Как кожа защищает организм от микробов

Обновлено: 28.04.2024

Кожа является крупнейшим специализированным органом человека, площадь которого составляет 2 м 2 , а масса — почти 3 кг. Она выполняет ряд важнейших функций. В частности, кожа — это барьерный орган и, что особенно важно отметить, подобно тимусу, она является местом, где созревают некоторые типы иммунных клеток и протекают иммунологические реакции. В принципе, в кожном барьере представлены все типы клеток, способные осуществлять широкий спектриммунных реакций. Это дает основание считать кожу органом иммунной системы.

В начале 80х гг. XX века была сформулирована концепция лимфоидной ткани кожи — skin-associated lymphoid tissue (SALT), которая продолжает развиваться и в наши дни. В соответствии с современными взглядами наряду с лимфоцитами к иммунной системе кожи следует отнести нейтрофилы, тучные клетки и эозинофилы, клетки Лангерганса и кератиноциты [3, 4, 20].

Лимфоциты

Для лимфоидных клеток характерна рециркуляция — постоянный обмен между кровью, лимфой и органами, содержащими лимфоидную ткань. Другой особенностью данной клеточной популяции является хоминг — заселение определенных участков лимфоидных органов и тканей. Поэтому внутридермальные лимфоциты отличаются от циркулирующих в периферической крови. Для изучения популяционного состава лимфоцитов кожи были использованы методы иммуногистохимии и «кожного окна» (определение процентного содержания клеток на отпечатке с небольшого участка кожи после удаления поверхностного слоя эпидермиса). Это позволило установить, что в норме лимфоидные клетки кожи являются преимущественно Т-лимфоцитами: CD5+ — 19%, CD3+ — 48%, CD25+ — 26%, CD4+ — 33%, CD22+ — 18% [7, 14]. Все они имеют достаточно специфичный общий маркер — кожный лимфоцитарный антиген (CLA), который считается рецептором, контролирующим сродство Т-клеток к коже. CLA — это адгезивная молекула на мембране, которая обеспечивает связывание Т-лимфоцита с эндотелием посткапиллярных венул кожи и переход его в дерму. CLA-позитивные T-клетки составляют 10—15% циркулирующих клеток крови. Популяция CLA-позитивных Т-клеток представлена несколькими субпопуляциями, различающимися по рецепторному статусу и функциональной активности [10, 11, 12]. Для всех CLA-позитивных Т-клеток характерна экспрессия кожного Т-клеточного хемоаттрактанта (CTACK), который «привлекает» в кожу Т-лимфоциты из циркуляции, прежде всего при различных воспалительных процессах. Совокупность накопленных сегодня клинико-экспериментальных данных показывает, что CTACK играет важную роль в иммунном ответе кожи. Наиболее значима его патогенетическая роль как провоспалительного фактора при таких заболеваниях, как атопический и контактный дерматиты [13].

Кроме того, большинство Т-лимфоцитов нормальной кожи здорового человека имеют рецепторы к другим хемокинам — биологически активным веществам, контролирующим миграцию клеток, в частности лимфоцитов. Это способствует их активному участию в различных иммунологических реакциях, как физиологических, так и патологических [1, 6, 21].

Т-клетки кожи способны дифференцироваться в цитотоксические клетки или клетки памяти (CD45RO). Клетки памяти экспрессируют также кожный лимфоцитарный антиген (CLA), образуются в лимфатических узлах, дренирующих кожу, и возвращаются в кожу при воспалении. В норме они участвуют в формировании иммунитета в коже, а при патологии принимают участие в патогенезе кожной Т-клеточной лимфомы, отторжения трансплантата, атопического дерматита и т. д. [2, 5, 10, 17]. Около трети лимфоцитов кожи являются Т-хелперами (СD4+). В последние годы показано, что данная субпопуляция клеток представлена двумя разновидностями —Th1 и Th2, которые различаются прежде всего по спектру продуцируемых цитокинов. В норме между этими клетками существует определенный баланс; при заболеваниях кожи соотношение Th1/Th2 меняется. Например,при воспалительных процессах повышается активность Th1-лимфоцитов [1, 8, 12, 15]. Таким образом, лимфоциты кожи представляют собой гетерогенную клеточную популяцию, в которой присутствуют клетки рециркулирующего пула и специфические кожные лимфоциты. Для последних характерен своеобразный набор клеточных рецепторов, обусловливающих их тропность к коже, а также определенный набор продуцируемых цитокинов, позволяющий им участвовать в различных клеточных реакциях, которые обеспечивают репарацию кожи.

Нейтрофилы

Нейтрофилы содержатся в нормальной коже в незначительном количестве, а при острых воспалительных процессах их число существенно возрастает. Кроме того, нейтрофильные гранулоциты участвуют в регуляции репаративных процессов путем взаимодействия с другими клетками (макрофагами, кератиноцитами). Одним из механизмов этого взаимодействия является продукция нейтрофилокинов, стимулирующих секрецию фибробластами и лимфоцитами факторов роста, которые в свою очередь индуцируют пролиферативную активность клеток регенерирующей ткани [3, 18].

Тучные клетки и эозинофилы

Тучные клетки (ТК) и эозинофилы кожи участвуют в различных патологических процессах, прежде всего — в аллергических. При внедрении аллергена в кожу он взаимодействует с эозинофилами и ТК, несущими на своей поверхности IgE-антитела. В результате этого взаимодействия происходит активация и дегрануляция клеток с последующим высвобождением различных медиаторов (субстанции Р, интерлейкинов 1 и 6, хемокинов). Они способствуют миграции в очаг патологического процесса других иммунокомпетентных клеток и поддерживают активность воспалительной реакции. Количество и функциональная активность этих клеток по-разному меняются при различных кожных заболеваниях. Кроме того, ТК и эозинофилы играют определенную роль в реализации патогенных эффектов стресса на кожу [2, 6, 9].

Клетки Лангерганса

Клетки Лангерганса (КЛ) относятся к специализированным клеткам эпидермиса и составляют 2-3% от общего числа его клеток. Они представляют собой одну из форм дендритных клеток, имеющих моноцитарно-макрофагальное происхождение и выполняющих в организме важнейшие иммунные функции, прежде всего — как антигенпрезентирующие клетки. Дендритные клетки являются ключевым звеном, связывающим приобретенный и врожденный иммунитет [16].

