Гидролипидная мантия кожи. Кожа и два ее барьера
от 2 июля 2020
Гидролипидная мантия кожи – одна из составляющих эпидермального барьера кожи.
Здоровье кожи в широком смысле этого слова – её качество, цвет, тонус, увлажненность и т.п. – напрямую зависит от состояния эпидермального барьера. Многие дерматологические проблемы возникают именно из-за «брешей» в его работе.
Нарушения функции и дефекты в этом барьере неизбежно провоцируют проникновение чужеродных микробов и аллергенов в кожу, активируют дегидратацию эпидермиса и вызывают сухость кожи, повышают её чувствительность к различным воздействиям окружающей среды.
Что же такое эпидермальный барьер
Кожа – самый большой орган человеческого тела. Она составляет почти 18% общего веса человека.
В составе кожи три основных слоя:
- 1. Самый глубокий — гиподерма или подкожно-жировая клетчатка;
- 2. Средний – дерма. В ней расположены основные каркасные белки – коллаген и эластин;
- 3. Верхний слой кожи — эпидермис состоит из четырёх слоёв и постоянно обновляется.
Кожа выполняет несколько очень важных для организма и самой кожи функций. При этом, основную — защитную функцию обеспечивает эпидермис.
Именно самый верхний слой кожи — эпидермис является своего рода барьером, защищающим ее от агрессивных атак множества микроорганизмов и аллергенов, внешних механических и химических воздействий, потери влаги – сохраняет коже увлажнение.
Эпидермальный барьер состоит из:
- Гидролипидной мантии, укрывающей поверхность кожи;
- Липидо-эпидермального барьера.
1. Гидролипидная или водно-жировая мантия
— это, некая, невидимая глазу пленка на поверхности кожи, которая образуется из смеси отслоившихся роговых чешуек, пота, кожного сала, а также органических кислот и микрофлоры.
Главная функциональная особенность гидролипидной мантии здоровой кожи человека — её кислая среда — pH от 4,7 до 5,7. (Для справки: кислотная среда pH 0 — 6,9; нейтральный pH – 7; щелочная среда pH 7,1 – 14).
Благодаря наличию кислой среды, в которой перестают размножаться и погибают вредоносные бактериии, гидролипидная мантия является самым первым звеном защиты кожи от большинства чужеродных микроорганизмов и агентов.
Свой вклад в формирование кислой среды на поверхности кожи вносят с одной стороны, органические кислоты — молочная, лимонная и другие, которые образуются в результате биохимических и метаболических процессов, протекающих в эпидермисе. С другой стороны, кислый pH гидролипидной мантии помогает поддерживать жизнедеятельность полезных бактерий — Staphylococcus epidermidis и лактобактерий, которые постоянно живут на коже и составляют её микробиоту.
Кислотность гидролипидной мантии может нарушаться в ту или иную сторону по разным причинам (будет описано ниже). Например, при грибковых заболеваниях рН возрастает до 6, при экземе до 6,5; при угревой болезни защелачивается до 7.
Повреждённая гидро-липидная мантия кожи восстанавливается самостоятельно при правильном очищении, грамотном уходе и защите.
2. Липидо-эпидермальный барьер
– основной защитный барьер кожи. Находясь непосредственно в эпидермисе, он защищает организм и кожу от обезвоживания путем механизма транс-эпидермальной потери влаги (ТЭПВ), а также является вторым звеном защиты после гидролипидной мантии от проникновения в кожу патологических бактерий и аллергенов, различных химических соединений.
Основу липидо-эпидермального барьера составляют три вида липидов — церамиды, свободные жирные кислоты и холестерин.Механизм ТЭПВ. По большому счету кожа увлажняется изнутри – то есть из глубоких слоёв гиподермы и дермы вода поступает к эпидермису, липиды удерживают воду в эпидермисе, обеспечивая его увлажненность. Повреждённый липидо-эпидермальный барьер является главной причиной неадекватной трансэпидермальной потери влаги и в результате сухости кожи. Поэтому, чтобы обеспечить хорошую увлажненность кожи, необходимо в первую очередь восстановить липидный барьер.
Кроме того, бреши в липидо-эпидермальном барьере приводят не только к обезвоженности кожи, но и к её повышенной чувствительности, аллергическим реакциям, раздражениям и кожным заболеваниям.
Незначительные повреждения липидо-эпидермального барьера клетки кожи восстанавливают сами. В случае выраженных нарушений – им необходимо помочь. В первую очередь это процедуры регулярного увлажнения, правильного ухода за поверхностью кожи и дермы, здоровый образ жизни и сбалансированное питание.
Внешние проявления, связанные с повреждением гидролипидной мантии
- Периодические или постоянные ощущения стянутости кожи, вызывающие дискомфорт; сухость и шелушение кожи даже в условиях привычного ухода;
- Выраженная гиперчувствительность и реакция кожи различные атмосферные явления: на ветер, солнце, мороз,
- Повышенная чувствительность кожи при применении очищающих и уходовых средств;
- Периодическое появление раздражений и покраснений, зудящих красных пятен; перманентные дерматиты.
Наличие вышеперечисленных проблем – повод обратиться к дерматологу.
Факторы, повреждающие кожные барьеры
-
Применение при очищении кожи мыла, умывалок и др., содержащих ПАВы и щелочи; частое использование обезжиривающих и спиртовых тоников.
Щелочи и ПАВы, присутствующие в большинстве очищающих средств нарушают кислый pН гидролипидной мантии. В результате водно-жировая мантия разрушается. Открываются входные ворота для чужеродных бактерий. Повреждается липидный барьер, вода активно начинает испаряться с поверхности кожи, вызывая её сухость.
- Частое применение скрабов и отшелушивающих средств механически повреждает поверхностные роговые чешуйки – корнеоциты, травмируя водно-жировую мантию.
- Избыточный загар провоцирует выраженные окислительные реакции в тканях кожи, повреждая тем самым не только гидролипидную мантию, но и липидные слои эпидермиса.
- Неправильный домашний уход за кожей и неграмотно выполненные косметологические процедуры.
- Недостаток в пище незаменимых жирных кислот- омега-3 и омега-6, которые необходимы для синтеза «защитных» липидов.
- Кожные заболевания (экзема, различные формы дерматитов) провоцируют сухость и утрату влаги, нарушая проницаемость барьера.
Здоровый эпидермальный барьер — залог красивого вида любого типа кожи — жирной, проблемной, сухой, чувствительной и даже увядающей.
Сохранение и восстановление эпидермального барьера один их самых ключевых принципов в профессиональных программах по уходу за любым типом кожи и омолаживающих врачебных процедурах, а также домашнего хода за кожей.
Методы восстановления и сохранения барьеров кожи
-
Адекватное очищение кожи.
Домашний уход. Важно правильно определить с профессиональным дерматологом свой тип кожи и использовать ежедневно очищающие средства, которые соответствуют вашему типу кожи, не нарушая при этом эпидермальный барьер.
Профессиональный уход. В условиях клиники – проведение грамотно подобранных процедур очищения и эксфолиации кожи и соблюдения режима их выполнения: химического пилинга, и лазерного пилинга,ручной чистки лица с учётом вашего типа кожи и решаемых проблем.
-
Регулярное увлажнение.
Домашний уход. Ежедневно наносите на кожу увлажняющие кремы и периодически маски, содержащие компоненты, удерживающие влагу: аминокислоты, гиалуроновую кислоту, коллаген, эластин, алое вера и др. Плюс, как это ни банально, пейте адекватное количество чистой воды.
Профессиональный уход в условиях клиники. Регулярно (курсами 2 раза в год) проводите процедуры биоревитализации, биорепарации, мезотерапии
- Своевременная коррекция и лечение воспалений кожи.
Профессиональный уход в условиях клиники. При повреждении кожи и развитии патологической флоры, например при угревой болезни – применение различных медикаментозных препаратов, назначенных врачом, а также лечение акне на лазерной установке Fotona с целью инактивации патологической флоры, уменьшения воспалительного процесса и улучшения трофики тканей.
-
Сбалансированное питание и уход.
Домашний уход. Ежедневно используйте питательные крема, соответствующие вашему типу кожи, возрасту и времени сезона года, чередуйте их с увлажняющими средствами. Отдавайте предпочтение средствам, содержащим церамиды, липосомы и жирные кислоты – они защищают и восстанавливают повреждённый липидный слой.
Употребляйте в пищу продукты, богатые омега 3 и омега 6 жирными кислотами. Не исключайте из рациона масла и жиры.
-
Постоянная защита.
Не используйте скрабы и избегайте сильного механического воздействия. Применяйте средства, содержащие в своём составе плёнкообразующие компоненты — коллаген, эластин, воска, силиконы, ланолин, парафин — руки. Регулярно наносите на кожу солнцезащитные крема при выходе на улицу, особенно летом.
Подводим итоги
Здоровье кожи напрямую зависит от целостности и нормального функционирования эпидермального барьера, основу которого составляет гидро-липидная мантия и липидо-эпидермальный барьер.
Сверху эпидермальный барьер «окутан» в гидролипидную мантию. Важно бережно относиться к ней и не повреждать её. Она первая «встречает» патогенные микробы и агенты, препятствуя их проникновению вглубь кожи.
Повреждение липидо-эпидермального барьера и гидролипидной мантии является серьёзной проблемой для кожи. Как правило, это приводит к обезвоживанию эпидермиса, появлению сухости, повышенной чувствительности, раздражениям, может спровоцировать и поддерживать кожные заболевания и др.
Нарушенный эпидермальный барьер можно восстановить, если правильно подобрать домашний уход, а также проводить профессиональные процедуры у косметолога. Сбалансированный уход за кожей и правильный образ жизни обеспечат защиту, увлажнение и восстановление кожи.
ФГБУ Национальный медицинский
минздрава россии Не нашли ответ на свой вопрос? Позвоните и задайте его специалистам по телефону +7 (495) 500 00 97 или напишите +7 (910) 455 34 97
Поделитесь со знакомыми и друзьями:
Функции и строение кожи — урок. Биология, Человек (8 класс).
Наружный покров нашего организма представлен кожей. Кожа имеет сложное строение и выполняет важные функции:
- кожный покров практически непроницаем для веществ и микроорганизмов;
- прочная и упругая кожа защищает внутренние органы от механических и химических воздействий;
- через кожу с потом выводится вода, минеральные соли и другие продукты обмена;
- рецепторы кожи обеспечивают связь организма с внешней средой;
- кожа выполняет терморегуляционную функцию;
- благодаря содержащемуся в ней пигменту меланину кожа защищает внутренние органы от ультрафиолетовых лучей;
- в ней синтезируется витамин D.
Кожа состоит из трёх слоёв: эпидермиса, дермы (собственно кожи) и подкожной жировой клетчатки.
Эпидермис образован многослойным эпителием. Наружный роговой слой образован мёртвыми клетками, которые постоянно слущиваются. Он защищает лежащие глубже живые клетки от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды.
Самый глубокий слой эпидермиса — ростковый (базальный). В нём происходит размножение и развитие клеток, заменяющих слущивающиеся. В этом слое под влиянием солнечного света вырабатывается тёмный пигмент меланин, от содержания которого зависит цвет кожи.
Дерма, или собственно кожа, состоит из соединительной ткани и имеет сложное строение.
Клетки гладкой мышечной ткани, коллагеновые и эластиновые волокна придают коже упругость и прочность.
В дерме расположены многочисленные нервные окончания и осязательные, холодовые, тепловые рецепторы, позволяющие воспринимать сигналы окружающей среды.
Дерма пронизана кровеносными сосудами. Кровь приносит кислород и питательные вещества, уносит продукты обмена.
В дерме располагаются потовые и сальные железы, волосяные луковицы.
Потовые железы имеют вид клубочков и открываются на поверхности кожи длинными выводными протоками. В состав пота входят вода, минеральные соли, продукты обмена белков (мочевина, аммиак, мочевая кислота). За сутки обычно выделяется около \(500\) см³ пота. В жаркое время и при физической работе его количество возрастает до \(3\) л. Испаряясь с поверхности кожи, пот охлаждает её.
