Микробиота кожи: Микробиом кожи человека | Портал 1nep.ru – почему повреждается и как восстановить

Содержание

Микробиом кожи человека | Портал 1nep.ru

Микробиом кожи – популярная тема. Практически каждую неделю появляются новые данные о том, что те или иные бактерии повинны в развитии дерматологических болезней, таких как акне, розацеа, псориаз и т.д.

А раз враг обнаружен, то его, понятно, следует тут же обезвредить, разработав инновационные косметические формулы и выпустив их на рынок.

Складывается впечатление, что сегодня поверхность кожи исхожена человеком вдоль и поперек, как поверхность Луны.

Почему же мы решили зайти на эту изведанную территорию?

Мы постоянно отслеживаем мировые тенденции в эстетической медицине и дерматологии и в последнее время не могли не отметить появляющиеся controversies вокруг темы микробиома.

В этой статье мы попытаемся разобраться, так ли они обоснованны, и где в этой теме кончается наука и начинается маркетинг?

Но сначала вернемся ненадолго в университет.

Кожа под микроскопом

По данным американских микробиологов (Grice 2011), на коже находится 1,8 м

2 разнообразных мест обитания микроорганизмов, включая бактерии, грибы, вирусы, клещи.

Микрофлора делится на постоянную – резидентную (около 90 % микробов), факультативную (условно-патогенную) – около 9,5 % и случайную (транзиторную) – 0,5 %.

Согласно доктору медицинских наук Виктору Бондаренко, заведующему лабораторией генетики вирулентности бактерий Института эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи РАМН, около 20 % микроорганизмов от общего числа обитает в полости рта (более 200 видов), 18–20 % приходится на кожные покровы, 15–16 % — на глотку, 2–4 % – на урогенитальный тракт у мужчин и примерно 10 % – на вагинальный биотоп у женщин, а больше всего микроорганизмов (до 40 %) – в желудочно-кишечном тракте (Бондаренко 2007).

Микробиом кожи определяется такими факторами, как pH, температура, влажность, уровень выработки кожного сала, окислительный стресс, диета, инфекции. Кожа обладает высокой обновляемостью клеток, поскольку она постоянно противостоит воздействию внешних факторов.

Микробиом кожи меняется от человека к человеку. Уникальный профиль микробиоты человека задается в зависимости от «экониши», на него также влияет количество света и влажности/сухости, число волосяных фолликулов, пол и возраст (Krajewska-Włodarczyk 2017).

Некоторые распространенные полезные и патогенные бактерии приведены в таблице ниже, а также в ранее опубликованных на портале статьях.

Таблица 1. Кожный микробиом

Нормальная микрофлора

Патогенная микрофлора

  • Streptococcus viridans (стрептококк зеленящий) – нормальные обитатели полости рта, глотки, носа.
  • Staphylococcus aureus (золотистый стафилококк)
  • Staphylococcus saprophyticus (стафилококк сапрофитный) – самый мирный из стафилококков, основное его место обитания – это стенка мочевого пузыря и кожа вблизи гениталий, поэтому нетрудно догадаться, что он является возбудителем цистита, которому больше подвержены женщины.
  • Streptococcus pyogenes (стрептококк пиогенный, он же бета-гемолитический стрептококк группы А) – дает осложнения в виде ревматизма, поражая почки, сосуды мозга, сердце, суставы.
  • Staphylococcus epidermidis (стафилококк эпидермальный) – обитает в различных областях слизистых и кожных покровов. Эпидермис – поверхностный слой кожи, отсюда и название.
  • Streptococcus pneumoniae (пневмококк) – возбудитель пневмонии и менингита.
  • Staphylococcus haemolyticus (стафилококк гемолитический)
  • Pseudomonas aeruginosa (синегнойная палочка)
  • Грибы рода Candida
  • Klebsiella pneumoniae, ozaenae, rhinoscleromatis (клебсиеллы пневмонии, озены, риносклеромы)
  • Непатогенные виды бацилл, коринебактерии и др.
  • Yersinia enterocolitica, pseudotuberculosis (иерсинии энтероколита и превдотуберкулеза)

Известно, что сухие участки кожи на предплечьях, ягодицах и кистях активно заселены бактериями вида Actinobacteria, Proteobacteria, Firmicutes и Bacteriodetes. Удивительной особенностью микробиоты этих зон является обилие граммотрицательных организмов. Когда-то считалось, что они колонизируют кожу редко. Интересно, что на этих участках разнообразие бактерий больше, чем в кишечнике или полости рта одного и того же человека. Кроме того, микроорганизмы «привязаны» к текущему участку тела. И, пересаженные из одной среды обитания в другую, например, с языка на лоб, не способны колонизировать новую территорию или изменить существующее в этой области микробное сообщество

(Costello et al. 2009).

Как этому невидимому и густонаселенному миру удается относительно спокойно и мирно существовать друг с другом на таком ограниченном участке, как наша кожа?

Ответ кроется в гомеостазе.

Гомеостаз кожи

Чтобы эффективно выполнять свою защитную функцию (физического и иммунного барьера при стрессах, внешних вмешательствах или инфекциях), кожа полагается на механизмы непрерывного удаления мертвых клеток.

Это происходит в результате гомеостаза, когда на коже поддерживается баланс между иммунорегуляцией и толерантностью к внешней среде. Если это равновесие нарушается, иммунная система может нанести удар и начать патогенез (Belkaid 2014; Sil et al. 2018).

Многие механизмы кожного гомеостаза до сих пор не до конца понятны и изучены, а то, что известно, подробно изложено в учебниках. Здесь, чтобы не цитировать страницы, мы опишем лишь некоторые важные открытия на пути к этому пониманию.

Если вы не хотите утомлять себя обилием терминов, то можете без вреда пропустить этот раздел.

Белок AhR и гомеостаз

Рецептор ароматических углеводородов AhR – это белок, который относится к лиганд-зависимым транскрипционным факторам и осуществляет регуляцию ферментов, способствующих метаболизму ксенобиотиков.

Он опосредует многочисленные биологические и токсикологические эффекты, индуцируя транскрипцию различных чувствительных к AhR генов.

Японские ученые исследовали роль этого белка и пришли к выводу, что он оказывает ряд функциональных воздействий на гомеостаз кожи (Furue et al. 2014).

Они установили следующее:

  • AhR участвует в оксидативном стрессе. Например, кератиноциты выделяют AhR-комплекс, который взаимодействует с бензоапиреном и другими факторами окислительного стресса, что приводит к повреждению клеток. Бензоапирен – один из главных ингредиентов, выделяющихся при курении табака, и, возможно, есть связь между AhR и такими индуцированными табакокурением заоблеваниями кожи, как псориаз и пальмоплантарный пустулез.
  • AhR связан с эпидермальной функцией. Активация этого белка может приводить к индукции дифференцировки эпидермиса. Это значит, что может повышаться экспрессия филаггрина, лорикрина и хорнерина, а также происходить утолщение эпидермиса. Все это вкупе с нарушением микробиома кожи, связанного с бактериями Propionibacterium acnes, может приводить к развитию акнеподобных состояний кожи.
  • AhR может модулировать меланогенез, контролируя экспрессию меланогенных генов.

И это далеко не полный список реакций, в которых принимает участие этот белок, во многом его действие остается загадочным.

Сигнальный путь Wnt и гомеостаз

Немецкие ученые занимались изучением нарушений в передаче сигналов Wnt и его роли в поддержании барьерной функции кожи для ее правильного физического, биохимического и иммунологического функционирования (Augustin 2015).

Они установили, что кожа является сложным динамическим органом с высоким клеточным обменом, при котором стволовые клетки обеспечивают постоянное обновление кожи. Сигнальный путь Wnt контролирует рост стволовых клеток и участвует в обновлении различных тканей. Нарушение передачи сигналов Wnt в коже вызывает такие нарушения, как алопеция, хронические воспалительные заболевания кожи или рак.

Транскрипционный фактор Foxn1 и гомеостаз

Много исследований было сосредоточено на клеточных и молекулярных механизмах, которые регулируют биологию кожи. Факторы транскрипции являются ключевыми молекулами, которые настраивают экспрессию генов и способствуют или подавляют транскрипцию гена. И эпидермис является ключевым источником транскрипционных факторов, которые регулируют многие функции эпидермальных клеток, такие как пролиферация, дифференцировка, апоптоз и миграция.

В одном из недавних исследований было установлено, что активация эпидермальных факторов транскрипции вызывает изменения в дерме кожи (Bukowska et al. 2018).

Транскрипционный фактор Foxn1 играет особую роль в биологии кожи. Регуляторная функция Foxn1 связана с физиологическими (развитие и гомеостаз) и патологическими (заживление ран) изменениями. В частности, Foxn1 участвует в способности кожи регулировать образование рубцовой ткани, что может быть перспективно в регенеративной медицине.

Иммунный ответ второго типа

В развитии микробиома и регуляции бактерий, которые колонизируют поверхность кожи, решающее значение имеет иммунная система, а получаемые от микробов сигналы постоянно формируют и устанавливают ответ иммунных реакций.

Канадские ученые установили, что иммунный ответ второго типа лежит в основе развития атопии и аллергии. Микробы модулируют иммунные ответы типа 2 через воздействие на цитокины типа 2, дендритные клетки и регуляторные Т-клетки. Микробная колонизация в кишечнике, легких и коже в ранний период иммунного развития, по-видимому, имеет особое значение для развития толерантности и регуляции иммунных ответов, которые позднее могут быть связаны с аллергией

(McCoy et al. 2018).

Даже вышеприведенных немногочисленных данных достаточно, чтобы прийти к выводу о том, что микромир тонок, неоднозначен и непостоянен, а протекающая в этом мире бурная активность, взаимодействия и регуляция еще не до конца понятны.

Обозначим проблему

Хотя человек и изучил кожу, установил количественное соотношение микрофлоры, классифицировал и присвоил бактериям романтичные названия (вспомним глобальный проект «Микробиом человека», начатый в 2008 году), но нам так и не удалось установить причинно-следственные связи между этими процессами.

Однако набирают популярность мнения, что виной кожных болезней являются нарушения в микробиоме, иначе дисбаланс микроорганизмов.

Но так ли это на самом деле? Корректно ли делить бактерии на «вредных» и «полезных»?

