Артем Благодатский

Артем Благодатский

  • Home
  • Pages
  • Микробиом и старение кожи

Микробиом и старение кожи

Кожа

Кожа человека населена большим и разнообразным сообществом как бактерий, так и грибков и архей, которые способствуют защите от вторжения внешних патогенов и взаимодействуют с адаптивной иммунной системой, обучая её распознавать антигены1 2. Состав микробиома кожи в первую очередь зависит от физиологии её конкретного участка: например, на сальных участках обычно преобладают представители Propionibacterium, тогда как влажные участки, такие как стопы и локтевой сгиб, обычно заселены Staphylococcus и Corynebacterium3 4. Это связано с тем, что микробы, населяющие кожу, подвергаются отбору на основе их способности использовать ресурсы, присутствующие в поте, кожном сале и остатках мертвых клеток кожи из самого внешнего слоя эпидермиса человека5.

Поскольку кожа — это открытая среда обитания, было бы естественно думать о составе ее микробиома как о гораздо менее стабильном, чем в более защищенных средах (таких, как экосистема кишечника или влагалища). Однако длительные исследования показали, что состав микробиома кожи весьма стабилен, особенно на участках, богатых сальными железами, например, на лбу6. Эксперименты на людях разного возраста выявили, что микробиом кожи человека стабилизируется примерно в возрасте трех лет, однако подвергается резкой перестройке в период полового созревания, когда изменение концентрации гормонов стимулирует выработку кожного сала7. Возрастные изменения микробиома кожи интересны ученым из-за многих кожных заболеваний, связанных с пубертатным периодом, а также из-за разницы в склонности к атопии (экземе) кожи детей и взрослых2.

Известно, что микробиом кожи относительно стабилен в среднесрочной перспективе6. Однако структура и физиология микробиома кожи у пожилых людей все же меняются одновременно с нарушением клеточного метаболизма, старением иммунной системы и вариациями гормонального фона8. Какие именно изменения будут происходить в структуре микробиома кожи также зависит от образа жизни человека (кумулятивное воздействие УФ-излучения, курение) и уровня экологии окружающей его среды9. Все вместе эти факторы обычно приводят к снижению потоотделения, выработки кожного сала и нарушению иммунного гомеостаза, что изменяет физиологию кожи (например, рН и липидный состав). Все это в конечном итоге влияет на состав микробиома кожи4.

Как микробиом изменяется со временем?

На данный момент исследований, посвященных микробиому кожи у пожилых людей, проведено не очень много, и в основном число их участников довольно ограничено. В 2015 году исследования сельского и городского населения Шанхая (Китай), показали, что старение влияет на состав микробиома кожи в меньшей мере, чем факт проживания в сельской или городской местности10. Однако уже в 2019 году канадские ученые взяли образцы у 495 человек разного происхождения на четырех участках кожи и во рту и сочли старение четвертым по важности фактором, влияющим на изменение микробиома кожи после образа жизни, физиологии, демографических особенностей и пигментации11.

Действительно, старение связано со многими изменениями свойств кожи, такими, как появление пятен и морщин, измененная активность сальных желез и выработка кожных соединений, которые изменяют среду обитания кожных микроорганизмов12.
В нескольких работах описано изменение видового состава бактерий на образцах кожи у пожилых людей по сравнению с молодыми13. Так, исследование на популяции японских женщин, проведённое в 2017 году Шибагаки с коллегами14, выявило 38 различных видов бактерий, в том числе многие бактерии полости рта, которые значительно различались между двумя возрастными группами в зависимости от локализации на коже. Было показано снижение относительной численности доминирующего кожного рода Cutibacterium в микробиоте щек, предплечий и лба у пожилых людей; повышенная доля Corynebacterium у пожилых людей на щеках и лбу и повышенная доля Acinetobacter на коже головы в у пожилых женщин15. В другом исследовании была проанализирована микробиота кожи лба у 34 здоровых западноевропейских женщин. Наблюдалось увеличение популяции протеобактерий и уменьшение популяций актинобактерий на коже пожилых женщин. В пределах последнего типа наблюдалось значительное увеличение относительной численности Corynebacterium и снижение относительной численности Cutibacterium. Стоит отметить также и исследование бактериального состава кожи тридцати здоровых тайских женщин в возрасте от 19 до 57 лет: они показали, что Planctomycetes и Nitrospirae более распространены на коже у подростков, чем у пожилых людей16.

Японские учёные сосредоточились на небольшой популяции здоровых японских женщин: помимо того, что они выявили ряд видов бактерий, которые имели разную численность у пожилых и молодых женщин, авторы предоставили доказательства того, что возрастные изменения в микробиоме кожи зависят от конкретного ее участка. На лбу, щеках и предплечьях авторы заметили возрастное снижение численности Propionibacterium, предположительно связанное со снижением активности сальных желез, что типично для пожилого возраста13.