Молочные железы тоже являются производными кожи. Они состоят из \(15\)–\(20\) видоизменённых потовых желез, образующих дольки. Функция молочных желез заключается в производстве молока, необходимого для выкармливания потомства.
Сальные железы напоминают пузырьки, образованные эпителиальной тканью. Протоки сальных желез открываются обычно в волосяные сумки или на поверхность кожи, куда выделяется кожное сало, смазывающее волосы и кожу и придающее им эластичность.
Подкожная жировая клетчатка прилегает к дерме и представлена рыхлой соединительной тканью. В ней находится большое количество жировых клеток, в которых накапливаются запасные жиры. Толщина слоя различна на разных участках тела. Этот слой выполняет роль подушки, смягчает механические воздействия, защищает внутренние органы от травм, а также выполняет теплоизолирующую функцию.
Ученые в США изобрели искусственную кожу
Автор фото, AFP
Подпись к фото,Нанесенная на кожу пленка высыхает и выглядит как кожа молодого человека
Ученые в США разработали невидимую эластическую пленку, которую можно наносить на кожу и тем самым уменьшать не только видимость морщин и мешков под глазами, но и реально улучшать состояние кожи за счет ее постоянного увлажнения.
Нанесенная на кожу пленка высыхает и выглядит как кожа молодого человека, говорят авторы исследования, результаты которого были опубликованы в журнале Nature Materials.
На данный момент рассматривается возможность коммерческого запуска этого продукта.
Американские ученые говорят, что подобная «вторая кожа» может быть использована в будущем для дозировок определенных видов лекарств или же для защиты натуральной кожи от солнечных лучей.
Группа исследователей из Гарвардского медицинского института и Массачусетского технологического института протестировали свой препарат на нескольких добровольцах, нанося пленку под глаза, на руки и ноги.
Пленка из полисилоксанового полимера производилась в лаборатории из молекул силикона и кислорода.
Хотя пленка синтетическая, она имитирует биологическую кожу и представляет собой пропускающий воздух защитный слой.
Ученые утверждают, что эта пленка способствует увлажнению кожи, удерживая в ней жидкость, и делает ее более эластичной.
«Вторая кожа»
С возрастом кожа человека теряет эластичность. Участки кожи, на которые наносилась пленка, выглядели более ровными и менее морщинистыми.
Автор фото, PA
Подпись к фото,На кожу под глазом в левой части фотографии была нанесена пленка
По словам ученых, пленка практически невидима, ее можно носить весь день, и она никак не реагирует на пот или капли дождя.
Однако они подчеркивают, что для ее коммерческого производства необходимы дополнительные исследования. Полимер также должен быть одобрен регулирующими органами.
Доктор Тамара Гриффитс из Британской ассоциации дерматологов говорит, что мешки под глазами возникают с возрастом из-за выступания жировых слоев.
Хотя это абсолютно естественный процесс, многим это не нравится, и люди часто пытаются избавиться от этих возрастных проявлений, иногда даже прибегая к пластической хирургии.
По словам доктора Гриффитс, результаты применения пленки сравнимы с результатами хирургического вмешательства, но при этом использование пленки не несет никаких рисков. Однако она подчеркивает, что, хотя эта новая терапия выглядит многообещающе, необходимы дальнейшие исследования.
Профессор Роберт Лангер, возглавивший американское исследование, говорит, что разработка «второй кожи», которая остается невидимой, удобной и эффективной, представляет целый ряд сложностей.
«У этого материала должны быть определенные оптические свойства, иначе он будет плохо выглядеть, и у него должны быть определенные механические свойства, иначе он будет неэффективен», — добавляет он.
По его словам, исследователи надеются в ближайшем будущем приступить к тестированию этой искусственной кожи на пациентах с различными кожными заболеваниями.
Кожа человека :: Важно знать :: Статьи :: Продукция :: Секрет Красоты
Площадь кожи взрослого человека в среднем составляет 1,5–2 м². Так, кожный покров – самый крупный орган тела человека. Состоит кожа из трёх слоёв: эпидермиса, дермы (общая толщина которых – 0,5–4 мм) и подкожной жировой клетчатки. Кожа – важнейший орган нашего тела, выполняющий целый ряд жизненно важных функций: защитную, рецепторную, иммунную, обменную и терморегулирующую.
Строение кожи
Взгляду доступен лишь верхний самый тонкий слой кожи – эпидермис. Толщина его составляет всего 0,1 мм. Состоит эпидермис из пяти слоёв.
- Базальный слой – самый нижний. Деление одного ряда клеток этого слоя образует верхние слои эпидермиса. В базальном слое расположены клетки, вырабатывающие пигмент меланин, количество которого определяет цвет кожи.
- Шиповатый слой состоит из 5–15 рядов клеток, соединённых отростками, между которыми циркулирует жидкость, питающая эпидермис.
- Зернистый слой. Один-два ряда клеток этого слоя содержат зёрна кератогиалина (белкового вещества, образующего кератин – роговое вещество кожи).
- Блестящий слой из одного-двух рядов клеток, содержащих промежуточный продукт преобразования кератогиалина в кератин.
- Роговой слой – самый верхний слой эпидермиса. Состоит из ороговевших клеток и отличается относительной стойкостью к внешним воздействиям.
Эпидермис – слой, постоянно обновляющийся. Около 28 дней занимает период полного обновления.
Под эпидермисом находится дерма. Толщина этого слоя около 2 мм. Дерма состоит из соединительной ткани, содержащей сеть коллагеновых и эластических волокон, волосяные фолликулы, сосуды, пигментные клетки, потовые и сальные железы. Основной структурный белок дермы – коллаген.
Питание кожи обеспечивается развитой сетью кровеносных и лимфатических сосудов. Чувствительность кожного покрова к внешним раздражителям обусловлена наличием большого количества нервных сплетений и окончаний в разных слоях кожи.
Под дермой располагается подкожная жировая клетчатка. Она состоит из рыхлой соединительной ткани, заполненной жировыми дольками.
Коллаген – фундамент здоровья и молодости кожи
Состояние дермы зависит от её структурного белка – коллагена, способного удерживать воду. Это свойство влияет на питание кожи полезными веществами, благодаря которым клетки активно делятся и обновляются, обеспечивая упругость и гладкость кожи. С течением времени насыщение коллагена водой уменьшается. Процесс этот начинается примерно с 30 лет. А под воздействием негативных факторов, таких как городской смог, курение, неправильное питание, стрессы, излучение компьютера и т.д. — ещё раньше. Проведя исследования, специалисты установили, что процессу связывания воды в коллагене препятствуют накапливающиеся в дерме ионы кальция, водорода и тяжёлых металлов. Обезвоживание коллагена приводит к дефициту внутреннего питания клеток и как следствие, к видимому ухудшению состояния кожи: истончению, вялости, образованию морщин, а также к снижению её защитных свойств и появлению прыщиков и комедонов. Однако учёные выяснили, что процесс обезвоживания коллагена обратим. Если вывести избыток вредных веществ из дермы, коллаген снова наполняется водой, клетки получают полноценное питание, начинается их активное деление. Состояние кожи улучшается. Она увлажняется, морщинки разглаживаются, поверхность выравнивается, очаги инфекции и воспаления исчезают.
Итак, чтобы восстановить процесс связывания воды в коллагене, нужно очистить дерму от вредных ионов водорода, кальция, тяжёлых металлов. Специалисты НПЛ «ЛН-Косметика» создали уникальное косметические средства Литокомплексы «Секрет Красоты», которые эффективно глубоко очищают кожу и способствуют синтезу молодого коллагена. Процесс связывания воды в коллагене восстанавливается, улучшается питание клеток кожи, активируется кровоток и движение лимфы. После восстановления функционирования естественных процессов состояние кожи улучшается, она обретает здоровье и красоту!
Кожа- индикатор здоровья — ОГАУЗ ‘Поликлиника №10’
Кожа- индикатор здоровья
Материал опубликован: 21 Августа 2020
Кожа – важный индикатор здоровья. По лицу человека можно легко определить внутреннее состояние его организма. Кроме того, внешний вид кожи напрямую зависит от качества ухода за ней: речь идёт об очищении, питании, увлажнении – всем тем процедурам, которым необходимо посвящать время на ежедневной основе. Для того чтобы понимать, по каким критериям можно судить о здоровье кожного покрова, запомните четыре важнейших признака идеальной кожи.
Ровный цвет
Здоровая кожа отличается однотонностью. На ней нет пигментных пятен, отёков и микровоспалений, которые портят цвет лица. Чтобы добиться ровного тона кожи, нужно вести здоровый образ жизни, а также осуществлять комплексный уход за кожными покровами: глубоко очищать и увлажнять их, насыщать витаминами и минеральными веществами.
Гладкость
Признак хорошей кожи – отсутствие на ней трещинок и шероховатостей. Неровность кожных покровов часто вызвана наличием ороговевших частиц, которые нужно как можно чаще удалять с поверхности дермы. Лучший способ избавиться от мёртвых клеток – регулярное использование скраба. Обладателям жирной кожи можно пользоваться этим косметическим средством два-три раза в неделю, владельцам сухой – не более двух раз.
Упругость
Речь идёт о способности кожи возвращаться в исходное состояние после механического растяжения или сжатия. Упругость часто путают с эластичностью, однако между этими понятиями есть различие. Эластичностью кожи называют её способность сжиматься и растягиваться без повреждения внутренней структуры. Упругость и эластичность тесно связаны между собой и являются важными признаками здоровой кожи.
Отсутствие дефектов
Существует несколько тысяч видов заболеваний кожи, однако самые распространённые из них можно пересчитать по пальцам одной руки. В частности, к ним относятся акне, комедоны и угревая сыпь. Эти заболевания делятся на три группы по характеру их проявления:
— невоспалительные;
— воспалительные;
— дерматозы с высыпаниями в виде акне.
Косметологи не рекомендуют заниматься самолечением и при появлении любого вида заболеваний кожи обращаться к специалисту. Это связано с тем, кожные дефекты могут свидетельствовать о серьёзных внутренних нарушениях.
Поделиться
Твитнуть
Поделиться
Класснуть
Отправить
Вотсапнуть
Площадь кожи еще больше, чем мы думали
Подавляющее большинство статей по косметологии и дерматологии, написанных на любых языках мира, начинаются с одной и той же фразы: «Кожа — самый большой орган человека». Это действительно так.
То есть мы так думали до недавнего времени, считая площадь кожи равной поверхности человеческого тела, — ведь кожа покрывает тело человека, так что логика была совершенно очевидна.
Однако наука не стоит на месте, и совсем недавно исследователи с кафедры дерматологии Университета Сан-Франциско предложили использовать для оценки площади кожи те же принципы, что давным-давно использовались, когда оценивали площадь тех же легких или же площадь кишечника. Вкратце — было предложено оценивать кожу не как идеально гладкую поверхность, а как сложную структуру с впадинами и возвышенностями.
Когда мы определяем расстояние от точки А до точки В, всегда есть соблазн просто провести прямую линию на карте — сколько раз все мы так обманывались? О, всего 800 метров от гостиницы до ресторана, дойду на каблуках! А потом оказывается, что дорога вымощена брусчаткой, здесь надо спуститься по длинной лестнице, а потом подняться по другой, почему-то еще более длинной, обойти пару зданий, дойти до перехода — восемьсот метров незаметно превратились в три километра, а мы еще даже не у цели.
Примерно та же картина возникает и при измерении площади кожи. Вся ее поверхность исчерчена складками, покрыта втяжениями — волосяные фолликулы, сальные и потовые железы, просто неровности и вмятинки, которые так хорошо видны на фотографиях при безжалостной съемке в макрорежиме. Раньше все эти неровности просто не учитывались — забавно, что сейчас никто не может вспомнить, почему это произошло. Ведь площадь кишечника с самого начала считали по-другому? Факт остается фактом, мы долгие годы повторяли утверждение из учебника, которое могло быть правдой только для кожи после сурового глянцевого фотошопа, не оставившего ни одной неровности.