При воспалении и других процессах, связанных с антигенной стимуляцией, КЛ приобретают двигательную активность, покидают эпидермис с током тканевой жидкости и, перемещаясь по лимфе, претерпевают определенные морфологические трансформации, в результате чего становятся так называемыми «вуалевыми» клетками. Достигая лимфатических узлов, они активно взаимо действуют с другими иммунокомпетентными клетками и осуществляют презентацию им антигенов. КЛ способны взаимодейство вать с различными типами Т-клеток, модулируя таким образом различные типы иммунных реакций (воспаление, аутоиммунитет). Кроме того, КЛ непосредственно участвуют в уничтожении бактерий в коже.

Кератиноциты

Кератиноциты также следует отнести к иммунной системе кожи. Они продуцируют широкий спектр регуляторных молекул (ростовых факторов, цитокинов), чем обусловлено их участие в иммунной защите кожи [2, 8, 16, 21]. Нарушение взаимодействия молекул адгезии на поверхности кератиноцитов с рецепторами лимфоцитов является важным механизмом патогенеза ряда заболеваний, например псориаза [5, 7, 17, 19].

Меланоциты

В последние годы эти пигмент-продуцирующие клетки кожи стали относить и к иммунокомпетентным, поскольку они, как и кератиноциты, способны продуцировать ряд цитокинов (интерлейкины 1, 3 и 6, фактор некроза опухолей, трансформирующий фактор роста и другие), которые выступают в роли медиаторов иммунного ответа в дерме [2].

Цитокины — биорегуляторы иммунных реакций

Последние десятилетия характеризовались бурным накоплением данных о новом классе иммунорегуляторных молекул — цитокинов. Они включают в себя огромное количество различных веществ, в том числе интерлейкинов, которые выполняют коммуникативную функцию между иммуноцитами и оказывают различные регуляторные влияния как в рамках иммунной системы, так и в других органах и тканях. В настоящее время в коже обнаружено большинство известных интерлейкинов: их функции связаны с кожей, а нарушение продукции лежит в основе патогенеза ряда кожных заболеваний, в частности псориаза и атопического дерматита [2, 6, 7].

Иммунная система кожи при инфекционном и неинфекционном поражении

Иммунная система кожи участвует в реализации и врожденного, и приобретенного иммунитета. Наиболее значимо ее роль проявляется при нарушении целостности барьера и проникновении в дерму микро организмов. При этом SALT реагирует как единая функциональная система. В анти-генпрезентирующих клетках происходят процессинг и презентация антигена, в ходе которых КЛ превращаются в дендритные клетки и перемещаются по дерме в лимфатические узлы. В результате они приобретают способность взаимодействовать с Т-хелперами, которые затем активируют В-клетки и частично дифференцируются в эффекторные лимфоциты и клетки памяти. Т-клетки памяти, несущие CLA, способны из кровотока мигрировать в эпидермис; именно они и преобладают в коже. В результате увеличения числа Т-клеток, контактирующих с наиболее «актуальными» антигенами, вносится поправка в антигенраспознающий репертуар Т- лимфоцитов. Этим определяется активность иммунного ответа.

При неинфекционном поражении кожи, например при травме, иммунная система активно участвует в заживлении кожной раны. Заживление кожной раны — это динамичный интерактивный процесс с участием медиаторов, клеток крови, межклеточного матрикса и мезенхимальных клеток, который состоит из трех фаз: воспаление, образование грануляционной ткани и тканевое ремоделирование. Воспаление является реакцией организма в целом и кожи в частности на травму. Ведущая роль в его развитии принадлежит клеткам крови — нейтрофилам. Они не только участвуют в гемостазе, но и выделяют биологически активные вещества.

В результате происходит активация моноцитов-макрофагов, которые служат связующим звеном между воспалением и регенерацией. Активация этих клеток приводит к индукции пролиферации эпидермиса. Необходимо отметить, что реэпителизация начинается уже через несколько часов поле нанесения травмы. Первоначально она идет за счет сокращения внутриклеточных тонофиламентов, что повышает миграционную способность эпидермальных клеток. Примерно через четверо суток в ране определяется новообразованная строма (грануляционная ткань). Под влиянием различных цитокинов, продуцируемых иммунокомпетентными клетками, в ней происходят дифференцировка фибробластов, синтез коллагена, новообразование сосудов. Активное участие в этих процессах принимают цитокины, и в том числе — ростовые факторы (эпидермальный, трансформирующий, тромбоцитарный, эндотелиальный и другие). Метаболизм коллагена, появление в грануляционной ткани миофибробластов, пролиферация кератиноцитов и целый ряд других клеточных событий, завершающих «созревание» грануляционной ткани, приводят к формированию кожного рубца, что свидетельствует о восстановлении целостности ткани и завершении репаративного процесса [19, 21].

Таким образом, в коже представлены все типы иммунного ответа — врожденный и приобретенный (адоптивный), клеточный и гуморальный. Благодаря этому возможны и неспецифическая защитная функция (иммуноглобулины, лизоцим, лактоферрин, дефенсины, фагоцитоз), и первичное распознавание антигена с последующей его презентацией и пролиферацией антиген-специфических Т-клеток. В результате в дерме осуществляются как цитотоксические реакции, так и антителообразование. Необходимо подчеркнуть, что особенностью кожи как иммунного органа является относительное преобладание врожденного иммунитета над приобретенным, а в системе врожденного иммунитета кожи в свою очередь превалируют клеточные факторы. Анализ многочисленных научных данных позволяет полагать, что иммунные реакции имеют отношение к большинству физиологических и патологических процессов, происходящих в коже.

Нарушения функции SALT

На обширном экспериментальном и клиническом материале показано, что нарушения функций SALT — реактивности Т-клеток, продукции цитокинов, экспрессии хемокинов на клетках, межклеточных взаимодействий и других иммунологических реакций — приводят к развитию ряда заболеваний, любое из которых сопровождается изменением внешнего вида кожи. Это могут быть воспалительные заболевания кожи (фурункулы, акне), атопический дерматит, псориаз, Т-клеточная кожная лимфома [5, 16, 17]. Известно, что возрастные изменения кожи также связаны с изменением ее иммунологических функций. В стареющей коже наблюдаются мононуклеарная инфильтрация, снижение числа клеток Лангерганса и изменение продукции иммунокомпетентными клетками цитокинов, влияющих на пролиферацию и дифференцировку клеток кожи.

