人間の皮膚とそのマイクロバイオーム

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人間の皮膚 - 単なる殻ではありません

最も大きく、最も重く、そして最も多機能な人間の臓器の一つです（1）。皮膚は常に働き、呼吸をし、体温を調節し、常に保護する盾となっています。私たちの皮膚は、心理的刺激や感情に敏感に反応し、非常に効率的に感じ、感知しています。UVB光の助けを借りて、ビタミンD3を生成し、脂肪と水を蓄えています。実際、私たちの皮膚は、外界に対する単なるバリアー以上のものであり、今日では最も重要な免疫学的器官のひとつと考えられており、皮膚の個々の成分や微生物と相互作用し、私たちと保護的共生を形成しています。

ホロビオントとして、あなたは決して一人ではありません

微生物がいなければ、私たちは生きていけません。
私たちの最大の臓器には、多様な微生物が住みついており、そのほとんどは宿主にとって無害であり、有益でもあります。²これらの微生物は、皮膚とともに、私たちの身体を守るための防御システムを形成しています。
残念ながら、今日、私たちはまだ、皮膚にいるバクテリア、酵母、ダニ、ウイルス、古細菌に対して敵対的な態度、あるいはしばしば単なる無知な態度をとっています。
しかし、神経皮膚炎、乾癬、酒さ、ニキビなどの皮膚疾患は、バランスの乱れ、すなわち微生物群集の個体数の不均衡や多様性の変化と関連しており、結果として病原性微生物の割合も高くなる、という事実があります。

皮膚の自然免疫反応と適応免疫反応は、皮膚の生態系を調節しています。逆に、微生物叢も免疫系に多大な影響を及ぼしています³.
したがって、化粧品を使えば使うほど、赤みや皮膚病、アレルギーなど過敏に反応する可能性が高くなります。毎日スキンケア製品やメイクアップを使用する平均的な女性は、すぐに数百種類の成分を思い浮かべることができます。
また、現代人の過剰な衛生観念は、長期的には皮膚の共生微生物にダメージを与え、油脂や皮脂、汗を除去し続けることで生存に必要な栄養分を奪ってしまう。炎症、かゆみ、乾燥、かさつきなどの症状は、通常、マイクロバイオームと皮膚バリアの損傷とそれに伴う経皮水分損失が原因となっています。

数字で見る人の肌

男性の平均体表面積1.9 m² および女性の平均体表面積1.6 m ²
(デュボアによる細胞静止画の計算式、または火傷のための計算式）。

髪、爪、汗または皮脂腺などのすべての皮膚付属物を含む体表面: 20 m²

体重: 3 - 5 kg, 皮下脂肪20kgまで

皮膚細胞: 1 m² ,あたり 600 億個の細胞 。1100億個の細胞

厚さ: 0.3 - 4.0 mm, 目や足の裏など体の部位によって異なります。

皮膚は表皮、真皮、皮下の3層で構成されています。
一番外側にあるのが表皮で、角質層、有棘細胞層、色素形成細胞のある基底細胞層など、全部で5層から構成されています。常に新しい細胞が作られ、古い細胞が剥がれ落ちるため、表皮は約28日ごとに再生されます。真皮は表皮に隣接するやや厚い真皮または角質（真皮）です。ここには、血液やリンパ管、毛根、神経終末、汗腺、におい腺、皮脂腺などがあります。主にコラーゲンとエラスチンを含む繊維状のネットワークで構成されています。脂肪層、血管、神経を持つ皮下（下皮）は、筋肉と皮膚の間のリンクです。

皮膚の構造

表皮皮膚の最外層 - 複数の役割を持つ物理的なバリアー

最も外側の細胞は常に更新します
外来微生物の侵入を防ぎます
毒素の侵入を防ぎます
水分バランスを調節します
栄養素の損失を防ぎます
紫外線ダメージを防ぎます

表皮の5つの層

角質層 (角層): その最上層が剥離層です。ここで細胞塊が溶解し、角質の鱗、いわゆる鱗片が剥がれ落ちます。

Stratum lucidum (光沢のある層): この薄い層には、角化がまだ完全に終わっていない角質細胞と角化細胞の移行段階があります。細胞は、ケラトヒアリンとケラチンの移行産物であるエレジンで満たされています。この層は、主に皮膚の高度に角質化された領域に存在します。

顆粒層 (顆粒細胞層): ケラチノサイトから角質細胞への変換中に、一方ではケラトヒアリンの顆粒の蓄積が増加し、他方では他の細胞小器官が失われます。

有棘層 (有棘細胞層): これは、角化細胞の角化プロセスが始まる場所です。さらに、ランゲルハンス細胞つまりリンパ防御系の細胞がこの領域に位置しています。

Stratum basale (基底細胞層): 表皮の最下層は、成体幹細胞の 1 つの層のみで構成され、基底膜に接続されています。これらの細胞から成熟ケラチノサイトが形成され、数週間以内に皮膚表面に移動します。メラノサイトはここでもメラニン色素を生成し、皮膚や髪の角質細胞に保存されます.