В другом исследовании учёные проанализировали микробиоту кожи лба тридцати четырех здоровых западно-европейских женщин. Они наблюдали увеличение численности популяции протеобактерий и уменьшение численности популяции актинобактерий на старой коже. В пределах последнего типа наблюдалось значительное увеличение относительной численности Corynebacterium и снижение таковой Cutibacterium14.

Аналогичные результаты были получены и для группы пожилых жителей Сардинии (Италия). У тамошних долгожителей содержание Propionibacterium в микробиомах кожи лба и ладоней уменьшается с возрастом, а процентное содержание бактерий других родов (например, Prevotella, Rothia и Veillonella) наоборот, возрастает17. В последней работе исследователи также принимали во внимание изменения эукариотической популяции микробиома кожи наряду с бактериальной: оказалось, что популяция кожных грибков, по-видимому, менее подвержена влиянию возраста, при этом грибок Malassezia постоянно доминирует на различных участках кожи17. Напротив, было продемонстрировано, что старение значительно влияет на пропорцию численности архей в микробиоме кожи, которая увеличивается с возрастом в связи с меньшим количеством кожного сала и пониженной влажностью пожилой кожи. Исследования менее распространенных комменсальных микроорганизмов показали, что распространенность клещей Demodex на коже положительно коррелирует со старением и достигает 95% у людей старше 71 года18. Для архей же показана большая распространенность у людей старше 60 лет по сравнению с людьми среднего возраста19.

Ещё одно исследование фокусировалось не только на возрастном изменении состава кожной микрофлоры, но и на изменении активности различных метаболических путей микроорганизмов, влияющих на состояние кожи20. Это исследование было первым, в котором систематически описано все разнообразие возрастных бактериальных и грибковых профилей кожи (от детей до пожилых людей). В связи с изменением индивидуальных резидентных состояний микробиомов кожи при старении в разных возрастных группах ученые представили специфические возрастные микробные составы и определили специфические для стареющей кожи доминирующие виды микробов.

Важно понимать, что возрастные микробные факторы скорее всего влияют на целостность кожного иммунного и анти-УФ-барьера, биосинтез и метаболизм возрастных функциональных веществ, а также долгосрочную воспалительную стимуляцию для дальнейшего регулирования кожи, процессы внутреннего старения и фотостарения. То есть старение нашего кожного микробиома напрямую влияет на состояние и старение самой кожи.

Говоря об изменении кожного микробиома в процессе старения, можно утверждать, что содержание микроорганизмов большинства родов на различных областях кожи имеет с возрастом тенденцию к увеличению численности, в то время как содержание Propionibacterium повсеместно снижается (Табл. 1).

Таблица 1. Изменение в составе микрофлоры с возрастом для разных бактериальных таксонов на различных областях кожи.

Роды бактерий на кожеЛицоЛобЩекиПредплечьяЛадониПупокТуловище
Propionibacterium↓↓↓↓
Staphylococcus
Corynebacterium↑
Cutibacterium↓
Prevotella↑↑
Rothia↑↑
Planctomycetes↑
Nitrospirae↑
Veillonella↑↑
грибок (Malassezia)↑↑↑
археи (Thaumarchaeota)↑
Артем Благодатский

