyotasında, yağ depolarının düzenlenmesi ve obezite ile ilişkili hastalıkların gelişimi arasındaki karışıklığı açıklamak için önerilen mekanizmalardan biri «metabolik endotoksemi» dir.
İnsülin Direnci TLR4 e bağlanır ve NF-ĸB aktivasyonu gerçekleşir.
Barsak mikrobiyotasının düzenlenmesi için esas olan beslenmedir. Çoklu doymamış yağ asit oksidasyonun sonucu olarak da oluşan malondialdehit, barsak sıkı birleşme yerlerindeki geçirgenliği arttırmaktadır Diyette doymuş ve çoklu doymamış yağ asitleri gibi besin öğelerinin aşırı olması Oligosakkaritlerin ve fitokimyasalların eksikliği Bakteriyel metabolik aktiviteyi değiştirebilmektedir. Yüksek yağlı beslenme enterik gram negatif bakterilerden kaynaklanan lipopolisakkaritlerin (LPS) hedef dokulara translokasyonunu teşvik etmektedir. KC ve yağ dokusunda yağ asidi oksidasyonunu arttırdığından, barsak epitelinde mukus üretiminde azalma ve ROS meydana gelmektedir.
İnkreatin salgısındaki değişiklik Metabolik endotoksemi Bütirat üretimi Mikrobiyotanın Tip2DM üzerindeki etkiler için önerilmiş mekanizmalardır
Probiyotiklerin etkisi bu noktada ortaya çıkmaktadır. Olumsuz bağırsak mikrobiyotasında yararlı mikroorganizmaların sayısını arttırmak amacıyla probiyotik müdahalesinde bulunmak etkili bir beslenme stratejisidir.
Probiyotik tüketimi bifidobakterilerin sayısını arttırır ve artmış adhezyon proteinleri ekspresyonu, bağırsak geçirgenliğini azaltır ve TLR4'ün LPS ile aktivasyonunu bozar. Sonuç olarak, NFkB aktivasyon yolları bloke edilir. Ayrıca TH17 hücreleri indükasyonu inhibe edilir ve CD8+ T hücrelerinin pankreatik infiltrasyonu önlenir.
Diyabetik hastaların beslenmesinde glisemik indekslerinin düşük olması ve kan glukozu regülasyonunu daha iyi sağlaması nedeniyle genellikle tam tahıllı ürünlere ve kurubaklagillere yer verilmektedir. Yapılan çalışmalarla tam tahılların biyoaktif bileşiklerinin özellikle de prebiyotiklerin; Glisemik yanıtı etkili bir şekilde düzenlediği, İnsülin duyarlılığını arttırdığı, pankreatik β-hücre fonksiyonunu iyileştirdiği ve İnsülin sekresyonunu arttırdığı gözlemlenmiştir.
Prebiyotiklerin fermantasyonu ile açığa çıkan KZYA leri Tip 2 DM de önemli fonksiyonları sağlamaktadır. KZYA leri başlıca inkretin hormonlarından birisi olan GLP-1 sekresyonunu teşvik etmektedir. Bu hormon; Glukagon sentezini inhibe etmekte İnsülin sekresyonunu stimule etmekte Ağırlık kaybına neden olmaktadır. Merkezi tokluğu arttırarak total enerji alımını azaltmakta Relationship Between Prebiotics-Probiotics and Diabetes Mellitus, Kamarlı Altun, H. Akal Yıldız, E. 2017 Hepatik glikoneogenezi azaltmakta İnsülin duyarlılığını iyileştirmekte
(a) insülin duyarlılığı, glikoz tolerans testi, bağırsak geçirgenliği, oksidatif stres ve inflamasyon belirteçlerinin değerlendirilmesini araştıran deneysel çalışmalar; (b) literatür taraması makaleleri; Probiyotiklerin diyabet dışındaki hastalıklarla ilişkisi Temel çalışma amacı probiyotik dışında ise (c) tercihen 2002'den sonra yayınlanan makaleler
30 çalışmanın gözden geçirildiği ve probiyotik kullanımının diyabet üzerindeki etkilerinin incelendiği bir derlemede..
SONUÇ Özetlenen literatür bilgileri ışığında, probiyotikler ve prebiyotiklerin; Dış kaynaklı hastalıkları azaltmada, İnflamasyonu inhibe etmede, Diyabetik hastalarda antioksidan savunmayı düzeltmede, İnsülin duyarlılığını ve pankreas β- hücre fonksiyonlarını iyileştirerek kan glukozu regülasyonunu sağlamada, Kan lipid profilini dengelemede ve kilo kontrolünü sağlamada etkili olabileceği söylenebilir.
TEŞEKKÜRLER Arş. Gör. Merve EKİCİ Kırıkkale Üniversitesi, Beslenme ve Diyetetik Bölümü