角質層は角層、角細胞層とも呼ばれ、表皮の最上層に位置し、体の部位によって15～200層の細胞層から構成されています。

完全に角質化した角質細胞 (角質細胞) は、死んだ角化細胞です。支持タンパク質であるケラチンで満たされ、もはや細胞小器官を持たず、細胞間脂質で撥水性の非常に薄い保護膜を形成します。これらの疎水性脂質は、3 つの主要な分画、すなわちセラミド (30%)、独特で非常に複雑なスフィンゴ脂質グループ、遊離脂肪酸 (30%)、コレステロールとその誘導体 (30%) で構成されます。

脂質マントル

天然保湿因子 (NMF)のさらなる成分は、ラメラ脂質を含む角質細胞の表皮保護層と結合して、酸保護またはハイドロリピッドマントルを形成します。⁴これらは親水性のアミノ酸とペプチドであり、とりわけ構造形成表皮タンパク質フィラグリンフィラグリンの分解によるものです。さらに、ピロリドンカルボン酸（PCA）、乳酸、尿素、およびグルコース、フルクトース、ラクトースなどの中性炭水化物画分もNMFに属します。

これまで、角質層の構造は、レンガとモルタルモデル、つまり脂質を間に挟んだ死んだ角質細胞の規則的に配置された層で説明されることがよくありました。

しかし、その安定性と保護機能は、実際には次の要因に基づいていることが現在わかっています。

角質細胞とそのフック状構造
膜貫通タンパク質、いわゆる角質デスモソーム
二重層、すなわち長鎖脂質の二重層構造
タイトジャンクション、すなわち細胞間接触

何年もの間、角質層を通る活性物質の輸送および浸透経路が研究の対象となってきました。現在、3 つの浸透経路が仮定されています。
しかし、物質が親油性層と親水性層を交互に透過または拡散しなければならないため、細胞を通る経路、すなわち経細胞経路はありそうにないと考えられます。^5,6

pH (lat. 水素電位)

pH値は、水溶液の水素イオン濃度の負の十進対数であり、その酸性またはアルカリ性の尺度と見なされます。

pH 値は 0 から 14 の間のスケールで表され、値 < 7 は酸性、7 は中性、> 7 はアルカリ性です。

皮膚のpH値

表皮の最上層にある皮膚は、一般的に弱酸性のpH値を持っています。平均して、皮膚の面積に応じて 4.1 から 5.8 7の間であり、⁷、脇の下、外側の生殖器および肛門の領域は、アポクリン汗腺の数の増加による酸性マントルの生理的ギャップを表し、約6.5のやや高いpH値。一方、膣の粘膜は、共生乳酸菌の酸産生により、健康な状態で 3.5 ～ 4.5 の酸性 pH を持っています。

皮膚のpH値のわずかな変化は、実際には皮膚の住人によって許容されており、その成長に大きな障害はありません⁸ ⁹ 。低分子化合物。

皮膚マイクロバイオーム

したがって、皮膚マイクロバイオームの主な役割は、病原性微生物から皮膚バリアを保護および強化し、皮膚表面の適切な pH 値を維持することです。
常在微生物は、私たちの皮膚の生理機能の一部です。それらは、表皮の角質層と、毛包または皮脂腺と汗腺の対応する管と開口部に存在します。一方、一時的なバクテリアは皮膚に一時的に存在するだけです。いわゆるコロニー形成抵抗性により、常在微生物は、潜在的に有害な微生物または外来微生物のコロニー形成を最初から防止しています。それらの代謝産物により、個体群のバランスを確保し、病原性侵入者の増殖を防ぎます。

すべての付属物を含む私たちの皮膚は、約 1000 種の異なる細菌と約 80 属の真菌の生息地です。合計すると、私たちの皮膚には約 100 億 (10 10 ) の微生物がいると推定されています。

皮膚1cm²脇の下または頭皮に最大 2 x 10⁶、手で10³、、額に10⁵背中に 10²、足の裏に最大 10³ あります。

皮膚マイクロバイオームの個性

それにもかかわらず、皮膚マイクロバイオームの組成は、「微生物の指紋」と呼ばれるほど、各人に固有のものです。それは、出生の種類、遺伝学、ライフスタイル、性別、および年齢や民族性によって個人間で形作られます。
しかしながら、理想的には、健康な成人の皮膚の微生物群集は、一定期間にわたって比較的安定している¹⁰。しかし、思春期以降の思春期には、特定の細菌属の相対的存在量が、ホルモンの変化により、Cuti (f以前の Propioni) やCorynebacteria 、またはMalassezia 属の酵母などの親油性の代表に有利に再構成されます¹¹。

マイクロバイオームは、生後3年目までの赤ちゃんや、皮膚の状態が変化する高齢者・老人は、特にその影響を受けやすいといえます。

しかし、これらの大きな違いにもかかわらず、私たちの皮膚マイクロバイオームは主に、アクチノバクテリア、プロテオバクテリア、バクテリオデテス、ファーミキューテスの4つの細菌門によってのみ支配されています。そして、これらのうち、主に3つの属 - ブドウ球菌 ssp、コリネバクテリウム種、及びクチバクテリウム(旧プロピオニバクテリウム) ssp - 既存のバクテリアの 60% 以上を占めます¹².