Артем Благодатский

Читайте также

SKIN REASSEMBLING

Восстановление структурной организации кожи

Подробнее

Напишите нам

  1. Belkaid, Y., & Segre, J. A. (2014). Dialogue between skin microbiota and immunity. Science (New York, N.Y.), 346(6212), 954–959. https://doi.org/10.1126/science.1260144[↩]
  2. Byrd, A. L., Belkaid, Y., & Segre, J. A. (2018). The human skin microbiome. Nature reviews. Microbiology, 16(3), 143–155. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.157[↩][↩]
  3. Grice, E. A., Kong, H. H., Conlan, S., Deming, C. B., Davis, J., Young, A. C., NISC Comparative Sequencing Program, Bouffard, G. G., Blakesley, R. W., Murray, P. R., Green, E. D., Turner, M. L., & Segre, J. A. (2009). Topographical and temporal diversity of the human skin microbiome. Science (New York, N.Y.), 324(5931), 1190–1192. https://doi.org/10.1126/science.1171700[↩]
  4. Grice, E. A., & Segre, J. A. (2011). The skin microbiome. Nature reviews. Microbiology, 9(4), 244–253. https://doi.org/10.1038/nrmicro2537[↩][↩]
  5. Santoro, A., Zhao, J., Wu, L., Carru, C., Biagi, E., & Franceschi, C. (2020). Microbiomes other than the gut: inflammaging and age-related diseases. Seminars in immunopathology, 42(5), 589–605. https://doi.org/10.1007/s00281-020-00814-z[↩]
  6. Oh, J., Byrd, A. L., Park, M., NISC Comparative Sequencing Program, Kong, H. H., & Segre, J. A. (2016). Temporal Stability of the Human Skin Microbiome. Cell, 165(4), 854–866. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.04.008[↩][↩]
  7. Oh, J., Conlan, S., Polley, E. C., Segre, J. A., & Kong, H. H. (2012). Shifts in human skin and nares microbiota of healthy children and adults. Genome medicine, 4(10), 77. https://doi.org/10.1186/gm378[↩]
  8. Makrantonaki, E., & Zouboulis, C. C. (2007). Molecular mechanisms of skin aging: state of the art. Annals of the New York Academy of Sciences, 1119, 40–50. https://doi.org/10.1196/annals.1404.027[↩]
  9. Chambers, E. S., & Vukmanovic-Stejic, M. (2020). Skin barrier immunity and ageing. Immunology, 160(2), 116–125. https://doi.org/10.1111/imm.13152[↩]
  10. Dimitriu, P. A., Iker, B., Malik, K., Leung, H., Mohn, W. W., & Hillebrand, G. G. (2019). New Insights into the Intrinsic and Extrinsic Factors That Shape the Human Skin Microbiome. mBio, 10(4), e00839-19. https://doi.org/10.1128/mBio.00839-19[↩]
  11. Bonté, F., Girard, D., Archambault, J. C., & Desmoulière, A. (2019). Skin Changes During Ageing. Sub-cellular biochemistry, 91, 249–280. https://doi.org/10.1007/978-981-13-3681-2_10[↩]
  12. Boxberger, M., Cenizo, V., Cassir, N., & La Scola, B. (2021). Challenges in exploring and manipulating the human skin microbiome. Microbiome, 9(1), 125. https://doi.org/10.1186/s40168-021-01062-5[↩]
  13. Shibagaki, N., Suda, W., Clavaud, C., Bastien, P., Takayasu, L., Iioka, E., Kurokawa, R., Yamashita, N., Hattori, Y., Shindo, C., Breton, L., & Hattori, M. (2017). Aging-related changes in the diversity of women’s skin microbiomes associated with oral bacteria. Scientific reports, 7(1), 10567. https://doi.org/10.1038/s41598-017-10834-9[↩][↩]
  14. Jugé, R., Rouaud-Tinguely, P., Breugnot, J., Servaes, K., Grimaldi, C., Roth, M. P., Coppin, H., & Closs, B. (2018). Shift in skin microbiota of Western European women across aging. Journal of applied microbiology, 125(3), 907–916. https://doi.org/10.1111/jam.13929[↩][↩]
  15. Somboonna, N., Wilantho, A., Srisuttiyakorn, C., Assawamakin, A., & Tongsima, S. (2017). Bacterial communities on facial skin of teenage and elderly Thai females. Archives of microbiology, 199(7), 1035–1042. https://doi.org/10.1007/s00203-017-1375-0[↩]
  16. Ying, S., Zeng, D. N., Chi, L., Tan, Y., Galzote, C., Cardona, C., Lax, S., Gilbert, J., & Quan, Z. X. (2015). The Influence of Age and Gender on Skin-Associated Microbial Communities in Urban and Rural Human Populations. PloS one, 10(10), e0141842. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0141842[↩]
  17. Wu, L., Zeng, T., Deligios, M., Milanesi, L., Langille, M., Zinellu, A., Rubino, S., Carru, C., & Kelvin, D. J. (2020). Age-Related Variation of Bacterial and Fungal Communities in Different Body Habitats across the Young, Elderly, and Centenarians in Sardinia. mSphere, 5(1), e00558-19. https://doi.org/10.1128/mSphere.00558-19[↩][↩]
  18. Jacob, S., VanDaele, M. A., & Brown, J. N. (2019). Treatment of Demodex-associated inflammatory skin conditions: A systematic review. Dermatologic therapy, 32(6), e13103. https://doi.org/10.1111/dth.13103[↩]
  19. Moissl-Eichinger, C., Probst, A. J., Birarda, G., Auerbach, A., Koskinen, K., Wolf, P., & Holman, H. N. (2017). Human age and skin physiology shape diversity and abundance of Archaea on skin. Scientific reports, 7(1), 4039. https://doi.org/10.1038/s41598-017-04197-4[↩]
  20. Li, Z., Bai, X., Peng, T., Yi, X., Luo, L., Yang, J., Liu, J., Wang, Y., He, T., Wang, X., Zhu, H., Wang, H., Tao, K., Zheng, Z., Su, L., & Hu, D. (2020). New Insights Into the Skin Microbial Communities and Skin Aging. Frontiers in microbiology, 11, 565549. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.565549[↩]