Prebiyotik Nedir ve Önemi? ‘Bakterilerimizi Beslememiz Gerekiyor’

Prebiyotik… Bağırsak duvarı mukus yapısında bir örtü ile kaplıdır. Bu örtü, bağırsaktaki bakteriler için gelişip büyüme, gelişme ve çeşitlenme alanıdır. Bu örtü yabancı antijenlere, proteinlere karşı bağırsak duvarı geçirmezliğinde önemli bir engeldir.

Sağlamlığı ve kalınlığı için üzerindeki faydalı bakterilerin lifler ile beslenmesi gereklidir. Böylece faydalı bakterilerin sayısı ve çeşitliliği artar.

Eğer lifli beslenme yerine karbonhidrat tercih edilirse zararlı bakterilerin sayısı artar, faydalı bakterilerin sayısı azalır. Zararlı bakteriler bu tabakayı yiyerek mukus örtüsünü inceltir . Bu örtüdeki incelme kolit, sızdıran bağırsak gibi önemli sorunlara yol açar. Dışarıdan gelecek her türlü antijen, patojen sistemimize kolayca sızar. Bu nedenle mikrobiotanın bozulması ile ilişkilendirilen pek çok hastalık için bu konu önem arzeder.

Bakterilerimizi Beslememiz Gerekiyor

Prebiyotik kelimesi 1995 yılından itibaren kullanıma girmiştir (1). Sindirim sisteminde sindirilemeyen kısa zincirli karbonhidratlardır. Bağırsağımızdaki bakterilerin en önemli gıdasıdır. Anne sütü mucizevi bir gıdadır. Onun özelliklerini öğrendikçe sağlıklı beslenme için önemli ipuçları içerdiğini görüyorsunuz. Anne sütünde ki en önemli prebiyotik oligosakaridlerdir. Anne sütünde oligosakarid miktarı 5-12 gr/L olup inek sütüne göre 100 kat daha fazladır ve 200 den çeşidi vardır. Yağ ve laktozdan sonra anne sütünde en fazla bulunan üçüncü maddedir. Bugün bazı mamalara anne sütündeki oligosakaridlere benzer maddeler katılmıştır (2,3).

Tüm prebiyotikler bir çeşit liftir. Ancak tüm lifler prebiyotik değildir. Bir besinin prebiyotik olarak sayılabilmesi için mide asidine dirençli, sindirim enzimleri tarafından parçalanamaması, üst sindirim sistemi tarafından emilmemesi gerekir. Kalın bağırsak tarafından tamamen fermente edilebilmeli ve  mikrobiyotanın büyümesi ve gelişmesini sağlamalıdır. Bu şartları sağladığı için  prebiyotik olarak kabul edilen maddeler, inulin ve onun türevleri (fruktooligosakaridler (FOS), laktuloz, galaktoaligosakarid (GOS)) tir.

Midede bakteri sayısı 10³/gr, ince barsakta 10⁴-10⁶/gr ve kalın barsakta 10¹²/g dır. En fazla bakteri kalın bağırsakta bulunur. Kalın bağırsak içeriğinin asidik hale gelmesi (pH nın düşmesi) sağlığımız için çok faydalıdır. Asidik ortamda proteinlerin yıkımı azalır bunun sonucunda amonyak, amin, fenolik bileşikler gibi toksik maddelerin sentezi azalır, istenmeyen bakteriyel enzimlerin aktivitesi azalır (4). Yine asidik ortamda kalsiyum, magnezyum, demir ve çinko emilimi artar.

Prebiyotiklerin fermantasyonu ve oluşan küçük yağ asitleri (asetat, butirat, propionat), kalın bağırsak lumenini ve dışkı asitliğini (pH düşmesi) artırır. Düşük pH da Küçük yağ asitleri ve içeriğin asidik olması, kolondan feçesin geçişini hızlandırır.

