Сталкивается ли наш микробиом кожи с современной массовой угрозой вымирания?

Что такое микробиом кожи и почему это важно

Микробиом кожи — это богатое сообщество микроорганизмов, включая бактерии, дрожжи, грибы и вирусы, которые живут на каждой поверхности нашей кожи и помогают ей нормально функционировать.

Эти крошечные сообщества обитают не только на коже; связанные микросистемы находятся в носовых проходах, горле, легких и вагине, в то время как наибольшее количество микробов обычно сосредоточено в желудочно-кишечном тракте (Источник: Human Microbiome Project, Nature 2012).

Хотя кишечник содержит наибольшее количество микробов, кожа является вторым по численности микробиологически населенным участком тела и играет уникальную роль в качестве барьера и иммунного интерфейса (Источник: Human Microbiome Project, Nature 2012).

Сколько микробов мы носим?

На самом деле на нас и в нас живут триллионы микроорганизмов, и оценки их количества по сравнению с человеческими клетками были пересмотрены в последние годы; микробы и человеческие клетки существуют примерно в одном порядке величины, что означает, что микробиом представляет собой значительную часть нашего биологического состава (Источник: Sender et al., PLOS Biology 2016).

Поскольку микробные сообщества так обильны и тесно связаны с нашей физиологией, изменения в микробиоме могут иметь значительное влияние на здоровье — особенно на кожу, которая является нашей первой линией защиты от внешнего мира.

Мы теряем разнообразие микробов на коже — что это значит

Исследователи бьют тревогу, что микробиом человеческой кожи испытывает резкое снижение разнообразия — явление, описываемое как катастрофическая потеря биоразнообразия на коже. Считается, что этот тренд вызван сочетанием факторов современного образа жизни, включая широкое использование антибиотиков в пище, западную диету и уменьшение контакта с природной средой (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Потеря микробного разнообразия важна, потому что здоровая кожа, как правило, содержит широкий спектр организмов, в то время как больная кожа часто доминируется меньшим количеством видов. Более низкое биоразнообразие связано с уменьшенной устойчивостью к патогенам и изменением иммунного сигнала (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Как ученые изучают микробиом кожи

Достижения в методах на основе ДНК изменили наше понимание микробов кожи. В частности, метагеномное секвенирование методом шотгана — которое считывает все генетические материалы в образце, а не только один ген — позволило исследователям обнаруживать мелкие изменения в том, кто присутствует на коже и что они способны делать (Источник: Human Microbiome Project, Nature 2012; Quince et al., Nature Reviews Microbiology 2017).

Эта работа по секвенированию показала, что такие факторы, как кожное масло (себум) и пот, формируют, какие микробы процветают на разных частях тела, и выявила ранее нераспознанные организмы и функции, которые стандартные методы культуры пропустили (Источник: Human Microbiome Project, Nature 2012).

Когда микробный баланс нарушается — объяснение дисбиоза

Термин дисбиоз описывает нездоровый сдвиг в микробном сообществе. На коже это может проявляться как потеря общего разнообразия, увеличение количества патогенных организмов или исчезновение полезных микробов, которые обычно сдерживают оппортунистов.

Одной из практических проблем является то, что нет единого, общепринятого определения «нормального» микробиома кожи для разных людей, возрастов и условий — что делает диагностику и лечение дисбиоза более сложными, чем, например, лечение одного инфекционного организма (Источник: Human Microbiome Project, Nature 2012).

Доказательства потери биоразнообразия в развитых обществах

Сравнительные исследования показывают, что люди в индустриализированных, городских условиях имеют значительно сниженное разнообразие микробов на коже по сравнению с людьми, живущими в сельских или коренных условиях — с сообщаемыми сокращениями биоразнообразия, варьирующими от примерно 30% до 84% (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Исследователи указывают на сочетание факторов: широкое использование мыла, моющих средств, бытовых чистящих средств, загрязнение, увеличение воздействия антибиотиков и определенные выборы образа жизни, которые ограничивают контакт с разнообразными микробами окружающей среды (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Ежедневные продукты, изменения pH и микробиом

Многие коммерческие формулы для ухода за кожей являются кислыми (около pH 5), в то время как традиционные мыла и многие моющие средства более щелочные. Эти различия в pH изменяют среду на поверхности кожи и могут повлиять на то, какие микробы могут процветать (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Некоторые исследователи предполагают, что взрыв в количестве очищающих и ухаживающих средств за кожей за последние десятилетия может быть связан с ростом случаев воспалительных кожных заболеваний. Например, исторические данные из Великобритании указывают на резкое увеличение случаев экземы с середины 20-го века до недавних десятилетий — тренд, который некоторые аналитики связывают с изменениями в гигиене и использовании продуктов (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Дисбиоз при распространенных кожных заболеваниях

Нарушенный микробиом кожи является постоянной характеристикой многих дерматологических расстройств, включая акне, атопический дерматит (часто называемый экземой), себорейный дерматит, тинеа педис, розацеа, псориаз и гидраденит суппуративный (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784; Byrd et al., Nature Reviews Microbiology 2018).

