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皮肤微生态(上)| 扒一扒在皮肤上安营扎寨的细菌们

发布时间:2018/11/19    浏览:1121次    编辑:广东新日生物科技有限公司

今年双十一又创新了记录,当天就“剁”了2135亿元,不知道大家在背后贡献了多少~~每一年总有不少小伙伴囤了各种沐浴乳洗发露护肤品化妆品,今天我们就来一个有趣的话题:皮肤微生态。


皮肤作为人体最大的器官,是我们抵御外界伤害的第一道防线,也是我们与外界环境接触的最大表面之一。什么是皮肤微生态?它对皮肤健康有什么影响?来,小板凳搬好~



皮肤上的微生态


地球是一个生态系统,相信大家都懂。实际上,皮肤也是一个由各类微生物和表面的组织、细胞及各种分泌物、微环境等共同组成的生态系统[1-7]


这套生态系统在我们出生时就形成[8],每平方厘米皮肤可容纳多达十亿个微生物群落[9],各种细菌、真菌、螨虫和病毒在上面安营扎寨[10]


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正如地球上不同的地貌造就不同的国家民族,皮肤微生物群落同样具有高度的多样性。不仅是个体与个体之间,在同一个体内,基于温度、水分、pH值、皮脂含量、紫外线照射等形成的各种微环境,都会产生不同数量的微生物[6]


举个栗子:


根据人体不同部位的生理特点,我们可以按皮肤类型把皮肤微生态划分为干性、油性和湿性3种。常见的干性部位(如前臂、手掌和臀部),油性部位(如前额、背部和鼻翼),潮湿部位(如鼻孔、腹股沟、腋窝和脚趾等)。


在这些部位中,不同微生物所占数量不一样。在干性部位占优势的是变形菌门,在油性部位占优势的是放线菌门,如棒杆菌科(Corynebacteriaceae)或丙酸杆菌科(Propionibacteriacea)。有意思的是,干燥和湿润的皮肤表面寄生的微生物种类比油性皮肤多,油性皮肤上的微生物种类比较一致。


皮肤上的微生物群落


美国国家癌症研究所高级研究员Heidi Kong和人类基因组研究所Julie Segre通过实验,说明了个体之间的皮肤微生态群落也有高度的差异性。


他们采集了一群人手上的微生物群落,发现平均每只手上有150种微生物,但只有5种会出现在每一只被检测的手掌上。同一个人的两只手上,只有17%的微生物种类是相同的[11]


惊不惊讶?神不神奇?细菌真菌等各种群体对于在皮肤哪里“买房定居”是有很强的偏好性和个体特异性。



在同一家庭中,相关个体或个体之间的微生物群落也有较高的相关性,一家人果然是“齐齐整整”。影响个体间可变性的因素包括宿主因素(例如种族[12]、年龄[13]、性别[14,15]),环境因素(例如湿度[16]、温度[16]、紫外线照射[17]),或行为因素(例如使用化妆品[18]或肥皂[11]等等)。这些因素塑造了一个人的皮肤微生物组,它对皮肤外观和健康有重要的影响。


皮肤上的微生物


摸清皮肤微生态的“大环境”后,接着有请居住在上面的重要成员出场——皮肤微生物。皮肤表面菌群可是有鄙视链的存在,通常分为常驻菌(有户口)和暂驻菌(没有户口)两类[19]


常驻菌是一群在健康皮肤上定居的微生物,包括葡萄球菌、棒状杆菌、丙酸杆菌、不动杆菌、马拉色菌、微球菌、肠杆菌及克雷伯杆菌等。


暂驻菌就是通过接触外界环境而获得的一类微生物,例如握个手,买个包,拿个手机...常见如金黄色葡萄球菌、溶血链球菌及肠球菌等,它们是引起皮肤感染的主要病原菌。(勤洗手还是有道理的)



虽然在皮肤上定居的微生物种类很多,但细菌仍是皮肤表面的优势菌,此外也存有少量真菌。从门水平上看,皮肤表面的细菌主要由4个菌门构成,分别是放线菌门、厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门。


皮肤表面优势菌门相对丰度


从属水平看,皮肤表面的细菌主要为棒状杆菌属、葡萄球菌属和丙酸杆菌属。这些细菌们在维护皮肤健康方面功不可没,我们可不要“谈菌色变”哦~


人体皮肤表面不同部位细菌优势菌属的分布


常驻菌的日常工作就是护我们皮肤周全,全力抵御病原菌的入侵


例如:


①常驻菌可以通过调控皮肤角质形成细胞表达抗菌肽来抵御外界病原菌在皮肤表面的生长。②常驻菌也可直接分泌抗菌肽抑制病原菌定植。③常驻菌可分解角质细胞的碎屑或脂质,维持表皮的酸性环境,有效地抵御外界病原菌的入侵。④常驻菌除了发酵产生抑制病原菌的活性物质外,还可间接调节机体免疫反应。

上面看不懂?没关系~~皮肤微生物群落的多样性与皮肤健康息息相关,this is the point。与健康个体相比,皮肤受损的患者具有较低的微生物多样性[25,26]


与农村或偏远地区的人口相比,城市居民的微生物多样性要低得多[18]。这很可能是因为城市人群中抗生素的高使用率有关(至少是强相关性),使皮肤过敏和其他皮肤问题的发生率同时上升。与此同时,来自偏远地区的研究——例如,在南美洲,发现了大规模微生物多样性的微生物群落[28]表明随着时间的推移,城市居民的微生物多样性将会减少。