Prebiyotiklerin fermentasyonu ile oluşan küçük yağ asitlerinin (asetat, butirat, propionat) önemi büyüktür. Asetat kas, böbrek, kalp ve beyin tarafından kullanılır.  Propionat kolesterol sentezini baskılar ve karaciğer tarafından temizlenir. Butirat ise kalın barsak mukoza hücrelerinin ana enerji kaynağıdır (5-7). Hem hayvan hem insan çalışmaları göstermiştir ki prebiyotikler serum trigliserid düzeyini azaltırken kolesterol üzerine etkisi hafiftir (8).

Küçük yağ asidi diyip geçmeyelim. Örneğin: iltihabi barsak hastalıklarında (ülseratif kolit) feçes butirat düzeyi azalmıştır (9). İlaveten kalın barsakta butirat oksidasyonu bozulmuştur (10). Bundan dolayı prebiyotikler butirat üretimini artırmaya yardımcı oldukları için kalın bağırsak mukozasındaki iltihabi reaksiyonun azaltılmasında katkı sunar.

Menapoz sonrası yaş ile osteoporoz sıklığı büyük ölçekte artmaktadır. Örneğin altmış yaşlarında osteoporoz sıklığı % 10 iken doksanlı yaşlarda % 70 dir (11). Osteoporozu önlemek için kadınlarda kalsiyum ve magnezyum alımı artırılmaya çalışılmaktadır. Prebiyotiklerin fermentasyonu ile ortaya çıkan kısa zincirli yağ asitleri mineral emilimini ve bağırsak geçirgenliğini düzenler. Prebiyotik kullanmak kalsiyum ve magnezyum emilimini artırarak kemiğin kendi yenilemesini sağlar (12). Örneğin bir çalışmada 3 ay süre ile bir prebiyotik olan hindibağ alımı ile kalsiyum emiliminin % 42 artığı gözlenirken, TOS veya laktuloz alımı ile kalsiyum emilimi % 15 artmıştır (13-15).

Laktuloz karaciğer yetmezlik koma tedavisinde kullanılan bir prebiyotiktir. Laktuloz fermentasyon ile yağ asitlerine dönüşürken kalın bağırsaktaki asiditeyi artırır. Kalın bağırsak boşalmasını hızlandırır. Asit iyonu karaciğer komasında oluşan amonyak molekülüne katılarak amonyuma dönüşümü sağlar. Laktuloz fermentasyonu kalın bağırsak bakterileri için bir enerji kaynağı haline gelir. Laktuloz glutaminaz enzimini baskılayarak glutaminin amonyağa dönüşümünü engeller. Laktitol laktuloz benzeri etki ile karaciğer komasında kullanılan bir diğer ilaçtır (16-18).

Bağırsakta vücudun savunma hücrelerinin yoğun olduğu peyer plağı denilen bir alan vardır. Prebiyotikler bu noktadan vücudun savunma yanıtını güçlendirir ve bu yanıtın dengeli olmasına katkı sağlar. Özellikle aşılara ve patojenlere karşı savunma sisteminin hafıza hücrelerini etkiler. Süt çocuklarında oligofruktoz alımı ile kızamık aşısına karşı oluşan zayıf antikor yanıtın güçlendiği gösterilmiştir (19). Lomax ve arkadaşları 8 gr/gün 4 hafta süre ile oligofruktoz/inulin kullanımı ile orta yaşlı insanlarda influenzaya karşı antikor yanıtının güçlendiği göstermiştir (20). Astım, atopik dermatit, ekzema gibi hastalıklar yabancı antijene karşı immun sistemin aşırı uygunsuz cevabı ile ilgili hastalıklardır. Örneğin prebiyotik içeren mamalar ile beslenme 6-10 aylık bebeklerde atopik dermatit görülme sıklığını % 44 oranında azaltmıştır (21). Deneysel fare modellerinde prebiyotiklerin astım gelişimini azalttığı gösterilmiştir (22, 23). Ne yazı ki bu konuda çocuklarda yapılmış çalışma bulunmamaktadır.

Prebiyotiklerin sindirilememesi ve fermentasyonu sonucu oluşan B-glukan bağırsakta savunma hücrelerine bağlanarak o hücreyi mantara doğru yönlendirebilmektedir ve bu çok önemlidir (24).

