Значение и состав микробиома кожи при дерматологических заболеваниях

  • Дерматологи
Кожа человека — барьерный орган, на котором обитают разнообразные бактерии, грибы и вирусы. Они составляют микробиом кожи, который состоит в симбиозе с хозяином за счет сложных сигналов, которые исходят от иммунной системы. Пока равновесие сохраняется — кожа здорова. Но на нее постоянно воздействуют эндогенные и экзогенные факторы, что запускает патофизиологические реакции. Если компенсаторные механизмы не срабатывают — возникают инфекционные, аллергические или аутоиммунные заболевания. В этом материале рассказываем, как состав микробиома кожи связан с ее здоровьем.

Что такое здоровый микробиом кожи

Что такое здоровый микробиом кожи

Разнообразные бактерии, грибы и вирусы, которые живут в симбиозе с человеком как правило не вредят и приносят пользу: например, участвуют в укреплении иммунной системы. Недавние исследования показали, что микробиом кожи индивидуален и с течением времени не меняется, несмотря на влияние окружающей среды. У одного человека можно обнаружить штаммы организмов, которые не встречаются у других людей.

Любой микробиом кожи можно разделить на две группы микроорганизмов:

  1. Резидентные — основа микробиоты, живут на коже постоянно. Их количество уменьшается во время болезни, а после выздоровления восстанавливается. По отношению к хозяину они комменсалы: безвредны и обычно приносят пользу. Комменсальные микроорганизмы живут на эпидермисе и населяют строму дермы здоровой кожи. Их проникновение через кожный барьер не приводит к заболеванию. Ученые выяснили, что этот процесс необходим для формирования кожного иммунитета;
  2. Временные — попадают на кожу из окружающей среды и живут на ней в течение нескольких часов или дней. Как правило, не патогенны. 

Количество и вид микроорганизмов зависит от нескольких факторов:

  • pH кожи; 
  • температура тела;
  • влажность кожи; 
  • содержание кожного сала;
  • участок тела;
  • иммунитет;
  • гигиена;
  • прием антибиотиков.

Эти условия отличаются не только от человека к человеку, но и на разных участках тела. Поэтому здоровая микробиома индивидуальна для каждой области.

Значение и состав микробиома кожи при дерматологических заболеваниях, фото 1

Топографическое распространение бактерий на участках кожи по результата исследований Национального института здравоохранения США. Источник

Микробиом при акне

Микробиом при акне

Акне встречается среди подростков и взрослых обоих полов. Это указывает, на то, что акне — мультифакторное заболевание. Ученые выделили его основные механизмы:

  • Кожа избыточно вырабатывает секрет

  • Ороговевшие клетки кожи закрывают поры

  • Возникает дисбиоз кожи лица со сдвигом в пользу патогенных бактерий

  • Начинается воспаление

Роль микробиома в патогенезе акне. Основная бактерия, которая играет роль в патогенезе акне — Propionibacterium acnes. Она заселяет закрытые ороговевшими клетками комедоны и питается кожным салом. Ученые обнаружили, что у здоровых людей и людей с акне в состав микробиома входят одинаковое количество, но разные штаммы Р. acnes. В процессе роста и размножения колония Р. acnes, ассоциированная с акне, вырабатывает больше ферментов, таких как гиалуронидаза, липаза и протеаза. Они вызывают локальное повреждение и запускаю воспалительную реакцию.

Микробиом при атопическом дерматите

Микробиом при атопическом дерматите

Дисбактериоз кожи — пусковой механизм атопического дерматита. Он срабатывает, когда среди резидентных микроорганизмов уменьшается количество бактерий, которые продуцируют противомикробные вещества. Количество патогенных бактерий растет и они становятся способны вызвать и поддерживать воспалительную реакцию.

Роль микробиома в патогенезе атопического дерматита. У больных атопическим дерматитом происходит мутация генов, которые отвечают за эпидермальный гомеостаз. Самая частая мутация встречается у 73% больных, в гене, который отвечает за выработку белка филаггрина. Он участвует в формировании кожного барьера и препятствует потере воды кожей.

Из-за генетических мутаций кожный барьер становится проницаемым для патогенных бактерий. При дисбиозе происходит увеличение их колоний, в частности S. aureus, что запускает иммунологические механизмы атопического дерматита и воспалительную реакцию. 

