Bağırsak Mikrobiyomu; Sigarayı Bıraktıktan Sonra Neden Kilo Alındığını Aydınlatıyor
Sigara içmek dünya çapında önlenebilir ölümlerin önde gelen nedenlerinden biridir, yine de birçok sigara kullanıcısı bu zararlı alışkanlığı bırakma girişiminde bulunmaz. Sigaranın bırakılmasıyla ilişkili olan kilo artışı, birçok kullanıcının sigarayı bırakmamak için öne sürdüğü önemli bir neden gibi gösteriliyor. Bu kilo artışı, genel olarak enerji alımı, metabolik hız ve fiziksel aktivite üzerindeki sigarayla ilişkili etkilere bağlanır ancak altta yatan spesifik moleküler mekanizmalar henüz anlaşılamamıştır. Fluhr ve çalışma arkadaşları öne sürülen bu fenomenin aydınlatılabilmesi için bağırsak mikroorganizmalarınında dahil edildiği veriler sunuyor.
Fluhr ve ekibi, insanlarda sigarayı bıraktıktan sonra meydana gelen kilo değişiminin özelliklerini kopyalayan bir fare deneyi oluşturdular. Bu hayvanların; dumana maruziyetleri esnasında daha az kilo aldıkları ve maruziyetleri bittikten sonra ağırlıkları kilolarının dumana maruz kalmalarından önceki haline geri döndüğü gözlemlenmiştir. Yapılan deneyde farelere antibiyotik uygulanmasının, kilo alımını azalttığı yani antibiyotiklerin hedeflediği mikrobiyatada bulunan bakteri bileşiminin kilo almakta rol oynadığı kanıtlanmıştır. Hayvanların ağırlığı üzerindeki bu etki, antibiyotik uygulaması durdurulduktan sonra haftalarca devam etmiş ve gözlemlenen sonuçlar, diyetteki değişikliklerden veya çeşitli vericilerden aktarılan farelerin orijinal mikrobiyotasındaki farklılıklardan etkilenmemiştir.
Çalışmanın ileri aşamalarında sigara dumanının mikrobiyota ve kilo değişimi üzerindeki etkisini belirlemek için daha geniş deneyler yapılmıştır. Doğal mikrobiyotalarından yoksun farelere(bakteri bulundurmayan hayvanlar); dumana maruz kalan farelerden ve maruz kalmayan (yani kontrol mikrobiyotası olan) farelerin dışkılarından mikrobiyota nakli yapılmış ve sonuç olarak dumana maruz kalan dışkılardan mikrobiyata nakli yapılan farelerin kilo artışının daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. Bu tarz bir kilo alımı; doğal mikrobiyotalarından yoksun iki alıcı fare suşunda ve iki farklı diyette tutarlı bir şekilde gözlemlenmiştir ve elde edilen bu tutarlı sonuçlar araştırmacılara, dumanla ilişkili mikrobiyotaların kilo alımını doğrudan etkilediğini düşündürtmüştür.
Bununla birlikte elde edilen bu gözlemlerin insanlara doğrudan genelleştirilmesinden önce ele alınması gereken birkaç husus bulunmakta. Sigara içenlerin ve içmeyenlerin mikrobiyotasını karşılaştıran insanlar deneyleri farklı sonuçlar vermiştir. Bazı araştırmalar mikrobiyotanın bozulduğunu gösterirken, bazı çalışmalar ise hiçbir fark bulunmadığını göstermektedir. Fluhr ve meslektaşlarının yaptıkları bu çalışmada; dışkıdan analizlenen mikrobiyal bileşimin, dumana maruz kalan ve maruz kalmayan fareler arasında büyük bir fark gösterdiği gözlemlenirken, insan çalışmalarında böyle bir ayrımın daha az ve pek net olmadığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, mikrobiyotayı oluşturan bakteri topluluğu; bireyler arasında büyük farklılıklar gösterir. İnsan mikrobiyotasının kişilerarası bu değişkenliğine rağmen, kilo verme fenomeninin mikrobiyotaya bağlı modülasyonunun sağlam olup olmadığını belirleyen deneyler, bu gözlemlerin genelleştirilebilirliği hakkında çok ihtiyaç duyulan içgörüler sağlayacaktır. Bu tür verileri toplamak için; sigara içen donörlerden fekal-mikrobiyota nakli alan alıcılardaki kilo değişikliklerinin, sigara içmeyen donörlerden nakil alan hastalardaki kilo değişikliklerinden farklı olup olmadığını değerlendirmek için klinik verilerin geriye dönük bir analizi yapılabilir.
