Besin kaynaklı hastalıklarda intestinal mikrobiyotanın önemi
Gıda kaynaklı patojenlerin neden olduğu hastalıklar her yıl milyonlarca kişiyi etkileyen ve özellikle çocuk ölümlerine neden olan önemli bir sağlık sorunudur. Gıdaların üretimi, hazırlığı, pişirilmesi ve tüketimi esnasında yapılan yanlış uygulamalar ve meydana gelen patojen kontaminasyonu gıda kaynaklı patojenlerin neden olduğu hastalıklara yol açmaktadır. Gıda kaynaklı birçok patojen vardır fakat bu hastalıkların çoğu bakteriyel kaynaklıdır. İnsan gastrointestinal sistem mikrobiyotası da trilyonlarca bakteri ile kolonize olmasına rağmen bu bakteriler konak ile simbiyotik bir ilişki içerisindedir. Vücutta ek bir organ olarak düşünülecek kadar fonksiyona sahip olan bağırsak mikrobiyotası, gastrointestinal sisteme alınan patojen bakterilerin çoğalmasının ve enfeksiyona neden olmasının önlenmesi için sahip olduğu kolonizasyon direnci mekanizmaları ile konak savunmasına katkıda bulunur. Sağlıklı bağırsak mikrobiyotası patojen bakteriler ile antibakteriyel bileşikler ve inhibitör metabolitler üreterek ve temasa bağlı öldürme yoluyla patojen virülansına müdahale ederek fiziksel alan, eser elementler, vitaminler, karbon kaynakları gibi gıda kaynakları ve metabolitler için yarışa girerek doğrudan mücadele etmektedir. Ayrıca hem bağırsak epitel bariyerini hem de ilişkili immün doku fonksiyonlarını koruyarak konağın bağırsak epitel hücre fonksiyonunun düzenlenmesi, doğuştan gelen bağışıklığın uyarılması ve kazanılmış bağışıklık yanıtlarını, B hücrelerini, T hücrelerini ve doğrudan antijen sunumunu modüle ederek de dolaylı yoldan mücadele etmekte ve böylece patojenlerin bağırsak yüzeylerine bağlanmasını ve çoğalarak enfeksiyon oluşturmasını önlemektedir. Bağırsak mikrobiyotası başta diyet ve antibiyotik kullanımı olmak üzere birçok faktörden etkilenmektedir. Sağlıklı bağırsak mikrobiyotasının bozulması ise kolonizasyon direncinde azalmaya ve bununla beraber patojenlere karşı duyarlılıkta artışa neden olmaktadır. Bu nedenle gıda kaynaklı patojenlerin neden olduğu hastalıklarda bağırsak mikrobiyotası oldukça önemlidir
Importance of intestinal microbiota in foodborne diseases
Foodborne diseases are an important health problem that affect millions of people every year and especially lead to children mortality. Malpractices did during the production, preparation, cooking, and consumption of foods and the occurrence of pathogen contamination lead to diseases caused foodborne disease. There are many foodborne pathogens, but most of these diseases occur from bacterial sources. Although the microbiota of the human gastrointestinal system is colonized by trillions of bacteria, these bacteria are in a symbiotic relationship with the host. The intestinal microbiota with enough function to be considered as an additional organ in the body contributes to host defense with the mechanisms of colonization resistance, to prevent the colonization of pathogenic bacteria enter to the gastrointestinal system and prevent to develop infection by pathogenic bacteria. The healthy intestinal microbiota fights directly against pathogen bacteria by producing antibacterial compounds and inhibitory metabolites and by contact-dependent killing; by interfering with pathogen virulence; entering the race for the physical area, food sources and metabolites such as trace elements, vitamins, carbon sources. In addition, regulation of the intestinal epithelial cell bariyerini hem de ilişkili immün doku fonksiyonlarını koruyarak konağın bağırsak epitel hücre fonksiyonunun düzenlenmesi, doğuştan gelen bağışıklığın uyarılması ve kazanılmış bağışıklık yanıtlarını, B hücrelerini, T hücrelerini ve doğrudan antijen sunumunu modüle ederek de dolaylı yoldan mücadele etmekte ve böylece patojenlerin bağırsak yüzeylerine bağlanmasını ve çoğalarak enfeksiyon oluşturmasını önlemektedir. Bağırsak mikrobiyotası başta diyet ve antibiyotik kullanımı olmak üzere birçok faktörden etkilenmektedir. Sağlıklı bağırsak mikrobiyotasının bozulması ise kolonizasyon direncinde azalmaya ve bununla beraber patojenlere karşı duyarlılıkta artışa neden olmaktadır. Bu nedenle gıda kaynaklı patojenlerin neden olduğu hastalıklarda bağırsak mikrobiyotası oldukça önemlidir
___
- Ahmer BMM, Gunn JS. Interaction of Salmonella
spp. with the intestinal microbiota. Front
Microbiol, 2011; 2: 101.