  Здоровая кожа Кожа при атопическом дерматите
Микробиом

Колонизирована коагулазонегативными стафилококками, которые обладают способностью продуцировать противомикробные вещества 

(CoNS-AM +)


Количество CoNS-AM + снижено

Большое разнообразие микроорганизмов

Низкое разнообразие микроорганизмов

Среди стафилококков преобладают коагулазонегативные Среди стафилококков преобладают S. aureus
Иммунная система

Антимикробная защита индуцируется при травме или патогенными бактериями

Индукция противомикробной защиты подавлена цитокинами

Нет воспалительных процессов Провоспалительные процессы
Оптимальный врожденный иммунный потенциал Врожденный иммунный потенциал подавлен
pH Кислая Нейтрально-щелочная
Барьерная функция

Высокая

Дефекты в барьерной функции

Барьер пропускает только комменсальные микроорганизмы Барьер пропускает патогенные микроорганизмы и аллергены
Влага испаряется медленно Влага испаряется избыточно
Сравнение характеристик кожи между нормальной кожей и кожей AD. Источник

Микробиом при псориазе

Микробиом при псориазе

Научные исследования показывают, что при псориазе возникает дисбактериоз кожи: уменьшается количество основных популяция микробов и микробное разнообразие. Когда возникает зуд, человек может повредить кожу расчесами. Через поврежденную кожу бактерии с эпидермиса попадают в дерму и периферическую кровь. Там они встречаются с иммунными клетками и вызывают адаптивное воспаление. 

Значение и состав микробиома кожи при дерматологических заболеваниях, фото 2

Из-за воспаления при псориазе снижаются популяции Corynebacterium spp., Lactobacillus spp., Burkholderia spp. и Cutibacterium acnes. Происходит увеличение количества C. simulans и C. kroppenstedt. Источник

Остается неясным, является ли изменение микробиома кожи причиной или следствием псориаза.

Роль микробиома в патогенезе псориаза. Микробиом кожи постоянно взаимодействует с иммунной системой организма. Ученые доказали, что при псориазе антимикробные белки продуцируются кератиноцитами после контакта с микроорганизмами, которые постоянно живут на коже. Это стимулирует выработку цитокинов, которые стимулируют дифференцировку Т-хелперов 17 — основного источника интерлейкинов 17 и 22. В результате развивается воспаление и гиперпролиферация кератиноцитов.

Роль микробиома кожи при псориазе можно подтвердить также тем, что концентрация антимикробного белка бета-дефензина в крови и коже пациентов коррелирует с концентрацией интерлейкина 17, который считается основным воспалительным цитокином в патогенезе псориаза.

Микробиом при розацеа

Микробиом при розацеа

Причина розацеа не известна, но исследователи считают наиболее вероятной комбинацию факторов:

  1. Наследственность
  2. Гиперактивация иммунной системы
  3. Факторы окружающей среды

Роль микробиома в патогенезе розацеа. В случае с розацеа, микробиом меняется вследствие болезни. Происходит это двумя путями:

  • Генетическая предрасположенность к определенным характеристикам кожи приводит к сдвигу микробиома
  • Иммунная система во время обострения экспрессирует избыточное количество антимикробного пептида кателицидина

В результате происходит сдвиг в составе микробиома, кожный барьер становится слабее. Этим часто пользуются клещи рода Demodex — условно-патогенные микроорганизмы, которые входят в состав микробиоты у 90% здоровых людей. Но у больных розацеа их количество в среднем на 20% больше. Последствия увеличения популяции клещей Demodex:

  • клещи делают кожу более восприимчивой к другим воспалительным факторам: ультрафиолету, алкоголю, колебаниям гормонов и патогенным бактериям
  • иммунная система реагирует на хитин клещей выбросом воспалительных цитокинов. 

На фоне воспаления усугубляется течение розацеа. Изначально обострение может протекать без дисбактериоза кожи, но с течением болезни сдвиг в составе микробиома усиливается и без своевременного лечения может привести к тяжелому дисбиозу.

Микробиом при себорейном дерматите

Микробиом при себорейном дерматите

Malassezia — самые распространенные грибы, которые входят в состав микробиома кожи человека. В сбалансированном микробиоме дают сигнал креатиноцитам о секретировании провоспалительных цитокинов, конкурируют с патогенными бактериами, например, S. aureus.

Роль микробиома в патогенезе себорейного дерматита. Себорейный дерматит дебютирует в период полового созревания, когда под действием андрогенов развиваются сальные железы и увеличивается их секреция. Секрет сальных желез — основной источник питания для грибов рода Malassezia. Они метаболизируют кожный жир до жирных кислот, которые вызывают шелушение и раздражение кожи, и высвобождают арахидоновую кислоту, которая вызывает воспалительную реакцию.

