Din aceeași categorie

Medic.ro

Medicul de familie în relaţia cu familia/aparţinătorii pacientului cu boala Alzheimer

Medic.ro

Medic 2.0 – avantaje şi dezavantaje în folosirea reţelelor sociale

Medic.ro

Arta, mijloc de comunicare şi dezvoltare

Introducere

Organismul uman este un ecosistem ce adăposteşte un univers microbian care constă în aproximativ 10 trilioane de celule umane, 100 de trilioane de bacterii, fungi şi protozoare cu o singură celulă (reprezentând mii de specii diferite) şi 1.000 de trilioane de virusuri. Întreaga colecţie de microorganisme dintr-un anumit situs al organismului este numită microbiom. Dacă microbiomul intestinal reprezintă colecţia de microorganisme din intestin (care reprezintă cea mai mare colecţie microbiană), în mod similar, microbiomul pielii este reprezentat de toate microorganismele prezente la nivelul pielii. Termenul „microbiotă” este, de asemenea, folosit pentru a descrie aceste microorganisme şi înseamnă în mod specific: „comunitatea ecologică a microorganismelor comensale, simbiotice şi patogene care poate exista literalmente în spaţiul nostru corporal”⁽¹⁾.

Pielea, cel mai mare organ al corpului uman, constă din mai multe straturi (epiderma, derma şi hipoderma) care, împreună, au un rol important în împiedicarea pă­trun­derii microorganismelor şi a toxinelor potenţiale şi în prevenirea infecţiei, controlând în acelaşi timp pierderea de apă şi nutrienţi. Deasupra epidermei există un strat apos şi lipidic ce contribuie la ecologia suprafeţei. În fruntea acestui proces de menţinere a homeostaziei se află bariera epidermică, cu principalul tip de celule – keratinocitele, care sunt primul participant activ la răspunsul imun al gazdei^(2,3).

Multă vreme s-a crezut că pielea ar fi doar o barieră fizică faţă de lumea exterioară. Însă cercetătorii es­ti­mea­ză că există un ţesut limfoid asociat pielii, lim­fo­citele existente pe piele fiind într-un raport de 1:1 cu microbii. Teoria este că aceste celule imune sunt capabile să comunice cu o mare parte din bacterii, dar şi cu ganglionii limfatici din corp. Aceşti ganglioni transportă semnale imune către restul sistemului imunitar şi ajută la determinarea răspunsului adecvat al organismului⁽⁴⁾. Pielea găzduieşte o varietate diversă şi complexă de funcţii imune înnăscute şi adaptative. În ciuda acestui sistem imunitar puternic prezent la nivelul barierei cutanate, pielea este colonizată de miliarde de microorganisme, care s-au adaptat la caracteristicile chimice şi fizice ale pielii şi care compun microbiota sau microbiomul pielii. După intestin, la nivelul pielii există cele mai multe microorganisme. Similar cu microbiota intestinală, microorganismele pielii, de o imensă varietate, au roluri esenţiale în protecţia împotriva agenţilor patogeni invadatori, în educarea sistemului nostru imunitar şi în descompunerea produselor naturale^(5-8).

Microorganismele care colonizează pielea au pre­zen­tat un interes crescut pentru dermatologi şi mi­cro­biologi încă cu mult timp în urmă. Cunoştinţele noas­tre despre aceste microorganisme s-au acumulat până de curând prin studii bazate pe metoda culturii. Oda­tă cu apariţia şi dezvoltarea metodelor moleculare, s-a constatat că pielea găzduieşte o varietate mult mai mare de microorganisme, considerate în general drept colonizatoare ale pielii.