Почему все эти устья и фолликулы имеет смысл учитывать? Дело в том, что их структура не отличается от структуры кожи на гладкой поверхности — то есть отличается, но не слишком принципиально. Кожа в фолликулах и железах состоит из тех же клеток, имеет приблизительно ту же структуру, с небольшими отличиями из-за различия функций. И, конечно, в фолликулах и железах тоже живут наши микродрузья — жизнерадостные представители нормального микробиома кожи и несколько менее приятные гости, которые иногда нам доставляют проблемы разного рода. На сегодняшний день микрофлора и микрофауна кожи (да, на случай, если вы не знали — некоторые простейшие микроклещи, в частности демодекс, явно относящиеся к животному миру, тоже живут на совершенно здоровой коже) достаточно серьезно изучена. Довольно подробно описаны «микрообщежития» сухих и влажных зон кожи, особенности сообществ микроорганизмов, живущих в сальных и потовых железах, а также в «шахтах» волосяных фолликулов. Все это говорит о том, что эти изменения рельефа не «отверстия, ведущие из кожи», а непосредственно сама кожа, а значит, их площадь тоже надо учитывать.
Что ж, дело за математикой. Площадь среднего фолликула составляет около 4,7 квадратного миллиметра. Этих фолликулов у нас в среднем 5 миллионов. Проведя несложные математические расчеты, добавив к цифре площади фолликулов площадь сальных и потовых желез, а также пресловутые 1,8–2 квадратных метра, которыми мы себя ограничивали раньше, мы получим приблизительно 30 квадратных метров.
Это меняет представление о том, как наш организм граничит с окружающим миром. Как говорили физиологи старой школы, «кожа отделяет влажный внутренний мир от сухого внешнего» — да, кожа —это орган, главной функцией которого является глобальная защита тела. Сегодня мы приходим к пониманию, что мы соприкасаемся с окружающей средой больше, чем мы считали до этого, — 30 квадратных метров кожи постоянно находятся в контакте с окружающим миром и непрерывно реагируют на происходящее в нем.
Окружающую среду иногда предлагают считать «условно-враждебной» — наверное, в полной мере это можно отнести к условиям жизни в больших городах с неблагоприятной экологической обстановкой. Открытые поверхности кожи подвергаются атаке микрочастиц, некоторые из которых настолько малы, что могут проникать в кожу очень глубоко. Частицы большего размера оседают на поверхности кожи, препятствуя здоровому обмену влагой и газами с воздухом — кожа начинает в прямом смысле задыхаться. Сигаретный дым, микропыль от стертых покрышек автомобилей, диоксины и другие токсичные вещества индустриальных газов, продуктов распада горючего — все это оседает на коже, повреждает кожу и в конечном итоге в прямом смысле ломает ее защитную функцию.
Еще один фактор — это контакт с чужеродными веществами. И здесь я имею в виду не только вещества химического происхождения, но и вполне натуральные — растительная пыльца, например, является одним из основных загрязнителей воздуха. Кожа вступает в контакт со всем чужим первой, именно структуры кожи определяют, как реагировать.
Здесь уместно вспомнить и о косметике — результаты недавнего исследования научной группы EWG, которое было названо Skin Deep, показали, что средний человек, живущий в развитых странах мира, в течение дня наносит на кожу средства, содержащие 126 различных субстанций. Раньше мы думали, что, используя косметику для лица, наносим ее приблизительно на 20–25 квадратных сантиметров кожи, но нет, настоящая цифра ближе к полутора метрам! Для того чтобы уменьшить риск нежелательных взаимодействий между ингредиентами, исследователи рекомендуют следовать принципу «less is more» — «меньше, да лучше», использовать только необходимый минимум средств и стараться по максимуму использовать средства одного бренда, поскольку в рамках одной линейки количество ингредиентов не будет настолько большим.
Ну и, наконец, мы узнали еще больше о микробиоме — вероятно, новое понимание глобальной структуры кожи может объяснить происхождение бактериальных ДНК и РНК в глубине кожи, включая структуры дермы.
Для производителей косметики новость о внезапном увеличении площади кожи в 15 раз тоже представляет вызов — мы раньше считали распределение средств после нанесения на 1 квадратный сантиметр, подразумевая, что нужно наносить определенное количество средства для достижения эффекта. Сейчас получается, что если мы хотим достигать эффекта глобально, воздействовать на всю площадь кожи, то и средства должны быть более текучими и распределяться лучше. Это важно для увлажняющих средств, ведь поверхность кожи в фолликулах тоже страдает, важно для любых средств для профилактики старения и, конечно, очень важно для средств, помогающих восстанавливать и поддерживать здоровье микробиома.
Вирусные заболевания кожи | NEO
Вирусные заболевания кожи возникают при воздействии определённых типов вирусов.
К наиболее часто встречающимся заболеваниям относят:
- Вирусные бородавки (кондиломы, папилломы – вирусная инфекция)
- Дерматиты (аллергический, себорейный, периоральный, экзема)
- Угревая сыпь (акне, прыщи, угри)
- Герпетические инфекции
- Опоясывающий лишай
Вирусные бородавки – одно из наиболее распространённых заболеваний кожи. Возникает при внедрении вируса папилломы в клетки кожи человека. На месте внедрения появляются разрастания в виде узелков. Вирус может попасть на кожу при тесном контакте с больным человеком (рукопожатие) или при контакте с предметами, которыми он пользовался (посуда, гаджеты и т.д). Инкубационный период длится от 2 до 6 месяцев.
В зависимости от того, какой тип вируса вызвал бородавку, она может иметь разную форму, цвет и размещение на теле. Существуют несколько видов вирусных бородавок:
- Плоские бородавки
- Подошвенные бородавки
- Вульгарные бородавки
- Нитевидные бородавки
Лечение бородавок в Медицинском Центре “НЕО”
В настоящее время единственным радикальным методом является удаление имеющихся разрастаний с помощью лекарственных средств или физического воздействия. Применяются следующие методы:
- Криодеструкция (аппликации жидким азотом)
- Электрокоагуляция
- Лазерокоагуляция
- Химиодеструкция (аппликации лекарственных препаратов)
Все вышеперечисленные методы могут применяться как монотерапия так и в сочетании между собой.
Контагиозный моллюск – вирусное заболевание кожи, вызываемое одним из вирусов группы оспы. Наиболее часто заболевают дети в возрасте от одного года до 10 лет. Путь заражения контагиозным моллюском – контактный. Угрозу представляет не только инфицированный человек, но и предметы быта. У взрослых возможен половой путь инфицирования при локализации высыпаний на коже половых органов. Инкубационный период от 2 недель до 6 месяцев.
Радиоволновая хирургия
Механическое удаление
Криодиструкция
Запись на прием
Герпетическая инфекция – заболевание кожи, вызванное вирусом простого герпеса I типа. Инфицирование происходит воздушно-капельным и контактно-бытовым путём от инфицированных больных и бессимптомных вирусоносителей. Инкубационный период длится от 2 до 14 дней.
Чаще всего поражается слизистая ротовой полости, кожа лица, туловища и верхних конечностей. Появляются высыпания в виде пузырьков с прозрачным содержимым, чаще болезненных при пальпации. Вирус простого герпеса I типа сохраняется в организме на протяжении всей жизни. Под влиянием провоцирующих факторов (переохлаждение, стрессы, хронические заболевания и т.п.), заболевание может принять рецидивирующее течение.
Методы лечения:
- Противовирусные препараты
- Иммуномодуляторы
- Противогерпетическая вакцина
Опоясывающий лишай – заболевание кожи, вызванное вирусом Varicella zoster (семейство герпесвирусов). Вирус передаётся воздушно-капельным путём. Заражение происходит от человека, который болен опоясывающим лишаем или ветряной оспой.
При первом контакте с вирусом, чаще в раннем детстве, развивается клиническая картина ветряной оспы. После выздоровления вирус остаётся в организме, скрываясь от нервных окончаний. Активация вируса может произойти через несколько десятков лет, под влиянием провоцирующих факторов (сквозняки, переохлаждения, стрессовые ситуации и т.п.)
На коже туловища или коже лица, по ходу иннервации данного нерва появляются резко болезненные сгруппированные пузырьки с прозрачным содержимым. Болезненность может сохраняться длительное время после исчезновения высыпаний.
Опоясывающим лишаем болеют, как и ветряной оспой, один раз в жизни, рецидивов не бывает. Исключение составляют только ВИЧ-инфицированные и пациенты с иммунодефицитами.
Лечение опоясывающего лишая, как и другие вирусные заболевания кожи, должно проводиться только под наблюдением врача!
Записаться на прием к опытному дерматологу центра «НЕО» можно по телефону (383) 239-33-08 или с помощью онлайн-сервиса.
Запись на прием
Изображение, определение, функции и состояние кожи
Источник изображения
© 2014 WebMD, LLC. Все права защищены.
Кожа — самый большой орган тела, его общая площадь составляет около 20 квадратных футов. Кожа защищает нас от микробов и непогоды, помогает регулировать температуру тела и дает возможность ощущать прикосновение, тепло и холод.
Кожа состоит из трех слоев:
- Эпидермис, самый внешний слой кожи, обеспечивает водонепроницаемость и придает оттенок нашей коже.
- Дерма под эпидермисом содержит прочную соединительную ткань, волосяные фолликулы и потовые железы.
- Более глубокая подкожная ткань (гиподерма) состоит из жировой и соединительной ткани.
Цвет кожи создается специальными клетками, называемыми меланоцитами, которые производят пигмент меланин. Меланоциты расположены в эпидермисе.
Состояние кожи
- Сыпь: почти любое изменение внешнего вида кожи можно назвать сыпью. Большинство высыпаний возникает в результате простого раздражения кожи; другие являются результатом медицинских условий.
- Дерматит: общий термин для обозначения воспаления кожи. Атопический дерматит (разновидность экземы) — наиболее распространенная форма.
- Экзема: воспаление кожи (дерматит), вызывающее зудящую сыпь. Чаще всего это происходит из-за сверхактивной иммунной системы.
- Псориаз: аутоиммунное заболевание, которое может вызывать различные кожные высыпания. Серебряные чешуйчатые бляшки на коже — самая распространенная форма.
- Перхоть: шелушащееся состояние кожи головы может быть вызвано себорейным дерматитом, псориазом или экземой.
- Угри: самое распространенное кожное заболевание, угри поражают более 85% людей в какой-то момент жизни.
- Целлюлит: воспаление дермы и подкожных тканей, обычно вызванное инфекцией. Обычно возникает красная, теплая, часто болезненная кожная сыпь.
- Абсцесс кожи (фурункул или фурункул): локализованная кожная инфекция приводит к скоплению гноя под кожей. Некоторые абсцессы должны быть вскрыты и дренированы врачом для излечения.
- Розацеа: хроническое заболевание кожи, вызывающее красную сыпь на лице.Розацеа может выглядеть как акне, и это плохо изучено.
- Бородавки: вирус поражает кожу и вызывает чрезмерный рост кожи, в результате чего образуется бородавка. Бородавки можно лечить дома с помощью химикатов, клейкой ленты, замораживания или удалять врачом.
- Меланома: Самый опасный вид рака кожи, меланома, возникающая в результате воздействия солнца и других причин. Биопсия кожи может выявить меланому.
- Базальноклеточная карцинома: наиболее распространенный тип рака кожи. Базальноклеточная карцинома менее опасна, чем меланома, потому что она растет и распространяется медленнее.
- Себорейный кератоз: доброкачественное, часто зудящее образование, которое выглядит как «прилипшая» бородавка. Себорейный кератоз может быть удален врачом, если он беспокоит.
- Актинический кератоз: твердый или чешуйчатый бугорок, образующийся на коже, подвергшейся воздействию солнца. Актинический кератоз иногда может прогрессировать до рака.
- Плоскоклеточная карцинома. Плоскоклеточная карцинома, распространенная форма рака кожи, может начаться с не заживающей язвы или аномального роста. Обычно развивается на участках, подверженных воздействию солнечных лучей.
- Герпес: вирусы герпеса HSV-1 и HSV-2 могут вызывать периодические волдыри или раздражение кожи вокруг губ или половых органов.
