Потенциал кожного микробиома
Микробиом — совокупность микроорганизмов, находящихся в симбиозе с хозяином. Микробы участвуют во всех процессах человеческого организма, влияют на нашу соматику, психику и поведение. Различают микробиом кишечника, легких, кожи и другие.
Лучше прочих изучен микробиом кишечника, где обитает исключительно разнообразная армия микроорганизмов. Микробиом кожи, напротив, исследован в меньшей степени, что во многом связано с недооценкой его потенциала.
На протяжении многих лет считалось, что площадь кожи, на которой обитают микробы, составляет 2 м². Площадь кишечника в 15 раз больше. Исходя из этого логично предположить, что микробиом кишечника гораздо более многочисленный, чем микробиом кожи. Но исследования последнего десятилетия это опровергают.
Микробы обитают не только на поверхности кожи, но и на других ее участках, включая эпителий волосяных фолликулов, потовых и сальных желез. В итоге общая площадь обитания кожного микробиома составляет не 2 м², как считалось раньше, а около 30 м², что сопоставимо с площадью кишечника. Разнообразие кожного микробиома может быть даже выше, чем кишечной микрофлоры.
Микробиом кожи состоит из двух основных групп. Во-первых, резидентные микробы (комменсалы), которые обитают на коже постоянно. Во-вторых, временные обитатели, проживающие на коже от несколько часов до нескольких дней в зависимости от окружающей среды. Если кожа здорова, обе эти группы микроорганизмов непатогенны.
Комменсалы микробиома кожи выполняет множество важных функций:
- Вырабатывают антимикробные вещества, которые не дают патогенам создавать биопленку — матрикс из белков, полисахаридов и других веществ, защищающий микробов от антибиотиков и атак иммунной системы.
- Участвуют в образовании транс-урокановой кислоты, обладающей солнцезащитным эффектом.
- Стимулирует клеточные процессы, способствующие заживлению ран.
- Синтезирует полезные продукты, усиливающие иммунитет.
- Вырабатывают вещества, защищающие кожу от онкологии.
Кожный микробиом влияет на экспрессию 2820 генов, что доказывает его огромный потенциал. Исследования с участием животных, лишенных микробов, показали ключевую роль комменсалов кожи в иммунологических и физиологических реакциях.
Здоровый микробиом кожи мирно соседствует со своим хозяином и приносит ему много пользы.
Стресс и неправильное поведение хозяина могут привести к гибели некоторых видов микробов, а также превратить комменсалов в патогены. В этом случае микробиом становится агрессивным, что провоцирует развитие дерматозов.
Нарушения микробиома при дерматозах
Одна из причин дерматозов — снижение разнообразия кожного микробиома. Например, при атопическом дерматите на пораженных участках кожи обитает гораздо меньше видов микробов, чем на здоровых.
Кроме того, при атопическом дерматите нарушается функциональный состав микробиома кожи: увеличивается численность эпидермального и золотистого стафилококка. Последний считается главным виновником заболевания.
Обычно стафилококки относятся к комменсалам и существуют на кожном покрове, не вызывая заболеваний. Однако при чрезмерной колонизации кожи они становятся потенциально опасны и провоцируют воспаление.
Активно изучается модификация кожной микробиоты при акне. Главные провокаторы угревой сыпи — бактерии Propionibacterium acnes. Этих бактерий много на коже любого человека. В сальных железах, где формируются угри, на долю P. acnes приходится 90% микробиома.
P. acnes важны для здоровья кожи: они синтезируют свободные жирные кислоты, которые поддерживают низкий рН кожи, и подавляют размножение золотистого стафилококка и стрептококка. Однако существует много штаммов P. acnes. На коже с угрями обнаруживаются такие штаммы, которых на здоровой коже нет. Они продуцируют много провоспалительных молекул, вызывающих воспаление в кератиноцитах.
Кроме акне и атопического дерматита, дисбиоз кожи наблюдается и при других кожных заболеваниях: псориазе, розацеа, себорейном дерматите.
Детерминанты дисбиоза кожи
Генетика
На здоровье микробиома кожи во многом влияют генетические факторы. Мутации генов белков, участвующих в формировании внешнего слоя эпидермиса, провоцируют снижение барьерной функции кожи и ее колонизацию патогенами. У людей с этими мутациями кожа гиперчувствительная, склонная к сухости, воспалительным реакциям, развитию дерматозов. Дефект гена филаггрина считается фактором риска атопического дерматита.
Нарушение состава кишечного микробиома
Существует ось кишечник—кожа — взаимосвязь между кишечными бактериями и кожным микробиомом. От иммунологической и метаболической активности кишечных микроорганизмов напрямую зависит состояние кожи.
Даже незначительные изменения в одном бактериальном виде кишечной микробиоты могут спровоцировать воспалительную кожную реакцию и создать благоприятную почву для развития акне, атопического дерматита и других заболеваний.
При дисбиозе ЖКТ нарушается целостность кишечного барьера: через кровоток в различные органы, включая кожу, попадают кишечных патогены и их токсины, вызывающие воспаление.
Один из провокаторов дисбиоза кишечника — западная диета с высоким содержанием жиров, которая снижает разнообразие кишечного микробиома и поощряет его вырабатывать эндотоксины. Избыток жиров в рационе вызывает воспаление кишечника, которое затем проявляется и на коже.