Разнообразие клеток, входящих в иммунную систему кожи, а также многообразие их функций объясняют тот факт, что на уровне кожи возможно проявление всех типов иммунопатологических синдромов (иммунодефицитный, аутоиммунный, аллергический, лимфопролиферативный). Иммунодефицитный синдром проявляется, например, фурункулезом и другими гнойно-воспалительными процессами. При дефектах фагоцитоза кожа становится чувствительной ко многим бактериальным и грибковым инфекциям, но иммунный ответ нарушается на любой антиген, поскольку страдает антигенная презентация.

Аллергический (гиперергический) синдром встречается достаточно часто и имеет место при контактном и атопическом дерматитах. Явления гиперергии характерны и для псориаза. Аутоиммунный синдром также имеет кожные проявления (склеродермия, системная красная волчанка). Примером лимфопролиферативного синдрома служит Т-клеточная лимфома кожи (грибовидный микоз).

Диагностика всех этих состояний основана на клинических признаках. Например, для иммунодефицитного заболевания это будут такие критерии, как рецидивирующее течение инфекционного поражения кожи, его затяжное течение несмотря на проведение адекватной фармакотерапии, тенденция к генерализации инфекционно-воспалительного процесса в коже, резистентность к антимикробной терапии, преобладание в очаге поражения некротических изменений над воспалительными, несоответствие локальных и системных проявлений кожной инфекции. Специфических тестов, характеризующих состояние иммунитета кожи, в практической медицине не существует. Дерматолог может ориентироваться на стандартные иммунологические показатели крови. В научных же исследованиях используют морфологическую (гистологическую) оценку иммунокомпетентных структур кожи, метод «кожного окна» и некоторые другие.

Как улучшить иммунитет кожи?

Патология иммунной системы приводит к развитию иммунозависимой патологии. Поэтому потребность в стимуляции иммунитета кожи при его угнетении патогенетически обоснована. Для этих целей могут быть рекомендованы такие препараты, как Полиоксидоний и Ликопид. Некоторые иммуномодуляторы (например, Рибоксин) могут использоваться как для системного, так и для местного применения, в том числе в мезотерапевтических методиках. При этом интрадермальные иньекции оказывают влияние преимущественно на иммунную систему кожи, а системное применение приводит к активации лимфопоэза в тимусе и лимфатических узлах. Другими словами, выбор способа введения препарата (местное или системное) должен базироваться на характере иммунных нарушений — как в коже, так и в организме в целом.

Умеренным иммунотропным действием обладают и неспецифические адаптогены (витаминно-микроэлементные комплексы, настойка аралии и т. п.). Мы обнаружили иммуноактивные свойства у органического кремния, который широко используется в мезотерапевтической практике. В лечении заболеваний, вызванных повышенной реактивностью иммунной системы (псориаз, лимфомы), используют иммунодепрессанты (циклоспорин). Последним достижением иммунофармакологии является использование в качестве ингибиторов иммунной системы моноклональных (высокоспецифичных) антител.

Улучшая иммунный статус кожи, следует помнить о том, что иммунная система кожи, морфологически представленная SALT, с одной стороны, является достаточно автономным отделом иммунной системы организма, с другой — имеет с ней тесные морфофункциональные и регуляторные взаимоотношения. Нарушения нормальных иммунных реакций в коже приводят к развитию многих дерматологических заболеваний и подавляющего большинства эстетических проблем, в том числе к преждевременному старению кожи. Неудивительно, что кожа является мишенью для иммунотерапевтических вмешательств, в частности иммуномезотерапии. Более подробно этот вопрос мы планируем рассмотреть в следующих публикациях.

Микробы на коже обычно считаются болезнетворными, потенциально болезнетворными или безопасными симбиозными организмами. Прогресс в микробиологии и иммунологии переворачивает понятия о молекулярном строении бактерий и их взаимодействии. Современные данные противоречат исторически сложившимся классификациям кожной микросреды.

Предполагается, что эти организмы могут защищать своего носителя, образуя при этом не симбиоз, а мутуализм. В данной статье представлены сведения о кожной флоре, в том числе стафилококке, коринебактериях, пропиони, стрептококке и синегнойной палочке.

Большинство научных трудов о кожной микросреде посвящено структуре населяющих кожу микроорганизмов или тому, как их подвиды становятся болезнетворными. За последнее десятилетие развитие микробиологии и иммунологии пролило свет на симбиотические и патогенные процессы в кожной микрофлоре.

На самом деле данных о влиянии этих бактерий на здоровье кожи не так много. Все исследования, в основном, заключены в анализе типов микробов и их патогенной роли, и редко когда на их иных функциях. В настоящей статье представлен обзор последних данных о бактериальной флоре кожи и их роли, отличной от возбудителя заболевания, представлена новая концепция, согласно которой микроорганизмы приносят пользу своему обладателю и лишь в редких случаях являются болезнетворными. Хрупкий баланс барьерной функции кожи и внутреннего иммунитета поддерживает здоровье кожи, а его нарушение ведет к инфекциям и воспалениям.

Действует ли «гипотеза гигиены»?

Исследования эпителиальной поверхности доказали, что ее микрофлора влияет на врожденную иммунную систему. Изучены вопросы, почему природная микросреда отвечает за размножение и поддержание CD8 Т-клеток в легких, почему микрофлора пищеварительного тракта влияет на его воспалительные заболевания, и как лактобактерии способствуют выработке внутриутробного иммунитета. Полученная информация дает основания предполагать, что сбои в выработке микробактерий приводит к развитию аллергических заболеваний.

Согласно «гипотезе гигиены», появление Т-регуляторных клеток в кишечной микросреде формирует стойкий иммунитет к аутоантигенам. Именно такой положительный эффект микрофлоры кишечника привел к популяризации пробиотиков. Так, например, считается, что их регулярное употребление снижает риск колоректального рака и неспецифического язвенного колита.