- Крапивница: внезапно возникающие красные зудящие пятна на коже. Крапивница обычно возникает в результате аллергической реакции.
- Разноцветный лишай: доброкачественная грибковая инфекция кожи создает на коже бледные участки со слабой пигментацией.
- Вирусный экзантам: Многие вирусные инфекции могут вызывать красную сыпь на больших участках кожи. Это особенно часто встречается у детей.
- Опоясывающий лишай (опоясывающий герпес). Опоясывающий лишай, вызываемый вирусом ветряной оспы, представляет собой болезненную сыпь на одной стороне тела. Новая вакцина для взрослых может предотвратить опоясывающий лишай у большинства людей.
- Чесотка: Крошечные клещи, проникающие в кожу, вызывают чесотку. Сильно зудящая сыпь на перепонках пальцев, запястий, локтей и ягодиц типична для чесотки.
- Стригущий лишай: грибковая инфекция кожи (также называемая опоясывающим лишаем). Характерные кольца, которые он создает, не являются следствием червей.
Недавно открытый тип клеток в коже человека способствует воспалительным кожным заболеваниям
Иммунофлуоресцентная маркировка здоровой и псориатической кожи пациентов.Пунктирная линия показывает соединение дермо-эпидермис. HLA-DR: зеленый, GLUT3 (SLC2A3): красный и DAPI: синий. Шкала = 100 мкм (малое увеличение) и 10 мкм (большое увеличение). Авторы и права: Сингапурская иммунологическая сеть A * STAR (SIgN) и Институт исследования кожи Сингапура (SRIS).Группа международных ученых и клинических экспертов открыла новый тип клеток в коже человека, который способствует воспалительным кожным заболеваниям, таким как атопический дерматит (AD) и псориаз (PSO). Результаты их исследования были опубликованы в журнале Journal of Experimental Medicine в сентябре 2021 года.Команда происходит из Сингапурской иммунологической сети A * STAR (SIgN) в сотрудничестве с Сингапурским институтом исследования кожи (SRIS), Национальным центром кожи Сингапура, отделом дерматологии, Высшей медицинской школой Киотского университета, Япония, и отраслевым партнером Galderma.
Хронические воспалительные заболевания кожи, такие как AD и PSO, характеризуются наличием подтипов активированных Т-клеток, секретирующих провоспалительные цитокины в коже.Опосредованная Т-клетками иммунная дисрегуляция играет центральную роль в патогенезе широкого спектра воспалительных заболеваний кожи. Таким образом, понимание факторов, модулирующих прайминг и активацию Т-клеток в здоровой и больной коже, является ключом к разработке эффективных методов лечения этих заболеваний.
Недавно подход одноклеточного секвенирования РНК (RNA-seq) был использован для анализа иммунных клеток в коже человека, включая дендритные клетки (DC) и макрофаги, которые представляют собой клеточные популяции, контролирующие активацию Т-клеток.Чтобы выяснить роль ДК и макрофагов в хронических воспалительных кожных заболеваниях, команда использовала комбинацию сложных подходов (одноклеточная проточная цитометрия и РНК-секвенирование индексированных клеток из здоровой и больной кожи человека) для создания объективного профиля / ландшафт DC и макрофагов, а также для описания их различных молекулярных сигнатур и пропорций в поражениях кожи пациентов с AD и PSO.
Это выявило значительное увеличение доли CD14 + DC3 в пораженной PSO коже, где они были одним из основных типов клеток, коэкспрессирующих IL1B и IL23A, два цитокина, необходимых для патогенеза PSO.Это открытие предполагает, что нацеливание на CD14 + DC3 может представлять собой новый терапевтический вариант в лечении PSO, и демонстрирует потенциал базы данных одноклеточных миелоидных клеток в плане предоставления важной информации о биологии кожи при ее здоровье и болезнях.
Доктор Флоран Жинхо, старший главный исследователь SIgN и последний автор исследования, сказал: «Результаты этого исследования значительны, поскольку они позволят разработать новые стратегии для нацеливания или модуляции популяций миелоидных клеток для улучшения здоровья пациентов. атопического дерматита и псориаза.«
«Роль антигенпрезентирующих клеток в развитии воспалительных кожных заболеваний остается неясной. Это исследование четко выявило функции каждой субпопуляции антигенпрезентирующих клеток, что очень информативно и полезно для понимания патогенеза атопического дерматита и псориаза. Мы ожидаем, что это исследование приведет к разработке нового метода лечения рефрактерных воспалительных кожных заболеваний ». сказал профессор Кенджи Кабашима, адъюнкт-главный исследователь из SIgN и SRIS.
Выявлены новые молекулярные механизмы хронического воспаления кожи
Дополнительная информация: Сатоши Накамизо и др., Одноклеточный анализ кожи человека выявляет дендритные клетки CD14 + типа 3, совместно продуцирующие IL1B и IL23A при псориазе, Journal of Experimental Medicine (2021).DOI: 10.1084 / jem.20202345 Предоставлено Агентство науки, технологий и исследований (A * STAR), Сингапур
Цитата : Недавно обнаруженный тип клеток в коже человека способствует воспалительным кожным заболеваниям (2021 г., 17 сентября) получено 17 сентября 2021 г. с https: // физ.org / news / 2021-09-new-cell-human-skin-deals.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.
ПенаFrog может помочь доставить лекарства к коже человека | Наука
Исследователи достали пену из лягушек в лесах Тринидада и принесли ее в свою лабораторию после удаления яиц, их вылупления и возвращения головастиков в дикую природу.Пол ХоскиссонДождливыми летними вечерами аспирантка по молекулярной биологии Сара Брозио покидала полевой центр на севере Тринидада, который она делила с ящерицами, птицеедами и коллегами-людьми, чтобы искать в лесах странное вещество, называемое лягушачьей пеной. Медленно катясь по дорогам в обветренном седане, ее небольшая группа ехала в тишине, прислушиваясь к гудению и крику ночной жизни, пока они не слышали свистящий звук, похожий на звук аркадных лазерных пушек. Одинокий пинг вскоре сменится целым припевом — отчетливым шумом самцов лягушек Тунгара, соперничающих за партнера.
Когда один из этих самцов поразил женщину своей мелодичной бравадой, эти двое резвились в промокшей канаве у дороги. Он обнял ее сзади и оплодотворил ее яйца, которые она выпустила вместе с супом из белков. Вместе оба партнера взбивали смесь в густую пену задними ногами. Этот купол из пены предотвращает высыхание яиц, а также обеспечивает защиту от хищников, экстремальных температур и повреждений от ультрафиолетовых лучей и вредных бактерий.
Учитывая полезность и долговечность пены, Брозио и ее коллеги задались вопросом, может ли этот загадочный материал найти клиническое применение для людей. Они отправили собранную пену обратно в свою лабораторию в Шотландии, чтобы проверить ее свойства и определить, можно ли использовать ее, как существующие фармацевтические пены, для доставки лекарств к коже. В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Royal Society Open Science , они демонстрируют, что пена земноводных действительно может быть эффективной альтернативой пенам, которые в настоящее время прописывают врачи при таких состояниях, как порезы или ожоги.
Проект запустился в 2014 году, за год до первой поездки Брозио по сбору пены на Карибский остров Тринидад. Как и многие бесстрашные исследовательские предложения, это началось как идея за бокалом напитка. Микробный биохимик Пол Хоскиссон и инженер-фармацевт Димитриос Лампроу сформировали маловероятное партнерство в пабе Университета Стратклайда в Глазго.
Лаборатория Хоскиссона специализируется на разработке противомикробных препаратов, поэтому он был заинтригован тем фактом, что пена из лягушки может естественным образом противостоять бактериальной колонизации.Основываясь на описаниях Хоскиссона, Лампроу задался вопросом, могут ли стабильность и структура материала также способствовать переносу и высвобождению лекарственных соединений. Вскоре после этого они наняли Брозио, который поступил в лабораторию Хоскиссона в качестве аспиранта. Она сопровождала Хоскиссона в нескольких поездках на Тринидад, а затем приступила к тестированию пены в лаборатории.
«Это первый раз, когда пена из амфибий была использована для доставки лекарств», — говорит Хоскиссон, соавтор исследования. Эти пены, добавляет он, «должны дать нам действительно хорошее и безопасное средство доставки, которое можно вводить пациентам, не опасаясь заразить их, в отличие от многих других синтетических средств доставки.”
В течение многих лет промышленные пены использовались для нанесения косметики и доставки лекарств, таких как антибиотики, кожно, ректально и вагинально. Эти синтетические смеси распределяют лекарства по большим участкам кожи, но многие из них разрушаются в течение нескольких минут или часов и преждевременно выбрасывают свой груз. При лечении ран и ожогов врачами часто приходится снимать повязки, чтобы пену можно было нанести повторно. Помимо нарушения процесса заживления, это увеличивает риск инфекции и устойчивости к антибиотикам.Более того, синтетические пены иногда могут действовать как аллергены и раздражать кожу пациента.
Лягушки тунгара — не единственные животные, которые производят пенные гнезда; например, другие виды лягушек, плевки и сиамские бойцовые рыбы также производят их. Хотя эти натуральные продукты с большей вероятностью будут совместимы с кожей человека, чем искусственные вещества, сложно найти в дикой природе функциональную пену, которая держится дольше часа или двух. Пена Túngara, напротив, достаточно мягкая, чтобы насиживать головастиков, и может сохраняться в суровых тропических условиях более недели.
Самец лягушки Túngara привлекает самку своей брачной песней и помогает ей взбить смесь белков, чтобы защитить их яйца под куполом из пены. Пол ХоскиссонЧтобы проверить свою теорию о том, что пена из лягушки может служить системой доставки лекарств, исследователи использовали ряд стандартных фармацевтических методов для исследования ее структуры, состава, вязкости и стабильности. Крупным планом пена состоит из плотно упакованных пузырьков, называемых везикулами.Эти прочные везикулы захватывают и удерживают молекулы лекарства, позволяя пене распределяться по большой площади поверхности без разрушения. Высокая температура и пониженный pH кожи человека вызывают растворение пузырьков, высвобождая лекарство со временем.
Исследователи определили, что пену можно использовать для инкапсулирования красителей, которые легко растворяются в растворе, а также тех, которые не растворяются, намекая на то, что пена может содержать множество лекарств с рядом свойств. Команда также загрузила пену обычным антибиотиком рифамицином, который выпускался в течение недели — многообещающие сроки, поскольку пациентов часто лечат антибиотиками в течение 5–14 дней.Примерно половина антибиотика была доставлена в течение первых 24 часов, но медленное высвобождение, которое последовало в течение следующих шести дней, было более длительным и устойчивым, чем у существующих фармацевтических пен. Однако авторы исследования не знают точно, насколько их пена соответствует конкретным синтетическим вариантам без параллельного сравнения.
Соавтор исследования Лампроу, ныне профессор Королевского университета в Белфасте, может с уверенностью сказать, что пена из лягушки может изменить способ производства и доставки фармацевтических препаратов, если она будет хорошо работать в последующих исследованиях.Он и его коллеги определили, что пену можно безопасно наносить на клетки кожи человека в посуде. Но затем им нужно будет протестировать пену на целых полосах кожи млекопитающих — вероятно, на коже свиней с местной фермы — и, в конечном итоге, на живых животных, таких как мыши или крысы, а позже и на кроликах и свиньях. Он предполагает, что в конечном итоге его можно будет использовать для доставки множества лекарств в дополнение к антибиотикам, возможно, даже биологических молекул, таких как белки или мРНК.
Ян Ши, биомедицинский инженер из RWTH Ахенского университета в Германии, который не участвовал в исследовании, никогда не слышал о пене из лягушек до этой статьи — не говоря уже о том, чтобы рассматривать ее в медицинских целях.«Это совершенно новая и даже безумная идея — использовать материал лягушек для доставки фармацевтических препаратов», — говорит он.