Bağırsak-beyin arasındaki iletişim çift yönlüdür (25). Bu yolun 3 şeriti vardır: Nöronal-hormonal-immun şerit. Vagus beyinden çıkarak sindirim sisteminin çalışmasını düzenleyen bir sinirdir. Nöronal şerit denilince büyük ölçüde bu sinir akla gelir. Bağırsaktaki mikropların metabolik ürünleri, bağırsaktaki vagus sinirinin uç noktaları üzerinden beyini etkiler (26). Bravo ve arkadaşları (27-29), bakterilerin metabolik ürünlerinin vagus siniri aracılığı ile beyinde GABA reseptör sayısı, beyin hücre büyüme faktörü (BNF), NMDA, serin gibi nörotransmitterler, sinaptik proteinlerin sentezini etkilediğini göstermiştir. Benimde sık sık üzerinde durduğum gibi bağırsaktan gelen mesajlar beyinin şekillenmesini sağlıyor.

Parkinson hastalarının, nörolojik bulgular ortaya çıkmadan en on yıl önce kabızlık ile mücadele ettikleri bilinir. Araştırmacılar yeni çalışmalarda bağırsaktaki belirli bakteriler ile parkinson hastalığı arasında fonksiyonel bir bağlantı buldular. Kısaca bağırsakta bulunan bakteriler tarafından üretilen spesifik kimyasallar, hastalıkla ilgili bazı proteinlerin beyinde birikimine neden olarak kötüleşmeye neden olduğu gösterildi. Bu çalışma oldukça merak uyandırıcı. Çünkü tıp dünyası şimdiye kadar beyine odaklanmışken bağırsak ile ilgilenmemiz gerektiğine işaret etmektedir (30).

Biraz meraklı olanlar için çalışmanın nasıl yapıldığı anlatayım. Sentetik alfa synclein isimli protein fare mide ve bağırsağa enjekte edilmiş. Enjeksiyondan sonra, söz konusu protein önce vagus sinirinde, yedi gün sonra orta beyindeki dopamin hücreler içinde biriktiği gösterilmiştir (30).

Yaşam boyu hafıza ve öğrenme mental sağlık için kritik öneme sahiptir. Pek çok çalışmada hem hayvanlarda hem de insanlarda fermente bileşikler ile hafıza arasında bağlantı olduğu ortaya konmuştur. Best ve arkadaşları (31, 32) orta yaştaki erişkinlerde iki çalışmada değişik prebiyotiklerin (ambrotoz kompleksi, rhamnoz, ksiloz ve mannoz) kullanımı ile hafıza performansını düzeldiği gösterilmiştir.

Otizm semptomlarının şiddeti ile gastrointestinal yakınmaların yoğunluğu arasında güçlü bir ilişki vardır (33). Sindirim problemlerini yoğun olarak yaşayan otizm hastalarının dışkı incelemesinde yoğun klostridum bakterisi, bifidobakter eksikliği saptanmıştır (33, 34). Bir kaç prebiyotik birden  içeren buğday lifi ürünü olan Nutriose kullanımı ile Clostridum türünün azaldığı bifidobakterilerin arttığı gösterilmiştir (35). Otizm hastalarında probiotik ile flora bozukluğu düzelmiyorsa prebiyotik ilavesi bu anlamda önemli ve faydalıdır. Yalnız burada bir uyarı yapmakta fayda var: Deneysel çalışmalarda propionat ve butiratın adrenal katekolaminleri artırarak, zaten katekolamin düzeyi yüksek olan otizmli hastalarda olumsuz etkisi olabileceği gösterilmiştir (36). Ayrıca bu kısa yağ asitlerinin beyindeki immun sistemi uyardığı görülmüştür. Prebiyotikler üzerinden bakterilerin üreteceği propionat ve butirat hariç diğer kısa zincirli yağ asitleri otizm tedavisindeki önemli hedeflerden birisi olabilir.

Prebiyotiklerin sakıncalı olabileceği bir diğer hasta grubu hassas bağırsak sendromu (spastik kolon) hasta grubudur. Fodmap intoleransı bulunan hassas bağırsak sendromlu hastalarda prebiyotik iyi gelmeyecektir. Fodmap früktozun bir bileşeni olan fruktan, süt şekeri adını verdiğimiz laktoz, yapay tatlandırıcılar olarak adlandırdığımız poliol türevleri ve kuru baklagillerde yüksek miktarda bulunan karbonhidrat türü olan galakto–oligosakkaritler açısından kısıtlı beslenme planına verilen addır. Daha sonraları bu konuyada gireceğiz.