Для начала рассмотрим три возможных вида симбиоза кожной флоры и организма: паразитизм, сосуществование и мутуализм. В привычном понимании, симбиоз – вид взаимодействия, при котором обе стороны получают выгоду. Это не совсем верно. Симбиоз возможен и при выгоде одной стороны и ущербе для другой (паразитизм, хищничество, амменсализм и конкуренция), при выгоде одного организма и отсутствии какого-либо влияния на другой (сосуществование), и взаимной пользе обоих (мутуализм и прото-сотрудничество). Микробы, находящиеся на поверхности кожи, крайне редко ассоциируются с заболеваниями и считаются симбионтами. Это значит, что они мирно сосуществуют, получая пользу от окружающей их среды. Примером таких бактерий как раз и является эпидермальный стафилококк. Возможно, что этот вид и прочие симбионты кожи могут играть не последнюю роль в защите организма, являя собой при этом пример мутуализма. Однако есть вероятность, что наши представления о паразитизме, сосуществовании и мутуализме несколько упрощены, и одни и те же бактерии в разных условиях играют разные роли. Установив факторы, которые определяют вид симбиоза организма и бактерий, можно разработать методики лечения и предотвращения кожных инфекций.

Важно также понимать, что то, что мы считаем плохой микрофлорой и патогенными элементами, больше зависит от способности кожи противостоять инфекциям, а не поддаваться влиянию микробов. А вот защитная система организма – результат взаимодействия множества факторов. Среди них физический барьер, уровень рН, синтез защитных молекул (антимикробных пептидов, протеазы, лизозимов и цитокинов). Вирулентные свойства микроба помогают ему обойти защитную систему организма, но только от суммарной эффективности всех иммунных факторов будет зависеть, станет ли этот микроб симбионтом или опасным элементом.

Хотя микросреда кожи состоит из бактерий, вирусов и грибков, обратим пристальное внимание только на первую группу. Количество выявленных видов бактерий, населяющих кожу, значительно возросло за последнее время и, возможно, будет еще увеличиваться с развитием технологий распознавания генотипов. Среди наиболее хорошо изученных бактерий следующие: стафилококк, коринебактерии, пропиони, стрептококк и синегнойная палочка.

К сожалению, о многих бактериях известно совсем немного, это связано с их малой численностью или очевидной безвредностью. Рассмотрим те виды, которые изучены лучше всего.

Эпидермальный стафилококк (Staphylococcus epidermisis)

Это грамм-положительные бактерии, наиболее распространенный компонент микросреды. Предполагается, что эпидермальный стафилококк (ЭС), населяющий кожу и слизистые оболочки, составляет до 90% аэробной флоры.

Несмотря на свою безобидную природу, ЭС часто становится причиной нозокомиальных инфекций. Есть несколько внешних факторов, которые превращают эти бактерии в патогены. Как правило, ЭС поражают и без того нездоровых людей: наркоманов, тех, кто проходит курс иммуноподавляющей терапии, больных СПИДом, новорожденных и носителей искусственных органов. Безусловно, большинство случаев возникает при наличии посторонних тел в организме, например, катетеров или имплантатов. Враждебные штаммы стафилококка формируют биопленки, которые противостоят бактериям иммунной системы и антибиотикам. При попадании в организме ЭС может вызвать сепсис, эндокардит сердечных клапанов или другое острое или хроническое заболевание. Основной фактор, осложняющий лечение инфекций крови, спровоцированных ЭС, - это неправильно назначенные антибиотики. Биопленки затрудняют их доступ к очагу воспаления, и часто это становится причиной вынужденного удаления имплантатов.

Кроме инфекций катетеров, высокому риску заражения подвергнуты страдающие от плоскоклеточной карциномы, карциномы шеи, головы, молочных желез, или саркомы. В редких случаях стафилококк формирует обширный целлюлит. Такое состояние связывают с общим заражением крови. В целом же, все зависит от предрасположенности индивида к подобным инфекциям. Эпидермальный стафилококк вполне мирно существует на коже, и только при наличии специфических факторов может провоцировать инфекции.

Лечение подобных заболеваний может быть различным, от комплексных антибиотиков до удаления искусственного органа. Последние исследования доказывают, что прикрепление бактерий к поверхностям зависит от физических и химических характеристик материала. Особенно легко ЭС прикрепляется к гидрофобным поверхностям, а вот порошкообразные вещества и электротоки, наоборот, отталкивают зловредные бактерии.

Кроме прочего, ЭС является потенциальной защитой для тканей, стимулируя иммунитет. Его положительное влияние на кишечную микрофлору неоднократно подтверждалось в ходе исследований.

А вот влияние бактерий ЭС на поверхность кожи не так хорошо изучено. Нехватка информации об основах биологии кожной микрофлоры – результат ограниченности исследований в этой области. Все проведенные на сегодняшний день изыскания касались лишь типов населяющих организм микробов, но никак не их функций. Исследования кишечной микрофлоры привели к открытию способа взаимодействия бактерий – мутуализма. Подобные процессы в коже пока так и остаются неизученными.

Исчезновения эпидермального стафилококка с поверхности кожи (вследствие злоупотребления антибиотиками) может обернуться неприятными последствиями. Во-первых, это приведет к уничтожению эндогенных антимикробных пептидов, что сделает кожу более уязвимой для патогенных организмов. Во-вторых, без бактериального покрова организм в целом теряет способность защищаться от инфекций. Отсюда можно сделать вывод, что ЭС все-таки является мутуалистом, играя не последнюю роль в иммунной системе организма.

Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus)

Это колонии круглых золотисто-желтых грамположительных бактерий. Заболевания, спровоцированные золотистым стафилококком (ЗС), могут быть различными, от легких инфекций до агрессивных смертельно опасных болезней. Это и импетиго, и фолликулит, и фурункулы, и подкожные абсцессы. Помимо этого, ЗС может вызвать септический артрит, воспаление костного мозга, пневмонию, менингит, заражение крови и эндокардит.

Некоторые заболевания, например, аллергический дерматит, предрасполагают к развитию инфекций ЗС. Вирусы (герпес тип 1 или ВПЧ) и грибки могут лишь с долей вероятности вызвать инфекции на почве дерматита, а ЗС намного опаснее. Как и эпидермальный стафилококк, он становится частой причиной инфекций у пациентов с искусственными органами.

В настоящее время методики лечения ограничены антибиотиками и, если это неизбежно, удалением имплантатов. К сожалению, бактерии ЗС мутируют, образуя штаммы, устойчивые к антибиотикам.