Использование пены для доставки лекарств к определенным участкам кожи — привлекательная и более удобная альтернатива таблеткам и иглам, — объясняет Ши. Он специализируется на химиотерапии рака и иммунотерапии и видит потенциальную роль пены из амфибий в лечении раковых клеток кожи. Но, предупреждает он, технология все еще находится на начальной стадии, и необходимы многие дополнительные исследования, прежде чем она станет коммерчески доступной.Например, лягушки не смогут производить достаточно пены для удовлетворения производственных требований, поэтому ключевые белки в пене необходимо будет очищать и воспроизводить в больших количествах по разумной цене.
Броцио с тех пор окончила Университет Стратклайда, но большая часть ее докторской диссертации была посвящена приготовлению отдельных ингредиентов пены с нуля без необходимости в лягушачьем блуде. Она предоставила бактериям ДНК лягушки и уговорила их произвести несколько из шести ключевых белков в пене.По ее словам, даже когда она использовала только один из этих белков для создания своей собственной пены, смеси хватило бы как минимум на неделю или две. Затем лаборатории Хоскиссона необходимо будет определить идеальное количество каждого белка для их рецепта пены — и все ли шесть белков вообще необходимы, что может упростить производственный процесс.
Помимо замечательной пены, лягушки могут быть источником вдохновения для других лекарств. Биохимик Милена Мечкарска, которая не принимала участия в исследовании, также изучает терапевтический потенциал материалов, полученных из земноводных, в своей лаборатории в Университете Вест-Индии в Санкт-Петербурге.Кампус Августина в Тринидаде. Во время своих полевых экспедиций она часто замечает пенные гнезда тунгара, но вместо этого сосредотачивается на других видах лягушек, которые выделяют короткие белки, называемые пептидами, из своей кожи, чтобы отразить хищников и болезнетворных микробов. Mechkarska изучает, можно ли эти пептиды использовать в качестве альтернативы антибиотикам у людей или, возможно, включать в лекарства, чтобы помочь установить более сбалансированный иммунный ответ, гарантируя, что иммунная система устраняет инфекцию без чрезмерной реакции и нападения на организм.Она задается вопросом, может ли пена Túngara регулировать иммунную систему аналогичным образом, помимо того, что она используется в качестве насыщенной антибиотиками пузырьковой повязки на рану.
Исследование, по ее словам, «является прекрасным примером исследования, вдохновленного матерью-природой». Многие исследователи стремятся распространить свои идеи из лаборатории в клинику — как говорится, «от скамейки к постели». Но Мечкарская считает, что поролон из лягушки может охватывать даже большее расстояние: «от природы до постели», как она выразилась.
Животные Лягушки Здоровье Медицина Отпускаемых по рецепту лекарств Странные животныеМолекулярная картография поверхности кожи человека в 3D
Общий рабочий процесс для построения 3D-моделей с высоким пространственным разрешением.
Чтобы продемонстрировать возможность картирования молекулярной природы поверхности кожи человека, для этого исследования были привлечены два добровольца, мужчина и женщина. Мы не стремились описать общие различия между мужчинами и женщинами, что потребовало бы большего размера выборки каждого пола. В то же время наши индивидуальные наблюдения могут проверить, являются ли эти два человека одинаковыми или разными по разным микробиомам и химическим характеристикам, и дать представление о факторах, влияющих на вариации внутри каждого субъекта с методологической точки зрения.Поэтому мы называем добровольца мужского пола человеком 1, а добровольца женского пола — человеком 2. У каждого субъекта дважды брали пробы на ~ 400 участках кожи с помощью ватных тампонов и тампонов из мягкой пены ( Материалы и методы ). Эти мазки подвергали анализу ампликонов MS и 16S рРНК соответственно (рис. 1). К каждому образцу применяли два типа МС: данные сверхэффективной жидкостной хроматографии / квадрупольного времени пролета (UPLC-QTOF) использовали для захвата метаболитов и пептидов и включали зависящие от данных тандемные МС (МС / МС) и матрицу. Данные TOF с лазерной десорбцией / ионизацией (MALDI-TOF) использовались для обнаружения метаболитов, пептидов и белков.MALDI-TOF использовался для обнаружения молекул с более высокой молекулярной массой в образцах кожи без какой-либо предварительной обработки и с использованием ~ 1/300 объема образца, который потребовался бы для жидкостной хроматографии MS (LC-MS), что было выгодно из-за ограниченного доступный материал. Идентификация ионов на трехмерных картах MALDI-TOF сопровождалась идентификацией MS / MS с использованием квадрупольного преобразования Фурье с линейной ионной ловушкой (IT) (LTQ-FT). Такой MS-анализ предоставляет более обширную информацию о фрагментации, когда цель известна, по сравнению с распадом постисточника на MALDI-TOF.
Рис. 1.Создание трехмерных топографических карт молекул и микробов, распределенных на коже человека. Образцы были собраны в ~ 400 различных участках тела каждого из двух добровольцев. Для каждого образца обнаружение молекул выполняли с использованием МС (UPLC-QTOF и MALDI-TOF) и бактерий с использованием секвенирования ампликона 16S рРНК. После 3D-моделирования была построена карта для каждой молекулярной особенности и для каждого таксона, обнаруженного в каждой точке на выбранном теле. На трехмерных картах показано распределение сфингозина и пальмитолеиновой кислоты в организме человека 1 и человека 2 соответственно.Анализ данных включал интегральный анализ разнородных больших данных с последующим структурным биохимическим анализом представляющих интерес молекулярных особенностей. См. Также рис. S1.
Трехмерные топографические карты, визуализирующие распределение метаболитов, пептидов и бактерий, были созданы на основе данных UPLC-QTOF, MALDI-TOF, а также данных последовательностей ампликона 16S рРНК, которые позволяют визуально сравнивать локализацию метаболитов, пептидов и бактерий. Трехмерное отображение как молекулярных, так и бактериальных инвентаризаций на трехмерные топографические модели было выполнено на компьютерных моделях людей в MATLAB.Картирование точек сбора образцов включало присвоение каждой точки отбора образцов точке на трехмерной компьютерной графической модели (рис. 1 и фильмы S1 и S2). Затем массы ионов MALDI-TOF ( m / z ) и молекулярные особенности ЖХ-МС [интервалы m / z и время удерживания (RT)] были количественно определены путем интегрирования спектральных интенсивностей и смоделированы на трехмерных топографических картах. Для данных ампликона 16S рРНК были картированы относительные количества, соответствующие каждому обнаруженному роду на каждом участке тела.С использованием цветовой шкалы были построены трехмерные топографические карты, показывающие пространственное содержание молекул, соответствующих молекулярным особенностям или бактериальным таксонам (рис. 1). Картирование молекулярных особенностей по данным ЖХ-МС выявило четкое пространственное распределение в таких областях, как голова, пупок, руки, подмышечная впадина, пах, уши и ступни у обоих добровольцев (рис. S1 A ). Картирование данных MALDI-TOF выявило определенные распределения дополнительного набора молекул с более высокой молекулярной массой из диапазона масс пептидов и белков (рис.S1 B ). Это указывает на присутствие различных и неоднородных химических сред на поверхности кожи человека.
Крупномасштабная молекулярная сеть МС.
Чтобы лучше интерпретировать данные МС, к данным МС / МС UPLC-QTOF была применена молекулярная сеть (14⇓ – 16). Соединения сгруппированы на основе их сходства МС / МС, которое служит показателем структурного сходства и визуализировано в Cytoscape (16, 17) (рис. 1). Молекулярная сеть позволяет легко анализировать большое количество спектров МС / МС, полученных в различных экспериментах, и выделяет молекулярные семейства химически подобных молекул (14–17).Вкратце, чтобы уменьшить избыточность из-за множества спектров, потенциально генерируемых для идентичных молекул, MSCluster, первоначально разработанный для протеомных экспериментов, был адаптирован для объединения идентичных и почти идентичных спектров МС / МС (18), и полученные согласованные спектры были дополнительно согласованы между каждым. другой — с помощью алгоритма спектрального выравнивания, который вычисляет косинусную оценку для обнаружения пар спектров с сильно коррелированными паттернами фрагментации (15, 16, 19). Оценки косинусного сходства варьируются от 0 до 1, где 1 означает идеально согласованные спектры МС / МС.Порог косинуса 0,65 был использован для построения молекулярной сети в этом исследовании. То, что многие спектры МС / МС можно сопоставить с косметическими и гигиеническими продуктами, отражает длительное влияние нашего повседневного режима.
Полученные в результате оценки корреляции были импортированы в Cytoscape (17), и сеть была организована с использованием принудительно-направленного макета FM3 (ссылка 20 и apps.cytoscape.org/apps/fm3). Поскольку химия молекул диктует, как они фрагментируются в газовой фазе, такая организация данных МС / МС выявляет кластеры связанных спектров МС / МС, которые представляют семейства молекул (14⇓⇓ – 17).
Чтобы определить происхождение многих молекул и приписать молекулярные особенности человеческому, микробному или экологическому компоненту кожи, были собраны данные ЖХ-МС / МС для косметических продуктов, которые использовали оба человека, обычное сырье, используемое в рецептура косметических продуктов (косметические ингредиенты) и коммерчески доступные химические стандарты. Кроме того, были получены культуры 34 различных бактерий и грибов из нескольких родов, включая Propionibacteria , Corynebacteria , Acinetobacter , Pseudomonas , Streptococcus , Escherichia , bacillus Bacillus , Candida и Malassezia , которые, как известно, являются частью микробного сообщества кожи, также были подвергнуты LC-MS / MS (12, 21).Наконец, данные ЖХ-МС / МС были собраны на культивируемых клетках кожи человека, включая базальные и дифференцированные кератиноциты, и ткани кожи человека, собранные у четырех доноров из трех мест: шеи, спины и кожи головы. Все данные ЖХ-МС / МС, собранные в исследовании вместе со спектральными библиотеками МС / МС, включая Massbank (22), Национальный институт стандартов и технологий (NIST) (www.nist.gov/index.html), репрезентативные данные из METLIN ( 23), а собственные эталонные спектры затем подвергали анализу молекулярной сети.Интегративный анализ образцов мазков с кожи вместе с другими образцами и спектральными библиотеками позволил нам идентифицировать молекулы, наблюдаемые на трехмерных топографических картах, и сделать гипотезу о происхождении молекул.
Молекулярная сеть данных ЖХ-МС / МС из образцов мазков с кожи, косметических ингредиентов, культивированных клеток, тканей кожи человека и химических стандартов вместе с библиотеками МС / МС привело к 15 544 узлам, представляющим консенсус по крайней мере трех или более идентичных МС / МС спектры.Большинство спектров было получено из образцов мазков с кожи; 34% из них были связаны с человеком 1, но не с человеком 2, 25% с человеком 2, но не с человеком 1, и 41% соответствовали обоим предметам. Более того, 8% узлов соответствовали косметическим продуктам и / или косметическим ингредиентам. Около 0,5% соответствовали культивированным кератиноцитам и тканям кожи человека, тогда как около 1% узлов соответствовали микробным культурам. В общей сложности 0,1% узлов соответствовали культивированным клеткам кожи и тканям кожи человека, микробам и мазкам человека. Этот результат показывает, что большая часть аннотированных узлов может быть сопоставлена с косметическими продуктами в большей степени, чем с любым другим источником, что отражает длительное влияние наших косметических и гигиенических продуктов на молекулярный состав самого внешнего слоя кожи, который подвергается воздействию среда.Менее 3% узлов можно сопоставить с данными МС / МС из спектральных библиотек МС / МС, что позволяет предположить, что в отличие от инвентаризации кожных бактерий, которая, как сейчас считается, приближается к полному отбору образцов (24), подавляющее большинство метаболитов на коже остаются без характеристики. Даже при выполнении молекулярной сети с большим охватом с учетом возможных молекулярных модификаций различия в спектрах из-за эффектов концентрации (например, в спектрах MS / MS родительских ионов с более низкой интенсивностью могут отсутствовать дочерние ионы с более низкой интенсивностью), температурные колебания оборудования во время В течение 2-недельного периода непрерывного сбора данных и других экспериментальных соображений, обнаруженных в молекулярной сети, более 80% спектров МС / МС остаются нехарактеризованными.Это мало чем отличается от ситуации в ранних проектах секвенирования генома, где менее 20% генов можно было бы аннотировать, и от научного сообщества потребуется разработать творческие стратегии для анализа и аннотации обнаруженных молекул, аналогичные стратегии аннотирования последовательностей ДНК. это развивалось за последние два десятилетия.