皮膚のさまざまな微気候

個々の人の体のさまざまな領域の微生物叢の配置も、地球のさまざまな気候帯と実際に比較できるほどの高い変動性を示しています。しかし、細菌は非常に柔軟であるため、真皮の深部にある毛包、汗、脂肪腺などの皮膚の地形的特徴に適応するだけでなく、非常に特殊な方法で皮膚の表面のひだや隙間にも適応します。これらの地域差は、脂漏性ゾーン、湿潤ゾーン、または乾燥ゾーンに分けられ、すでに述べたように、皮膚表面の物理的または化学的特性によって決定されます。
脇の下、親密な領域、指とつま先の間の趾間スペースなどの間擦部だけでなく、腕や鼠蹊部の屈曲部も、ブドウ球菌の増殖に理想的な湿った、やや栄養豊富な環境を提供します。額と頭皮、鼻または鼻唇襞は、キューティおよびコリネバクテリアまたはマラセチア酵母などの親油性微生物に脂漏性微気候を提供します。内側の前腕や太ももなどの乾燥した領域は、通常、レンサ球菌とブドウ球菌の生息地です。

サバイバルアーティスト

したがって、私たちの微生物は皮膚の最も多様な領域に生息していますが、腸とは対照的に、実際には非常に住みにくい生活条件しか提供していません。それは酸性で、脱水状態で、塩辛い汗で覆われており、遊離脂肪酸、スフィンゴシン、NO 2、免疫グロブリン、抗菌ペプチド (AMP) などの抗菌分子が豊富で、特にあたたかいわけではありません¹³。

"巨人"の戦い

表皮ブドウ球菌最も広まっている日和見皮膚株であり、アトピー性皮膚炎などの多くの疾患に関与している自然発生の病原性黄色ブドウ球菌に対する強力な候補であり、異常に高い細菌数で皮膚にコロニーを形成し、損傷を与えます。

コアグラーゼ陰性ブドウ球菌の他の代表と同様に、S. epidermidisは、ヒト免疫細胞と相互作用するタンパク質を生成し、感染性細菌を選択的に殺すか、損傷後の炎症を緩和することもできます。S. epidermidisの特殊な菌株は、6-N-ヒドロキシアミノプリン (6-HAP) を生成する能力も持っています。これは、健康な細胞に影響を与えることなく、皮膚がんの腫瘍細胞の増殖を防ぐ能力を持つ代謝産物です¹⁴。

アクネ菌グラム陽性の嫌気性プロピオニバクテリア属の最もよく知られているメンバーであり、通常、酸素レベルが低い毛包にコロニーを形成する傾向があります。 アクネ菌も実際に黄色ブドウ球菌を抑えることができますが¹⁵、同時に、この属の一部の菌株 (ファイロタイプ IA1) ¹⁶がニキビ病変の発生に関与しています。それらは、皮膚の炎症反応のメディエーターである光感受性ポルフィリン¹⁷ やヒアルロン酸リアーゼなどの毒性因子を大量に生成しかし、実際にはこれらは悪者ばかりではありません。皮膚の健康にとって重要なホメオスタシスは、C. アクネ菌株は、 S. epidermidisなどの競合他社によっていつでも優勢になる可能性が規制されています。

膣の乳酸菌も、望ましくない侵入者に対してさまざまな武器を使用します。ラクトバチルス・クリスパタスやこの属の他のチャンピオンは、一方では膣内でH ₂ O₂ やバクテリオシンなどの抗菌物質を生成し、他方では、ガードネレラ・バギナリス、ナイセリア・ゴノロエ、カンジダ・アルビカンスなどの有害な細菌を調節することによって抑制します。乳酸の生成によるpH値です¹⁸。

結論

私たちの免疫システムと皮膚に存在する微生物との相互作用は、非常に密接で、細かくバランスが取れています。潜在的な病原体を排除し、有害な化学的および物理的環境シグナルから私たちを保護するために、皮膚の微生物叢、上皮細胞、自然免疫および獲得免疫システムの間には洗練された効果的なコミュニケーションがあります。

近年のマイクロバイオーム研究におけるますます高度な発見は、その結果、ボディケア製品や化粧品の製造業者と消費者の間でパラダイムシフトをもたらしました。私たちの最大の臓器の美しさです。

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