Несмотря на то, что золотистый стафилококк классифицируется как переходный патоген, его присутствие в микрофлоре носовой полости считается нормальным. По оценкам, 32,4% населения поражено СЗ. По другим данным, постоянными носителями являются 20% населения, 60% - временными переносчиками, а 20% не заражаются им и вовсе. Однако наличие в микрофлоре ЗС вовсе не обязательно приведет к инфекциям. На самом деле, как и в случае эпидермального стафилококка, здоровые люди редко подвержены влиянию ЗС. Он присутствует в микрофлоре кожи и носовой полости, действую при этом как симбионт, а не как патоген.

Все исследования золотистого стафилококка базировались на его вирулентных свойствах, поэтому данные о его функциях как нормального обитателя микрофлоры весьма ограничены.

Кожа – это не только физический барьер между внешней и внутренней средой, активно защищающий от стресса, вызванного травмой или микробным воздействием, ультрафиолетовым излучением и токсинами окружающей среды.

Долгое время кожа представлялась только в виде своеобразного щита, отделяющего организм от внешней среды. Концепция кожного иммунитета была введена Streilein в 1983 году, эта концепция была дополнена Egawa и соавт. в 2011 и Ono и соавт. в 2015 г.

Иммунная система кожи расположена в двух основных структурных отделах – эпидермисе и дерме – и состоит из нескольких важных типов иммунокомпетентных клеток. Основные резидентные иммунные клетки – клетки Лангерганса – вместе с меланоцитами, которые продуцируют меланин, занимают область эпидермиса, в то время как другие типы специализированных иммунных клеток, такие как различные субпопуляции дендритных клеток, макрофаги и несколько типов T-клеток, находятся в более глубоком слое – в дерме.

В их перечень также внесены:

антигенные клетки, локализующиеся в эпидермисе,

гранулоциты и другие виды.

Эффективность иммунной системы кожи сильно зависит от тесного взаимодействия и связи между иммунными клетками и клетками кожи, например, кератиноцитами и фибробластами. Кожный иммунитет зависит также от кровеносных и лимфатических сосудов, которые дренируют кожу.

В последние годы появился новый вклад в иммунный ответ кожи для нескольких популяций клеток, находящихся в разных слоях кожи.

Иммунная система кожного покрова, морфологически представленная salt (skin – associated lymphoid tissue), участвует в реализации врожденных и приобретенных защитных функций организма. Значимая ее роль становится заметной при проникновении в дерму патогенной микрофлоры и нарушении целостности барьера между окружающей средой и человеком. Кожный покров, состоящий из эпидермиса, дермы и подкожно-жировой клетчатки, является одним из важнейших и уникальных органов человеческого организма.

Иммунная система кожи принимает участие в противостоянии различным инфекционным агентам в виде вирусов, бактерий, грибков и т. д. Кожа способна за счет микроциркуляторного русла вмещать до 1 дм³ крови и выполняет широкий спектр функций. К основным из них относится барьерная, обменная, терморегуляторная, защитная, осязательная, а также образующая витамин D под воздействием ультрафиолетового излучения.

Рассмотрим более подробно основные клетки, которые влияют на иммунитет кожи.

Кератиноциты составляют основной структурный элемент наружного слоя кожи и в зависимости от уровня созревания создают четыре слоя эпидермиса. Помимо их структурной функции, недавние исследования показали роль кератиноцитов во врожденном и адаптивном иммунитете. Модуляция иммунной системы и иммунного статуса кожи сильно зависит от функциональных кератиноцитов. Кератиноциты вместе с нейтрофилами и эпителиальными клетками создают основной источник антимикробных пептидов (AMП), небольших катионных и амфипатических молекул, выступая в качестве первой линии защиты. Аберрантная экспрессия АМП приводит к развитию воспалительных заболеваний кожи и восприимчивости к микробным инфекциям. Снижение экспрессии AMП приводит к повышенной предрасположенности к кожным инфекциям при атопическом дерматите, тогда как высокая экспрессия AMП наблюдается в псориатических поражениях. Кератиноциты продуцируют широкий спектр регуляторных молекул (ростовых факторов, цитокинов), чем обусловлено их участие в иммунной защите кожи. Нарушение взаимодействия молекул адгезии на поверхности кератиноцитов с рецепторами лимфоцитов является важным механизмом патогенеза ряда заболеваний. Кроме того, пластичность кератиноцитов в продукции хемокинов и хемокиновых рецепторов дает им возможность «общаться» и взаимодействовать с другими типами клеток во время иммунного ответа. Кератиноциты не способны праймировать наивные Т-клетки; однако они могут стимулировать опытные антигены клетки CD4 и CD8. Нарушение работы кератиноцитов приводит к патологическим состояниям, таким как аутоиммунные состояния и онкология.

Клетки Лангерганса (КЛ)

КЛ относятся к специализированным клеткам эпидермиса и составляют 2–3 % от общего числа его клеток. Они представляют собой одну из форм дендритных клеток, имеющих моноцитарно-макрофагальное происхождение и выполняющих в организме важнейшие иммунные функции, прежде всего – как антигенпрезентирующие клетки. Дендритные клетки являются ключевым звеном, связывающим приобретенный и врожденный иммунитет. При воспалении и других процессах, связанных с антигенной стимуляцией, КЛ приобретают двигательную активность, покидают эпидермис с током тканевой жидкости и, перемещаясь по лимфе, претерпевают определенные морфологические трансформации. Достигая лимфатических узлов, они активно взаимодействуют с другими иммунокомпетентными клетками и осуществляют презентацию им антигенов. КЛ способны взаимодействовать с различными типами Т-клеток, модулируя таким образом различные типы иммунных реакций (воспаление, аутоиммунные реакции).

Рассматривая локализацию КЛ, которая является внешней частью, можно предположить их роль в качестве «бойцов» первой линии. Супрессивное действие КЛ на контактную гиперчувствительность зависит от их продукции IL-10 и индукции CD4 + регуляторных Т-клеток и толерантность к CD8+ Т-клеткам. Тем не менее роль КЛ в иммунных реакциях кожи остается несколько загадочной. Интересной особенностью КЛ в стационарном состоянии является их способность к репопуляции локально независимо от циркулирующих предшественников. Скорость их миграции через кожные лимфатические сосуды к дренирующим кожу лимфатическим узлам увеличивается во время воспаления. При стимуляции КЛ удлиняют свои дендриты, которые входят в эпидермальные плотные соединения для захвата антигенов. Они созревают и, наконец, локализуются в области Т-клеток путем усиления регуляции молекул MHC класса II, ко-стимулирующих молекул (CD40) и необходимых для миграции хемокиновых рецепторов CCR7. КЛ имеют решающее значение для захвата белковых антигенов и опосредования локальной среды Th2. Постоянное истощение КЛ приводит к снижению уровня IgE в сыворотке крови.