Источники этих не охарактеризованных молекул могут варьироваться от секретируемых пищевых молекул, не представленных в справочной базе данных; ферментативные, индуцированные светом или воздухом модификации молекул, которые не наблюдаются в культуре; и косметические товары, которые использовались в прошлом, но не включены в анализ.Культивированные клетки кожи и микробы, а также вырезанные и сохраненные ткани кожи человека могут не отражать молекулярный состав in vivo и живых систем, особенно если человеческие и / или бактериальные клетки при взаимодействии продуцируют различные метаболиты. Такое взаимодействие вероятно, учитывая расширенный репертуар метаболизма, наблюдаемый у совместно выращиваемых микробов по сравнению с индивидуально выращиваемыми видами (25, 26). Точно так же у большинства микробных таксонов отсутствует репрезентативный член, который был культивирован, и эти микробы и их взаимодействия друг с другом и с хозяином, вероятно, вносят вклад в молекулы, для которых мы еще не можем определить происхождение в сети.Наконец, вероятно, существует множество экологических вкладов из еще не учтенных источников. Несмотря на то, что при аннотировании данных остаются серьезные проблемы, химический состав, обнаруженный в этом исследовании, по-прежнему дает представление о различных химических средах кожи.
Предполагаемые аннотации были получены путем сопоставления спектров МС / МС со спектральными библиотеками и затем подтверждены последующим ручным анализом. Конкретные молекулы, обсуждаемые в тексте, были дополнительно подтверждены последующим ручным анализом.Ручной анализ был необходим, потому что, в отличие от геномики или протеомики, статистические инструменты для оценки частоты ложных открытий в нецелевой метаболомике еще не разработаны. Более того, стереохимические и региональные модификации или изомеры родственных молекул трудно оценить автоматически. Для названных молекулярных семейств в этой статье, по крайней мере, некоторые члены семейств соответствовали стандартам на основе исходной массы, МС / МС и RT. В SI «Материалы и методы» мы предоставляем подробную информацию об уровне анализа для каждой из названных молекул.На рис. 2 показаны репрезентативные примеры молекулярных семейств с одной или несколькими идентифицированными молекулами.
Рис. 2.Структурно-биохимический анализ, основанный на топографических картах, выявляет молекулы из различных молекулярных семейств. Молекулярные особенности были выбраны на основе их биогеографического местоположения, как показано на картах. Структурный анализ выполняли с использованием молекулярной сети данных UPLC-QTOF MS / MS. Полная сеть показана посередине; узел соответствует согласованному спектру МС / МС, а край представляет сходство между спектрами МС / МС.Толщина краев (серые линии, соединяющие узлы) указывает на степень сходства. Сеть была создана с использованием косинуса 0,65, а затем импортирована и визуализирована в Cytoscape. Подсети показывают примеры молекулярных семейств ( A – H ). Узлы сети были отмечены цветами, показывающими молекулярное происхождение, а более крупные узлы выделяют молекулы, происходящие из разного известного происхождения. CAPB, кокамидопропилбетаин; ПК, фосфохолин; PS, фосфосерин; SLES, сульфат лаурилового эфира натрия.См. Также рис. S2 – S5.
Чтобы выделить определенные молекулы, члены молекулярных семейств фосфатидилхолина (PC, m / z 494, 522) и фосфатидилсерина (PS, m / z 526) были обнаружены в мазках с кожи, культивируемых кератиноцитах и грибов Malassezia furfur и Candida albicans (рис. S2 A – D ). Семейства липидов PC и PS являются важными фосфолипидами у эукариот, выполняя структурные и сигнальные функции (27, 28). Примерами молекулярных характеристик, которые соответствуют человеческому происхождению, включая базальные, дифференцированные культивируемые кератиноциты и ткани кожи человека, но не микробным образцам, является молекулярное семейство липидов сфингозина (рис.2 и рис. S2 E и F ), семейство стеролов, которое включает соответствие холестерину (рис. 2 и рис. S2 G ), семейство ПК ( m / z 496) (рис. 2 и рис. S3 A ). В образцах кожи было обнаружено семейство молекул, которое включает аналог витамина D3 (рис. S3 B ), а также гликохолевую кислоту (рис. S3 C ) и таурохолевую кислоту (рис. S3 D ). Холевые кислоты, обычно описываемые как желчные кислоты, являются важными участниками липидного обмена в кишечнике и помогают поддерживать здоровое микробное сообщество кишечника, таким образом представляя собой жизнеспособное терапевтическое вмешательство против патогенов (29).Функция этих желчных кислот на коже неизвестна. Совпадения с фитосфингозинами (рис. S3 E ) были обнаружены на коже, но не в косметических продуктах или культивированных кератиноцитах. Некоторые молекулярные семейства были обнаружены как в образцах кожи, так и в культурах кожных бактерий, такие как жирные кислоты олеиновая кислота (рис. S3 F ) и пальмитиновая кислота (рис. S4 A ), которые были обнаружены в Pseudomonas , и пальмитолеиновая кислота, обнаруженная в культурах Acinetobacter , Candida и Malassezia (рис.S4 B ). Триптамин из кожи был идентичен молекулярному признаку, полученному от культивированного микроба Staphylococcus (рис. S4 C ). Некоторые молекулярные особенности человеческой кожи не только соответствовали молекулярным характеристикам культур, некоторые также соответствовали гигиеническим, диетическим и / или косметическим продуктам и широко используемым пластификаторам для использования в одежде и других пластмассах, таких как o -формилбензойная кислота (30). и пищевые компоненты или добавки, такие как синапиновая кислота (31, 32) (рис.S4 D ) и окисленный полиэтилен (33). Это показывает, что наш распорядок дня оставляет на коже молекулярные следы, которые можно легко обнаружить, и что они являются важным компонентом региоспецифической химической среды кожи, которая, в то же время, может дать представление о личных привычках (например, нанесение солнцезащитного крема, лосьон и т. д. или нет).
Семейство молекул, которое включает поверхностно-активное вещество лаурилового эфира сульфата C12, компонент шампуня, используемого человеком 1, было обнаружено на его голове, но не на голове человека 2 (рис.2 и рис. S5 A ). Точно так же молекулярное семейство, которое включает кокоамидопропилбетаин, также известный как лауроиламид пропилбетаин, поверхностно-активное вещество, присутствующее в шампунях как человека 1, так и человека 2, было обнаружено на голове обоих субъектов (рис. 2 и рис. S5 B ) (34) . Солнцезащитные кремы, такие как авобензон и октокрилен (рис. S5 C и D ), ингредиенты в нескольких косметических составах, наблюдались в основном на лице и груди женщин. Наконец, полимерные вещества, которые демонстрируют характерную разницу в 58 Да (субъединица полипропиленгликоля, –CH 2 CH 2 CH 2 O), обнаруженные в косметических товарах, были связаны с подмышечной впадиной человека 2 (рис.S5 E ). Оба добровольца воздерживались от душа и применения гигиенических и косметических средств в течение 3 дней перед взятием образцов, чтобы увеличить возможность обнаружения молекул, продуцируемых микробами, но, несмотря на эти меры предосторожности, доминирующие молекулярные особенности, которые можно было аннотировать, к удивлению, были получены из средств гигиены и косметики. . Следовательно, данные показывают, что, создавая топографические карты кожи, мы можем обнаружить как прошлое, так и текущее поведение. Данные демонстрируют, что кожа человека состоит не только из молекул, полученных из человеческих или бактериальных клеток.Внешняя среда, такая как полимерные материалы в пластмассах, которые содержатся в одежде, диетических, гигиенических и косметических товарах, в значительной степени влияет на химический состав кожи. Эти молекулярные сигнатуры режимов поведения остаются видимыми на коже и могут влиять на микробные сообщества кожи; теперь их можно обнаружить и сопоставить с местным микробным сообществом.
Трехмерное картирование данных 16S рРНК.
Чтобы идентифицировать бактерии, присутствующие на поверхности кожи человека, и связать их с молекулярными локализациями, был проведен филогенетический анализ последовательностей ампликонов 16S рРНК бактериальных и архейных рибосом из ~ 400 участков каждого добровольца, выявив 850 различных микробных операционных таксономических единиц (ОТЕ) на уровне идентичности 97% (набор данных S1).Хотя было изучено 36 типов, некоторые из них только в нескольких местах, наиболее распространенные микробные таксоны, наблюдаемые в этом исследовании, были из типов Actinobacteria , Firmicutes , Proteobacteria , Cyanobacteria и Bacteroidetes , в согласие с выводами проекта Human Microbiome Project (4⇓⇓⇓ – 8) (Рис. S6 A , Dataset S1 и папка с картами распределения микробов, доступная по адресу Massive.ucsd.edu/ProteoSAFe/status.jsp?task=6b9dcff3899e4d5f89f0daf9489a3a3a3a) .Топографическое картирование данных ампликона 16S рРНК выявило множество различных локализаций обнаруженных таксонов (карты распределения микробов доступны на сайте Massive.ucsd.edu/ProteoSAFe/status.jsp?task=6b9dcff3899e4d5f89f0daf9489a3a5e). Семейство Staphylococcaceae было обнаружено во влажных областях, например на ступнях обоих добровольцев, под грудью и шеей человека 2 и вокруг носа человека 1 (рис. S6 A ). Род Staphylococcus был обнаружен в основном на стопах обоих добровольцев и вокруг носа человека 1 (рис.3). Род Propionibacterium был обнаружен в сальной области, включая голову, лицо, верхнюю часть спины и верхнюю часть груди обоих добровольцев (рис. 3). Род Corynebacterium был наиболее распространен в области головы, паха и пальцев ног обоих добровольцев (рис. 3). Кроме того, такие организмы, как Pseudomonas , типичный грамотрицательный кожный комменсал, который также участвует в некоторых важных инфекциях, таких как кистозный фиброз, и Lactobacillus , который обычно считается представителем кожи, вагинального, орального, и микробиота кишечника, но также ранее связанная с кожей, была обнаружена на всей поверхности кожи обоих добровольцев (рис.S6 B ) (1). Streptococcus (распространенный род в полости рта), Haemophilis и Rothia — все они являются частью нормального сообщества микробов полости рта (35), но присутствуют на коже обоих людей, в основном вокруг рта человека. 1 (Рис. S6 C ). Наконец, тип Cyanobacteria был обнаружен в увеличивающихся количествах на руках, коленях и голени человека 2, но минимально на человеке 1 (рис. S6 B ). Наши карты 16S рРНК показывают, что хлоропласты, которые филогенетически группируются в пределах Cyanobacteria и происходят из растительных экстрактов, используемых на руках женщин, локализованы в этом субъекте (36).Эти разнообразные микробы и растительные материалы, а также их конкретная локализация должны до некоторой степени определять молекулы, наблюдаемые на коже.
Рис. 3.Топографическая карта репрезентативного распределения бактерий из родов Staphylococcus , Propionibacterium и Corynebacterium , основанная на их относительных количествах в каждом месте расположения тела, для особей женского и мужского пола. Красный — это самый высокий процент каждого обнаруженного рода, а синий — самый низкий процент; другие цвета находятся посередине.См. Также рис. S6.
Пространственная корреляция между молекулярным и бактериальным распределением.