Сначала немного статистики:

  • Установлено, что в 90 % случаев при атопическом дерматите происходит колонизация кожи Staphylococcus aureus, причем этому подвержены не только пораженные участки, но и участки здоровой кожи (Kong et al. 2012).
  • При псориазе в очагах поражений обнаруживаются большие колонии Streptococcus и Propionibacterium (Statnikov et al. 2013).
  • Вид Propionibacterium acnes долгое время рассматривался как важный провоцирующий механизм акне. Однако было выявлено, что в воспаленных фолликулах присутствуют не только P. acnes, но и другие бактерии, например Streptococcus epidermidis (Bek-Thomsen et. al 2008).
  • На Западе бушует эпидемия кожной аллергии, причем количество случаев, по оценкам ученых, значительно возросло за последние 5–10 лет (Wallen-Russell et al. 2017).

Мы привели лишь крошечную часть данных. Исследования также показывают, что дисбаланс микрооорганизмов может лежать в корне и таких заболеваний, как синдром Крона, колиты и синдром раздраженного кишечника, аутоиммунные заболевания, склероз или диабет I типа (Campbell 2014).

Конечно, при таких данных есть соблазн «свалить» всю вину за болезнь на бактерии.

Но почему есть сомнения?

Группа американских ученых (Wallen-Russell et al. 2017) высказала обоснованные сомнения новомодным течениям.

Они отметили следующее:

  1. До сих пор нет абсолютного способа измерения микробиома и оценки состояния здоровья кожи.
  2. Как понять, когда микробиом кожи является индикатором болезни кожи, а когда – ее здоровья?
  3. В природе именно биоразнообразие является гарантией стабильности среды, и при этом факторы окружающей среды также влияют на микробиом. Ученые проследили, например, что у предков человека кожа сильно отличалась от кожи «современного» человека (которая постоянно обрабатывается и улучшается) и показывала беспрецедентные уровни разнообразия бактерий.

Более того, ученые пошли еще дальше.

Они заявили, что многие исследования причин возникновения кожных болезней были сосредоточены на поиске связей между конкретными типами микробов, обитающими на коже, и специфическими кожными заболеваниями (Wallen-Russell et al. 2017).

Однако (sic!) на данный момент недостаточно доказательств того, что здоровая или нездоровая кожа определяется наличием специфических доминирующих типов микробиома (Findley et al. 2014).

Например, рассмотрим акне.

На протяжении десятилетий изучалась роль Propionibacterium acnes в патогенезе болезни, но роль этой бактерии все еще неясна, но установлено, что этот микроорганизм является главным симбионтом нормальной флоры кожи, P. acnes использует липиды кожи для получения короткоцепочечных жирных кислот, которые могут аналогичным образом предотвратить микробиологические угрозы (Grice et al. 2011; Dessinioti et al. 2010).

Возникает закономерный вопрос: к какой категории тогда следует относить P. Acnes?

Записывать ли ее во врага и кидать все силы на ее истребление?

Или сделать другом?

Стоит ли стремиться к балансу?

Способность кожи противостоять инфекциям и болезням является очень сложным многофакторным процессом.

Это комбинация большого количества систем, которые должны работать в синергизме (Grice et al. 2008; Cogen et al. 2009). К ним относятся физический барьер, поверхностный рН хозяина и «активный синтез» генетически кодируемых молекул в его организме.

Неграмотно проводить различия между «полезными» и «вредными» микроорганизмами. Можно только опираться на способность самой кожи противостоять болезням и инфекциям, а не пытаться объяснять это «сложным внутренним миром» самих микробов, навешивая на них субъективные ярлыки «отрицательных» или «положительных» героев.

Кроме того, нельзя забывать о связи кожи с иммунной системой.

Микробы на коже могут влиять на поведение иммунных клеток. Недавние испытания показали, что Staphylococcus epidermidis помогает иммунной системе контролировать инфекции, изменяя функцию Т-клеток (ключевой компонент адаптивного иммунного ответа организма) для повышения иммунитета хозяина.

Исследования обнаружили, что различные микробы сообща влияют на составляющие иммунной системы, и то, как они общаются с иммунной системой, очень специфично для каждого микроба (Wallen-Russell et al. 2017).

Многие из кожных микроорганизмов являются безвредными и в некоторых случаях обеспечивают жизненно важные функции, которые человеческий геном не развил. Симбиотические микроорганизмы занимают широкий спектр кожных ниш и защищают от вторжения более патогенных или вредных организмов. Эти микроорганизмы могут также влиять на миллиарды Т-клеток, которые с их помощью учатся противостоять патогенам.

И вся эта система должна находиться в тонком балансе не только между собой, но еще и «дружить» с организмом-хозяином.

Американцы показали, что разнообразие микробов – это гарантия стабильности и равновесия в организме (Wallen-Russell et al. 2017).

Вывод: чем разнообразнее микробиом, тем лучше здоровье.

Главный вопрос: что делать?

Стоит ли однозначно полагаться на популярные мнения о том, что микробиотические продукты различной направленности – это средство Макропулоса?

Могут ли эти препараты нарушить спокойствие в микромире?

На первый взгляд, нет.

Но, вот, казалось бы, популярный и безобидный витамин B12, который многие пациенты принимают в качестве биологически активной добавки.

Недавно канадские врачи (Kang et al. 2015) выяснили, что биосинтез этого витамина в присутствии бактерий Propionibacterium acnes значительно снижался у пациентов с угревой болезнью. Они предположили, что человек, принимающий витамин B12, модулирует деятельность микробиоты кожи и способствует патогенезу акне.

Чтобы проверить эту гипотезу, канадцы проанализировали микробиоту кожи у здоровых людей, и дополнили ее витамином B12.

Они обнаружили, что добавка витамина подавляет экспрессию генов биосинтеза витамина B12 у P. acnes и изменяет транскриптомы микробиоты кожи.

В результате у одного из десяти испытуемых появилось акне через неделю после приема витамина.

Кроме того, проанализировав молекулярный механизм, ученые обнаружили, что добавка витамина B12 в культуры P. acnes способствовала производству порфиринов, которые, как уже известно, провоцируют воспалительный процесс.

Это новое свидетельство о роли внешнего провоцирующего фактора, подрывающего тонкий баланс.

А сколько еще предстоит выяснить?

Схожие вопросы возникают и в теме популярных, особенно в России, добавок с пре- и пробиотиками.

Напомним:

Пробиотики – живые микроорганизмы (или лиофилизированные споры), которые, при использовании в определенном количестве, как считается, положительно влияют на здоровье.

Пребиотики не содержат живых микроорганизмов, но стимулируют размножение «хорошей» микрофлоры за счет создания питательной среды.

Есть еще группа синбиотиков, продуктов, совмещающих пробиотики и пребиотики.

Идея использования пробиотиков для восстановления флоры кишечника постулируется очень давно (см., например, Rowland et al. 2009), и проблема с внутренней средой организма заключается в том, что она недоступна и изолирована от внешней среды и ее сложно изучать и поэтому контролировать (Grönlund et al. 1999).

С кожей все должно быть проще – она видна невооруженным глазом, ежедневно подвергается внешнему воздействию и не имеет проблемы доступа к микробиому.

Но опять появляется «но».

Американцы установили, что на кожу влияет окружающая среда, которая провоцирует проблемы, и поэтому бессмысленно использовать «пробиотические» средства, если в окружающей среде присутствует что-то, что сразу же нивелирует эффект (см. Wallen-Russell et al. 2017).

Как только действие пробиотиков заканчивается, кожа сразу же возвращается в привычное состояние.

Кроме того, есть и сложности при производстве пробиотиков.

Мы обратились к эксперту – косметическому химику Юлии Гагариной – и попросили ее рассказать, какие особенности бывают при использовании пробиотических продуктов и когда их уместно применять.


Для использования пробиотиков в косметике есть определенные сложности – бифидо-, ацидо- и лактобактерии не способны образовывать споры и легко разрушаются.

При выборе пробиотического препарата возникает несколько проблемных вопросов.

Первый – выживаемость, так как пробиотическими свойствами обладают только живые микробы. Более того, целым рядом работ было показано, что минимально достаточной дозой, способной осуществлять значимое действие, может считаться доза не менее 107 КОЕ(Saavedra 2001).

Выживаемость бактерий зависит от технологии производства и условий хранения препарата. Например, добавление бифидобактерий в кефир не гарантирует их сохранности и способности к размножению; жизнеспособность микрофлоры как в жидких, так и в простых сухих формах препаратов может быть утрачена ранее официального срока. Для большинства пробиотиков, особенно для жидких лекарственных форм, требуются особые условия хранения, например, температура.

Следует учитывать разрушительное действие желудочного сока на незащищенную флору. Доказано, что лишь небольшое число штаммов лактобактерий (L. reuteri, L. plantarum NCIB8826, S. boulardii, L. acidophilus, L. casei Shirota) и бифидобактерий обладает кислотоустойчивостью. Большинство микробов погибает в желудке.

По данным Анатолия Безкоровайны (Bezkorovainy 2001), лишь 20–40 % селективных штаммов выживает в желудке.

Д. Почарт (Pochart et al. 1992) продемонстрировал, что из 108 микр. тел лактобактерий, принятых в кислотоустойчивой капсуле, в кишечнике обнаруживается 107, после приема такого же количества в йогурте – 104 микр. тел, а после приема той же дозы в открытом виде (порошок) микробы в кишечнике не обнаруживаются вовсе. Поэтому предпочтительны пробиотики, заключенные в кислотоустойчивую капсулу.

Впрочем, после того как микробиологическое равновесие в кишечнике будет восстановлено, прием различных кисломолочных продуктов нужен и важен!

По данным публикаций, внутренний прием различных видов пробиотиков эффективен для решения ряда проблем кожи (табл. 2).

Таблица 2. Штаммы пробиотиков, которые исследовались относительно положительного влияния при лечении различных видов заболеваний

Виды пробиотиков

штамм

ЖКТ

Экзема

Аллергии

Акне

Иммуномодуляция

Bifidobacterium

animalis

 

х

х

 

 

х

Bifidobacterium

lactis

 

х

х

 

 

х

Bifidobacterium

longum

 

 

 

х

 

х

Lactobacillus

acidophilus

 

х

х

 

 

х

Lactobacillus

casei

Shirota

х

х

 

 

х

Lactobacillus

plantarum

 

х

 

 

х

х

Lactobacillus

gasseri

 

 

 

 

х

 

Lactobacillus

rhamnosus

GG

х

х

 

х

х

Lactococcus

lactis

 

 

 

 

х

 

Бактерии используют очень широко и в продуктах по уходу за кожей. В средствах для волос они работают как укрепляющие и стимулирующие рост. Также на их основе можно делать инновационные консерванты («мертвые бактерии (лизаты) – убивают живые бактерии»).