В некоторых случаях раннее воздействие антибиотиков было связано с последующим развитием таких состояний, как атопический дерматит, возможно, через долгосрочные изменения в микробных сообществах (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Дисбиоз кожи и болезни всего организма: связи между кишечником, кожей и мозгом

Собираются доказательства того, что дисбаланс микробов на коже часто происходит одновременно с изменениями в микробиоме кишечника, и что эти две системы могут влиять друг на друга через иммунные и метаболические пути (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Помимо кожных симптомов, дисбиоз был предварительно связан с более широкими проблемами со здоровьем, включая сердечно-сосудистые заболевания, диабет и даже нейропсихиатрические и нейродегенеративные состояния, такие как шизофрения, болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера в новых исследованиях — область, которая остается под активным изучением и обсуждением (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Микробное разнообразие может быть важнее, чем отдельные патогены

В некоторых кожных заболеваниях улучшение, похоже, происходит не только от уничтожения одного микроба, но и от восстановления более сбалансированного, биоразнообразного сообщества. Например, некоторые исследователи подозревают, что улучшение симптомов атопического дерматита коррелирует с увеличением разнообразия микробиома кожи, а не только с уменьшением количества Staphylococcus aureus (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Это смещает акцент лечения с чисто антимикробных подходов на стратегии, которые поддерживают устойчивую микробную экосистему на коже.

Грибы, воспаление и возможные связи с нейродегенерацией

Дрожжи Malassezia являются нормальными обитателями жирных участков кожи, но когда они чрезмерно размножаются, это может вызвать хроническое низкосортное воспаление, такое как себорейный дерматит.

Некоторые исследователи высказывают предположение, что постоянное кожное воспаление, вызванное такими организмами, как Malassezia, может играть роль, прямо или косвенно, в нейродегенеративных процессах — провокационная гипотеза, учитывая хорошо задокументированную высокую распространенность себорейного дерматита у людей с болезнью Паркинсона (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Микробиом как первая защита кожи

Микробное разнообразие действует как живой щит: богатое сообщество микробов может помочь предотвратить колонизацию вредными организмами и модулировать местные иммунные реакции, которые сдерживают воспаление.

Из-за этого многие клиницисты теперь рассматривают микробиом как первую линию защиты кожи и исследуют способы поддержки и восстановления здоровых микробных сообществ, а не просто уничтожения микробов без разбора (Источник: Byrd et al., Nature Reviews Microbiology 2018; Human Microbiome Project, Nature 2012).

Терапии на горизонте: пробиотики, пребиотики и уход с учетом микробиома

Топические пробиотики и другие подходы, нацеленные на микробиом, вызвали как восторг, так и споры в дерматологии. Ранние исследования и анекдотические отчеты показывают многообещающие результаты для лечения хронических, устойчивых к лечению кожных заболеваний, но эта область все еще молода, и строгие клинические доказательства ограничены (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Дерматологи все чаще включают науку о микробиоме в практику, выбирая терапии, которые минимизируют ненужные нарушения микробного разнообразия, и рассматривают стратегии, которые восстанавливают полезные организмы, когда это возможно (Источник: Byrd et al., Nature Reviews Microbiology 2018).

Где специалисты вписываются

Как специалисты, управляющие сложными кожными состояниями, дерматологи часто находятся на переднем крае интерпретации исследований микробиома и их применения в уходе за пациентами.

Коррекция дисбиоза — будь то путем изменения топических продуктов, ограничения ненужных антибиотиков или изучения целевых микробиомных терапий — стала частью терапевтического разговора в современной дерматологии (Источник: Byrd et al., Nature Reviews Microbiology 2018; Wallen-Russell et al., Microorganisms DOI:10.3390/microorganisms11112784).

Автор

Зои Диана Дрейлос, доктор медицинских наук, член клинического факультета кафедры дерматологии Медицинской школы Университета Дьюка и президент Dermatology Consulting Services, внесла клиническую перспективу в эти темы.

Источники

1. Wallen-Russell C, Pearlman N, Wallen-Russell S, Cretoiu D, Thompson DC, Voinea SC. «Катастрофическая потеря биоразнообразия в окружающей среде воспроизводится на микробиоме кожи: является ли это основным фактором эпидемии хронических заболеваний?» Microorganisms. doi:10.3390/microorganisms11112784 (Источник: Wallen-Russell et al., Microorganisms)
2. Human Microbiome Project Consortium. «Структура, функция и разнообразие здорового человеческого микробиома.» Nature. 2012. (Источник: Human Microbiome Project, Nature 2012)
3. Sender R, Fuchs S, Milo R. «Пересмотренные оценки количества человеческих и бактериальных клеток в организме.» PLOS Biology. 2016. (Источник: Sender et al., PLOS Biology 2016)
4. Byrd AL, Belkaid Y, Segre JA. «Микробиом человеческой кожи.» Nature Reviews Microbiology. 2018. (Источник: Byrd et al., Nat Rev Microbiol 2018)
5. Quince C, Walker AW, Simpson JT, Loman NJ, Segata N. «Метагеномика методом шотгана: от отбора до анализа.» Nature Reviews Microbiology. 2017. (Источник: Quince et al., Nat Rev Microbiol 2017)