Metanojenler: Metan Gazlarının Arkasındaki Arkeler
Bütün bağırsak gazları bakterilerden gelmez. Metanojen adı verilen kadim tek hücreli organizmalardan oluşan bir grup, insan bağırsağının derinliklerinde sessizce hidrojeni metana dönüştürür ve gazların kokusunu, suda yüzüp yüzmediğini, hatta bağırsağın ne kadar hızlı hareket ettiğini bile etkiler.
Metanojenler Nedir?
Metanojenler, bakteriler değil Arkeler alanına ait mikroorganizmalardır; bataklıklar, çeltik tarlaları, derin deniz bacaları ve hayvanların sindirim sistemleri gibi oksijensiz ortamlarda gelişen, evrimsel olarak çok eski bir soydur. İnsan kalın bağırsağında baskın metanojen, bazı kişilerde tüm anaerobik mikropların yüzde onuna kadarını oluşturabilen Methanobrevibacter smithii'dir. Yiyeceğimizi fermente eden bakterilerin aksine metanojenler karbonhidratları doğrudan parçalamaz. Bunun yerine bakteriyel fermantasyonun yan ürünlerini, özellikle hidrojen ve karbondioksiti tüketerek ve bunları birleştirip metan oluşturarak hayatta kalırlar. Sintrofi denen bu metabolik ortaklık, hidrojen düzeyini düşük tutar ve tüm mikrobiyal topluluğun daha verimli çalışmasını sağlar. Yetişkinlerin kabaca yüzde otuz ila ellisi, nefesinde ve gazında ölçülebilir metan verecek kadar metanojen taşır.
Bağırsakta Metan Nasıl Üretilir?
Metanojenez denen metan üretiminin biyokimyası, Dünya'daki en eski enerji üreten yolaklardan biridir. Methanobrevibacter smithii dört hidrojen molekülü ile bir karbondioksit molekülünü alır ve kofaktör koenzim M'nin rol aldığı bir dizi enzim güdümlü basamak aracılığıyla tek bir metan molekülü ile su üretir. Hidrojeni sürekli çekip alarak metanojenler onun birikmesini önler; aksi takdirde yüksek hidrojen derişimleri bakteriyel fermantasyonu çok yavaşlatırdı. Sonuç, daha sakin ve verimli bir bağırsak ekosistemidir. Metanın kendisi renksiz ve kokusuzdur, bu yüzden metan bakımından zengin gazlar kokanlardan değildir; o pis koku, tamamen farklı mikropların ürettiği kükürt bileşiklerinden gelir. Metan havadan hafif olmakla birlikte daha ağır bağırsak gazlarıyla karıştığından, metanojen etkinliği gazların suda yüzme eğilimini ve sesini de etkiler.
Metanojenler, Kabızlık ve Sağlık
Bilim insanları, bol miktarda bağırsak metanojenini giderek daha çok yavaş bağırsak geçişiyle ilişkilendiriyor. Metan, bağırsağın düz kasına doğrudan etki ederek peristaltizmin hızını azaltıp kabızlığı teşvik ediyor gibi görünür. Bu bağlantıdan, nefes testinde metanın yüksek çıktığı durumlarda tanı konan, bağırsak metanojen aşırı çoğalması ya da IMO adı verilen tanınmış bir klinik tablo doğmuştur. IMO, kabızlık ağırlıklı irritabl bağırsak sendromu olan kişilerde sıkça görülür ve şişkinlik ile tam boşalmama hissiyle ilişkilidir. Bazı çalışmalar metanojen düzeyleri ile vücut ağırlığı arasında bağlantılar da bildirir, ancak kanıtlar karışık ve kesinlikten uzaktır. Hekimler, doğrulanmış IMO'yu hem bakterileri hem arkeleri hedef alan özgül antibiyotiklerle, bazen beslenme düzenlemeleriyle birlikte tedavi edebilir. Önemlisi, metanojen taşımak sağlıklı insanların büyük bir kısmı için tamamen normaldir ve tek başına bir hastalığı göstermez.
Metanı Ölçmek ve Yönetmek
Bağırsak metanojenlerini saptamanın standart yolu, kişinin bir şeker çözeltisi içip ardından belirli aralıklarla bir cihaza nefes verdiği hidrojen-metan nefes testidir. Kalın bağırsakta üretilen metanın bir kısmı kana emilip akciğerlerden salındığı için nefesteki derişim, arke etkinliğine açılan pratik bir pencere sunar. Aşırı metanı yönetmek genellikle beslenmeyle başlar: düşük FODMAP yaklaşımıyla fermente olabilen karbonhidratları azaltmak, metanojenlerin bağımlı olduğu hidrojen arzını düşürür. Düzenli fiziksel etkinlik ve yeterli sıvı alımı sağlıklı geçişi destekleyerek metanın kabızlaştırıcı etkisini dolaylı olarak sınırlar. Probiyotikler ve bazı bitki bileşikleri, metanojen topluluklarını düzenleme yetenekleri bakımından araştırılmaktadır, ancak tek bir yöntem herkeste işe yaramaz. Çoğu insan için metan üreten arkeler, dengeli bir mikrobiyomun yalnızca doğal ve ömür boyu süren bir parçasıdır.
Biliyor muydunuz?
- Metanojenler, hayvanların bitkilerden ayrıldığı kadar bakterilerden ayrı bir yaşam dalı olan Arkeler alanına aittir.
- Metanın kendisinin kokusu yoktur, bu yüzden metan bakımından zengin gazlar en az kokanlar arasındadır.
- Nefes testinde yüksek metan, hekimlerin kabızlık tipi irritabl bağırsak sendromunu tanımak için kullandığı ipuçlarından biridir.
- Methanobrevibacter smithii, insan vücudunda yaşayan arkeler arasında çoğu zaman açık ara en bol bulunanıdır.
İlginç Bilgi
Metan gazı dışkının batmak yerine yüzmesine yol açabilir, bu yüzden çok metan üreten kişiler dışkılarının su yüzeyinde yüzdüğünü daha sık fark eder.
Kaynaklar
- Triantafyllou K, Chang C, Pimentel M, Methanogens, Methane and Gastrointestinal Motility, Journal of Neurogastroenterology and Motility, 2014
- Samuel BS et al., Genomic and metabolic adaptations of Methanobrevibacter smithii to the human gut, PNAS, 2007
- Pimentel M et al., Methane Production During Lactulose Breath Test Is Associated with Gastrointestinal Disease, Digestive Diseases and Sciences, 2003