Вот примеры:

  • Aspergillus/Rice Ferment Extract – аспаргилус, плесневый гриб, который называют еще «плесень кодзи». Ценен тем, что может перерабатывать то, что не под силу Saccharomyces – ферментирует крахмал. Используется для производства саке (из рисового зерна), соевого соуса и мисо-пасты. Но самое обширное применение – это использование для получения лимонной кислоты. Для кожи используется как выравнивающий тон компонент, осветляющий пигментацию; также он эффективно отшелушивает кожу, запуская процесс омоложения.
  • Leuconostoc Ferment Filtrate – лейконосток, лактобактерия, которая вызывает квашение огурцов и капусты. Натуральная альтернатива консервантам и противомикробным добавкам. Эффективно подавляет все виды патогенных микроорганизмов.
  • Saccharomyces/Magnesium Ferment и Saccharomyces/Copper Ferment и Saccharomyces/Iron Ferment и Saccharomyces/Zinc Ferment – смесь дрожжевых «сахарных» грибов, которые росли в присутствии ионов магния, меди, железа и цинка. Необходимые для роста волос минералы, аминокислоты и витамины дрожжей делают комплекс универсальным для решения проблем волос.
  • Lactobacillus/Rye Flour Ferment Filtrate – лактобактерии, выросшие на ржаной муке. Регулируют работу иммунной системы кожи; уменьшают количество пропионовых бактерий, потому хорошо себя показывают при лечении проблемной кожи; увлажняют кожу и стимулируют ее заживление.
  • Bifida Ferment Lysate – лизат бифидобактерий. Оказывает противовоспалительное и заживляющее действие; применяется как антистрессовая добавка, уменьшающая чувствительность кожи; используется для anti-age препаратов, так как нормализует обменные процессы.

Выводы

Мы написали эту статью, чтобы показать, что все классификации и споры о полезных и вредных бактериях условны.

Когда в 2008 году Национальные институты здравоохранения США затеяли крупный проект Human Microbiome Project, подобный столь же масштабному проекту по расшифровке генома человека, ученые хотели удовлетворить исследовательский интерес.

Тогда амбициозная задача ученых – понять наконец, как изменения в микробиоме сказываются на здоровье человека, – так и не была решена, равно как и расшифровка генома человека не дала окончательных ответов на то, как функционируют гены.

Ответы еще предстоит получить, и можно предположить, что они не будут однозначными.

Однако академические идеи были выхвачены из контекста и из-под чутких рук ученых, вынесены за пределы лабораторий и стали достоянием широкой публики, породив множество мифов и неверных интерпретаций.

То, что мы наносим на кожу «хорошие» бактерии и надеемся с их помощью победить «вредные» или принимаем внутрь препараты и считаем, что они безобидны, может тем не менее колебать баланс микроорганизмов. Вот почему очень важно прислушиваться к своему врачу и использовать правильные продукты и ингредиенты и только тогда, когда это действительно необходимо.

Нет «плохих» или «хороших» бактерий, важен только баланс между ними. И его поддержание в наших руках.

почему повреждается и как восстановить

Выберите тип кожи
  • Сухая
  • Жирная
  • Нормальная
  • Комбинированная
  • Показать все
#пока_мы_дома Войти Выберите тип кожи
  • Сухая
  • Жирная
  • Нормальная
  • Комбинированная
  • Показать все
  • Подберите уход
  • наши эксперты
  • Действуйте
    • Диагностика кожи
    • Конкурсы
    • Тесты
    • Спросите эксперта

что это такое и как сохранить

Выберите тип кожи
  • Сухая
  • Жирная
  • Нормальная
  • Комбинированная
  • Показать все
#пока_мы_дома Войти Выберите тип кожи
  • Сухая
  • Жирная
  • Нормальная
  • Комбинированная
  • Показать все
  • Подберите уход
  • наши эксперты
  • Действуйте
    • Диагностика кожи
    • Конкурсы
    • Тесты
    • Спросите эксперта

Микробиом кожи головы: зачем дерматолог-трихолог проводит обследование

Микрофлора кожи головы состоит из миллионов микроорганизмов. Бактерии, грибки и даже вирусы живут на лбу, вокруг носа, бровей, ресниц и волос. Микрофлора поддерживает здоровье кожи головы, но иногда этот же микробиом может создать много проблем. 

Что нужно знать о микрофлоре кожи головы?

Содержание статьи

Микробиом* или микробиота — в последнее время популярные термины, которые мы ассоциируем в основном с бактериальной флорой кишечника, полости рта или половых путей. Но микроорганизмы, такие как бактерии, вирусы, археи (маленькие одноклеточные клетки), эукариоты, грибы, населяют практически весь организм независимо от того, чувствуем ли мы это, нравится ли это нам или нет.

Микроорганизмы необходимы для поддержания баланса и правильного функционирования организма, в том числе для поддержания иммунитета.

Открытие того факта, что микробы являются физиологическим элементом в организме человека, было сделано в 1880 году австрийским педиатром Теодором Эшерихом. Он наблюдал положительное влияние кишечной палочки на кишечную микрофлору здоровых детей и детей с диареей. В последующие годы из организма человека был выделен ряд других микроорганизмов. В том числе в 1898 г. были обнаружены бактерии Veilonella parvula, а в 1900 г. — Bifidobacterium spp. и др., находящиеся на коже, в пищеварительном тракте и мочеполовой системе.

* Термин «микробиом» был впервые использован нобелевским лауреатом Джошуа Ледербергом, который предложил применять его для описания коллективного генома всех комменсальных (то есть безразличных для нас) симбиотических и патогенных микроорганизмов, живущих в организме человека.

Микробиота — что живет на нашей коже?

Кожа — это самый большой орган человеческого организма, который играет важную роль в иммунной системе. Это первая линия защиты от внешних факторов, таких как изменения температуры, а также от нападения патогенных микроорганизмов.

Поверхность кожи, которая составляет около 1,8 м2 (в зависимости от размеров человека), заселена различными микроорганизмами — бактериями, археей, вирусами, в том числе бактериофагами и грибами. Что касается вирусов, анализ последовательности вирусной ДНК на поверхности кожи показал три доминантных семейства: Papillomaviridae (β-, γ-HPV), Polyomaviridae и Circoviridae.

Что касается грибов, то на здоровой коже были идентифицированы молекулярными методами Malassezia spp.: M. limita, M. globosa, M. sympodialis, M. pachydermatis и M. furfur.

Предполагается также, что на коже есть и Candida spp. Хотя она является компонентом микобиомы (грибкового микробиома) кожи человека, она очень редко колонизирует нашу кожу, если только не является причиной инфекции, особенно в условиях пониженного иммунитета или диабета.

На поверхности кожи также много бактерий. Стоит, однако, отметить, что в разных областях тела, которые создают разные среды, сосуществует одновременно несколько разных «существ», что зависит от их жизненных предпочтений.

Например, лицо и спина характеризуются высокой плотностью сальных желез, и это идеальная среда для липофильных бактерий, например, Propionibacterium spp. и грибов Malassezia spp. Более высокая температура и более высокая влажность подмышек способствуют развитию грамотрицательных палочек или золотистого стафилококка.

Микробиота (микрофлора) кожи головы

А что происходит на коже головы? Это уникальное место, снабженное большим количеством сальных желез и характеризующееся быстрым темпом выработки кожного сала. Это также живая микробная экосистема, иными словами, здесь обитают сотни миллионов бактерий, грибов и вирусов.

На коже головы на каждом квадратном сантиметре живут более миллиона комменсальных микробов (для сравнения, на коже рук около 100 000 / см2). В области носа, ушей и волос обитают бактерии из подсемейства Propionibacterinae, различные виды Staphyloccocus spp. One и многие другие микроорганизмы, играющие ключевую роль в защите кожи от внешних инфекционных агентов или токсических веществ.

Стафилококи

Микробиота (микрофлора) кожи головы у всех разная

Состав микрофлоры кожи варьируется в зависимости от области, в которой она встречается, а также от многих других факторов. Например, также имеют значение возраст и пол (связано с влиянием гормонов). Также влияют на микробиоту экологические факторы:

  • род занятий — контакт с конкретными химическими веществами;
  • одежда — натуральная, синтетическая;
  • принимаемые лекарства, например, антибиотики вызывают огромные изменения в бактериальной микрофлоре;
  • косметика, средства гигиены;
  • гормональные нарушения;
  • неправильная диета, например, богатая сахаром, который является питательной средой для грибов.

Микробиота (микрофлора) кожи головы — когда слишком много микроорганизмов

Наше тело, как макроорганизм, состоящий из многих микроорганизмов, чтобы функционировать эффективно должно быть сбалансировано. Однако, если какая-либо группа бактерий, грибков или вирусов слишком активно развивается, это скоро станет проблемой. 

Нарушение микробиоты — перхоть

Недавно ученые из Шанхайского университета Цзяо Тонг в Китае обнаружили, что за перхоть ответственны два вида бактерий — Propionibacterium и Staphylococcus. А именно, если Propionibacterium доминирует на голове — кожа здорова. При доминанте стафилококковых бактерий появляется перхоть.

Перхоть

Ученые пришли к выводу, что в борьбе с перхотью следует сосредоточиться на поддержании баланса между двумя группами бактерий. Но как это сделать?

Появлению «хороших» бактерий способствует правильное увлажнение кожи головы и соответствующий уровень кожного сала, которым они питаются. Поэтому, если вы слишком часто моете волосы и пренебрегаете питательными масками, кожа высыхает, что способствует размножению бактерий второй группы и, следовательно, появлению перхоти.

Ранее считалось, что причиной перхоти являются грибки, например, дрожжи Pityrosporum ovale, которые живут на голове человека и питаются кожным салом.

Сейчас известно, что при появлении перхоти нужно рассматривать грибковую флору, состоящую из Malassezia furfur и Malassezia Restreta. Они вызывают перхоть, получая преимущество над бактериями. Бактерии также могут способствовать появлению перхоти. 

Для борьбы с перхотью рекомендуются аптечные шампуни, содержащие кетоконазол, сульфат селена или пионат цинка. Но так как микроорганизмов, вызывающих перхоть много, и они все разные,  какие именно составляющие помогут конкретному человеку бороться с проблемой, может сказать только дерматолог трихолог, после изучения результатов анализов.

Нарушение микробиоты — папулы

Кожа головы может страдать не только от перхоти. Она может чесаться, покрываться корками. А когда нарушается целостность эпидермиса, например, в результате царапин, образуются раны и воспаления. Это происходит после попадания инфекции — бактерий, грибков и других патогенных микроорганизмов, находящихся на коже головы.