Исследователи утверждают, что грибы рода Malassezia становятся патогенными, когда их рост не контролируется. Но остаются неизвестными механизмы контроля и факторы, которые их ослабляют.

Микробиом при раке кожи

Микробиом при раке кожи

Роль микробиома в патогенезе рака. Существует несколько теорий о роли микробиома в развитии рака кожи. Несколько исследований показали, что рабочие, которые трудятся в среде с большим количеством микроорганизмов, например, фермеры и рыбаки, имеют низкий уровень заболеваемости раком кожи. Так же как и жители стран с низким ВВП. Поэтому ученые пришли к выводу, что постоянный контакт с большим количеством разнообразных микроорганизмов нужен для развития иммунной системы, и ее противоопухолевого компонента в частности.

Исследования показывают, что повреждение и хроническое воспаление увеличивает риск развития рака кожи. Поэтому дисбактериоз стимулирует канцерогенез. Происходит сдвиг в пользу патогенных бактерий, которые усиливают воспаление и увеличивают риск рака. Достоверно известно о трех видах бактерий, которые могут привести к развитию Т-клеточной лимфомы:

  1. Staphylococcus aureus
  2. Chlamydophila pneumonia
  3. Borrelia burgdorferi

Комменсальные микроорганизмы здорового микробиома наоборот напрямую влияют на иммунную систему и уменьшают воспалительную реакцию во время заживления ран, тем самым снижая риск рака. Например, Lactobacillus, улучшают иммунный надзор за раковыми клетками. Поэтому исследования взаимоотношений между микробиомом, иммунной системой и раком кожи, могут помочь создать лекарство от рака на основе микробной терапии.
 

Список использованных источников:

  1. Стабильность микробиома кожи. URL: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)30399-3?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867416303993%3Fshowall%3Dtrue (дата обращения 28.09.2021)
  2. Разновидности здорового микробиома на разных участках тела. URL: https://www.nature.com/articles/nrmicro2537 (дата обращения 29.09.2021)
  3. Микробиом простирается до субэпидермальных отделов нормальной кожи. URL: https://www.nature.com/articles/ncomms2441 (дата обращения 01.10.2021)
  4. Возрастное акне у женщин. URL: https://www.uptodate.com/contents/postadolescent-acne-in-women (дата обращения 02.10.2021)
  5. Структура и функции микробиома кожи. URL: https://www.cell.com/trends/microbiology/fulltext/S0966-842X(13)00199-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0966842X13001996%3Fshowall%3Dtrue  (дата обращения 02.10.2021)
  6. Типирование Propionibacterium acnes. URL: https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/micro/10.1099/mic.0.049676-0 (дата обращения 02.10.2021)
  7. Популяции штаммов Propionibacterium acnes в микробиоме кожи, связанные с акне. URL: https://www.jidonline.org/article/S0022-202X(15)36405-8/fulltext (дата обращения 02.10.2021)
  8. Роль микробиома кожи при атопическом дерматите. URL: https://www.annallergy.org/article/S1081-1206(18)31503-5/fulltext (дата обращения 01.10.2021)
  9. Атопический дерматит. URL:  https://anndermatol.org/DOIx.php?id=10.5021/ad.2010.22.2.125 (дата обращения 01.10.2021)
  10. Роль микробиома кожи при псориазе. URL:  https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs13671-017-0178-5 (дата обращения 29.09.2021)
  11. Взаимодействие микробиома с кожей хозяина при псориазе и атопическом дерматите. URL: https://www.nature.com/articles/s41467-019-12253-y (дата обращения 29.09.2021)
  12. Роль микробиоты в иммунитете и воспалении. URL: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(14)00345-6?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867414003456%3Fshowall%3Dtrue#secsectitle0085 (дата обращения 29.09.2021)
  13. Причины и факторы риска розацеа. URL: https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/rosacea/symptoms-causes/syc-20353815 (дата обращения 02.10.2021)
  14. Повышенная активность сериновой протеазы и кателицидина при розацеа.URL: https://www.nature.com/articles/nm1616 (дата обращения 02.10.2021)
  15. Количественная оценка Demodex folliculorum с помощью ПЦР при розацеа. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/exd.12030 (дата обращения 02.10.2021)
  16. Разнообразие грибковых и бактериальных сообществ на коже человека.URL: https://www.nature.com/articles/nature12171 (дата обращения 02.10.2021)
  17. Комменсальные дрожжи Malassezia sympodialis активируют первичные кератиноциты человека. URL:  https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2020.00006/full (дата обращения 02.10.2021)
  18. Аспекты перхоти и себорейного дерматита. URL:  https://www.jidsponline.org/article/S0022-202X(15)52614-6/fulltext (дата обращения 02.10.2021)
  19. Обзор кожных заболеваний, вызванных Malassezia. URL:  https://www.jaad.org/article/S0190-9622(04)00532-8/fulltext (дата обращения 02.10.2021)
  20. Микробиом кожи: текущие перспективы и будущие задачи. URL: https://www.jaad.org/article/S0190-9622(13)00076-5/fulltext (дата обращения 01.10.2021)
  21.  Роль микробиома кожи в развитии Т-клеточной лимфомы. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0738081X13000102?via%3Dihub  (дата обращения 02.10.2021)
  22. Комменсальные микроорганизмы регулирую воспаление после повреждения кожи. URL: https://www.nature.com/articles/nm.2062#citeas (дата обращения 01.10.2021)
 