Gelelim neticeye. Yemeklerin iyi pişirilmesi çoğunlukla prebiotik özelliği ortadan kaldırır. Bu nedenle mümkün olduğunca besinler ile çiğ alınması salık verilir. Şişkinlik yapıyorsa miktar azaltılabilir veya probiotik ile birlikte alınır. İlaç şeklinde sentetik prebiotik almak yerine besinler ile alınması salık verilir.

Prebiyotik İçeren Besin Listesi

• Sarımsak: İyi bir prebiyotik kaynağıdır. Yalnız pişirilirse liflerin çoğu şekere dönüşür ve etkisizleşir.
• Muz: Diğerleri kadar çok lif içermez. Ancak sindirimi kolaydır.
• Yeşil, ham muz: Sindirime dirençli nişasta içerir. İyi bir prebiyotiktir.
• Hindiba kökü: Oldukça iyi bir prebiyotik kaynağıdır. Hindiba kökü kurutularak tozu elde edilir. Pişirilirse içindeki inulinlerin çoğu şekere dönüşür. İnulin mide problemlerine yol açabildiği için pek çok kahve üreticisi inulin düzeyini minumumda tutma eğilimindedir.
• Kuşkonmaz: En büyük prebiyotik kaynağıdır.
• Akasya sakızı: Bugün besin sanayide % 80 oranında stabilizatör olarak kullanılan prebiyotiktir.
• Enginar: Enginarın çiğ yenmesi mümkün değildir. Eğer tuzlu su da bekletilirse prebiyotikleri pişme sırasında korunur.
• Pırasa: Sarımsak % 17, soğan % 9, pırasa ise %12 oranında prebiyotik içerir.
• Soğan: İyi bir prebiyotik kaynağıdır. Ancak diğer prebiyotik kaynakları gibi pişirilirse şekere dönüşür.
• Kepekli tahıllar: İyi bir lif içeriğine sahiptir. Amerikan filmlerinde sabah kahvaltıda kepekli yulaf aldıklarını görürüz. Tahıl ekmeği sindirime dirençli nişasta ve b-glukan içerir.
• Baklagiller: Özellikle beyaz fasülye iyi bir prebiyotik kaynağıdır. Eğer şişkinlik yapıyorsa ya az yenilmeli, yada bir probiotik (turşu) ile birlikte yenilmelidir.
• Kök bitkileri: Tatlı patates, kabak, pancar, havuç, şalgam, lahana, karnıbahar
• Elma sirkesi: Doğal elma sirkesi (market sirkesi değil) çok iyi bir prebiyotik kaynağıdır.
• Meyvalar: Avakoda, elma, kivi