И здесь помогут только аптечные продукты или препараты, прописанные врачом. 

Также на кожу головы могут воздействовать такие паразиты, как вши.

Нарушение микробиоты — зуд

Иногда на коже головы появляются характерные папулы, небольшие прыщики, вздутия. Они образуются, когда бактерии и дрожжи, которые накапливаются в волосяных фолликулах, размножаются и неэффективно или слишком редко удаляются. Эта болезнь кожи головы называется фолликулит. 

Дерматолог ставит диагноз также на основании осмотра и анализов. Часто необходима дерматоскопия — осмотр кожи с помощью увеличительного прибора. После постановки диагноза назначаются лекарства, избавляющие от проблемы уже через 3-5 дней.

Обследование у трихолога

Нарушение микробиоты — демодекоз

Чрезмерный рост клещей Demodex folliculorum может привести к развитию демодекоза, заболевания с появлением зудящих папул и гнойничков. Если клещ разможается вокруг ресниц, у пациента выпадают ресницы и развивается сухость слизистой глаз.

Нарушение микробиоты — прыщи

Пропион-бактерии естественным образом живут в сальных железах человека и не представляют опасности. Однако при определенных условиях они приводят к появлению обыкновенных угрей. Это случается, например, когда происходит закупорка железы и бактерии начинают интенсивно ее колонизировать, что приводит к воспалительной реакции.

Лечение основано на местном применении мазей, порошков, суспензий или, если проблема более серьезная, антисеборейных, антибактериальных, кератолитических и противовоспалительных препаратов. Для очищения кожи используются различные очищающие растворы и гели, а также спиртовые растворы с добавлением 1% тимола или ментола, 2-3% салициловой кислоты. Все средства также подбирает и выписывает дерматолог-трихолог. Самолечение в данном случае невозможно.

ОНЛАЙН-ЗАПИСЬ в клинику ДИАНА

Вы можете записаться по бесплатному номеру телефона 8-800-707-15-60 или заполнить контактную форму. В этом случае мы свяжемся с вами сами.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Поделиться ссылкой:

Микробиом кожи и почему он важен для здорового сияния!

На мой взгляд, сегодня тема микробиома (о нем подробно здесь) — одна из самых интересных и многообещающих:)

А когда дело касается непосредственно красоты нашего личика, то тут нам обязательно надо разобраться с проблемой!

И тут нам поможет доктор Кара Фитцджеральд — специалист по нутрициональной биохимии, очень плотно занимающаяся этим вопросом. Представляю ее статью!

«Микробиом вашей кожи: что это и как он связан с общим здоровьем.

Из триллиона микроорганизмов на нашей коже насчитывается до 1000 разных видов бактерий и до 80 видов грибков.

Некоторые из этих микроорганизмов также обитают в кишечном микробиоме, включая стафилококк, стрептококк и виды грибка кандиды. На определенных участках кожи есть также несколько видов бифидобактерий и лактобацилл, но их гораздо меньше, чем в кишечнике.

От чего зависит микробиом кожи?

Микробиом кожи меняется в зависимости от географического местонахождения. Количество микроорганизмов также варьируется в зависимости от количества света и от того, является ли определенный участок влажным, сухим или жирным, есть ли волосяной покров. Микробиом зависит от возраста и пола. Например, потный подросток в период гормональной перестройки имеет совсем другой микробиом, чем малоподвижная женщина в постменопаузе.

Когда-то считалось, что наш микробиом существует только на поверхности кожи и что более глубокие слои кожи стерильны. Теперь мы знаем, что это не так. В 2013 г. ученые проникли глубоко в дерму, чтобы найти микробы. И они были идентифицированы даже на подкожном жировом слое! Хотя необходимы дополнительные исследования, можно говорить о том, что именно здесь происходит самое глубокое взаимодействие между микробиомом и иммунной системой.

Его задачи.

Можно сказать, что здоровый микробиом кожи защищает от инфекции во многом так же, как делает и хороший кишечный микробиом, сдерживая разрастание патогенных организмов. Микробиом кожи предпочитает относительно кислую среду (рН около 5,0), которая также ингибирует рост патогенов.

Микробиом и иммунная система кожи «разговаривают» друг с другом на регулярной основе, уменьшая воспаление. Когда баланс микробиома нарушается, иммунная система может «выпускать» различные антимикробные пептиды. Подобным же образом, хорошие бактерии могут ингибировать высвобождение иммунной системы от воспалительных соединений.

Новые исследования демонстрируют, что в раннем младенчестве микробиом кожи участвует в развитии так называемой «толерантности», что, согласно гипотезе исследователей, позднее может снизить частоту аутоиммунных заболеваний. Под воздействием антибиотиков микробиом кожи в младенчестве может быть поврежден, что поставит под угрозу развитие «толерантности», тем самим способствуя развитию аутоиммунных заболеваний.

Микробиом также помогает при заживлении ран, ограничивает воздействие аллергенов и УФ-излучения, сводит к минимуму окислительное повреждение и сохраняет кожу гладкой и влажной.

Грязь — это хорошо. Как заботимся о микробиоме нашей кожи.

Вы, наверное, знакомы с идеей, что избыточная чистота и использование большого количества антибиотиков и других лекарств может привести к повреждению кишечного микробиома, может увеличить риск возникновения аллергии и аутоиммунных заболеваний, включая и другие проблемы. Это так называемая «гигиеническая гипотеза». Чтобы поддержать эту важную концепцию, проведено много исследований.

То же самое для микробиома кожи. Избыточное использование антимикробных дезинфицирующих средств для рук и мыла способствует дисбактериозу кожи и устойчивости к антибиотикам, таким образом, появляются различные проблемы с кожей. Несбалансированный микробиом или дисбактериоз кожи связан со многими заболеваниями, в том числе, псориазом, аллергией, экземой, контактным дерматитом, акне, плохим заживлением ран, язвами кожи, перхотью, дрожжевой и грибковой инфекциями, розацеей и ускоренным старением кожи.

Так что если вы пристрастились к «чистоте», вы можете повредить микробиом кожи. Возьмем мыло, например. По самой своей природе — это подщелачивающее средство. Оно работает так, чтобы удалить грязь и микробы. Но помните, что микробиом нашей кожи предпочитает около 5 рН. В этой относительно кислой среде здоровый микробиом процветает. Обнаружено, что условно-патогенные бактерии (или дисбиотические «игроки») лучше размножаются в более щелочной среде. И мыло имеет около 10 рН! Таким образом, мы можем на самом деле повредить нашу микрофлору и способствовать повышению риска возникновения проблем кожи.

Что еще может повлиять на микробиом кожи?

Недавнее исследование показало, что дети, которые вручную моют посуду, имеют более низкий уровень аллергии по сравнению с теми, в семьях которых используют посудомоечную машину. Это звучит парадоксально, учитывая то, что я только что упомянула о мыле, но авторы предполагают, что это связано с прямым контактом кожи с микробами на грязных тарелках, что дает ей преимущества.

Дезинфицирующие средства для рук, актуальные стероиды и лекарства для приема внутрь (например, антибиотики, оральные стероиды, кислотные блокаторы и нестероидные обезболивающие) также могут прямо или косвенно повредить микробиом кожи. Плюс ко всему, то, что может повредить кишечный микробиом или иммунную систему, вероятно, также повлияет на то, что происходит с кожей.

И, наконец, хотя проведено меньше конкретных исследований в области токсинов и микробиома кожи, мы можем сделать вывод, что парабены, фталаты, сульфаты и прочее также могут повредить наш микробиом.

Итак, что вы можете сделать, чтобы сохранить микробиом вашей кожи здоровым:

1. Ешьте здоровую пищу и пейте много воды.

Я рекомендую хорошие жиры, белки, углеводы, цветные овощи и чистую воду. Уберите из диеты обработанные пищевые продукты и лишний сахар. Исследования показывают, что то, что вы кладете в рот, действительно влияет на вашу кожу и микробиом кожи во многих отношениях. Употребляйте как можно больше органической еды.

2. Выявите и устраните вредные пищевые продукты.

Например, молочные продукты и глютен обостряют целый ряд кожных проблем, в том числе экзему и акне.

3. Позаботьтесь о своем кишечнике.

Можно утверждать, что все проблемы кожи появляются под влиянием кишечного микробиома и в целом связаны со здоровьем кишечника. Я рекомендую ежедневно принимать высококачественный пробиотик. Согласно многим исследованиям использование пробиотиков предотвращает или лечит многие заболевания кожи.

4. Сведите к минимуму использование дезинфицирующих средств для рук и мыла.

Пусть ваш микробиом процветает! Если вы обнаружили, что при меньшем количестве принимаемого душа и мыла ваша кожа становится слишком жирной или пахнет, я рекомендую проконсультироваться с врачом функциональной медицины, чтобы выяснить причину. Есть много не токсичных, природных увлажнителей и чистящих средств, которые вы можете попробовать.

5. Пропотейте несколько раз в неделю (сауна, баня, хамам:)).

Если вы правильно питаетесь, ваш пот, скорее всего, станет общеукрепляющим пребиотиком для микробиома кожи.

6. Держите ваш уровень стресса под контролем.

Так же, как в других частях тела, стресс, вероятно, негативно влияет на то, что происходит с вашей кожей. Найдите такой способ управления стрессом, который лучше работает для вас, например, йога или медитация.

7. Попробуйте пробиотик местного применения.

Это новая, развивающаяся область. В моей практике я рекомендую пациентам попробовать наносить пробиотический порошок, смешанный с кокосовым маслом или маслом карите, на их кожу. Новые исследования по использованию кефира или йогурта на коже также выглядят многообещающими!».

Я пробовала кокосовый кефир на Бали — это очень прикольно, но не знала, что наносить на кожу полезно, обязательно попробую!

Спасибо: http://www.mindbodygreen.com/0-23996/your-skin-microbiome-why-its-essential-for-a-healthy-glow.html.

Микробиом кожи: что уже известно и чего стоит ждать

Красота

27 июня, 2019

Микробиом кожи: что уже известно и чего стоит ждать

Микробиом кожи продолжает быть одной из самых горячих косметических тенденций в этом году. Почему эта тема так популярна и какие продукты ухода за кожей существуют уже сейчас? Давайте обсудим основные вопросы, связанные с микробиомом кожи.  

В 2018 году в Бостоне состоялся первый специализированный Конгресс Global Skin Microbiome. Он был посвящен исключительно микробиому кожи. Данное событие привлекло более 300 лидеров отрасли. 