- Kim S, Covington A, Pamer EG. The intestinal
microbiota: antibiotics, colonization resistance,
and enteric pathogens. Immunol Rev, 2017; 279 (1): 90-105.
- Pickard JM, Zeng MY, Caruso R, Nunez G. Gut
microbiota: role in pathogen colonization,
immune responses, and inflammatory disease.
Immunol Rev, 2017; 279 (1):70-89.
- Sassone-Corsi M, Raffatellu M. No vacancy: how
beneficial microbes cooperate with immunity to
provide colonization resistance to pathogens. J
Immunol, 2015; 194 (9):4081-87.
- Mukherjee S, Hooper LV. Antimicrobial Defense
of the Intestine. Immunity, 2015; 42(1): 28-39.
- Josephs-Spaulding J, Beeler E, Singh OV. Human
microbiome versus food-borne pathogens:
friend or foe. Appl Microbiol Biotechnol,
;100 (11): 4845-3.
- Ünüvar S. Microbial foodborne diseases. In:
Holban AM, Grumezescu AM, eds. Foodborne
Diseases.1st ed. Massachusetts: Academic Press
Elsevier, 2018:1-31.
- Kalyoussef S, Feja KN. Foodborne illnesses. Adv
Pediatr, 2014; 61 (1): 287-312.
- Bhaskar SV. Foodborne diseases - disease burden.
In: Gupta RK, Dudeja, Singh M, eds. Food Safety
in the 21st Century.1st ed. Massachusetts:
Academic Press Elsevier, 2017: 1-10.
- Özdemir A, Dikmen D. Gıda savunmasında yeni
yaklaşımlar: risk yönetim metodolojileri. Turk
Hij Den Biyol Derg, 2018; 75(1): 93-100.
- WHO, Food Safety. World Health Organization.
https://www.who.int/news-room/fact-sheets/
detail/food-safety, (Erişim tarihi: 22.01.2019.).
- Dodd CE, Aldsworth TG, Stein RA. Foodborne
iseases. 3rd ed. Massachusetts: Academic Press
Elsevier, 2017.
- Sharif MK, Javed K, Nasir A. Foodborne
illness: threats and control. In: Holban AM,
Grumezescu AM, eds. Foodborne Diseases. 1st
ed. Massachusetts: Academic Press Elsevier, 2018: 501-523.
- Libertucci J, Young VB. The role of the
microbiota in infectious diseases. Nat Microbiol, 2019; 4(1): 35-45.
- Bevins CL, Salzman NH. Paneth cells,
antimicrobial peptides and maintenance of
intestinal homeostasis. Nat Rev Microbiol, 2011; 9 (5): 356-368.
- Stecher B, Hardt W-D. Mechanisms controlling
pathogen colonization of the gut. Curr Opin
Microbiol, 2011; 14 (1): 82-91.
- Nardi R, Silva M, Vieira E, Bambirra E,
Nicoli J. Intragastric infection of germfree
and conventional mice with Salmonella
typhimurium. Braz J Med Biol Res, 1989; 22 (11): 1389-92.
- Zachar Z, Savage DC. Microbial interference and
colonization of the murine gastrointestinal tract
by Listeria monocytogenes. Infect Immun, 1979; 23(1):168-174.
- Sprinz H, Kundel DW, Dammin GJ, Horowitz RE,
Schneider H, Formal SB. The response of the
germfree guinea pig to oral bacterial challenge
with Escherichia coli and Shigella flexneri. Am
J Pathol, 1961; 39: 681-695.