Doç.Dr.Hasan Önal

Kaynaklar

1. Slavin J.L. Dietary fiber: Classification, chemical analyses, and food sources. J. Am. Diet. Assoc. 1987;87:1164–1171.
2. Kunz C, Rudloff S, BaierW, Klein N, and Strobel S. Oligosaccharides in human milk: structural, functional, and metabolic aspects. Annu. Rev. Nutr. 2000; 20: 699–722.
3. Prentice AM and Prentice A. Evolutionary and environmental influences on human lactation. Proc. Nutr. Soc. 1995; 54: 391–400.
4. Cummings JH, Macfarlane GT. The control and consequences of bacterial fermentation in the human colon. J Appl Bacteriol 1991; 70: 443–59.
5. Yang J1, Martínez I, Walter J, Keshavarzian A, Rose DJ. In vitro characterization of the impact of selected dietary fibers on fecal microbiota composition and short chain fatty acid production. Anaerobe. 2013 Oct;23:74-81.
6. Vitali B, Ndagijimana M, Maccaferri S, Biagi E, Guerzoni ME, Brigidi P. An in vitro evaluation of the effect of probiotics and prebiotics on the metabolic profile of human microbiota.Anaerobe. 2012 Aug;18(4):386-91.
7. De Preter V1, Joossens M, Ballet V, Shkedy Z, Rutgeerts P, Vermeire S, Verbeke Phd K. Metabolic profiling of the impact of oligofructose-enriched inulin in Crohn’s disease patients: a double-blinded randomized controlled trial. Clin Transl Gastroenterol. 2013 Jan 10;4:e30.
8. RoberfroidMB.Introducing inulin-type fructans. Br. J. Nutr. 2005; 93 (Suppl. 1): S13–S25.
9. Machiels K, Joossens M, Sabino J, De Preter V, Arijs I, Eeckhaut et al. A decrease of the butyrate-producing species Roseburia hominis and Faecalibacterium prausnitzii defines dysbiosis in patients with ulcerative colitis. Gut. 2014 Aug;63(8):1275-83.
10. Thilbault R, De Coppet P, Daly K, et al. Down-regulation of the monocarboxylate transporter 1 is involved in butyrate deficiency during intestinal inflammation. Gastroenterology 2007 Dec;133(6):1916-27.
11. Kanis, J.A. On behalf of the World Health Organization Scientific Group. In Assessment of Osteoporosis at the Primary Health-Care Level; Technical Report by the World Health Organization Collaborating Centre for Metabolic Bone Diseases; University of Sheffield: Sheffield, UK, 2007; p. 337.
12. Ríos-Covián, D.; Ruas-Madiedo, P.; Margolles, A.; Gueimonde, M.; de los Reyes-Gavilán, C.G.; Salazar, N. Intestinal short chain fatty acids and their link with diet and human health. Microb. Physiol. Metab. 2016, 7,185.
13. Kim, Y.Y.; Jang, K.H.; Kang, S.A.; Ha,W.K.; Lee, E.Y.; Cho, Y.H.; Choue, R.W. The effect of chicory fructan fiber on calcium absorption and bone metabolism in Korean postmenopausal women. Nutr. Sci. 2004, 7, 151–157.
14. Van den Heuvel, E.G.; Schoterman, M.H.; Muijs, T. Transgalactooligosaccharides stimulate calcium absorption in postmenopausal women. J. Nutr. 2000, 130, 2938–2942.
15. Van den Heuvel, E.G.; Muijs, T.; van Dokkum, W.; Schaafsma, G. Lactulose stimulates calcium absorption in postmenopausal women. J. Bone Miner. Res. 1999, 14, 1211–1216.
16. Gluud, L.L.; Vilstrup, H.; Morgan, M.Y. Dietary prebiotics, milk fat globule membrane, and lactoferrin affects structural neurodevelopment in the young piglet. Cochrane Database Syst. Rev. 2016.
17. Elkington, S.G.; Floch, M.H.; Conn, H.O. Lactulose in the treatment of chronic portal-systemicencephalopathy. N. Engl. J. Med. 1969, 281, 408–412.
18. Blanc, P.; Daures, J.P.; Rouillon, J.M.; Peray, P.; Pierrugues, R.; Larrey, D.; Gremy, F.; Michel, H. Lactitol or lactulose in the treatment of chronic hepatic encephalopathy: Results of a meta-analysis. Hepatol. Baltim. Md.1992, 15, 222–228.
19. Firmansyah, A.; Pramita, G.; Carrie Fassler, A.; Haschke, F.; Link-Amster, H. Improved humoral response to measles vaccine in infants receiving infant cereal with fructo-oligosaccharides. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2001, 31, A521.