С докладом выступил ведущий аналитик глобального маркетингового агентства Mintel Дэвид Тиррел. Он констатировал растущую тенденцию по использованию пробиотиков в косметике. С одной стороны, тренд подогревается потребительским интересом к новому взгляду на здоровье кожи. С другой стороны, растет и число брендов, которые выпускают средства ухода для поддержания здорового микробиома.

Уже нельзя отрицать, что тема микробов стала интересной всем. И производителям, и обычным людям, которые хотят иметь здоровую и сияющую кожу. Это одна из самых растущих тенденций в 2019 году. И впереди нас ждет много новых исследований и разработок!

Что такое микробиом кожи?

Что известно про микробиом кожи уже сейчас? Микробиомом называется сложная экосистема бактерий, грибов, архей и вирусов, которая живет в определенной среде. В данном случае — на коже человека. Часто встречающееся понятие “микробиота” означает набор микроорганизмов вне зависимости от среды их обитания. Можно сказать так: колонии микробов, сосуществующих в хорошо контролируемом, но деликатном равновесии внутри микробиома, называются микробиотой.

На одном квадратном сантиметре человеческой кожи живут в общей сложности от 10 тыс. до 1 млн различных бактерий. Они повышают клеточный иммунитет, поддерживают здоровый и прочный барьер кожи, регулируют влажность. Появляется все больше данных, что микробиом имеет оптимальное значение для кожи. И чем он разнообразнее, тем более здорова и защищена кожа.

микробиом кожи

Хрупкое равновесие

При увлечении агрессивным умыванием, частым использованием моющих средств, отшелушиванием и химическими пилингами, мы истощаем полезную пробиотическую популяцию кожи и делаем ее уязвимой для патогенных штаммов бактерий. 

Более того, исследования связывают истощение микробиома кожи с такими состояниями как экзема, дерматит, кожные аллергии, розацеа и прыщи. Все это создает воспаление — движущий фактор старения кожи.

Но это еще не все. Различные кожные заболевания, псориаз и розовые угри также связаны с изменениями в микробиоме и нездоровым балансом бактерий, которые в свою очередь усугубляют эти кожные заболевания. Как следствие, получается замкнутый круг. 

Если будет научно доказано, что косметические средства, предназначенные для микробиома кожи, могут лечить такие состояния и оздоравливать кожу, в таком случае тенденция пробиотической косметики станет еще более популярной.

Научные данные пока еще не дают точной картины о том, какое влияние оказывают различные бактерии на здоровье кожи. Но большинство исследователей соглашаются, что речь идет не о хороших и вредных бактериях, а о культивировании и поддержании здорового биологического разнообразия микробиоты для кожи.

Какой будет косметика через пять лет

Агентство Mintel заглянуло в будущее и рассказало, какой пробиотическая косметика будет через пять лет. Ожидается, что накопленные клинические данные покажут преимущество синбиотиков (пробиотики + пребиотики), что будет способствовать росту популярности синбиотического ухода за кожей.

В результате, появятся независимые антивозрастные синбиотические бренды для ухода за кожей, которые будут поддерживать здоровый микробиом. Через несколько лет придут новые технологии, и косметика сможет предотвращать появление угревой сыпи легкой и умеренной степени.

сложная экосистема бактерий

Косметика для микробиома, которая существует уже сейчас

Интересно, что британские бренды были одними из первых, кто осознал важность уникальной экосистемы кожи и то, что микробиом можно балансировать с помощью косметических средств.

Как следствие, Великобритания лидирует по выпуску средств по уходу за кожей, направленных на здоровый микробиом. Более 37% мировых запусков в 2018 году пришлось на эту страну. За ней следуют США (25%) и Франция (15%), согласно базе данных Mintel.

Косметические средства, ориентированные на восстановление микробиома, все чаще разрабатываются для акне и для поддержки чувствительной, аллергичной и усталой кожи.

Они содержат наиболее мягкую формулу для поддержки здорового баланса микроорганизмов. В составе таких средств используются живые бактерии, бактериальные экстракты, пребиотические и постбиотические ингредиенты.

Ферментированная косметика для кожи также содержит результат деятельности бактерий. Она более функциональна и обладает свойствами уменьшать мимические морщины, увлажнять и осветлять кожу. Такие средства содержат растительные экстракты, полученные в результате ферментации растений пробиотиком. Наиболее часто пробиотиком вступают штаммы бактерий Lactobacillus.

Выводы

Постепенно база данных по микробиому кожи и его значению расширяется. Мари-Вероник Надо, химик и создательница одноименной косметической линии Marie Veronique, считает, что “процедуры для кожи приносят результат, когда исходят не только от наших запросов к коже, но также от запросов нашей микробиоты”.

Существующие научные исследования подтверждают то, что косметические компании идут в верном направлении, используя средства для поддержания здорового микробиома. Например, в статье под названием “А стоят ли средства для кожи с пробиотиками шумихи?” доктор Патрисия К. Фэррис делает вывод: “Исследования показывают, что актуальные пребиотики, пробиотики и лизаты бактериальных клеток действительно обеспечивают очевидные преимущества для кожи. Продукты по уходу за кожей, содержащие их, хорошо подходят для лечения состояний, характеризующихся измененной микрофлорой. Косметика, содержащая пробиотики, также может быть полезна для улучшения здоровья и красоты кожи”.

Уход за кожей с позиции микробиома становится одной из самых растущих тенденций в бьюти-отрасли. Уже сейчас доступны кремы с пробиотиками, пребиотиками и ферментированными ингредиентами. Обладая мягкой формулой, они поддерживают собственный здоровый микробиом кожи и его разнообразие. Но основные исследования микробиома кожи еще впереди.

Структура и функция микробиома кожи

Введение

Кожа человека заселена огромным разнообразием бактерий, грибов и вирусов, и эти микроорганизмы варьируются между отдельными людьми и различными участками кожи. Факторы, отвечающие за уникальную изменчивость микробиома, изучены лишь частично, но результаты научных исследований указывают на главенствующую роль генетических особенностей хозяина и влиянию окружающей среды. В настоящее время, накопленные знания, характеризующие микробиом кожи, в сочетании с экспериментами, направленными на изучение биологических функций микроорганизмов на поверхности кожи, предлагают по-новому взглянуть на взаимосвязь физиологии человека и микробиота кожи. В настоящем обзоре представлена текущая информация, касающаяся микробиома кожи и его влияния на здоровье человека. Конкретно была предпринята попытка обобщить знания о взаимодействии в системе микроорганизм-хозяин и выделить уникальные особенности, отличающие комменсалов от патогенных микроорганизмов.

Микробное сообщество кожи

Бактерии, вирусы и эукариоты, такие как грибы и членистоногие, в известной степени населяют нашу кожу. Однако сообщество микроорганизмов на коже человека является более сложным, чем считалось раньше. Понимание состава микробного сообщества кожи – значительный шаг вперед, по сравнению со старыми классификациями микробиоты, основанной на делении микроорганизмов на патогенные и условно-патогенные, появившимися благодаря развитию методов, основанных на технологии визуализации, не зависящих от необходимости культивировать микроорганизмы.  Благодаря этой новой информации было показано, что микробиом кожи разнообразен, слабо организован и различен на разных участках кожи. Важнее всего то, что последние  описания состава микробиома кожи побудили ученых к новым исследованиям в направлении изучения функциональной значимости живущих на коже микроорганизмов, и благодаря этому принесли новые достижения в понимании механизмов нормальной физиологии и болезни.

Прежде всего, экологическая система в нормальных физиологических условиях должна поддерживать гомеостаз между микробиомом и хозяином. Механизмы,  отвечающие за этот баланс остаются, по большей части неизвестными, и усложняются исследованиями, показывающими, что состав микробиоты кожи варьируется от человека к человеку, но остается относительно стабильным[1,2]. Более того, важные взаимодействия, характеризующие эту систему кожи, не ограничиваются взаимодействием только между микробиомом и хозяином. Кожа уникальна среди всех эпителиальных покровов, приспособлена к сложным экологическим взаимодействиям с окружающей средой. Также конкуренция между видами микроорганизмов важна для развития и поддержания здорового микробиома. В данный обзоре  представлена свежая информация о некоторых текущих данных, описывающих микробиом кожи и экспериментальные подвижки, преследующие цель лучше понять биологию и значимость  этой важной системы.

Кожа – это уникальная изменяющаяся экосистема

Кожа предоставляет множество ниш, в которых большие популяции микроорганизмов подвергаются переменным экологическим нагрузкам : влажности, температуре, рН, составу антимикробных пептидов и липидов. Кроме того, такие кожные структуры, как волосяные фолликулы, сальные, эккринные и апокриновые железы составляют дискретные ниши, укрывающие уникальную микробиоту[3]. Анализируя топографическое разнообразие микробов, скрывающихся в этих нишах кожи человека при помощи филотипирования гена 16S rRNA, было  выявлено большое влияние этих ниш на микробный состав. Во всяком случае, уже известно, что 19 типов микроорганизмов входят в состав бактериального микробиома кожи. Основными из них  являются Actinobacteria (51.8%), Firmicutes (24.4%), Proteobacteria (16.5%) и Bacteroidetes (6.3%). Наиболее выявляемыми видами являются Corynebacterium, Propionibacterium и Staphylococus[4]. Численность каждой группы сильно зависит от характеристики соответствующей ниши. Например, в зонах с большим салоотделением  на лице преобладает Propionibacterium species,  Staphylococcus species. В зонах с повышенной влажностью, таких как подмышечная область, преобладает Corynebacterium species, хотя также присутствует Staphylococcus species. Напротив, в сухих зонах, в состав микробиоты кожи входят β-Proteobacteria и Flavobacteriales[4,5]. Результаты классических культуральных исследований во многом совпадают с результатами современных технологий секвенирования. Например, старые отчеты о культурах кожи определяют носительство  Staphylococcus aureus среди разных людей в 4% случаев, в то время как его близкий филогенетический родственник Staphylococcus epidermidis встречается гораздо чаще. Эти результаты сходны с результатами секвенирования ДНК[1,6].

Но секвенирование и культуральный метод не являются тождественными. Метод секвенирования ДНК способен обнаружить микроорганизмы, которые не могут быть культивированы. Этот лимит может объясняться тем, что многие уже обнаруженные на коже микроорганизмы могут быть убиты антимикробным воздействием кожи. На самом деле виды микроорганизмов, обнаруженные обоими методами имеют тенденцию к устойчивости к окружающей среде эпидермиса. Кроме того, геномный метод показал, что в выборке разных участков тела у 129 мужчин и 113 женщин, разнообразие в пределах одного образца ( Альфа-разнообразие) отличается в сравнении с образцами из той же среды среди испытуемых ( Бета-разнообразие). В данном случае исследование показало, что кожа является промежуточным звеном между альфа и бета разнообразием в сравнении с другими эпителиальными поверхностями[1]. Таким образом, вследствие непостоянства состава микросреды различных участков кожи и большой вариабельности в наружной терапии у различных лиц, становится сложнее установить связь между конкретными микроорганизмами и функциями кожи. Важно, что уникальность состава микроорганизмов на поверхности кожи является стабильной с течением времени и предполагает последовательное предметное изучение.