Compoziţia microbiomului pielii

Detectarea şi caracterizarea microbilor pielii s-au realizat iniţial prin metoda cultivării pe medii de cultură a prelevatelor recoltate de pe piele cu ajutorul tampoanelor⁽⁹⁾. Odată cu apariţia tehnologiilor mo­le­culare pentru detectarea şi identificarea ge­ne­lor microbiene, a devenit clar că tehnica de cul­ti­vare de­tec­tează doar o mică parte din totalul mi­cro­or­ga­nismelor care interacţionează la suprafaţă. Prin teh­ni­cile de secvenţiere ale ADN-ului s-a identificat şi descris diversitatea microbilor rezidenţi şi în interiorul corpului nostru şi, astfel, în timp ce pentru descrierea ecologiei corpului uman este folosit termenul „biom”, comunităţile microbiene ale organismului uman au fost denumite „microbiom uman”⁽¹⁰⁾.

Clasificarea microorganismelor se poate realiza în funcţie de relaţia lor cu organismul uman, astfel:

1. Comensale – microorganisme care trăiesc şi beneficiază de organismul uman, fără a-i produce daune. Reprezintă majoritatea microorganismelor din şi de pe suprafaţa organismului uman. Aceste microorganisme au fost clasificate, în funcţie de capacitatea lor de a popula pielea, în rezidente şi tranzitorii.

1.a. Microbiota rezidentă (supravieţuieşte pe piele pentru perioade lungi) se găseşte în straturile superioare ale epidermei şi în jurul foliculilor de păr. Aceasta include ger­meni din genurile: Stafilococcus (sta­fi­lococi coagulază-negativi), Streptococcus, Micrococcus, Corynebacterium, Brevibacterium, Dermabacter, fungi din genul Malasezzia. În ceea ce priveşte prezenţa virusurilor pe pielea normală, nu se cunosc foarte multe date. În mod tradiţional, virusurile de pe piele au fost denumite patogene, dar cercetări recente contestă acest lucru. Sunt necesare cercetări în continuare.

1.b. Microbiota tranzitorie există numai temporar pe piele. Au fost detectate în principal bacteriile Gram-pozitive, inclusiv germenii din genul Clostridium din zona perineală. Ocazional, zonele umede ale organismului uman permit creşterea bacteriilor Gram-negative din genul Acinetobacter.

2. Simbiotice – microorganismele care au o relaţie de avantaj reciproc cu organismul uman.

3. Patogene – microorganismele beneficiază de or­ga­nismul uman şi provoacă boală la om.

Speciile microbiene

La nivelul pielii oamenilor sănătoşi se găsesc bacterii, fungi, virusuri şi acarieni.

• Speciile bacteriene sunt de departe cele mai nu­me­roase. Staphylococcus epidermidis şi alţi stafilococi coagulază-negativi, identificaţi prin metoda cultivării pe medii de cultură, au fost consideraţi drept principalii colonizatori bacterieni ai pielii. Pe baza secvenţierii metagenomice 16S ARN ribozomal (16S rARN), s-a constatat că pie­lea găzduieşte o varietate mult mai mare de specii bac­te­riene, considerate în general drept colonizatoare ale pielii, care se încadrează în patru încrengături bac­te­riene: Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes sau Proteobacteria. Dintre acestea predomină, în special, genuri bacteriene din încrengătura Actinobacteria (Corynebacterium, Propionibacterium şi Brevibacterium) şi specii din genul Micrococcus. Bacteriile Gram-negative, cu excepţia unor specii din genul Acinetobacter, nu sunt izolate de pe piele, dar se crede că pot apărea în culturi din cauza contaminării din tractul gastrointestinal⁽¹¹⁾.

Aceste patru încrengături dominante constituie, de asemenea, microbiota care se găseşte pe suprafeţele mucoaselor (tractul gastrointestinal şi cavitatea orală), însă proporţiile diferă mult: germenii din  încrengătura Actinobacteria sunt mai abundenţi pe piele, în timp ce germenii din încrengăturile Firmicutes şi Bacteroidetes sunt mai abundenţi în tractul gastrointestinal^(12-14).

Un studiu recent al microbiotei pielii, din trei zo­ne ale pielii de la 17 persoane, realizat atât prin me­to­da cul­tu­rii, cât şi prin secvenţiere 16S rARN, a evi­den­ţiat o colecţie bacteriană ce a cuprins >800 de micro­or­ga­nis­me aparţinând la >30 de genuri bacteriene şi 14 ge­nuri fungice. Speciile din genurile Staphylococcus şi Micrococcus au fost cel mai frecvent izolate⁽¹⁵⁾.

• În ceea ce priveşte fungii prezenţi pe pielea normală a omului, speciile Malassezia sunt cel mai frecvent identificate^(16,17). Un studiu a estimat faptul că Malassezia reprezintă până la 80% din fungii prezenţi, în funcţie de zona anatomică studiată⁽¹⁸⁾. Acestea predomină la nivelul trunchiului şi braţelor, în timp ce picioarele pot fi colonizate de o combinaţie mai di­versă de specii din genurile Malassezia, Aspergillus, Cryptococcus, Rhodotorula, Epicoccum şi altele⁽¹⁹⁾.

• Acarienii Demodex, mici artropode parazite, sunt mai frecvent detectaţi în perioada pubertăţii şi colonizează de preferinţă zonele sebacee ale corpului uman, fiind izolaţi şi implicaţi în patogeneza dermatitei rozacee⁽²⁰⁾. Deoarece aceşti acarieni pot fi găsiţi şi la nivelul pielii normale, este necesară investigarea rolului lor de agenţi comensali⁽²¹⁾.

• Virusurile sunt poate cel mai puţin studiate dintre toţi membrii microbiotei cutanate. Din cauza marii diversităţi identificate în componenta virală a microbiotei, este probabil ca aceşti microbi să joace un rol important în imunitatea cutanată⁽²²⁾.

Factorii care influenţează diversitatea speciilor microbiene ale pielii

Pentru a înţelege flora microbiană a pielii, este esenţial să recunoaştem că, spre deosebire de toate celelalte zone ale microbiomului uman, frecvent studiate, cum ar fi intestinul şi mucoasa bucală, pielea are cea mai mare diversitate de microorganisme. O parte a acestei flore este comună pentru toţi oamenii, în timp ce altă parte este unică pentru fiecare individ, această diversitate fiind influenţată de o serie de factori, printre care genetica şi stilul de viaţă al fiecăruia (aria geografică, alimentaţie, animale de companie etc.)⁽²³⁾.

Factorii cei mai importanţi care influenţează di­ver­si­tatea microbiomului pielii sunt:

• Situsul anatomic al pielii. Caracteristicile fizice ale pielii sunt diverse în diferite zone ale corpului, fiind uşor observate macroscopic. În unele zone, cum ar fi palmele sau tălpile, pielea este groasă şi fără păr; în alte zone, pielea este subţire şi delicată, cum ar fi pleoapele. Scalpul sau axila pot susţine creşterea densă a părului (la care sunt ataşate glandele sebacee), iar faţa, spatele şi pieptul produc mai multe grăsimi. Aceste diferenţe anatomice explică diversitatea structurii comunităţilor microbiene care locuiesc pe piele. De asemenea, ca urmare a poziţiei pielii la interfaţa cu lumea exterioară, aceasta este supusă în mare parte influenţelor de mediu care vor afecta şi microbiota⁽²⁴⁾. Au fost studiate diversele situsuri ale pielii (figura 1)⁽²⁵⁾:

  • Situsurile uscate, care includ antebraţele, mâinile şi membrele inferioare, au cea mai mare diversitate de microorganisme, cu variate reprezentări ale principalelor patru încrengături microbiene enunţate anterior, dominante în microbiomul pielii, ca urmare a expunerii ridicate la mediul extern. În aceste zone predomină stafilococii coagulază-negativi (S. epidermidis şi S. hominis). Folosind metode de detectare a microorganismelor bazate pe cultură, s-a descoperit că aceste zone adăpostesc, cantitativ, mai puţini microbi decât zonele umede ale suprafeţei pielii⁽²⁶⁾.

  • Situsurile umede includ zone precum ombilicul, axila, plica cotului, zona de sub sâni, fosa poplitee, zona inghinală, talpa şi spaţiile interdigitale. Aceste zone umede sunt colonizate cel mai frecvent de speciile Staphylococcus şi Corynebacterium, precum şi de specii din încrengăturile Firmicutes şi Actinobacteria^(24,27).

  • Situsurile sebacee (zonele păroase ale pielii, capul, gâtul şi trunchiul, unde glandele sebacee secretă o substanţă uleioasă – sebum) par să adăpostească populaţiile cele mai puţin diverse de microbi. Aceste situsuri sunt dominate de speciile lipofilice Cutibacterium (foste Propionibacterium) din în­cren­gă­tura Actinobacteria, probabil din cauza capacităţii lor de a supravieţui în aceste medii anaerobe, bogate în lipide. Aici se dezvoltă şi acarienii Demodex (Demodex folliculorum şi Demodex brevis) şi fungi aparţinând speciilor Malasezzia⁽²⁶⁾.

• Factorii specifici gazdei contribuie, de asemenea, la variabilitatea florei microbiene a pielii.

  • Vârsta are un efect deosebit asupra microambientului pielii şi, astfel, asupra microbiotei⁽²⁸⁾. În uter, pielea fetală este sterilă, iar colonizarea începe chiar din timpul naşterii naturale – la trecerea prin canalul vaginal, în timp ce în cazul naşterii prin cezariană, colonizarea apare în minutele următoare naşterii⁽²⁹⁾. În primii ani de viaţă, până pe la 2,5 ani, microbiota suferă modificări în funcţie de mediul în care creşte copilul, de modificările dietei şi de contactul cu oameni şi animale, apoi microbiota începe să se asemene cu cea a adultului^(30,31). În perioada pubertăţii, modificările producţiei de sebum favorizează colonizarea pielii cu bacterii lipofile⁽³²⁾. Gao şi col. au observat că mai puţin de 10% din genurile microbiene identificate au fost prezente la toţi indivizii sănătoşi⁽³³⁾.

  • Sexul – cu diferenţele specifice, fiziologice şi anatomice între masculin şi feminin, cum ar fi transpiraţia, producerea de sebum şi hormoni, determină şi diferenţele microbiotei pielii⁽³⁴⁾.

  • Factorii imunologici ai gazdei şi comportamentele ei modelează compoziţia acestor comunităţi microbiene, iar la rândul lor microbii prezenţi pe piele influenţează foarte mult funcţiile sistemului imunitar. Mai recent, s-a emis ipoteza conform căreia comunităţile microbiene comensale ale pielii coexistă, în ciuda sistemului nostru imun de apărare, dar şi modifică imunitatea, influenţând astfel sănătatea normală a pielii, precum şi participarea la diverse afecţiuni dermatologice⁽²⁶⁾.

• Factorii de mediu

  • Stilul nostru de viaţă modern ne atacă microbiomul intestinal prin consumul excesiv de antibiotice, prin consumul de alimente care perturbă flora intestinală şi prin utilizarea de produse antibacteriene. Aceiaşi factori pot modifica şi echilibrul microbian al pielii. Pielea se află sub atacul constant al unor agenţi, precum: substanţe pentru curăţare şi săpunuri dure, deodorante, produse cosmetice. Unii autori subliniază faptul că obsesia pentru curăţenie poate face mai mult rău decât bine pentru echilibrul microbiotei pielii.

  • Antibioticele, administrate în special în perioada neonatală timpurie, pot fi un deserviciu pentru mi­cro­biota pielii; prin aceasta s-ar limita cantitatea şi tipul de bacterii observate de sistemul imunitar adap­tativ, ceea ce ar putea fi legat, mai târziu în viaţă, de dezvoltarea bolilor inflamatorii şi autoimune ale pielii⁽³⁵⁾.

  • Factorii de mediu specifici individului, cum ar fi ocu­pa­ţia, alegerea îmbrăcămintei, alimentaţia, sunt de ase­me­nea factori potenţiali care contribuie la variaţia microbiotei pielii. Toate acestea modifică condiţiile barierei pielii, dar efectele lor asupra microbiotei rămân încă neclare.

  • Metoda de cultură cantitativă a demonstrat că temperatura şi umiditatea mediului ambiant se asociază cu variaţii ale bacteriilor. Astfel, temperatura şi umi­di­tatea ridicate sunt asociate cu cantităţi crescute de bacterii pe spate, zonele axilare şi picioare, în com­pa­raţie cu condiţiile de umiditate scăzută. În con­di­ţii de umiditate ridicată şi temperatură scăzută s-a observat o frecvenţă mai mare de bacterii Gram-ne­ga­tive pe spate şi picioare⁽³⁶⁾.

  • Radiaţiile ultraviolete (UV) pot avea un efect bactericid şi se poate observa o variabilitate a microbiotei pielii corelată cu variaţia expunerii la UV şi în funcţie de aria geografică⁽³⁷⁾.

Rolul microbiomului pielii asupra sănătăţii umane

Microbiomul pielii intervine în mai multe aspecte care îmbunătăţesc sănătatea omului:

• Comunică cu sistemul nostru imunitar. Dacă la începuturile cercetărilor în acest domeniu se considera că doar pe suprafaţa pielii există microorganisme şi că straturile dermice mai profunde sunt sterile, studii mai recente – prin metoda de secvenţiere 16S rARN – au identificat în derm şi ţesutul adipos subdermal o comunitate microbiană diversă şi parţial distinctă în fiecare compartiment al pielii, permiţând un contact fizic între bacterii şi diversele celule dermice, la acest nivel având loc o comunicare între microbiom şi sistemul nostru imunitar. Însă cercetătorii subliniază necesitatea continuării studiilor pentru clarificarea acestor aspecte^(38,39).

• Protejează organismul uman împotriva infecţiei: i) comensalii previn colonizarea microorganismelor patogene prin competiţie pentru spaţiu şi nutrienţi; ii) microbiomul pielii preferă un mediu relativ acid (pH în jur de 5), ceea ce inhibă creşterea agenţilor patogeni; iii) un număr mare de bacterii comensale (ex.: S. epidermidis) produc nişte componente antimicrobiene, bacteriocine, dar şi alte peptide antimicrobiene care restricţionează direct dezvoltarea competitorilor⁽⁴⁰⁾.

• Ne protejează de agresorii din mediu. Microbiomul pielii ajută la vindecarea rănilor, limitează expunerea la alergeni, minimizează daunele oxidative şi menţine aspectul normal şi umiditatea pielii. Un studiu a evidenţiat faptul că microbiomul pielii ne poate proteja de razele UV dăunătoare. Astfel, s-a descoperit că atunci când şoarecii cu S. epidermidis au fost expuşi la razele UV, aceştia au dezvoltat semnificativ mai puţine tumori canceroase decât şoarecii fără S. epidermidis⁽⁴¹⁾.

• Amplifică apărarea imună a gazdei împotriva germenilor patogeni, prin stimularea secreţiei de interferon şi alte citokine, precum şi a fagocitozei; de asemenea, acidul lipoteichoic din peretele celular al bacteriilor Gram-pozitive stimulează mastocitele să elibereze catelicidină (o peptidă antimicrobiană)⁽⁴²⁾.

Microbiomul pielii şi boala

În anumite condiţii, microorganismele pielii, care în mod obişnuit sunt benefice gazdei lor, pot deveni patogene. Când apare un dezechilibru între agenţii comensali şi cei patogeni, poate rezulta o boală a pielii sau chiar o boală sistemică. Multe boli comune ale pielii sunt asociate cu modificări ale echilibrului microbiotei, denumite disbioză. Această disbioză este adesea determinată de specii comensale comune, aşa cum este descris mai jos pentru dermatite, acnee, răni cronice etc.

Există mai multe moduri prin care o boală a pielii poate fi asociată cu un microorganism:

1. Afecţiuni neinfecţioase ale pielii în corelaţie cu microbiota pielii

• Dermatita seboreică este o afecţiune hiper­pro­li­fe­ra­ti­vă, pruriginoasă a pielii, care afectează de obicei scal­pul. În patogenia bolii este implicată o componentă fun­gică (cel mai frecvent, Malassezia spp.)⁽⁴³⁾.

• Acneea, asociată cu bacteria comensală a pielii Cutibacterium (Propionibacterium) acnes, este o afecţiune inflamatorie a unităţii pilosebacee, foarte frecvent întâlnită în adolescenţă⁽⁴⁴⁾.

• Rozaceea este o afecţiune inflamatorie cronică ce in­te­re­sează zona centrală a feţei, caracterizată prin ro­şeaţă tran­zitorie sau permanentă şi vase de sânge vi­zibile. Această afecţiune începe cel mai adesea între 30 şi 60 de ani şi este comună la persoanele cu piele albă, ochi albaştri şi origini celtice. Acarienii Demodex se pare că ar stimula răspunsul inflamator local. Datele nu sunt foarte concludente, acest parazit fiind prezent în egală măsură şi la persoanele sănătoase, fără rozacee.

• Hidrosadenita supurativă este o boală inflamatorie a glandelor sudoripare apocrine, care se află în stra­tul profund al pielii din zonele axilare (cel mai frec­vent), inghinale şi sub sâni. Canalele de evacuare a transpiraţiei se astupă, apărând noduli şi abcese – „pungi de puroi”, prin infectare, cel mai des, cu o flo­ră mixtă din microbiomul pielii.

• Rănile cronice, care afectează persoanele diabetice, vârstnice şi imobile, sunt un exemplu în care mi­cro­or­ganismele comensale ale pielii invadează şi devin patogene când bariera cutanată este lezată. Deşi aceste bacterii, uneori greu identificabile, nu provoacă evenimentul iniţial de rănire, se crede că ele împiedică vindecarea şi susţin inflamaţia asociată acestor răni cronice^(45-47). Prin contrast, rănile produse prin arsură sunt infectate de un microorganism uşor identificabil, cele mai obişnuite fiind S. aureus, Streptococcus pyogenes, Enterococcus spp. sau Pseudomonas aeruginosa, dar pot fi infectate şi cu fungi şi/sau viruşi⁽⁴⁸⁾.

2. Infecţii provocate de un comensal al pielii care poate deveni agresiv

Microorganismele comensale sunt inofensive pentru om în majoritatea cazurilor, însă acestea pot cauza o boală minoră sau chiar fatală în anumite condiţii, precum:

• o lezare a barierei mecanice a pielii, de exemplu, o vătămare sau o boală a pielii (dermatite sau eczeme), utilizarea unui dispozitiv medical invaziv (ex.: linia venoasă centrală);

• administrarea de medicamente imunosupresoare;

• imunitate compromisă cauzată de cancer sau de infecţia cu virusul imunodeficienţei umane (HIV);

• imunitate scăzută la extremele de vârstă;

• factori genetici individuali.

Exemplul cel mai des întâlnit este S. epidermidis, un co­men­sal al pielii, dar care este şi cauza cea mai frecventă a infecţiei dobândite în spital – acest microorganism pu­tând exista pe dispozitive medicale, cum ar fi catetere sau supape cardiace⁽⁴⁹⁾. Foarte important de menţionat în aceste cazuri este creşterea nivelului de rezistenţă la an­ti­biotice, în special la oxacilină sau meticilină, ceea ce complică tratamentul infecţiilor cu S. epidermidis. Mai mult, S. epidermidis pare a fi un rezervor de gene de re­zis­tenţă la antibiotice, pe care le transferă la o specie în­rudită, dar mult mai virulentă – S. aureus⁽⁵⁰⁾.

Concluzii

Spre deosebire de cunoştinţele privind rolul mi­cro­biotei intestinale, cele despre microbiomul pielii uma­ne sunt mult mai reduse. Din păcate, în prezent nu se cunosc prea multe detalii privind descrierea sau funcţiile microbilor comensali nonbacterieni ai pielii. Pe plan mondial, sunt necesare mai multe studii care să clarifice rolul acestor comunităţi microbiene, atât în ceea ce priveşte sănătatea, cât şi patologia omului.