Sigarayı bıraktıktan sonra daha fazla kilo alma riski taşıyan grupların başında; düşük gelirli veya zayıf bir diyete sahip, fiziksel aktivitesi sınırlı olan ve ağır tütün ürünleri kullananlar kadınlar gelmektedir. Bu nedenle, basit model sistemleri kullanan içgörüler, sigarayı bırakmayla ilişkili kilo alımı hakkında nasıl düşünmemiz gerektiği konusunda bir devrim yaratmış olsada; bu görüşleri modellerden klinik uygulamaya genişletmek için yapılan çalışmalarda, yaşam tarzlarındaki değişiklikleri ve bireyi etkileyen diğer faktörlerin de dikkate alınması gereken karmaşık etkileşimlerin bulunduğunu unutmamalı ve bu durumlarda yapılacak olan çalışmalar da dikkate alınmalıdır.
Sigara Kullanımı Kilo Alımını Açıklıyor
‘Yediğin neyse osun’ sözü, tükettiğimiz şeylerin sağlığımızı etkilediğini ifade eder. Fluhr ve ekibinin elde ettiği sonuçlar, grubun çalışmada bir adım daha ileri gitmesiyle elde ettiği sonuçlar; sigara dumanının kilo artışındaki etkisinin, bağırsak mikrobiyotasının, tükettiğimiz gıdalardan enerjinin elde edilmesini kolaylaştırdığı şeklinde bir fikrin öne sürülmesine sebep olmuştur.
Genel olarak sigara tüketicileri, sigara içmeyenlere göre daha düşük vücut ağırlığına sahiptirler. Yazımızın başında da bahsettiğimiz gibi çoğu sigara tüketicisi sigarayı bıraktıktan sonra alacakları kilonun endişesiyle sigarayı bırakmadıklarını belirtir ancak bu alışkanlıklarından vazgeçmemeleri onların sigaraya bağlı hastalıklara yakalanma risklerini artırır.
Nikotin, sigara içme alışkanlığını tetikleyen tütünün ana bileşenidir. Tütün kullanımının bağımlılık haline gelmesinin sebebi; beyindeki ödül devreleri olarak işlev gören hücrelerde bulunan nikotinik asetilkolin reseptörlerinin (nAChR’ler) uyarımıdır. Nikotin ayrıca, gıda alımını bastırmak için hipotalamus olarak adlandırılan bir beyin bölgesinde pro-opiomelanokortin nöronları ve diğer iştah bastırıcı nöronlar üzerindeki nAChR’leri de uyarır. Genel varsayıma göre; sigara kullananların kilo alımının zıt bir sürecin sonucu olduğu, yani bu hipotalamik nöronların aktivitesinin azalması ve belki de sigara tüketiminin beyinde bir ön besleme görevi görerek aktifleştirdiği moleküllerin gerçek bir besin tüketimi esnasında aktifleşmemesi şeklindedir.
Bahsi geçen bilginin aksine Fluhr ve meslektaşlarının yaptığı çalışma da; tütün dumanına maruz kalan ve kalmayan mikrobiyotalar karşılaştırıldığında, bağırsakta gıdalardan enerjinin elde edilmesine yardımcı olan ve maruziyetin kesilmesiyle kilo alımının artmasına sebep olan daha fazla miktarda metabolit molekülünün üretiminin olduğu gözlemlenmiştir. Bu kilo alımıyla ilişkili en önemli moleküller, dimetilglisin (DMG) gibi amino asit glisinin türevleridir. Fareler, DMG ve ilgili bileşiklerin sentezi için gerekli bir molekül olan kolin sülfattan yoksun bir diyetle beslendiklerinde, sigaraya maruziyetin bitmesiyle ilişkili kilo alımının daha az olduğu gözlemlenmiştir.
Beklenmedik bir şekilde, tütün dumanının mikrobiyotayı değiştirme yeteneği, dumanın içeriğindeki nikotinden bağımsız olarak meydana gelmektedir. Bu bilgiye yönelik yapılan deneylerde farelere sigara dumanı yerine nikotin uygulandığında; mikrobiyotada değişiklik gözlemlenmemiştir. Elde edilen bu bulgu, tütünde bulunan non-nikotin bileşenlerin, yiyeceklerden enerjinin çıkarılmasını arttırmak ve kilo alımını teşvik etmek için bağırsak mikrobiyotasının yeniden şekillenmesinden sorumlu olduğunu göstermektedir. Fakat elde edilen bu bilgi; sigaranın iştah, metabolizma ve vücut ağırlığının düzenlenmesi üzerindeki etkilerinden yalnızca hipotalamustaki ve enerji homeostazını sürdürmede yer alan diğer beyin bölgelerindeki nAChR’lerin sorumlu olduğu fikrine meydan okuyor.
Fluhr ve meslektaşlarının bulguları, sigaraya bağlı hastalıkların altında yatan mekanizmaları anlamamız için önemli bir yere sahip. Örneğin, glisin ve diğer bazı amino asitler, nöronlar arasındaki sinyal iletimine yardımcı olan veya nörotransmiterlerin sentezinde anahtar bir rol oynayan molekül olarak işlev görebilir. Sigara dumanının mikrobiyota aracılı glisin türevleri üretimini etkilediği göz önüne alındığında, bu durum bahsi geçen moleküllerin kan dolaşımına girme ve ardından merkezi sinir sistemindeki iştah düzenleme ve enerji metabolizması ile ilgili bölgelere erişme olasılığını artırır. Mikrobiyota tarafından oluşturulan inhibitör veya uyarıcı nörotransmiterlerin, lokal duyu nöronlarının aktivitesini değiştirmek için bağırsaktan hareket edebileceği ihtimal halindedir (aksi ispatlanmamıştır).
Sigara içenlerin bağırsak mikrobiyotalarının sadece besinleri değil, diğer maddeleri de daha verimli bir şekilde toplaması ve biriktirmesi mümkün. Örneğin, tütün dumanından çıkarılan nikotinin, beyinde tütün tüketim alışkanlığını sürdürmek için etkili olup olmadığını veya nikotin türevli biyoaktif moleküllerin (metabolitler) bağırsak mikrobiyotasından mı yoksa vücudun diğer organlarının(akciğerler gibi) mikrobiyotasından mı etkilendiğini keşfetmek oldukça ilginç bir araştırma konusu olacaktır. Buna ek olarak tütün içeren ürünlerle birlikte tüketilen diğer ürünlerin(özellikle alkol), içeriğindeki maddelerin emilimi, metabolizması(biyotransformasyonu) ve dağılımı, sigaranın mikrobiyota üzerinde oluşturduğu değişikliklerden etkilenebilir.
Bu bulgular, terapötik bir perspektiften ele alınması için bizlere yeni olanaklar sunmaktadır. DMG ve ilgili glisin türevlerini veya diğer mikrobiyota kaynaklı biyoaktif metabolitlerin öncülerini oluşturmak için gereken kolin sülfat gibi bağırsakta etkili olan diyet takviyeleri, sigarayı bırakanlarda kilo alımını sınırlayabilir ve sigara içenleri bu alışkanlıklarını bırakmaya teşvik edebilir. Bağırsak mikrobiyotasının yeniden şekillenmesinden sorumlu olan sigarada bulunan non-nikotin bileşenlerin belirlenmesi, bunların sigaradan çıkarılmasına ve sigaranın bırakılmasıyla kendini gösteren yoksunluk sırasında kilo alımının azaltılmasını sağlayabilir. Bu bahsedilen konuya ek olarak, bu bileşenlerin(non-nicotin bileşenler), kansere bağlı kilo kaybı olarak bilinen kaşeksi hastalarında; besinlerden gelişmiş bir madde ve enerji alımının arttırılmasında kullanılabileceğide söz konusudur.
Sigarayı bırakmış kişilerin kilo alımına ilişkin bu yeni keşif, sigarayla ilişkili diğer fizyolojik ve davranışsal değişikliklerin beyinde başlatılamayan süreçleri içerip içermediğinin daha yakından değerlendirilmesine teşvik sağlamaktadır.
Kaynak: nature.com