Большинство исследований направлено на изучение бактериального состава микробиома, но микроорганизмы, живущие на коже человека, не ограничиваются только бактериями. Вирусы, грибы и членистоногие также составляют важную часть микробиоты кожи. В небольшом исследовании с использованием филогенетического маркера 18S rRNA преобладающим родом грибов оказался гриб рода Malassezia, а конкретнее M. globosa, M. Restricta и M. Sympodialis[7-9]. Грибы рода Malassezia липофильны, часто связаны с богатыми кожным салом участками кожи[10]. Как и у бактерий, распределение Malassezia зависит от характеристик конкретной зоны обитания. Например, M. Globosa преобладает на спине, затылке и паховых складках, в то время как M. Restricta находится на волосистой части головы[11], в наружном слуховом проходе, заушных складках и межбровье[8]. Различия внутри видов могут отражать потребность в липидах[12]. Другие участки кожи, например ступни, колонизированы большим разнообразием микроорганизмов ( например, Aspergillus, Rhodotorula, Cryptococcus и Epicoccum)[8].

Другие эукариоты, населяющие кожу человека, относятся к типу членистоногих. Как и грибы рода Malassezia, клещ  Demodex также предпочитает кожное сало[13]. В настоящий момент известно два вида клещей длиной 0.2–0.4 мм, обитающих на коже человека. Demodex folliculorum обнаруживается в волосяных фолликулах в группе с другими клещами того же вида. Маленький клещ Demodex brevis живет в одиночестве в сальных  или мейбомиевых железах, расположенных по краю век[14].

Меньше всего известно о вироме человека. Это связано с трудностями, такими как усиление активности вирусов в культуре клеток, ограниченной антигенной/серологической перекрестной  реактивностью или отсутствием гибридизации нуклеиновых кислот с известными вирусными последовательностями. Методы определения также во многом основаны на метагеномном секвенировании суммарной ДНК, что не совсем подходит для выявления РНК-вирусов. Также маленький размер генома не позволяет легко обнаружить вирус метагеномными методами. Метод для облегчения обнаружения вирусных частиц – обогащение небольших вирусных частиц и удаление загрязняющих бактериальных и человеческих нуклеиновых кислот, оставляя вурусные нуклеиновые кислоты под защитой оболочки вириона[15,16]. Несмотря на методологические сложности, последнее исследование методом  метагеномного секвенирования с высокой пропускной способностью у пяти здоровых пациентов и у одного пациента с карциномой из клеток Меркеля выявило высокое разнообразие ДНК-вирусов на коже человека[17]. Однако, из за малого размера исследования нельзя точно сказать, являются ли эти вирусы частью нормального микробиота кожи или приносят некоторую мутуалистическую пользу хозяину. Интересна гипотеза, согласно которой признанные патогенные вирусы, такие как вирус папилломы человека, являются нормальной частью микробиома кожи[17-21].

Взаимодействия организма хозяина с микробиотой кожи

Еще слишком рано с уверенностью говорить о том, как должна выглядеть комплексная система взаимодействий человеческих микробиот. Из имеющихся данных мы знаем, что микробные сообщества оказались гораздо сложнее, чем представлялось ранее на основании культуральных исследований. Данные результаты поднимают множество новых и важных вопросов, касающихся взаимодействия между организмом хозяина и микроорганизмами, и их значении при состоянии здоровья и болезни. Поскольку люди способны переносить на себе такие большие составы микроорганизмов, можно предположить, что микроорганизмы и их хозяева эволюционировали совместно. Микроорганизмы получают пользу от своих хозяев,  благодаря им получая питательные вещества и экологическую нишу. Пользой для хозяина является способность микроорганизмов к быстрой изменчивости, что позволяет хозяину быстро приспосабливаться к изменениям окружающей среды.

Как говорилось ранее, хотя состав микроорганизмов у разных людей разный, состав у каждого конкретного человека остается относительно стабильным. Наоборот, непостоянство микробного сообщества может привести к нарушению в связи хозяин-микроорганизм, что может привести к развитию болезни[22-24]. Для лучшего понимания изменений микробного сообщества, динамики микробных взаимодействий на поверхности кожи стоит об этом кратко упомянуть.

В основном, взаимодействие микроорганизмов внутри или снаружи хозяина могут быть разделены на три категории. Взаимосвязь может быть позитивной, негативной или не влиять на одного из участников взаимодействия. Различные варианты этих связей позволяют классифицировать различные типы взаимоотношений[25,26]. К примеру, комменсализм представляет собой такой тип взаимоотношений, при котором только один вид получает пользу от этого, в то время как на другой вид это не влияет. Термин мутуализм описывает ситуацию обоюдной выгоды для обоих видов. Эти виды взаимодействий являются важной составной частью иммунного щита кожи. В противоположность этому есть вредные взаимоотношения, при которых один организм получает пользу, нанося вред другому(Рисунок 1). Совместные взаимоотношения между микроорганизмами и их хозяевами вовлекают микроорганизмы в реализацию функций хозяина.

Примером взаимовыгодных отношений между бактериями и кожей может служить врожденная способность кожи определять микроорганизмы с помощью Toll-подобных рецепторов (TLRs). Стимуляция TLRs вызывает четкую систему экспрессии генов, что приводит к активации различных иммунных реакций. Классически эти реакции считались сугубо противовоспалительными, предназначенными для выявления микроорганизмов, вызывающих инфекцию. Показано, что комменсал S. Epidermidis модулирует TLR3-опосредованное воспаление через инициацию TLR2- опосредованного механизма подавления воспаления[27]. Бактерии также вызывают экспрессию кератиноцитами эндогенных антимикробных пептидов (AMP) через TLR2- опосредованный механизм[28]. Кроме того у  S. Epidermidis  было описано свойство автономной функции контроля и регуляции находящихся в коже Т-лимфоцитов[29]. Сравнивая выработку молекул воспаления Т-лимфоцитами из незараженных зародышей (GF) мышей и инфицированных специфическим патогенном (SPF) мышей, Т-клетки здоровых зародышей продуцировали низкий уровень клеток воспаления, таких как интерферон- γ (IFN-γ) и интерлейкин- 17A (IL-17A). Моноассоций S. Epidermidis  кожи здоровых зародышей  было достаточно для восстановления продукции IL-17A в Т-клетках кожи, но не в кишечнике. Интересен тот факт, что бактерии кожи также обеспечивают Th2- ответ после инфицировании кожи протозойным паразитом Leishmania major при колонизации кожи здоровых мышей  S. Epidermidis, она стала способна создавать надлежащий иммунный ответ против паразита[29].

Различные факторы способны нарушить нормальный микробный состав кожи, т.е. привести к дисбиозу. Функциональный дисбиоз в системе бактерия-хозяин может повлиять на эту связь и в итоге привести к болезни. Факторы, характеризующие хозяина,  такие как возраст, пол, прием медикаментов, образ жизни и гигиена играют главенствующую роль[30]. Половые различия в микробном составе кожи могут быть обусловлены физиологическими и анатомическими особенностями, влияющими на такие свойства кожи, как продукция гормонов, потоотделение, продукция кожного сала, рН, толщина кожи,  рост волос и использование косметики[31]. В недавнем исследовании эпидермиса человека, изучавшем нарушение кожного барьера, значительно большее разнообразие микроорганизмов на руках было выявлено у женщин, по сравнению с мужчинами, что связано с меньшей кислотностью на поверхности кожи и использованием косметики[31].

В общем, большое микробное разнообразие считается более выгодным, т.к. разнообразная экосистема считается более устойчивой. Исследование микрофлоры кишечника является примером влияния западного образа жизни на микробное сообщество и на патофизиологию многих заболеваний. Особенности образа жизни, такие как питание новорожденных и выбор пищевой модальности[32,33], улучшение санитарии, прием антибиотиков и вакцин[34], западные диеты[35] и потребление искусственных питательных веществ[36] сильно влияет на микрофлору кишечника. Западный образ жизни также оказывает влияние на микробиоту кожи. При сравнении бактериальных сообществ кожи у индейцев венесуэльской амазонии с группой добровольцев из США, были выявлены существенные различия в бактериальных сообществах, взятых с кожи предплечья[37].  При помощи метода мультиплексированного В2-целевого 16s р-рнк пиросеквенирования было получено 2 основных кластера микробиоты, полученных от 112 образцов жителей венесуэльской амазонии, не встречавшихся среди выборок от жителей США. В данном случае альфа-разнообразие образцов из США было представлено богатством только одного вида микроорганизмов. В противоположность этому, кластер В американских индейцев показал большее видовое разнообразие без преобладания какого-либо таксона[37]. Хотя эти данные и представляют большой интерес, для лучшего понимания влияния современного образа жизни на кожный микробиом необходимо создание более крупной выборки из коренных жителей и людей западной цивилизации, а также ведения более четкого контроля за эффектами  средств по уходу за кожей.

Микробиом кожи при кожных заболеваниях

Нарушение гомеостаза между микробиомом и хозяином может быть связано с болезнью. Например, антибиотик ванкомицин, при использовании в ранний период жизни, может повлиять на частоту эпизодов и течение аллергической астмы. Однако, только в неонатальный период, не во взрослый, прием некоторых антибиотиков может привести к развитию аллергической бронхиальной астмы, т.к. в этот период  начинают выставляться иммунологические границы. В текущем разделе содержится обзор последней информации о взаимодействии в системе микроорганизм-хозяин при различных  кожных расстройствах.

Акне

Хотя это хроническое воспалительное заболевание пилосебацейного комплекса не до конца понято, изменение бактериальной колонизации является одним из основных элементов в его развитии[39]. Основной механизм развития угревой болезни – андроген-индуцированное увеличение выработки кожного сала, нарушение кератинизации, воспаление, дисбиоз кожи лица. Исходным, ассоциированным с заболеванием микроорганизмом является  Propionibacterium acne. Они заселяют сальные фолликулы, содержащие микрокомедоны, предоставляя бактериям анаэробную, богатую липидами среду[40,41]. Секреция ряда ферментов, таких как гиалуронидаза, липаза и протеаза вызывают локальное повреждение и воспаление кожи[42].