设想一下,当我们的皮肤微生态遭到破坏会如何?外用产品的使用又会如何影响皮肤微生态?皮肤微生态又带给护肤品哪些新趋势?我们将在下篇一起解答~


部分参考文献


1. C Huttenhower et al, Structure, function and diversity of the healthy human microbiome, Nature 486(7402) 207–214 (2012)


2. WR Wikoff, AT Anfora, J Liu et al, Metabolomics analysis reveals large effects of gut microflora on mammalian blood metabolites, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106(10) 3698–3703 (2009)


3. NH Salzman, K Hung, D Haribhai et al, Enteric defensins are essential regulators of intestinal microbial ecology, Nat Immunol 11(1) 76–82 (2010)


4.  AL Kau, PP Ahern, NW Griffin, AL Goodman and JI Gordon, Human nutrition, the gut microbiome and the immune system, Nature 474(7351) 327–336 (2011)


5. J Ravel, P Gajer, Z Abdo et al, Vaginal microbiome of reproductive-age women, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108 suppl 1 4680–4687 (2011)


6. EA Grice and JA Segre, The skin microbiome, Nature Reviews Microbiology 9(4) 244–253 (2011)


7. R Diaz Heijtz, S Wang, F Anuar et al, Normal gut microbiota modulates brain development and behavior, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108(7) 3047–3052 (2011)


8. MG Dominguez-Bello, EK Costello, M Contreras et al, Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107(26) 11971–11975 (2010)


9.LS Weyrich, S Dixit, AG Farrer and AJ Cooper, The skin microbiome: Associations between altered microbial communities and disease, The Australasian Journal of Dermatology (2015)


10.J Oh, AL Byrd, C Deming, S Conlan, HH Kong and JA Segre, Biogeography and individuality shape function in the human skin metagenome, Nature514(7520) 59–64 (2014)


11.NFierer, M Hamady, CL Lauber and R Knight, The influence of sex, handedness andwashing on the diversity of hand surface bacteria, Proceedings of the National Academy of Sciences of the UnitedStates of America 105(46) 17994–17999 (2008)


12.SMukherjee, R Mitra, A Maitra et al, Sebum and hydration levels in specificregions of human face significantly predict the nature and diversity of facialskin microbiome, Scientific Reports 6 36062(2016)


13. DASomerville, The normal flora of the skin in different age groups, Brit J Derm 81(4) 248–258 (1969)


14. RRMarples, Sex, constancy and skin bacteria, Arch Derm Res 272(3-4)317-320 (1982)

15.PUGiacomoni, T Mammone and M Teri, Gender-linked differences in human skin, J Derm Sci 55(3) 144-149 (2009)


16..MEMcBride, WC Duncan and JM Knox, The environment and the microbial ecology ofhuman skin, Applied and Environmental Microbiology 33(3)603-608 (1977)


17. JFaergemann and O Larko, The effect of UV light on human skinmicroorganisms, Acta Dermato-venereologica 67(1)69-72 (1987)


18.CWallen-Russell and S Wallen-Russell, Meta analysis of skin microbiome: New linkbetween skin microbiota diversity and skin health with proposal to use this asa future mechanism to determine whether cosmetic products damage theskin, Cosmetics 4(2) 14 (2017)


19.HEBaldwin, ND Bhatia, A Friedman, RM Eng and S Seite, The role of cutaneousmicrobiota harmony in maintaining a functional skin barrier, J Drugs in Dermatology 16(1) 12-18 (2017)


20.YBelkaid and S Tamoutounour, The influence of skin microorganisms on cutaneousimmunity, Nature Reviews Immunology 16(6)353–366 (2016)


21.S Naik,N Bouladoux, JL Linehan et al, Commensal-dendritic-cell interaction specifies aunique protective skin immune signature, Nature 520(7545)104–108 (2015)


22.Y Lai,A Di Nardo, T Nakatsuji et al, Commensal bacteria regulate Toll-like receptor3-dependent inflammation after skin injury, Nature Medicine15(12)1377–1382 (2009)


23.S Naik,N Bouladoux, C Wilhelm et al, Compartmentalized control of skin immunity byresident commensals, Science 337(6098)1115–1119 (2012)


24.SSugimoto, T Iwamoto, K Takada et al, Staphylococcus epidermidis Esp degradesspecific proteins associated with Staphylococcus aureus biofilm formation andhost-pathogen interaction, J Bacteriology 195(8)1645–1655 (2013)


25.VGontcharova, E Youn, Y Sun, RD Wolcott and SE Dowd, A comparison of bacterialcomposition in diabetic ulcers and contralateral intact skin, The Open Microbiology Journal 4 8–19 (2010)


26.SEDowd, Y Sun, PR Secor et al, Survey of bacterial diversity in chronic woundsusing pyrosequencing, DGGE and full ribosome shotgun sequencing, BMC Microbiology 8 43 (2008)


27.BTaylor, J Wadsworth, M Wadsworth and C Peckham, Changes in the reportedprevalence of childhood eczema since the 1939-45 war, Lancet2(8414) 1255–1257 (1984)


28.JCClemente, EC Pehrsson, MJ Blaser et al, The microbiome of uncontactedAmerindians, Science Advances 1(3) (2015)


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