- Bäckhed F, Roswall J, Peng Y, Feng Q, Jia H,
Kovatcheva-Datchary P, et al. Dynamics and
stabilization of the human gut microbiome
during the first year of life. Cell Host Microbe,
;17(5): 690-703.
- Moles L, Gomez M, Heilig H, Bustos G, Fuentes S,
de Vos W, et al. Bacterial diversity in meconium
of preterm neonates and evolution of their
fecal microbiota during the first month of life.
PLoS One, 2013; 8(6): e66986.
- Biedermann L, Rogler G. The intestinal
microbiota: its role in health and disease. Eur J
Pediatr, 2015; 174(2):151-167.
- Peng M, Biswas D. Short chain and
polyunsaturated fatty acids in host gut health
and foodborne bacterial pathogen inhibition.
Crit Rev in Food Sci and Nutr, 2017; 57(18): 3987-4002.
- Becattini S, Taur Y, Pamer EG. Antibiotic
induced changes in the intestinal microbiota
and disease. Trends Mol Med, 2016; 22(6): 458- 78.
- Jandhyala SM, Talukdar R, Subramanyam C,
Vuyyuru H, Sasikala M, Reddy DN. Role of the
normal gut microbiota. Word J Gastroenterol,
; 21(29): 8787-8803.
- Shin NR, Whon TW, Bae JW. Proteobacteria:
microbial signature of dysbiosis in gut
microbiota. Trends Biotechnol, 2015; 33(9): 496-503.
- Lynch SV, Pedersen O. The human intestinal
microbiome in health and disease. N Eng J Med, 2016; 375 (24): 2369-79.
- Becattini S, Pamer EG. Multifaceted defense
against Listeria monocytogenes in the gastro
intestinal lumen. Pathogens, 2018; 7(1):13.
- Lustri BC, Sperandio V, Moreira CG. Bacterial
chat: intestinal metabolites and signals in
host-microbiota-pathogen interactions. Am Soc
Microbiol, 2017; 85(12): 14.
- Bhunia AK. Foodborne microbial pathogens:
mechanisms and pathogenesis. New York:
Springer, 2018. 31.Ramanan D, Cadwell K. Intrinsic defense
mechanisms of the intestinal epithelium. Cell
Host Microbe, 2016; 19(4): 434-41.
- .Jacobson A, Lam L, Rajendram M, Tamburini F,
Honeycutt J, Pham T, et al. A Gut commensal
produced metabolite mediates colonization
resistance to salmonella infection. Cell Host
Microbe, 2018; 24(2): 296-307.
- Rangan KJ, Hang HC. Biochemical mechanisms
of pathogen restriction by intestinal bacteria.
Trends Biochem Sci, 2017; 42(11): 887-98.
- Deriu E, Liu JZ, Pezeshki M, Edwards RA, Ochoa
RJ, Contreras H, et al. Probiotic bacteria reduce
Salmonella typhimurium intestinal colonization
by competing for iron. Cell Host Microbe, 2013; 14(1): 26-37.
- Maltby R, Leatham-Jensen MP, Gibson T, Cohen
PS, Conway T. Nutritional basis for colonization
resistance by human commensal Escherichia
coli strains HS and Nissle 1917 against E. coli
O157: H7 in the mouse intestine. PLoS One, 2013; 8(1): e53957.
- Pickard JM, Zeng MY, Caruso R, Nşñez G. Gut
microbiota: role in pathogen colonization,
immune responses, and inflammatory disease.
Immunol Rev, 2017; 279(1): 70-89.
- Ubeda C, Djukovic A, Isaac S. Roles of the
intestinal microbiota in pathogen protection.
Clin Transl Immunology, 2017; 6(2):e128.
- Kommineni S, Bretl DJ, Lam V, Chakraborty
R, Hayward M, Simpson P, et al. Bacteriocin
production augments niche competition by
enterococci in the mammalian gastrointestinal
tract. Nature, 2015; 526: 719-22.
- Abt MC, Pamer EG. Commensal bacteria
mediated defenses against pathogens. Curr
Opin Immunol, 2014; 29:16-22.
- Sassone-Corsi M, Nuccio SP, Liu H, Hernandez D,
Vu CT, Takahashi AA, et al. Microcins mediate
competition among Enterobacteriaceae in the
inflamed gut. Nature, 2016; 540 (7632):280.