В сравнении на уровне штамма и генома  P. Acnes, основанной на выборке из пилосебацейных единиц носа у 49 пациентов с акне и 52 здоровых лиц  нет статистически значимой разницы в количестве P. Acnes. Однако только определенные штаммы P. Acnes, благодаря своему филотипу,  сильно ассоциированы с угревой болезнью. В противоположность этому, этих штаммов было меньше на здоровой коже, в то время как других штаммов было в избытке[5]. В другом исследовании различные филотипы P. Acnes были показаны в сальных фолликулах кожи лица при помощи биопсии. В образцах пациентов с акне было больше P. Acnes и фолликулов, содержащих P. Acnes,  по сравнению с контрольной группой[43].

Интересно, что угревая болезнь отсутствует у не западного населения в Папуа Новая Гвинея и Парагвае. Это может объясняться высокой гликемической нагрузкой западного образа питания, что ведет к повышению уровня андрогенов, инсулино-подобного фактора роста 1 и повреждению сигнальной функции ретиноидных рецепторов[44,45]. В данном случае такие изменения также способны повлиять на микробиом кожи.

Атопический дерматит

Атопический дерматит(АД) – хроническое воспалительное заболевание кожи, распространенность которого увеличивает в индустриально развитых странах[46,47]. Отличительной чертой АД, хорошо известной уже не один десяток лет является повышенная колонизация пациентов бактериями и чрезвычайно высокая восприимчивость к инфекциям, вызванным  S. Aureus, и вирусам, таким как  вирус герпес и вирус кори[48,49]. Высказывается гипотеза, что изменение микробного состава кожи происходит за счет дисфункции  кожного барьера. Эти нарушения включают в себя мутации в гене, кодирующие филаггрин и белки, участвующие в процессе ороговения[50]. Большая уязвимость кожи при этом заболевании также может объясняться снижением выработки антимикробных белков (AMPs) в коже[51]. При нарушении защитного барьера кожи и прекращении продукции AMPs, гомеостаз в системе микроорганизм-хозяин сдвигается.

Несколько недавних исследований пациентов с АД показали значительное изменение в структуре микробного сообщества по сравнению со здоровыми добровольцами[23,52]. Пациенты с АД могут иногда получать пользу от использования некоторых антибиотиков в сочетании с кортикостероидами и разведенными отбеливающими ваннами[23,53], но использование антибиотиков также подвергается критике за негативное влияние на микробиом, заключающимся в  потенциальном нарушении его важных  функциий. Обострение заболевания и снижение бактериального разнообразия тесно связаны друг с другом, и микробные сдвиги появляются в местах, склонных к заболеванию. Последние предположения, что не только экологические ниши, такие как подлоктевые и подколенные сгибы важны для развития болезни, но также играет роль влияние микробных сообществ, обитающих там. Интересно, что эффективное лечение атопического дерматита связано с более высоким бактериальным разнообразием, современные методы лечения способствуют его развитию, тем самым улучшают течение заболевания. Увеличение популяций специфических микроорганизмов, таких как  Corynebacterium, Streptococcus и Propionibacterium, полученных культуральным методом в ходе лечения, указывают на более сложные видовые взаимоотношения микроорганизмов при АД[23]. Некоторые исследования также указывают на частое сочетание Malassezia с АД[7,12].

Псориаз

Меньше известно о роли микробиома кожи при псориазе по сравнению с АД. Псориаз – идиопатическое воспалительное заболевание кожи, поражающее 2% население нашей планеты. Признаками псориаза являются гиперкератоз, гиперпролиферация кератиноцитов, инфильтрация кожи иммунными клетками и ангиогенез[54]. Как и АД, псориаз является результатом влияния генетических и экологических факторов. В целом экологическое разнообразие микробного сообщества в очагах поражения значительно больше, чем в здоровой коже. Преобладают Фирмикуты, в то время как Актиномицеты не представлены в должном количестве в псориатических очагах по сравнению со здоровой кожей[55,56]. Неизвестно, являются ли изменения в микробиома следствием заболевания или участвуют в его патогенезе.

Розацеа

3% населения планеты страдают от розацеа[57]. Большинство пациентов со светлой кожей произошли из Северной Европы. Клинические проявления розацеа включают гиперемию кожи, стойкую эритему, папулы, пустулы, телеангиэктазии, воспалительные узлы, в основном поражающие кожу лица. При розацеа многие микроорганизмы, больше чем бактерии, могут воспользоваться многочисленными нарушениями в системе хозяин- микробиот кожи. Популяция клеща Demodex значительно увеличена при розацеа по сравнению со здоровой кожей[58,59].

Описаны нарушения иммунной системы при розацеа. Они включают в себя изменение экспрессии TLR2, высокие уровни серин протеаз калликренина 5  (KLK5) и нарушение экспрессии кателицидин антимикробного пептида (AMP) LL-37[60,61]. Так как эти элементы реагируют и влияют на состав кожного микробиома, логично предположение о непосредственном влиянии микроорганизмов при данном заболевании. Воспаление кожи также коррелирует с плотностью клеща на коже у пациентов с розацеа[62]. Таким образом клещ может участвовать в эпизодах обострения заболевания либо нарушении кожного барьера[14,63], или вызывая активацию  TLR2 через хитин кутикулы насекомых[64,65]. Кроме того сообщается, что бактерии, живущие в пищеварительном тракте клеща Demodex высвобождаются в окружающие ткани кожи, тем самым вызывая ее дальнейшую деградацию и воспаление[66,67]. Все эти механизмы могут быть задействованы в различной степени. Однако это больше представляется как генетическая предрасположенность, меняющая некоторые экологические характеристики кожи хозяина, приводящее к изменению микробиома. Клещ Demodex может извлечь пользу из этих изменений и вызвать реакцию, при которой кожа становится восприимчивой к другим триггерам воспаления, таким как УФ-излучение, алкоголь, гормональные колебания и бактерии, приводящие к появлению папул ( например, S. epidermidis). Так как розацеа поражает пациентов определенного возраста, также возможно, что возрастные модуляции TLR экспрессии могут быть причиной этого заболевания[68].

Себорейный дерматит

Malassezia, преобладающий гибок микробиота кожи, постулировано принимает участие в развитии себорейного дерматита (SD). Это хроническое воспалительное заболевание кожи часто впервые диагностируется в период полового созревания, что связано с увеличением количества кожных липидов в результате андроген-зависимого механизма развития сальных желез и выработки кожного сала. Заболевание также часто встречается у пациентов старше 50 лет. Распространенность себорейного дерматита в популяции оценивается от 1% до 5%, поражает любую этническую группу и чаще диагностируется у мужчин, чем у женщин. К группе риска относятся больные с синдромом приобретенного иммунодефицита (СПИД). Клиническая картина характеризуется наличием эритематозных пятен, связанных с масштабным салоотделением. Обычно поражаются передняя линия волос, бровей, ушей, области надпереносья, груди и волосистой части головы[69]. Сообщается, что заболевание способно протекать вместе с другими кожными заболеваниями, такими как псориаз и АД, что затрудняет диагностику.

Перхоть – широко применяемый термин при себорее кожи головы. Главным образом это связано с M. restricta and M. Globosa[10,11], имеет очень большую распространенность почти у 50% населения. Улучшение при данном заболевании наступает при терапевтическом применении противогрибковых, а не антимикробных препаратов. Основные механизмы патогенеза заболевания еще до конца не выяснены. Нарушение барьерной функции кожи способствует развитию заболевания[70]. Известно, что гриб выделяет липазу, расщепляющую триглицериды на жирные кислоты, что может привести к гиперпролиферации и высвобождению арахидоновой кислоты, которая также участвует в воспалении[71]. Учитывая данные текущей литературы, ошибочно, что грибок, являясь нормальной частью микрофлоры кожи становится патогенным, при неконтролируемом росте. Что это за факторы и, как они действуют еще предстоит понять.

 

Взаимодействие в системе микроорганизм-микроорганизм на коже

Изменение экологических взаимоотношений между микроорганизмом и хозяином может привести к болезни, но взаимодействию микроорганизма с другим микроорганизмом было уделено меньше внимания, чем объясняется слабая изученность этого вопроса. В данном разделе приводятся примеры конкретных микробо-микробных взаимодействий и их влияния на кожу.

Бактериально- бактериальные взаимодействия

S. epidermidis выступает в качестве защитника кожи от чужеродных микроорганизмов, вследствие выработки им антимикробных пептидов, таких как фенол-растворимых модулинов (PSMs). PSMδ и PSMγ взаимодействуют с липидными мембранами со схожими антимикробными пептидами млекопитающих. Путем секреции этих пептидов S. Epidermidis оказывает селективное антимикробное действие на кожные патогенны, такие как S. Aureus и стрептококки группы А[72]. Кроме того, биопленка S. Aureus и его локализация в полости носа затрудняет действие сериновыми протеазами, продуцируемых S. Epidermidis[73]. Однако взаимодействие между видами стафилококков кажется более сложным. В недавнем исследовании Kong и соавт. [23]обнаружили, что доля S. Epidermidis существенно увеличилась за период нашей эры, когда не применялось никакого лечения, что приводит к открытию новых гипотез о взаимоотношениях между стафилококками. По одной из версий, S. Epidermidis имеет мутуалистические отношения не только со своим эукариотическим хозяином, но мутуалистические или комменсальные отношения с другими видами стафилкокков, такими как S. Aureus[23]. Таким образом, бактерии могут получить выгоду в конкретной ситуации. Например, относительное снижение количества бактерий рода Streptococcus, Corynebacterium и Propionibacterium может быть объяснено совместной деятельностью видов стафилококков.

Взаимодействия видов одного общего рода наблюдается и у пропионобактерий. Как упоминалось ранее, количество штаммов Propionibacterium существенно отличается на коже здоровых добровольцев по сравнению с пациентами, страдающими акне, что указывает на возможную связь между штаммами[5].

Вирусно-бактериальные взаимодействия

Помимо бактериально-бактериальных взаимодействий, бактериальное сообщество кожи также взаимодействует с заражающими их бактериофагами. Эти вирусы влияют на структуру и функцию бактериального сообщества путем убийства хозяина и опосредуя генетический обмен. Некоторые фаги обнаружены в видах Staphylococcus, Pseudomonas и Propionibacterium[74-76]. Пока не ясно, в какой степени бактериофаги оказывают влияние на микробиом кожи. Была показана способность фагов снижать колонизацию микробов и патологические процессы путями, независимыми от хозяина. В кишечнике они прикрепляют к слизистой специфические гликопротеиды с помощью особого капсидного белка, создавая тем самым антимикробный слой, снижающий колонизацию бактерий на слизистой и уменьшающий гибель эпителиальных клеток слизистой оболочки[77].