20. Lomax, A.R.; Cheung, L.V.; Noakes, P.S.; Miles, E.A.; Calder, P.C. Inulin-type _2-1 fructans have some effect on the antibody response to seasonal influenza vaccination in healthy middle-aged humans. Nutr. Immunol. 2015, 6, 490.
21. Grüber, C.; van Stuijvenberg, M.; Mosca, F.; Moro, G.; Chirico, G.; Braegger, C.P.; Riedler, J.; Boehm, G. Wahn, U. Reduced occurrence of early atopic dermatitis because of immunoactive prebiotics amonglow-atopy-risk infants. J. Allergy Clin. Immunol. 2010, 126, 791–797.
22. Hogenkamp, A.; Thijssen, S.; van Vlies, N.; Garssen, J. Supplementing pregnant mice with a specific mixture of nondigestible oligosaccharides reduces symptoms of allergic asthma in male offspring. J. Nutr. 2015, 145, 640–646.
23. Vos, A.P.; van Esch, B.C.; Stahl, B.; M’Rabet, L.; Folkerts, G.; Nijkamp, F.P.; Garssen, J. Dietary supplementation with specific oligosaccharide mixtures decreases parameters of allergic asthma in mice. Int. Immunopharmacol. 2007, 7, 1582–1587.
24. Brown, G.D.; Gordon, S. Immune recognition: A new receptor for -glucans. Nature 2001, 413, 36–37.
25. Gaman, A.; Kuo, B. Neuromodulatory processes of the brain–gut axis. Neuromodulation 2008, 11, 249–259.
26. Forsythe, P.; Bienenstock, J.; Kunze,W.A. Vagal pathways for microbiome-brain-gut axis communication.Adv. Exp. Med. Biol. 2014, 817, 115–133.
27. Bravo, J.A.; Forsythe, P.; Chew, M.V.; Escaravage, E.; Savignac, H.M.; Dinan, T.G.; Bienenstock, J.; Cryan, J.F. Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional behavior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 16050–16055.
28. Savignac, H.M.; Corona, G.; Mills, H.; Chen, L.; Spencer, J.P.; Tzortzis, G.; Burnet, P.W. Prebiotic feding elevates central brain derived neurotrophic factor, N-methyl-d-aspartate receptor subunits and d-serine. Neurochem. Int. 2013, 63, 756–764.
29. Williams, S.; Chen, L.; Savignac, H.M.; Tzortzis, G.; Anthony, D.C.; Burnet, P.W. Neonatal prebiotic (BGOS) supplementation increases the levels of synaptophysin, GluN2A-subunits and BDNF proteins in the adult rat hippocampus. Synapse 2016, 70, 121–124.
30. C. Challis et al. Progression of Parkinson’s-like pathology following inoculation of alpha-synuclein preformed fibrils in the gut. Neuroscience 2016, San Diego, November 14, 2016.
31. Best, T.; Kemps, E.; Bryan, J. Saccharide effects on cognition and well-being in middle-aged adults: A randomized controlled trial. Dev. Neuropsychol. 2009, 35, 66–80.
32. Best, T.; Howe, P.; Bryan, J.; Buckley, J.; Scholey, A. Acute effects of a dietary non-starch polysaccharide supplement on cognitive performance in healthy middle-aged adults. Nutr. Neurosci. 2015, 18, 76–86.
33. Adams, J.B.; Johansen, L.J.; Powell, L.D.; Quig, D.; Rubin, R.A. Gastrointestinal flora and gastrointestinal status in children with autism—comparisons to typical children and correlation with autism severity.BMC Gastroenterol. 2011, 11, 22.
34. De Angelis, M.; Piccolo, M.; Vannini, L.; Siragusa, S.; De Giacomo, A.; Serrazzanetti, D.I.; Cristofori, F.;Guerzoni, M.E.; Gobbetti, M.; Francavilla, R. Fecal microbiota and metabolome of children with autism and pervasive developmental disorder not otherwise specified. PLoS ONE2013, 8, e76993.
35. Lefranc-Millot, C.; Guérin-Deremaux, L.; Wils, D.; Neut, C.; Miller, L.E.; Saniez-Degrave, M.H. Impact of a resistant dextrin on intestinal ecology: How altering the digestive ecosystem with NUTRIOSE®, a soluble fibre with prebiotic properties, may be beneficial for health. J. Int. Med. Res. 2012, 40, 211–224.
36. Nankova, B.B.; Agarwal, R.; MacFabe, D.F.; La Gamma, E.F. Enteric bacterial metabolites propionic and butyric acid modulate gene expression, including CREB-dependent catecholaminergic neurotransmission, in PC12 cells–possible relevance to autism spectrum disorders. PLoS ONE 2014, 9, e103740.