 

Вам может быть интересно

Наномедицина. Как роботы размером с клетку, возможно, скоро будут спасать человеческие жизни

Актуальное

Микророботы внутри кровеносных сосудов — это не сюжет фантастического фильма, а вполне себе реальный и состоявшийся факт. Ученые сразу из нескольких стран трудятся над разработкой таких систем.

Читать статью

Массовая вакцинация от ВПЧ привела к резкому снижению заболеваемости раком шейки матки в Великобритании

Актуальное

Исследование, опубликованное в журнале The Lancet в начале ноября 2021 года и финансируемое благотворительной организацией Cancer Research UK, подтверждает эффективность вакцины против ВПЧ в качестве средства профилактики рака шейки матки.

Читать статью

Первую в мире вакцину от коронавируса для животных зарегистрировали в России

Актуальное

Как уточнил замруководителя Россельхознадзора Константин Савенков, в настоящий момент она единственная в мире.

Читать статью

Частота употребления алкоголя или количество выпитого: что является наиболее важной причиной развития онкологии желудочно-кишечного тракта?

Актуальное

Алкоголь — психоактивная субстанция, причина зависимости и многих заболеваний. В тексте на основе недавнего исследования разбираемся, какую роль в развитии онкологических заболеваний ЖКТ играет алкоголь.

Читать статью

Медицина будущего: как будет выглядеть работа врача через 15 лет

Ликбез

Медицина не стоит на месте и постоянно развивается. Мы решили предположить, какие методы диагностики и лечения будут популярны через 15 лет.

Читать статью

8 оглушительных провалов в истории разработки лекарств

Ликбез

В погоне за успехом и быстрым доходом фармкомпании иногда упускают побочные эффекты, которые могут отражаться на огромном количестве людей. Собрали несколько примеров в этом тексте.

Читать статью

Редкие хронические заболевания

Будни врача

Существует около 8 тысяч редких заболеваний, которые требуют дорогостоящего и трудоемкого лечения. В этом слайдшоу мы собрали важную и актуальную информацию об орфанных заболеваниях, которая пригодится в вашей практике.

Читать статью

Основные направления в терапии эндометриоза

Ликбез

Эндометриоз — это дисгормональное иммунозависимое заболевание. При эндометриозе ткань, которая похожа по строению и функциям на эндометрий, разрастается за пределами слизистой оболочки матки.

Читать статью

Рак легких и факторы риска: частые заблуждения

Актуальное

По данным Всемирной организации здравоохранения, только за 2020 год от злокачественных новообразований скончались около 10 миллионов человек.

Читать статью

Постменопаузальный остеопороз: основные направления в терапии

Ликбез

Остеопороз – потеря плотности и массы костной ткани, вызывающая повышенный риск переломов.

Читать статью

7 сериалов, фильмов и книг для гастроэнтерологов и других специалистов

Актуальное

В регулярной рубрике мы делимся подборками фильмов, сериалов, книг о врачах разных специальностей.

Читать статью

Достижения в аллергенной иммунотерапии бронхиальной астмы

Переводы

Актуальные рекомендации по применению иммунотерапии при бронхиальной астме. Какие методы сегодня применяют в мире, и каким пациентам подходит эта терапия.

Читать статью

Комментарии: 0

или

чтобы оставить комментарий.

Мы собираем и обрабатываем пользовательские данные, в том числе файлы cookies для оптимизации сайта и подбора для Вас релевантного контента. Нажав «Принять» или оставаясь на сайте, Вы разрешаете их использование. Подробнее: Политика конфиденциальности.

Принять