Бактериально-грибковые взаимодействия

Комплексы, состоящие из бактерий и грибов, разнообразны и широко распространены. Промышленность использует эти взаимодействия в производстве таких пищевых продуктов, как сыр и пиво. Эти взаимодействия также были найдены во многих частях человеческого тела, например, в ротовой полости[78] и желудочно-кишечном тракте[79]. Однако, сегодня большинство исследований сосредоточено на изучении взаимодействий между бактериями и Candida albicans и дрожжей, являющихся нормальной частью микробиома кожи, но в то же время способных вызывать ряд инфекций. В данном контексте неоднородные сообщества микроорганизмов имеют другую вирулентность и устойчивость по сравнению с однородными. Например, биопленки S. epidermidis и C. Albicans при инфекциях, ассоциированных с медицинскими приборами, являются более устойчивыми к антимикробным препаратам по сравнению с биопленкой одного микроорганизма[80]. В то же время, образование биопленки Pseudomonas aeruginosa приводит к гибели грибковой клетки. Одно из объяснений связи бактерий и грибков основано на сигнальной системе  кворум[80,81]. Более того, P. Aeruginosa способна расти на коже за счет инфекций кожи и ногтей, связанных с дерматофитными грибами[82].

Эти примеры показывают, что взаимодействие между микроорганизмами оказывают сильное воздействие на здоровье и болезнь. Однако, хотя и известно, что грибы являются частью здоровой кожи человека, мало известно об их экологических взаимодействиях в поддержании этого состояния. Недавние исследования показали, что бактериальное и грибковое разнообразие не является линейно коррелирующим, но оба царства живут тесно группами в одном месте[8]. Авторы исследования, согласно своим наблюдениям, представили оценку основных бактериально-грибковых ассоциаций на коже. Например, анализ сочетаемости на участке ноги показал антикорреляцию Actinobacteria с обитателями этой области Ascomycota и Basidiomycota. Firmicutes и Proteobacteria, напротив, показали положительную корреляцию с грибковыми таксонами[8].

От комменсалов к патогенным возбудителям и уникальные способности микроорганизмов кожи.

Комменсалы могут стать патогенными возбудителями, поэтому ни одного из микроорганизмов нельзя считать исключительно полезным. Наиболее изученными и хорошо известными примерами можно считать S. epidermidis и C. Albicans. Другие, такие как M. restricta и M. Globosa, менее изучены. Но каким образом комменсал становится патогенным возбудителем? И что еще более интересно, какие факторы влияют на толерантность комменсала и хозяина? Данную ситуацию можно смоделировать на примере S. Epidermidis.

Среди коагулазонегативных стафилококков (CoNS), S. Epidermidis является причиной наибольшего числа инфекционных процессов. Его обычно рассматривают как наиболее частого возбудителя инфекций, связанных с контактом с  медицинскими устройствами, таких как периферические и центральные венозные катетеры[83]. Действительно стафилококки попадают в организм с кожей самого пациента или кожей медицинского персонала во время введения устройства. После попадания в организм стафилококки используют различные факторы вирулентности для облегчения взаимодействия с тканями хозяина и подрывания его иммунной системы. Наиболее важным фактором вирулентности стафилококков является образование биопленки на поверхности медицинских устройств. Биопленки многоклеточны, создают агломерации микроорганизмов[84]. Их регуляция осуществляется за счет системы кворум и до конца неизвестна. Но все ли виды S. Epidermidis способны стать патогенными возбудителями? Предыдущие исследования, основанные на эпидемиологическом анализе и генетических исследованиях показали, что изоляты S. Epidermidis в условиях стационара отличаются от таковых, полученных вне медицинских учреждений наличием биопленки, антибиотикорезистентностью и наличием мобильных структур ДНК. Например, большинство заболеваний, связанных с биопленкой  S. Epidermidis зависит от полисахаридов межклеточной адгезии (PIA). Однако оперон межклеточной адгезии, необходимый для продукции PIA редко встречается в изолятах, полученных за пределами стационара[85,86]. В настоящее время icaA, mecA и IS256 используются в качестве маркеров для инвазивных нозокомиальных штаммов. Приобретение этих маркеров связано с интра- и интерспецифичным горизонтальным переносом генов. В данном контексте S. Epidermidis можно рассматривать как очень гибкий в эволюционном отношении организм.

Действительно, в последнее время открывается все больше комменсальных и внутрибольничных изолятов S. Epidermidis[87]. Сравнивая специально созданные образцы геномов различных комменсальных и нозокомиальный изолятов,  было установлено, что комменсалы имеют открытый пан-геном 80% ключевых генов и 20% изменяющихся генов, включающих в себя мобильные элементы ДНК, транскрипционные факторы и транспотреров. Ген формиата дегидрогеназы (fdh) был обнаружен в 23% комменсальных штаммов и только у 4% патогенных. Эти 4% fdh-положительных штаммов характеризовались меньшей вирулентностью за счет меньшей экспрессии маркеров icaA, mecA andIS256. Таким образом, авторы предполагают, что эти штаммы могли появиться на коже через венопункцию.

Хотя мало известно о том, как отличить комменсалов и мутуалистические бактерии от патогенных, некоторые способы были предложены. Факторы вирулентности патогенной группы Astreptococcus (GAS) изменяется в естественных условиях от неагрессивного GAS серотипа M1T1 до агрессивного фенотипа. Этот процесс ускоряется спонтанными мутациями в конкретной двухкомпонентной системе в результате повышенной активности генов, ассоциированных с вирулентностью. Один из генов включает в себя оперон, ответственный за синтез гиалуроновой кислоты капсулы. Цепь глюкурон- -β-1,3-N-ацетилглюкозамин имеет идентичную человеческой структуру молекулы гиалуроновой кислоты, обеспечивая бактериям  мимикрию, что ослабляет иммунный контроль и фагоцитарную защиту[88]. Действительно, гиалурон – самый распространенный глюкозаминогликан в коже и вполне возможно, что комменсалы используют подобный механизм маскировки, избегая распознавания иммунной системой.

Эпигенетические механизмы регулируют экспрессию генома, создавая множество типов клеток во время развития или организации клеточного ответа на внешние раздражители. На сегодняшний день считается, что патогенные бактерии и вирусы могут индуцировать эпигенетические изменения клеток хозяина в свою пользу, путем влияния на различные эпигенетические факторы. Исходя из этого, вполне вероятно, что бактерии-комменсалы могут мешать модификации гистонов и механизмам метилирования ДНК. Действительно, эпигенетический контроль бактериями-комменсалами клеток хозяина в кишечнике способствует поддержанию кишечного симбиоза[89,90]. Поэтому было крайне интересно проверить, могут ли комменсалы кожи подобным образом регулировать эпигенетические механизмы.

Заключительные замечания и перспективы

Современные технологии заставили нас переосмыслить наше представление о себе, представляя нашу нормальную физиологию, как сложное динамическое взаимодействие между многими микроорганизмами. Первые описания микробиоты кожи выявили важную роль для генетики и экологической изменчивости в формировании структурного многообразия. Итоговый видовой состав микроорганизмов определяется взаимоотношениями между хозяином, микроорганизмом и другими микроорганизмами, которые тесно связаны с состояниями здоровья и болезни ( Pисунок 2). Как только происходят изменения в генетике или окружающей среде, микробиота тоже может быстро измениться. Лучшее понимание взаимодействий между хозяином, комменсалами и патогенными микроорганизмами может помочь в выработке лучшей стратегии в борьбе с кожными заболеваниями. Многие детали нуждаются в дальнейшем изучении. Для восполнения пробела. Будущие исследования будут направлены на преодоление методологических ограничений в описании микробного состава.

С связи с последними достижениями, состав микроорганизмов при различных кожных заболеваниях будет изучаться дальше, что даст новые гипотезы о роли микроорганизмов в течении конкретных кожных расстройств.

Различия в структуре генома патогенных и непатогенных бактерий на уровне штаммов могут играть важную роль. Небольшие изменения могут иметь большие последствия во взаимодействии между хозяином и микроорганизмом и между самими микроорганизмами. Не стоит недооценивать возможности бактерий и вирусов, вызывающих эпигенетические изменения, которые могут привести к серьезным функциональным изменениям в организме хозяина. Современная текущая информация уже подтверждает вывод о том, что некоторые подходы к терапии в дерматологии должны быть переосмыслены. Нерациональное использование антибиотиков играет свою роль в долгосрочной жизни всей микробиоты. Этот процесс может занять до года пока нормальная микробиота не восстановится[91]. Следовательно, вполне вероятно, что применение нескольких препаратов, предназначенных для быстрого лечения, может привести к дисбиозу и долгосрочной предрасположенности к определенным заболеваниям. Более того, применение антимикробных препаратов годами может привести к изменению видов бактерий в популяции и возможно к смещению микробиома человека и развитию повышенной чувствительности к патогенным микроорганизмам[56]. Helicobacter pylori – бактерия, становящаяся редкой в западной популяции. Эта бактерия на протяжении долгого времени рассматривалась исключительно как патогенная, но теперь, стало известно и о ее защитных функциях[92]. Кожа имеет множество микроорганизмов, биология и отношения с хозяином которых, не вполне понятны. Некоторые из них связаны с болезнью, но пока не будет выяснено, являются ли они частью нормальной микробиоты кожи или нет, не должен рассматриваться вариант их ликвидации. Кроме того, образ жизни также влияет на микробиом кожи, и должен рассматриваться как один из параметров в научных исследованиях.

Манипуляции с микробным сообществом с целью увеличения численности полезных видов является горячей темой в медицине. Такие манипуляции могут помочь нам, поддерживая здоровье или сокращая число нежелательных патогенных микроорганизмов. Хотя подобных исследований нет в дерматологии человека, добавление противогрибковых бактерий на кожу лягушки Rana muscosa успешно предотвращает заболеваемость и смертность от патогенных микроорганизмов Batrachochytrium dendrobatidis[93]. Этот грибок является причиной заболевания хитридиомикоз, которое приводит к снижению многих популяций амфибий. Необходимо больше причинно-следственных экспериментов, которые позволят понять ответственно ли изменение микробиома кожи за инициирование заболевания или его прогрессирование. Только время поможет нам осознать себя как колонию мутуалистических микроорганизмов,  принимающих участие в лечении заболеваний.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о