Дендритные клетки (ДК)

В отличие от КЛ, которые занимают эпидермис, ДК находятся в дерме ниже эпидермально-дермального перехода и отличаются экспрессией молекулы адгезии эпителиальных клеток, IL-10, и способностью стимулировать в плазматические клетки секретирующие IgM. Экспрессия связанного с липопротеидами низкой плотности белка 1 (или CD91) также характерна для ДК. Пластичность этих клеток замечательна, и в зависимости от функции, сублокализации и окружающей среды они создают фенотипически разнообразную группу клеток. Основная роль ДК заключается в обеспечении иммуносупрессии против патогенов путем участия в воспалительных реакциях. ДК, продуцирующие как ФНО-α, так и другие цитокины, могут играть важную роль в индукции псориаза. Также было обнаружено, что при псориазе важную роль играет LL37, АМП, который нарушает толерантность к собственной ДНК. В результате активируются миелоидные ДК и индуцируются адаптивные иммунные реакции. Было установлено, что ДК и тканерезистентные макрофаги имеют общих предшественников. Сложность сети, созданной дендритными клетками, моноцитами и макрофагами в коже, обеспечивает эффективную иммуносупрессию и весьма разнообразный иммунный ответ.

Тучные клетки (ТК)

Тучные клетки (ТК) и эозинофилы кожи участвуют в различных патологических процессах, прежде всего – в аллергических. При внедрении аллергена в кожу он взаимодействует с эозинофилами и ТК, несущими на своей поверхности IgE-антитела. В результате этого взаимодействия происходит активация и дегрануляция клеток с последующим высвобождением различных медиаторов (субстанции Р, интерлейкинов 1 и 6, хемокинов). Они способствуют миграции в очаг патологического процесса других иммунокомпетентных клеток и поддерживают активность воспалительной реакции. Количество и функциональная активность этих клеток по-разному меняются при различных кожных заболеваниях. Кроме того, ТК и эозинофилы играют определенную роль в реализации патогенных эффектов стресса на кожу. ТК в основном расположены в верхнем слое кожи, где они могут легко сталкиваться, реагировать и защищать от инфекций, токсинов и стресса, вызванных заживлением ран. Тучные клетки содержат гистамин, поэтому они известны как типичные аллергические клетки. Тем не менее недавние исследования доказывают их замечательную внутреннюю и внешнюю пластичность и решающую роль в таких жизненно важных процессах, как заживление ран, воспаление кожи, ангиогенез и т. д. В коже человека наблюдается преобладание тучных клеток типа ТС (триптаза-положительные, химаза-положительные), которые являются самыми богатыми по содержанию протеиназ. Триптаза действует на фибронектин и разрушает белки внеклеточного матрикса, позволяет иммунным клеткам, таким как нейтрофилы, мононуклеарные клетки и лимфоциты, проникать в эпидермис. Его функция в активации иммунокомпетентных клеток дополнительно подтверждается его активирующим действием на кератиноциты и металлопротеиназы. Этот фермент обладает также сильной проангиогенной активностью. Подобное провоспалительное действие характерно и для другого мощного фермента тучных клеток – химазы. Было показано, что химаза привлекает и активирует несколько иммунных клеток и усиливает воспаление за счет его влияния на IL-1β и IL-18. В дополнение к пластичности тучных клеток было обнаружено, что оба фермента снижают регуляцию иммунного ответа за счет способности разрушать несколько провоспалительных факторов, таких как цитокины и хемокины. Помимо непрямой модуляции иммунного ответа тучными клетками с помощью секретируемых ферментов они также воздействуют на иммунокомпетентные клетки путем прямого клеточного контакта или цитокинов. При хроническом воспалении кожи, таком как псориатическое поражение и атопический дерматит, тучные клетки секретируют другие цитокины, такие как IL-4 и/или IFN-γ, которые формируют иммунный ответ. При онкологии тучные клетки могут экспрессировать CD30L, что приводит к неконтролируемому иммунному ответу. Помимо известных рецепторов FceRI, участвующих в аллергическом ответе, тучные клетки кожи также экспрессируют рецепторы FcyRI и FcyRIIa, участвующие в ответах IgG.

Общеизвестно, что кожа является резервуаром приблизительно 20 миллиардов Т-клеток, что почти в два раза превышает их количество во всем объеме крови. Первоначально восприятие иммуносупрессии кожи основывалось на Т-клетках, которые мигрируют между дренирующими кожу лимфатическими узлами и периферическими тканями. Локальная дефектная миграция специфических Т-клеток, а не системное снижение опосредованного Т-клетками иммунитета, ответственна за более слабые реакции на бактериальные, грибковые и вирусные антигены. Исследования показывают, что снижение секреции ФНО-α макрофагами ингибирует активацию эндотелиальных клеток путем подавления е-селектина, молекулы адгезии сосудистых клеток, что приводит к трансмиграции Т-клеток в кожу. Было обнаружено, что витамин D ингибирует реактивность эффекторных Т-клеток и индуцирует регуляторные Т-клетки. Эпидермальные CD8+ αβ Т-клетки имеют фенотип памяти и живут среди кератиноцитов с преимущественной локализацией вблизи КЛ.

Т-клетки кожи способны дифференцироваться в цитотоксические клетки или клетки памяти (CD45RO). Клетки памяти экспрессируют также кожный лимфоцитарный антиген (CLA), образуются в лимфатических узлах, дренирующих кожу, и возвращаются в кожу при воспалении. В норме они участвуют в формировании иммунитета в коже, а при патологии принимают участие в патогенезе кожной Т-клеточной лимфомы, отторжения трансплантата, атопического дерматита и т.д. Около трети лимфоцитов кожи являются Т-хелперами (СD4+). В последние годы показано, что данная субпопуляция клеток представлена двумя разновидностями – Th1 и Th2, которые различаются прежде всего по спектру продуцируемых цитокинов. В норме между этими клетками существует определенный баланс; при заболеваниях кожи соотношение Th1/Th2 меняется. Например, при воспалительных процессах повышается активность Th1-лимфоцитов. Таким образом, лимфоциты кожи представляют собой гетерогенную клеточную популяцию, в которой присутствуют клетки рециркулирующего пула и специфические кожные лимфоциты. Для последних характерен своеобразный набор клеточных рецепторов, обусловливающих их тропность к коже, а также определенный набор продуцируемых цитокинов, позволяющий им участвовать в различных клеточных реакциях, которые обеспечивают репарацию кожи.