- Rolhion N, Chassaing B. When pathogenic
bacteria meet the intestinal microbiota. Philos
Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2016.
- .Sorbara MT, Pamer EG. Interbacterial
mechanisms of colonization resistance and the
strategies pathogens use to overcome them.
Mucosal Immunology, 2019; 12(1):1-9.
- Rivera-Chávez F, Zhang LF, Faber F, Lopez
CA, Byndloss MX, Olsan EE, et al. Depletion
of butyrate-producing clostridia from the gut
microbiota drives an aerobic luminal expansion
of salmonella. Cell Host Microbe, 2016; 19(4): 443-54.
- Bolton DJ. Campylobacter virulence and survival
factors. Food Microbiol, 2015; 48: 99-108.
- Kampmann C, Dicksved J, Engstrand L, Rautelin
H. Composition of human faecal microbiota
in resistance to Campylobacter infection.Clin
Microbiol Infect, 2016; 22(1):61.
- Sperandio V, Nguyen Y, Enterohemorrhagic E.
coli (EHEC) pathogenesis. Front Cell Infect
Microbiol, 2012; 2 (90).
- Archambaud C, Nahori MA, Soubigou G, Bécavin
C, Laval L, Lechat P, et al. Impact of lactobacilli
on orally acquired listeriosis. Proc Natl Acad Sci
USA, 2012; 109 (41): 16684-9.
- Fukuda S, Toh H, Hase K, Oshima K, Nakanishi
Y, Yoshimura K, et al. Bifidobacteria can protect
from enteropathogenic infection through
production of acetate. Nature, 2011; 469 (7331):543.
- Desai MS, Seekatz AM, Koropatkin NM, Kamada
N, Hickey CA, Wolter M, et al. A dietary
fiber-deprived gut microbiota degrades the
colonic mucus barrier and enhances pathogen
susceptibility. Cell, 2016; 167(5):1339-53.
- Wang S, A Thacker P, Watford M, Qiao S.
Functions of antimicrobial peptides in gut
homeostasis. Curr Protein Pept Sci, 2015;16(7): 582-91.
- Byndloss MX, Olsan EE, Rivera-Chávez F, Tiffany
CR, Cevallos SA, Lokken KL, et al. Microbiota
activated PPAR-γ signaling inhibits dysbiotic Enterobacteriaceae
;357 (6351): 570-5.
- Science, 52.Kim M, Qie Y, Park J, Kim CH. Gut microbial
metabolites fuel host antibody responses. Cell
Host Microbe, 2016; 20(2): 202-214.
- Zeng MY, Cisalpino D, Varadarajan S, Hellman J,
Warren HS, Cascalho M, et al. Gut microbiota
induced immuno globulin g controls systemic
infection by symbiotic bacteria and pathogens.
Immunity, 2016; 44(3): 647-58.
- .O’Toole PW, Jeffery IB. Gut microbiota and
aging. Science, 2015; 350 (6265):1214-15.
- Conlon M, Bird A. The impact of diet and
lifestyle on gut microbiota and human health.
Nutrients, 2015;7(1): 17-44.
- Haro C, Rangel-Zşñiga OA, Alcalá-Díaz JF,
Gómez-Delgado F, Pérez-Martínez P, Delgado
Lista J, et al. Intestinal microbiota is influenced
by gender and body mass index. PLoS One,
;11(5): e0154090.
- Erdinc AS, Aksoy EK, Sapmaz FP, Dikmen D. The
effect of low-fodmap diet on the quality of
life of patients with constipation-predominant
irritable bowel syndrome. Clin Nutr, 2018; 37:S107.
- Turnbaugh PJ, Ridaura VK, Faith JJ, Rey FE,
Knight R, Gordon JI. The effect of diet on the
human gut microbiome: a metagenomic analysis
in humanized gnotobiotic mice. Sci Transl Med, 2009;1(6).
- Sonnenburg ED, Smits SA, Tikhonov M,
Higginbottom SK, Wingreen NS, Sonnenburg JL.
Diet-induced extinctions in the gut microbiota
compound over generations. Nature, 2016; 529 (7585): 212.
- Modi SR, Collins JJ, Relman DA. Antibiotics and
the gut microbiota. J Clin Invest, 2014; 124 (10): 4212-18.