Хотя разнообразие Шеннона выявило различные пространственные паттерны разнообразия между молекулами и микробами, это не исключает пространственной корреляции между локализацией отдельных видов бактерий и метаболитов. Поэтому мы решили найти определенные молекулы и бактерии, которые находятся в одних и тех же биогеографических регионах. Пространственная корреляция может использоваться как методика создания гипотез.Однако корреляция не подразумевает напрямую причинно-следственной связи; скорее, корреляция пространственной локализации бактериального типа и молекулярных видов позволяет формулировать проверяемые гипотезы или дает конкретный вопрос, который затем может быть дополнен дополнительным экспериментом. Пространственные корреляции между всеми обнаруженными молекулами (по данным ЖХ-МС) и микробами рассчитывались путем вычисления корреляции Пирсона ( Анализ колокализации микробных и молекулярных сообществ, ). У обоих добровольцев были обнаружены пространственно локализованные таксоны микробов и молекулярные виды.Обнаруженные колокализации были представлены сетью и исследованы. Взаимные корреляции (корреляция> 0,5, значение P <0,05) между родом Propionibacterium (рис.5, A ) и 491 молекулярным признаком позволили обнаружить молекулярные особенности, которые имеют сходное распределение с таксонами бактерий (рис. 5 В ). Приблизительно 73% этих молекулярных характеристик принадлежали к молекулярным семействам липидов, если судить по их временным задержкам (от 300 до 500 с, что соответствует гидрофобной природе липидов) (рис.5 C и D ). Эти липиды не были обнаружены среди продуктов культивирования пропионибактерий, полученных естественным путем. Липиды, такие как олеиновая кислота (рис. S3 F ), пальмитиновая кислота (рис. S4 A ) и моноацилированные глицерины моноолеин и монопальмитин (рис. S7 A и B ) были обнаружены в больших количествах на голова, лицо, руки, грудь и спина (рис. 5 D ). Все это компоненты ацилглицеринов, из которых состоят мембраны клеток человека.Эти наблюдения подчеркивают молекулярные взаимосвязи между микробиотой, кожей человека и окружающей средой и раскрывают молекулярную микросреду эпидермиса.
Рис. 5. Совместная локализация родаPropionibacterium с липидами на теле человека 2, а также исследование in vitro гидролиза триолеина с помощью P. acnes . ( A ) Топографические карты показывают пространственное распределение этого рода по особям женского и мужского пола. ( B ) Молекулярные элементы UPLC-QTOF, пространственно совместные с таксоном бактерий Propionibacterium , отображаются в виде сети, где квадратный узел представляет таксон Propionibacterium , круглые узлы представляют кластеры тесно колокализованных молекулярных элементов, а узел представляет собой совместная локализация между картой бактериального таксона и картой молекулярного кластера.Внутри каждого круга показано количество тесно колокализованных молекулярных элементов (имеющих почти идентичное пространственное распределение). Всего 492 молекулярных объекта были пространственно колокализованы с таксоном Propionibacterium . ( C ) Тепловая карта представляет значения RT и m / z совместно локализованных характеристик ЖХ-МС; большинство из них имеют LC RT 300–400 с и m / z 200–400 и область, которая соответствует многим гидрофобным молекулам, таким как липиды. ( D ) Молекулярная сеть молекулярных семейств, которые имеют распределение, подобное Proprionibacteria , и выделяют совместно локализованные особенности МС и структурно родственные молекулы выбранных молекул (зеленый кружок), обнаруженные в данных UPLC-QTOF.( E ) Анализ in vitro с учетом культур P. acnes с триолеином или без него, а также холостых питательных сред с триолеином демонстрирует возможность участия микробиоты в трансформации больших липидов человека (например, триацилглицерида триолеина) в липиды и жирные кислоты меньшего размера, чем те, которые обнаруживаются на коже и совместно локализованы с Propionibacterium (здесь олеиновая кислота и окисленная олеиновая кислота). Площадь под расчетным пиком олеиновой кислоты и окисленной олеиновой кислоты измеряли для диапазонов RT 7.5–7,8 мин для m / z 283 и 6,65–6,75 мин для m / z 299. Анализ in vitro был проведен три раза (планки ошибок, стандартное отклонение) и может быть интерпретирован как значимый (Стьюдент t test, ** P <0,01, **** P <0,0001) увеличение липидных продуктов, наблюдаемое в присутствии P. acnes с добавлением триолеина. См. Также рис. S7.
За исключением рук человека 2, локализация олеиновой кислоты, пальмитиновой кислоты, моноолеиновой и пальмитиновой ацилированных глицеринов отражает локализацию рода Propionibacterium (рис.5 A и D ). Эти корреляции позволили предположить, что некоторые из них являются продуктами процессинга человеческих ацилированных глицеринов в результате гидролиза триацилглицеридов или диацилглицеридов, опосредованного Propionibacterium (40). Чтобы определить, может ли этот организм гидролизовать ацилглицериды, Propionibacterium acnes культивировали в среде, дополненной триглицеридом триолеином, и полученные продукты метаболизма анализировали с использованием UPLC-QTOF MS / MS.Продукты гидролиза до олеиновой кислоты были обнаружены в культурах P. acnes , содержащих триолеин, но не в контроле (фиг. 5 E ). Кроме того, в тех же культурах наблюдалась окисленная олеиновая кислота. Хотя точное место окисления неизвестно, метаболит имеет ту же исходную массу, MS / MS и RT, что и окисленная олеиновая кислота, которая была обнаружена на коже и имела локализацию на топографической карте, аналогичную продуктам гидролиза, таким как Молекулярные семейства олеиновой кислоты, пальмитиновой кислоты, моно-олеоила и монопальмитоилглицерина (рис.5 и Рис. S7 C ). Эти результаты убедительно подтверждают гипотезу о том, что микробиота кожи, особенно Propionibacterium , не только вносит вклад в молекулы в химический состав SC, но и изменяет химическую среду, в которой они живут. Ожидается, что изменятся не только молекулы клеток кожи человека, но и молекулы, продуцируемые другими микробами и из окружающей среды, включая диету.
Аналогичным образом, автоматический колокализационный анализ ( Анализ колокализации микробных и молекулярных сообществ ) коррелировал 8122 молекулярных признака ЖХ-МС, совместно локализованных с семью родами бактерий ( Prevotella , Butyricimonas , Clostridium hilusiptore, Pecostridium h , Bilophila и Rathayibacter ), все локализуются в основном в паховой области человека 1 (рис.6). Среди молекул, которые совместно с паховым бактериальным сообществом находятся пептиды нейтрофилов человека (HNP) (рис. S8, A и B ). Точно так же во влагалище человека 2 содержалось микробное сообщество шести родов бактерий, включая Anaerococcus , Peptoniphilus , Prevotella , Sutterella , Negacusicoccus и Poceptostrella вагинальные сообщества.Это бактериальное сообщество колокализовано с более чем 1800 уникальными молекулярными особенностями, обнаруженными только в паху самок (рис. S9 A ). Гем и лизофосфатидилхолин (LysoPC 16: 1) были локализованы (корреляция> 0,6, значение P <0,05) в этой области (рис. S9 B – D ). HNPs и LysoPC 16: 1 обычно связаны с воспалением (41–45). По мере того, как в будущем будет доступно больше карт химического состава кожи, они помогут получить представление о разнообразии химического состава поверхности кожи и их связи с колокализацией микробных сообществ, особенно о том, как химический состав меняется с течением времени в результате изменений окружающей среды или изменений кожи. здоровье, такое как влияние инфекционных агентов, лекарств, воздействие окружающей среды, питание или даже изменения климата.Эти наблюдения демонстрируют захватывающий потенциал молекулярных топографических карт человека для выявления взаимосвязей между этими маркерами и конкретными бактериальными сообществами.
Рис. 6.Молекулярные и бактериальные сообщества, как обнаружено, совместно локализуются у человека 1. Анализ совместной локализации между бактериями и молекулами у мужчины выявляет 8122 молекулы, которые пространственно колокализованы с семью родами бактерий в паховой области: Prevotella , Butyricimonas , Clostridium , Peptoniphilus , Peptostreptococcus , Bilophila и Rathayibacter .Антимикробные пептиды, выявленные с помощью анализа MALDI-TOF (HNP-1 m / z 3,443 и HNP-2 m / z 3,372), локализовались совместно с бактериальными сообществами в паховой области человека, что подчеркивает физиологический статус и уникальные химические свойства человека. микробный состав этого конкретного участка кожи. См. Также рис. S8 и S9.
ZenComplete Human Skin
ZenBio предоставляет для исследований свежие и замороженные образцы кожи человека. Все образцы находятся с согласия донора и одобрения IRB.
- Утверждено IRB
- Полное согласие донора
- свежий
- Холодное Сердце
- Депо: живот, лицо, бедро, рука и грудь
- Подробная информация о донорах
* Все образцы протестированы на патогены в соответствии со следующими критериями: ВИЧ-1/2, HBV, HCV, сифилис. *
Информация для заказа
Кожа человека
Арт. № | Описание изделия | Ед. / М | Цена |
---|---|---|---|
T-SKN-10 | Кожа человека, полная толщина, СВЕЖАЯ, (сбор / отправка в тот же день *, ожидается тестирование — требуется подписанный отказ в файле — свяжитесь с нами для получения более подробной информации), ~ 100 CM2 | Каждый | 895 $.00 |
T-SKN-FF10CM | Кожа человека, полная толщина, ЗАМОРОЖЕННАЯ, ~ 100 см2 | Каждый | $ 895.00 |
T-SKN | Кожа человека, полная толщина, FRESH в тот же день ( *, Ожидание тестирования — требуется подписанный отказ в файле — свяжитесь с нами для получения более подробной информации), ~ 4 см2 | КАЖДЫЙ | $ 606,00 |
T-SKN-FF2CM | Кожа человека, полная толщина, замороженная, ~ 4 см2 | Каждый | 570,00 $ |
* Возможна установка нестандартных коллекций.Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации *
Полный список продуктов и цен можно найти в разделе «Розничные цены» (.PDF).
Публикации по коже человека
Леандро Л. Сантос Натаниэль Дж. Своффорд Брэндон Дж. Сантьягоhttps://doi.org/10.1002/cpph.79 Мариана Борони, Алессандра Зонари, Каролина Рейс де Оливейра, Калли Алкатиб, Эдгар Андрес Очоа Крус, Лир Э. Брейс и Джулиана Лотт де Карвалью
DOI https://doi.org/10.1186/s13148-020-00899-1 Елена Пятская, Кэрол Р.Флах, Ричард Мендельсон
https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2020.183335 Рутинг Джин, И Чиен Ляо, Колетт Казенев, Жанна Чанг, Марина Рутс, Густаво С Луенго
https://www.doi .org / 10.1021 / acs.langmuir.9b01974 JINHYO AHN, KYEONG HU KIM, KIBAEK CHOE, JOO HYUCK LIM, SEUNG KI LEE, YEON SOOK KIM и PILHAN KIM
Biomed. Опт. Express 9, 3974-3982 (2018), https://www.doi.org/10.1364/BOE.9.003974 Джин Чена, Нинг Вейб, Мария Лопес-Гарсия, Дайанна Амброзеа, Джейсон Лееб, Колин Аннелина, Тереза Петерсонb
http: // www.doi.org/10.1016/j.ejpb.2017.04.008 Hubka Kelsea M., Wu Danielle, Harrington Daniel A., Langer Jessica C., Pocard Thomas, Jammayrac Odette, Farach-Carson Mary C., and Pradhan-Bhatt Свати.
Прикладная токсикология in vitro. DOI: 10.1089 / aivt.2015.0013 И Чжао, Ши Мэн, Пол Б. Ното, Керри К. Липински, Гита Кандпал, Юрий Е. Бухтияров, Линхан Чжуанг, Колин М. Тайс, Вэй Чжао, Ченгго Донг, Стивен Д. Лотеста, Эндрю П. Маркус, Катерина Лефтерис, Яджун Чжэн, Кристи Фан, Суреш Б.Сингх, Дэвид А. Кларемон, Ричард Э. Грегг, Джерард М. МакГихан, Дипак С. Лала
Плакат, Vita Pharmaceuticals
Чтобы узнать больше о наших услугах, свяжитесь с нашей группой обслуживания
Создание волосатой кожи человека: не так просто, как вы думаете
Впервые исследователи создали искусственную кожу человека, на которой растут волосяные фолликулы и нервные клетки (красные). (Изображение: Джинюн Ли, организация «Бостонская детская») Основные выводы
· Ученые создали первую культивированную кожу человека, на которой растут волосы, покрытые жировыми и нервными клетками.
· Возможные области применения: лечение ожогов, тестирование лекарств и косметики.
· Разработанная система органоидов кожи является подтверждением концепции создания других органоидов человека, таких как внутреннее ухо.