Современные знания об иммунокомпетентных клетках кожи подчеркивают важность кожи как части лимфатической системы. Иммунные реакции, которые имеют место в периферическом органе, таком как кожа, одинаково важны с теми реакциями, которые происходят в классических лимфоидных органах. В эпоху вакцинации и растущей осведомленности об онкологии, аутоиммунных процессах и процессах старения знание иммунитета кожи имеет принципиальное значение.

Больше внимания следует уделять таким факторам окружающей среды, как гипоксия, которая может присутствовать в разных слоях кожи и регулировать иммунные реакции в коже. Гипоксия кожи ингибирует эффекторные функции лимфоцитов. Фактор транскрипции, индуцируемый гипоксией фактор (HIF)-1α, является ключевым регулятором клеточной адаптации к гипоксии. HIF-1α играет роль в бактерицидной способности макрофагов и нейтрофилов. Было показано, что HIF-1α регулирует выработку кателицидина кератиноцитами, поэтому имеет решающее значение для их антибактериальной функции. В случае ДК гипоксическая микросреда оказывает резкое давление для обеспечения провоспалительных и антимикробных функций. Гипоксия также оказывает сильное влияние на сахаросвязывающие свойства лектинов, которые влияют на механизмы иммунного распознавания, а в случае галектина-1 усиливает связывание углеводов.

Другим влиятельным фактором, который следует учитывать в нашем понимании иммунитета кожи, является старение. Старение кожи является многофакторным процессом, который включает в себя нарушение функции иммунных клеток кожи. Увеличение кожных инфекций и онкологии становится заметным у пожилых людей. Предполагается, что с возрастом нарушаются как приобретенный, так и врожденный иммунитет. Понимание механизмов кожного иммунитета в различных условиях окружающей среды позволит улучшить терапевтические подходы как в дерматологии, так и в косметологии.

Каким же образом укрепить иммунитет кожи?

В первую очередь, необходимо нормализовать режим питания, обогатить рацион здоровой пищей: для этого лучше всего подходят все овощи и фрукты зеленого цвета, злаки, каши. Цитрусовые прекрасно поддерживают организм и улучшают структуру кожи. Витамины для иммунитета кожи – это А, Е, С, В, К, кислоты.

Витамин А поддерживает и восполняет водный баланс кожи, предохраняет от пересыхания и улучшает эластичность. Витамином А богаты продукты животного происхождения.

Витамин Е защищает от воздействия ультрафиолетовых и солнечных лучей, принимает участие в обновлении клеток, питает и смягчает кожу. Витамин Е присутствует в зелени и фруктах.

Витамин С принимает участие в образовании коллагена в организме человека, укрепляет стенки кровеносных сосудов и улучшает цвет лица. Рекордсменами по количеству витамина С являются цитрусовые.

Витамины группы В улучшают цвет и эластичность, препятствуют преждевременному старению, благоприятно воздействуют на процесс обновления клеток кожи, способствует быстрому заживлению ран и синяков.

Никотиновая кислота и витамин К препятствуют старению организма, при достаточном количестве этих витаминов в организме человека существенно замедляется процесс старения, и кожа выглядит молодой.

Для поддержки иммунитета кожи, кроме продуктов питания, можно использовать витамины в чистом виде, как правило, в таблетках, ампулах или капсулах, которые можно приобрести в аптеке.

Витамины принимают в чистом виде как инъекции или маски: они наносятся на лицо и остальные части тела. Витаминные растворы можно добавлять в ванную при купании.

Чтобы внешне воздействовать на кожу и питать ее полезными микроэлементами, используют витаминные комплексы и кремы, в состав которых входят коллаген, воды горных источников и лечебные грязи. Такие препараты очищают верхние слои кожных покровов, способствуя проникновению полезных веществ глубоко под кожу, восстанавливают питание клеток, замедляют процесс старения и разглаживают морщины.

В ряде случаев тусклый землистый цвет лица, дряблость кожи, пигментации, сосудистые патологии и т. д. могут свидетельствовать о том, что ее иммунитету нужна «тяжелая артиллерия». Тогда возникает необходимость проконсультироваться у косметолога насчет различных инъекционных или аппаратных процедур. Еще один важный момент: если вы все делаете правильно, но кожа все равно сигнализирует о серьезных проблемах организма (это может выражаться в раздражениях, акне, красноте и т. д.), стоит обратиться к иммунологу. Он поможет разобраться, как повысить иммунитет кожи, назначит анализы, соберет данные о состоянии здоровья и назначит курс препаратов или инъекций.

Местный иммунитет (барьерная защита от инфекций)

Первой линией обороны против инфекционных агентов служат кожа и слизистые оболочки, которые препятствуют проникновению микробов в ткани и выделяют вещества, оказывающие бактерицидное действие.

Важным фактором является механическая защита. Так бактерии, попавшие на кожу, удаляются при слущивании эпидермиса (образование перхоти, шелушение при некоторых инфекционных заболеваниях). Слизь, выделяемая стенками многих внутренних органов, действует как защитный барьер, препятствующий прикреплению бактерий к эпителиальным клеткам. Микробы и чужеродные частицы, захваченные слизью, удаляются механическим путем – за счет движения ресничек эпителия, с кашлем и чиханьем. К другим механическим факторам, защищающим поверхности эпителия, можно отнести вымывающее действие слез, слюны и мочи.

Механическая защита дополняется секреторной (выделительной) деятельностью кожных желез: потовых и сальных. Молочная кислота пота и ненасыщенные жирные кислоты сальных желез обладают противомикробным действием. Во многих жидкостях, производимых организмом (секретах организма), также содержатся бактерицидные компоненты:

лизоцим в слезах, носовых выделениях и слюне,
кислота в желудочном соке,
продукты расщепления жирных кислот в тонкой кишке,
спермин и цинк в сперме,
лактопероксидаза в молоке.