Злоупотребление антибиотиками
При бактериальных осложнениях антибиотики — первая линия лечения, однако многие закидывают их в себя при первых же признаках любой реальной или воображаемой инфекционной угрозы. Это приводит к гибели полезных кишечных бактерий, что отражается и на состоянии кожи.
Увлеченность человечества антибиотиками привела к тому, что гены резистентности стали главным аксессуаром любого уважающего себя патогена. К бактериям, устойчивым к антибиотикам, относятся стафилококки и P. acnes. Устойчивость последних к некоторым антибактериальным препаратам превышает 50%. Если человек злоупотребляет антибиотиками (как оральными, так и топическими), то проблема масштабируется. Например, 4-месячное применение топических препаратов с активным веществом «клиндамицин» для лечения акне увеличивает количество резистентных P. acnes в 16 раз. После окончания приема антибиотиков устойчивые к ним бактерии долгое время сохраняются в кожном микробиоме, что приводит к повторному появлению угрей.
Избыток ультрафиолета
Интересный эксперимент, касающийся изменения кожной микробиоты под воздействием ультрафиолета, провели ученые Алабамского университета. Они изучили влияние ультрафиолета A и B на микробиом кожи у людей с фототипами I и II по Фитцпатрику. С кожи спины добровольцев без дерматозов были взяты мазки до воздействия ультрафиолета, сразу после него и через 24 часа.
Секвенировали ДНК микробов, содержащихся в мазках, показало: ультрафиолет А и В оказывает негативное влияние на микробиом кожи и эти изменения сохраняются на протяжении 24 часов. В частности, УФ-облучение снижало количество лактобацилл, которые поддерживают гомеостаз микробиома кожи, защищают ее от фотостарения и воспаления.
Недостаток витамина А
Витамин А играет ключевую роль в поддержании здоровья кожи и ее микробиома. От содержания этого нутриента в организме зависит состояние кератиноцитов, а его недостаток повышает риск заболеваний, связанных с утолщением рогового слоя эпидермиса.
Витамин А влияет и на иммунную функцию кожи. Из-за его недостатка повышается восприимчивость кожи к патогенам, риск дерматозов, колонизации кожи золотистым стафилококком и атопического дерматита.
Пробиотики и пребиотики
В лечении и профилактике дерматозов применяются топические и оральные пробиотики и пребиотики. Пробиотической активностью обладают как живые микроорганизмы, так и убитые бактерии и их фрагменты. К пребиотикам относятся ферментированные компоненты, усиливающие изменения в микробиоме: олигосахариды, моно- и полисахариды, антиоксиданты, ненасыщенные жирные кислоты.
В профилактике дерматозов особенно нуждаются обладатели сухой и чувствительной кожи, у которых часто из-за нарушения синтеза церамидов возникает дисбиоз кожи, что способствует размножению на ней патогенов. Местные пробиотики и пребиотики устраняют эти нарушения. Например, 7-дневное применение косметических средств (ночной и дневной крем, пенка для умывания) с содержанием лизата лактобактерий и альфа-глюканового олигосахарида в 2,3 раза снижает колонизацию кожи патогенами. Через 28 дней применения этих средств в микробном пейзаже начинают доминировать комменсалы.
Топические пробиотики показывают эффективность при лечении некоторых дерматозов. При акне эффективны препараты с содержанием Enterococcus faecalis, Streptococcus salivarius, Streptococcus thermophilus. Эти бактерии устраняют возбудителей угревой сыпи. Streptococcus thermophilus также предотвращает обезвоженность кожи.
При атопическом дерматите помогают средства с Streptococcus thermophilus, Vitreoscilla filiformis, Lactiplantibacillus plantarum. Мазь с 5-процентным экстрактом Vitreoscilla filiformis значительно уменьшает экзему, вызванную атопическим дерматитом.
Оральные пробиотики положительно влияют как на кишечный, так и кожный микробиом. Они улучшают течение многих дерматологических заболеваний, что доказывает существование оси кишечник—кожа. Например, препараты с Lactobacillus paracas помогают в лечении перхоти и себорейного дерматита.
Лечебными свойствами при дерматозах обладают и оральные пребиотики. Например, пребиотики с содержанием галактоолигосахаридов (GOS) улучшают состояние кожи при атопическом дерматите и экземе. К природным источникам GOS относятся чечевица, нут, бобы.
Бутират натрия эффективен при псориазе и других заболеваниях, связанных с гиперпролиферацией кератиноцитов. Он влияет на ключевые клеточные процессы — дифференцировку, пролиферацию и апоптоз.
Диета
Способствуют оздоровлению кишечного и кожного микробиомов отказ от западной диеты, включение в рацион продуктов, богатых клетчаткой. Пищевые волокна служат кормом для кишечных микробов. Питающиеся ими бактерии выделяют короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК) — ацетат, пропионат, бутират. КЦЖК обладают множеством положительных эффектов, которые заметны и за пределами кишечника. Они снижают риск респираторных заболеваний, аллергии, артрита, улучшают белковый и углеводный обмен, а также влияют на кожу: снижают воспаление при дерматозах, препятствуют размножению на ней патогенов.
Так как недостаток витамина А повышает риск дерматозов, стоит включать в рацион продукты, богатые ретиноидами и их метаболическими предшественниками — каротиноидами. Первые содержатся в продуктах животного происхождения, особенно в печени морских рыб и млекопитающих. Каротиноидами богаты морковь, красный перец, зеленый лук, тыква и томаты.