Более 40 лет ученые и коммерческие компании воссоздают кожу человека в лабораториях по всему миру. Тем не менее, у всех этих продуктов отсутствует важный аспект нормальной кожи — волосы.
Согласно новому исследованию, культивированные клетки кожи человека, покрытые жиром и нервами и способные давать рост волос, стали реальностью.Достижение представляет собой более чем пятилетнее исследование, которое началось в лаборатории доктора философии Карла Келера (затем в Медицинской школе Университета Индианы) и завершилось в новой лаборатории Келера в Бостонской детской больнице в отделениях отоларингологии, улучшения коммуникации, пластики и пластики. исследования оральной хирургии. Этот метод представлен в статье, опубликованной в журнале Nature .
Карл Келер«В этой последней работе мы открыли способ выращивания обоих слоев кожи человека вместе», — говорит Келер, имея в виду верхний и нижний слои кожи человека (эпидермис и дерму соответственно).«Эти клетки разговаривают друг с другом в культуре органоидов кожи — или кожи в созданной нами посуде — и дают ростки волосяных фолликулов, сопровождаемых жировыми и нервными клетками».
Сделав это открытие еще дальше, команда трансплантировала человеческую волосатую кожу мышам. В конечном итоге на месте трансплантации у мышей прорастали человеческие волосяные фолликулы. Возможные применения новой техники включают тестирование косметики и лекарств, а также лечение ожогов и многое другое.
Кожа в блюде с мини-органами
Кожа, которую люди делают в блюде, никогда не имеет миниатюрных органов или придатков, таких как волосяные фолликулы или потовые железы, встроенных в кожу.Эти мини-органы важны для регуляции тепла, ощущения прикосновения и внешнего вида.
В 2018 году команда опубликовала документ, показывающий, что они могут создавать волосатую кожу из стволовых клеток мыши. Чтобы создать клетки волосистой кожи человека, команда начала с индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток, которые представляют собой клетки кожи взрослого человека, которые возвращаются к эмбриональной форме.
«Итак, мы применили смесь факторов роста и малых молекул, своего рода рецепт приготовления плюрипотентных стволовых клеток человека», — говорит Келер.
Джиюн ЛиКоманда впервые заметила совместное развитие эпидермиса кожи и дермы. Взаимодействие и передача сигналов между двумя тканевыми слоями привели к отрастанию волосяных фолликулов на 70-й день, что хорошо согласуется со сроками развития волос у плода человека. «Удивительно, что время нормального развития кожи так хорошо сохраняется в блюде», — добавляет Джиюн Ли, доктор философии, первый автор статьи и научный сотрудник отделения отоларингологии Boston Children’s.
Помимо роста волос, органоиды производят жировые и мышечные клетки кожи, а также нервы, аналогичные тем, которые обеспечивают ощущение прикосновения. «Жир — незамеченный герой кожи, и недавние исследования показывают, что он играет решающую роль в заживлении ран», — говорит Ли. Органоиды также производят клетки Меркеля, специализированные чувствительные к прикосновению клетки кожи, которые также были замешаны в заболеваниях, таких как карцинома из клеток Меркеля. «Включение этих других типов клеток, вероятно, расширяет возможности использования модели органоидов кожи для исследования сенсорных расстройств и рака», — добавляет она.
У мышей выросли пигментированные человеческие волосы
Чтобы проверить, работает ли методика на живом животном, команда культивировала органоиды в течение более четырех месяцев, а затем имплантировала их на спину мышей, специально разработанных для предотвращения отторжения трансплантатов. «Мы заметили, что в течение месяца на месте трансплантации выросли крошечные каштановые волоски», — объясняет Ли. «Это удивительно показало нам, что пигментные клетки также развиваются в органоидах».
У мышей, которым была пересажена искусственная человеческая кожа, выросли пигментированные человеческие волосы (Источник: Джинюн Ли, Boston Children’s)Они сравнили пересаженную кожу с образцами кожи взрослого человека, наблюдая несколько уникальных особенностей человеческой кожи в трансплантатах.Один из них включает в себя «выступы» или впадины в волнистой структуре человеческого эпидермиса, которые помогают закрепить его в кожных оболочках. А в пересаженных волосах образовались сложные сальные железы, которые вырабатывают кожный жир — натуральное масло, смазывающее человеческую кожу.
Неожиданное и случайное открытие
Это новое открытие в буквальном смысле является результатом работы, которую Келер начал в Университете Индианы, работая над системой перепросмотра внутреннего уха. Его целью в то время было создание клеток, которые воспринимают слуховые стимулы — звук — для моделирования нарушений слуха и тестирования генной терапии нарушений слуха и равновесия.
Там он манипулировал индуцированными человеком плюрипотентными стволовыми клетками с помощью того же коктейля из химикатов и белков, который используется во время нормального эмбрионального развития, направляя их к тому, чтобы они стали структурами внутреннего уха.
При создании этой техники, поскольку клетки внутреннего уха отращивались на раннем этапе развития, команда обнаружила, что кожная ткань образуется как побочный продукт.
«Это было удивительно, и мы сначала пытались избавиться от кожной ткани, думая, что это надоедливая, не нацеленная ткань, как сорняк в саду», — вспоминает Келер.«Как только мы увидели научную ценность выращивания волосистой кожи в блюде, мы изменили тактику, пытаясь устранить органоиды внутреннего уха в пользу роста кожи».
В своих попытках очистки они обнаружили, что кожная ткань содержит слои кожи, эпидермиса и дермы. В культуре кожа образовывалась из разросшихся волосяных фолликулов.
Доказательство концепции
Перенести любые исследования на мышах на людей — это долгий путь. «Но мы думаем, что разработали доказательство концепции, показывающей, что клетки интегрируются в кожу и образуют растущие волосяные фолликулы», — говорит Келер.
Команда надеется, что они смогут использовать эту технологию для засеивания раневых лож с культивированной кожей, чтобы восстановить кожу, например, в случае обширных ожогов или шрамов. И хотя может возникнуть соблазн думать о таком подходе как о «лекарстве» от облысения, Келер предупреждает, что впереди еще много проблем. «Теперь у нас есть метод, позволяющий генерировать почти неограниченное количество волосяных фолликулов для трансплантации», — говорит он. «Но иммунное отторжение является серьезным препятствием, и создание фолликулов, адаптированных к индивидуальным потребностям человека, будет невероятно дорогостоящим и займет год или больше.«Для решения этих задач команда работает над способами ускорения разработки блюд, конструирует органоиды, чтобы избежать иммунного обнаружения, или производить аналогичные органоиды кожи из клеток, полученных от взрослых пациентов.
Авторы этой статьи: Джиюн Ли и Мэтью Стейнхарт из Бостонской детской больницы; Сайрус Раббани, Хонгю Гао, Закари Пфлум, Александр Ким, Юньлун Лю и Таха Шипчандлер из Медицинского факультета Университета Индианы; и Бенджамин Вудрафф и Стефан Хеллер из Стэнфордского университета.
Поддержку этому проекту оказывают Национальный институт артрита, заболеваний опорно-двигательного аппарата и кожи (NIAMS), Фонд Ральфа У. и Грейс М. Шоуолтер, Институт клинических и трансляционных наук Индианы и Центр биомедицинских исследований Индианы. Инновация .
Подробнее об исследованиях отоларигнологии
«Dark Archives» исследует использование кожи человека в переплетном деле: NPR
Темные архивы: Исследование библиотекарем науки и истории книг, переплетенных в кожу человека, Меган Розенблум Фаррар, Штраус и Жиру скрыть подпись
переключить подпись Фаррар, Штраус и ЖируТемные архивы: Исследование библиотекарем науки и истории книг, переплетенных в кожу человека, Меган Розенблум
Фаррар, Штраус и ЖируВ январе 1869 г.Джон Стоктон Хаф нагнулся над столом для вскрытия, чтобы осмотреть истощенный труп Мэри Линч.
Когда доктор Хаф открыл грудную клетку Линч, чтобы осмотреть ее пораженные туберкулезом легкие, он заметил необычную кисту в ее грудных клетках. Под микроскопом его видение плавало, когда вокруг извивались бесчисленные крошечные черви. Линч был первым известным случаем трихинеллеза в Филадельфии.
Однако доктор Хаф наиболее известен не этим открытием, а, скорее, тем, что он сделал сразу после этого: он вырезал кусок кожи Линч с ее бедер и сохранил его в ночном горшке.Спустя десятилетия доктор Хаф использовал эту сохраненную человеческую кожу для переплета трех своих самых ценных книг, каждая из которых была посвящена женскому здоровью.
А теперь взгляните на современную Филадельфию. Меган Розенблум, молодая библиотекарь-стажер, бродит по коллекции медицинских диковинок Музея Мюттера. В неприметном углу она обнаруживает витрину с книгами в кожаном переплете с закрытыми обложками — что необычно для редких книг. Подпись объясняет, что эти книги закрыты, потому что их переплет более примечателен, чем их содержимое, и это потому, что они сделаны из человеческой кожи.Это знаменует начало одержимости Розенблум «антроподермической библиопеей» и начало сцены «Темные архивы: Исследование библиотекаря по науке и истории книг, переплетенных на человеческой коже» , — авантюрный рассказ о том, как болезненное любопытство библиотекаря ведет ее через Атлантику и обратно, пока она исследует происхождение, мотивы и методы, лежащие в основе этой жуткой практики переплетного дела.
Хотя можно предположить, что эти книги создал кто-то зловещий, большинство из них были созданы джентльменами-докторами в 19 веке.Затем выросший профессиональный класс, многие врачи стремились отличиться своей научной деятельностью, и в Америке «коллекционирование раритетов глубоко укоренилось в том, что значило быть членом класса врачей».
Построенный как детективный триллер, этот эпизодический сборник организован вокруг серии посещений эрудированных экспертов и редких архивов по всему миру — от вонючего кожевенного завода в северной части штата Нью-Йорк до флуоресцентного подвала, полного ободранных трупов, до самого ада — так случилось, что это крыло Национальной библиотеки Франции в Париже.
Это занудное приключение сразу напомнило мне фильм «Сокровище нации», мое виноватое удовольствие, с Николасом Кейджем в главной роли, разгадывающим раннюю историю Америки. Но вместо того, чтобы планировать ограбление с целью украсть Декларацию независимости, Розенблум предлагает читателям неожиданные экскурсии в историю клинической медицины, этику согласия и позитивность смерти.
Одна из самых известных книг, предположительно изображающих человеческую кожу, переплетенная в кожу спекулятивного убийцы по имени Уильям Берк и размещенная в музеях Хирургического зала в Эдинбурге вместе со скелетом, с которого она была снята, раскрывает ужасные коммерческие отношения между похитители тел и хирургические школы.Королевский колледж хирургов Эдинбурга был одной из выдающихся школ хирургов в 19 веке, отчасти потому, что он был в состоянии удовлетворить потребности студентов в «самых мрачных потребностях в изучении анатомии», то есть в свежих трупах.
Приводимый двигателем любопытства, Розенблум движется по истории в быстром темпе, завершая каждую главу отличными крючками и вешалками на скалах, и все это способствует захватывающему чтению. Но Розенблум действительно теряет импульс к концу книги, когда она отворачивается от разрушающих мифы и кровавых историй, чтобы изучить мелкий шрифт того, как трупы пересекаются с законом.Ни собственность, ни человек с правами, трупы не находятся в правовой серой зоне, а закон варьируется в зависимости от страны. В книге, которая в остальном отлично справляется с тем, чтобы нишевые академические интересы были интересны более широкой аудитории, это один из немногих моментов, когда Розенблум упускает из виду своих читателей.
Разновидность репаративного письма, Dark Archives , раскапывает скрытые истории, вшитые в переплет антроподермических книг, и тем самым восстанавливает человечность жертв медицинской эксплуатации.Восхитительный и вдохновляющий, Rosenbloom измеряет . Баланс кровавых острых ощущений с историческими фактами и этическими нюансами делает Dark Archives захватывающим чтением на Хэллоуин.
Коннор Гудвин — писатель и критик из Линкольна, Небраска.