Специфическую функцию защиты во внешних секретах организма выполняет секреторный иммуноглобулин А (IgA). Он содержится в секретах и на слизистых оболочках слюнных желез, носа, рта, бронхов, влагалища, кишечника, мочеточников, мочевого пузыря. Секреторный иммуноглобулин А блокирует накопление и размножение на слизистой оболочке бактерий путем блокады поверхностных антигенов бактерий, с помощью которых они прикрепляются к слизистой оболочки органов.

Барьерная защита – это своеобразный «скафандр», к сожалению, проницаемый для многих патогенных агентов.

Неспецифическая иммунная защита (защита на все возбудители)

Любой повреждающий агент-фактор, который по силе и длительности превосходит барьерные возможности ткани, вызывает ответную защитную реакцию организма – воспаление. Воспалительная реакция представлена единством трех явлений:

повреждение и распознавание возбудителей;
сосудистая реакция – нарушение микроциркуляции крови;
клеточная реакция – миграция клеток иммунной системы в очаг воспаления.

Основная задача воспалительной реакции – уничтожение возбудителя и/или освобождение от собственных разрушенных клеток.

Можно выделить два типа уничтожения возбудителей:

Внеклеточное разрушение возбудителя гуморальными факторами защиты (активными белками сыворотки крови).
Внутриклеточная нейтрализация (фагоцитоз) (поглощение инфицированных клеток нейтрофилами и макрофагами с дальнейшим ферментативным разрушением структуры).

Внутриклеточное уничтожение микробных клеток происходит в внутри фагоцитов. Процесс поглощения возбудителя с дальнейшим ферментативным разрушением его структуры называют фагоцитозом. Этот процесс осуществляют два вида фагоцитов: нейтрофилы и макрофаги. Фагоцитоз является довольно надежным механизмом защиты организма от инфекционных агентов, но «включение» этой системы возможно только при условии сближения фагоцита и микроорганизма, сцепления микроорганизма с поверхностью фагоцита и активации мембраны фагоцита, которая приводит к поглощению микроорганизма. Микробные клетки обычно погибают в фагоцитах в течение нескольких минут.

Внеклеточные механизмы защиты реализуются несколькими путями:

Система белков комплемента является важнейшим фактором защиты среди циркулирующих белков крови. Этот комплекс в процессе ряда каскадных реакций приобретает способность «продырявливать» клеточную мембрану бактерий и тем самым убивать чужеродные клетки.
Другие белки сыворотки крови – лизины, убивающие в основном гаммаположительные бактерии, также относятся к гуморальным факторам защиты. Однако активны лизины только в присутствии достаточного количества ионов кальция.
Естественные антитела всегда имеются в сыворотке крови независимо от проникновения в организм чужеродных микробов. Эти антитела, реагируя с различными микроорганизмами, вызывают нейтрализацию их токсинов.
Интерфероны производятся лейкоцитами и макрофагами в ответ на воздействие вирусов (а также некоторых простейших, бактерий и риккетсий). Интерфероны – антивирусные агенты широкого спектра действия. Синтезируемый интерферон выделяется в межклеточное пространство, где связывается с рецепторами соседних клеток. Это стимулирует синтез белков, которые блокируют размножение вирусов.
Внеклеточное разрушение возбудителя может происходить под действием более 60 активных белков, входящих в гранулы лейкоцитов. Активные белки в процессе дегрануляции высвобождаются во внешние ткани из гранул лейкоцитов. Эффект дегрануляции наиболее интенсивно развивается при реакции на крупные чужеродные объекты (гельминты, простейшие), когда фагоцит не способен поглотить этот объект.

Клеточные и гуморальные факторы активно дополняют друг друга.

Специфическая иммунная защита (иммунный ответ на конкретный возбудитель)

За реакциями воспаления, если они не смогли нейтрализовать возбудителей, развивается более специализированная линия обороны – иммунный ответ, который последовательно запускает многоуровневую иммунную реакцию на возбудителя. Развитие специфических иммунных реакций требует взаимодействия практически всех видов клеток иммунной системы.

На первом этапе иммунного ответа захваченный в процессе фагоцитоза возбудитель перерабатывается макрофагом и в иммуногенной форме выводится его антиген на поверхность (презентация антигена). Особая роль в дальнейшем принадлежит активации Т-хелперов, которая происходит при распознавании Т-хелпером соответствующего антигенного комплекса на поверхности макрофага (антигенпрезентирующей клетки). В результате данного контакта Т-хелперы начинают делиться и после нескольких делений разделяются на две популяции. Одна активизирует развитие гуморального иммунного ответа (выработку иммуноглобулинов и антител), а другая популяция является необходимым компонентом в активации клеточного иммунитета (цитотоксические Т-лимфоциты).

В дальнейшем цитотоксические Т-лимфоциты постоянно циркулируют по всему организму, чему способствует срок их жизни (месяцы и годы). Благодаря постоянной циркуляции лимфоциты удивительно быстро появляются в «горячих точках», осуществляя разрушение клеток, инфицированных вирусами.

Гуморальный иммунный ответ обеспечивается иммуноглобулинами или антителами, производимыми В-лимфоцитами. Продвигаясь по кровяному или лимфатическому руслу, антитела поражают чужеродные вещества на любой дистанции от лимфоцита. За счет гуморального иммунного ответа происходит уничтожение самих возбудителей и нейтрализация их токсинов, находящихся в межклеточном пространстве и на слизистых. Специфическая нейтрализация осуществляется за счет присоединения антител к антигенам с образованием растворимых и нерастворимых циркулирующих комплексов (ЦИК), которые активируют защитную систему белков комплемента, повышают фагоцитарную активность макрофагов и нейтрофилов, усиливают специфическое цитотоксическое действие Т-лимфоцитов (то есть повышается активность естественных киллеров).

Установлен ряд закономерностей динамики накопления антител после первого и повторного внедрения антигена. Первый пик концентрации антител появляется через несколько дней (скрытый период иммунного ответа) и обусловлен усиленным синтезом главным образом иммуноглобулина М (IgM). После второго внедрения того же антигена амплитуда ответа больше, он продолжается дольше и обусловлен возрастанием преимущественно синтеза иммуноглобулина G (IgG). Формирование стойкого иммунитета к возбудителям связано с образованием антител иммуноглобулина класса G.

Читайте также: