Mikrobiyota, bizimle birlikte yaşayan binlerce farklı tür çeşitliğine sahip, trilyonlarca sayıda, birbirinden farklı koruyucu, metabolik, fonksiyonel, ve bağışıklık sistemi ile ilgili fonksiyonları ve metabolik aktiviteleri ve metabolik nihai ürünleri, canlı, dinamik pek çok değişime açık ve insan sağlığının korunmasında ve hastalıkların meydana gelmesinde  (etiyo-patogenezlerinde) çok önemli rolleri olan minik canlıları; virüsler, bakteriler, mantarlar, parazitler…vd mikroorganizmaları içeren bir terimdir. Mikrobiyom eklimesi de mikrobiyota ile eş anlamlı olarak kullanılmaktadır. Bazan yanlışlıkla mikrobiyom; mikrobiyotayı oluşturan mikroorganizmaların genomların kasdetmek anlamında kullanılsa da; bu anlam için metagenom ifadesini kullanmak daha uygundur ki gerçekte metagenom tam olarak mikrobiyota üyesi mikroorganizmaların genomik yapılarını ve ileri teknoloji yöntemleri ile bunların analizlerini ifade etmek için kullanılan bir terimdir. Mikrobiyota; insan genom sayısının yüz katı genoma sahiptir.   

Her ne kadar mikrobiyotanın sadece bakterilerden ibaret olmadığı bilinse de yapılan mikrobiyota toplam DNA’nın dağılım oranlarına baktığımız zaman (%93’ü bakteriler, % 5,8’i virüsler-virobiyota, %0,1 mantarlar-mikobiyota) gerek sayı (density), gerekse de tür çeşitliliği (divercity) açısından en önemli mikro canlı grubunun bakterilerden oluştuğunu görmekteyiz.  Bu nedenle olsa gerek ki mikrobiyota denilince akla çoğunlukla bakteriler, bakteriler denilince de gastro intestinal sistemi ve bağırsaklar, ve özellikle de anaerop bakteriler gelmektedir. Mikrobiyotayı oluşturan bakteri türleri başlıca altı farklı fila (Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Proteobacteria, Fusobacteria, Verrucomicrobia) grupları içinde sınıflandırılmıştır. 

İnsan bağırsak mikrobiyotası içerdiği bakterilerin sayı ve tür çeşitliği açısından bir denge (homeostasis) halindedirler ki buna öbiyozis (eubiosis) denilmektedir, bu dengenin bozulmasına ise disbiyozis (dysbiosis) terimi kullanılmaktadır. Bağırsak mikrobiyotasındaki bu dengenin korunması ve sürdürülmesinin sağlık ile çok yakından ilişkili olduğuna, ve disbiyozisin de hastalıkların etiyolojileri ve patogenez mekanizmaları ile yakından ilişkili olduğuna dair bilimsel çalışmalar ve kanıtların sayısı günden güne artarak güçlenmektedir.

İnsan bağırsak mikrobiyotası ile vücudumuzda bulunana sistemler arasında iki yönlü etkileşimler (akslar) olduğu belirlenmiştir. Örneğin Bağırsak-Beyin Aksı, Bağırsak-Kemik Aksı, Bağırsak-Kalp Aksı, Bağırsak-Karaciğer Aksı Mikrobiyota-Genetik Aksı, Mikrobiyota-Epigenetik Aksı….vd. Bu eksenler için karşılıklı konuşma (cross-talk) ve iki yönlü iletişim (bidirectional communication) ifadeleri kullanılmaktadır. Bağırsak mikrobiyotası için vücudumuz organ ve sistemlerinden meydana gelen canlı orkestra için ‘’orkestra şefi’’ ifadesi kullanılmaktadır.  Bu konuşmanın anlamı şudur; bağırsakta yer alan bakteriler ve onların metabolik aktiviteleri ve bu aktivitelerden açığa çıkan normal veya anormal metabolik ürünler, metabolitler, nihai ürünlerin (metabolome, end product) vücudumuzdaki pek çok farklı sistemlerinin fonksiyonları üzerinde çok yönlü etkileri olduğu gibi, ilgili bağlantılı sistemlerin de kuşkusuz bağırsak mikrobiyota kompozisyonu ve fonksiyonları üzerine etkileri bulunmaktadır.

Bilim dünyası güncel çalışmalar ile mikrobiyom ile sistemler arasındaki konuşma dilini anlamaya ve çözmeye çalışmaktadır. İnsan bağırsak mikrobiyotası; hücre içi, hücreler arası ve vücudun bütününü içine alan pek çok hayati faaliyetler için belirleyici olan sinyalizasyon sistemi için anahtar element görevin yürütmektedir.  Buradan hareketle insan bağırsak mikrobiyotasının başta beyin olmak üzere pek çok organ ve sistemler ile etkileşimlerinin hastalıkta ve sağlıkta belirleyici rol üstlendiğini ifade edebiliriz. Bu bağlamda aşağıdaki sistemler ve ilgili hastalıkları ile bağırsak mikrobiyotasının ilişkili olduğun belirlenmiştir ki bilimsel yeni araştırmalardan açığa çıkan yeni keşifler ve yeni bilgiler ışığında bu listede yer alan sistem ve hastalıkların sayısı günden güne artış göstermektedir.

Mikrobiyota hem genetik ifadelerin açığa çıkmasını (gen ekspresyonu) hem de epigenetik değişiklikleri (Epigenetik: Aynı gen kodlarının farklı ifadelere sebep olabilmesi) etkilemekte ve değişikliklere neden olabildiği gösterilmiştir ve etkileşim mekanizmaları da açıklanmıştır. Bağırsak Mikrobiyota değişikliklerinin insanların beslenme alışkanlıkları ve gıda eğilimleri ve gıda tercih yönelimlerini de etkilediği gösterilmiştir.

Yapılan bilimsel çalışmalar ile meydana gelme sürecinde insan bağırsak mikrobiyotası ile ilişkili olduğuna dair güçlü kanıtlar bulunan hastalıklar şunlardır:

• Nöro-Psikiyatrik hastalıklar; Anksiyete, depresyon, dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu (DEHB, ADHD).
• Nöro-gelişimsel bozukluklar; Otizm spektrum bozukluğu (OSB, ASD), şizofreni. 
• Nöro-dejeneratif hastalıklar; Alzheimer Hastalığı (AD), demans, parkinson hastalığı (PH, PD), multiple sklerozis (MS).
• Gastrointestinal sistem (sindirim sistemi) hastalıkları; İnflamatuvar bağırsak hastalıkları (İBH, IBD), ülseratif kolit (ÜK, UC), crohn hastalığı (CH, CD), fonksiyonel gastro intestinal bozukluklar (irritabl bağırsak (huzursuz bağırsak) sendromu, İBS, IBS), non-alkolik yağlı karaciğer hastalığı (NAYKH, NAHS). 
• Metabolik hastalıklar; Obezite, metabolik sendrom, Tip 1 ve Tip 2 diyabet (DM).
• Bağımlılık; Yemek bağımlılığı, alkol bağımlılığı ve uyuşturucu bağımlılığı (bilimsel kanıtlar ve çalışmalar bulunmaktadır).
• İmmün sistem ve oto-immün hastalıklar; Astım, alerji, fibromiyalji, skleroderma, sistemik lupus eritematozis (SLE).
• Solunum sistemi ve Akciğer hastalıkları; Kronik-obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH, COPD), kistik fibrozis (KF, CF).
• Genito-Üriner sistem hastalıkları; Üriner sistem enfeksiyonları (ÜSE, UTI), polikistik over sendromu (PKO, PCO), fertilite/infertilite.
• Bazı Kanser türleri; Mide kanseri, kolon kanseri, pankreas kanseri, servikal kanser, prostat kanseri, cilt kanseri.
• Cilt hastalıkları; Psöriazis, atopik dermatitler, akne vulgaris, rozasea, alopesi areata, hidradenitis suppurativa.
• Kemik hastalıkları: Osteoporoz, osteoartirit, kemik rezorpsiyonu.

Bağırsak mikrobiyotası ile beyin arasında iki yönlü etkileşim vardır. Bu etkileşimi sağlayan yolaklar çok yönlü olarak araştırılmış ve aşağıda verilen altı yol/yolakların iki yönlü etkileşimde rol oynadıkları yapılan bilimsel çalışmalar ile belirlenmiştir:

• Metabolik Yolak
• Nöronal Yolak
• Nöro-Endokrin Yolak
• İmmünolojik Yolak
• Bariyer Yolakları (Bağırsak-Kan Bariyeri, Kan-Beyin Bariyeri)
• Sinyal İletim Molekülleri (Nörotransmitter) Yolağı 

Bu yolakların işleyiş mekanizmaları ve ayrıntılarını açıklayan bir yazıyı ileride hazırlayacağım. Şimdilik sadece isimlerini vermekle yetindim.

Beyinde meydana gelen birçok hastalık aslında iki ana patolojik yolak ile ilişkili ve onların sonucudur: Nöroenflamasyon ve nörodejenerasyon. Her iki yolakların aktivasyonunda beyinde var olan bağışıklık sisteminin bir parçası olan mikroglia hücreleri santral rol üstlenmektedir.

Nöronflamasyon yolağı ile yakından ilişkili olan başlıca hastalıklar; Nöro gelişimsel bozukluklar (Neuro developmental disorder); Otizm Spektrum Bozukluğu (OSB, Autism Spectrum Disorder, ASD) ve Şizofreni. Ayrıca; Dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu (DEHB, Attention defficite hyperactivity disorder, ADHD), Dikkat eksiliği bozukluğu (DEB, Attention defficite disorder, ADD) anksiyete, ve depresyon.

Nörodejenerasyon yolağı ile yakından ilişkili olan başlıca hastalıklar; Alzheimer hastalığı (Alzheimer Disease, AD), Demans, Parkinson ve Multiple skleroz.

Her iki yolakların aktivasyonu sonrası patogenez yolaklarında mikroglia hücre sayısında artış ve fenotip değişimi merkezi rol üstlenmektedir.

Mental fonksiyonların sağlığı için bağırsak mikrobiyota dengesi (homeostasis) sağlanmalı ve korunmalıdır.