肠道-皮肤轴
“肠道健康对容光焕发的皮肤的重要性
皮肤内稳态和外稳态与胃肠道有关,皮肤和肠道之间存在双向沟通。
胃肠道疾病和饮食都会影响皮肤的病理生理学。
肠道菌群通过产生短链脂肪酸、免疫系统修饰等影响皮肤健康。
各类皮肤病中肠道菌群的作用。
皮肤和肠道对维持生理内环境平衡至关重要。它们具有多种共同特征,如大量微生物群的定植、高度神经支配、大量血管化,并提供与外部环境的接口。皮肤再生过程对于维持其内环境稳定状态非常重要,这是通过持续更新和有效的表皮更新来实现的。
处于稳态的皮肤可以执行各种基本功能,如温度调节、保护和保水。皮肤内稳态和外稳态与胃肠道有关;因此,考虑到皮肤和肠道之间的双向沟通。尽管肠道和皮肤关系的完整机制尚不清楚;然而,研究表明,它涉及代谢系统、免疫系统、神经系统和内分泌系统之间的复杂通信网络。
胃肠道疾病和饮食都会影响皮肤的病理生理学,皮肤表现与某些胃肠道疾病有关。
皮肤通常由四个细菌门控制,包括拟杆菌门、变形菌门、放线菌门和厚壁菌门。
肠道菌群通过产生短链脂肪酸影响皮肤微生物群
短链脂肪酸在决定皮肤微生物群物种的流行程度方面具有重要作用,从而影响皮肤免疫反应机制。通过抑制炎症细胞的粘附、迁移、增殖和细胞因子的产生,短链脂肪酸(尤其是丁酸)减缓了免疫反应。短链脂肪酸还通过组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制和NF-kB信号通路失活在调节免疫细胞凋亡和激活中发挥作用。
许多皮肤生理功能,如伤口愈合和毛囊干细胞分化的调节,都受皮肤调节细胞的控制,其增殖受到HDAC抑制的刺激。
重要的皮肤菌——表皮葡萄球菌和痤疮丙酸杆菌
有趣的是,据报道,两种最显著的皮肤共生菌,即表皮葡萄球菌和痤疮丙酸杆菌能够耐受短链脂肪酸的显著变化。丙酸杆菌本身产生类似丙酸和乙酸盐的短链脂肪酸。丙酸对条件致病菌耐甲氧西林金黄色葡萄球菌具有抗菌作用。
补充副干酪乳杆菌NCC降低皮肤敏感性
在皮肤的功能中,屏障功能可以防止病原体入侵以及皮肤水分、电解质和蛋白质的流失。经表皮失水(TEWL)是一种测量稳态水蒸气穿过皮肤进入环境的通量,已被用作皮肤屏障功能的标志。人类临床研究表明,服用短乳杆菌SBC口服补充剂12周后,角膜水合作用显著增加,TEWL降低。同样,补充副干酪乳杆菌NCC2个月的个体TEWL和皮肤敏感性降低。
肠道微生物组主要通过免疫系统修饰影响皮肤健康
它通过影响T细胞对各种免疫刺激的反应,从而增强皮肤的异质性。Th-17细胞数量异常或更高,以及促炎细胞因子与白塞病(BD)等多种炎症表现有关。这验证了肠道菌群在通过免疫系统修饰维持皮肤健康方面的关键作用。
特异性皮炎
免疫改变、皮肤屏障功能障碍
特应性皮炎(AD)是一种皮肤炎症性疾病,其发病机制主要由免疫反应改变和皮肤屏障功能障碍控制。由于Th1/Th2比率中断,以细胞因子产生增加(IL-4、IL-5和IL-13)为标志的免疫改变导致IgE水平升高,并增加金黄色葡萄球菌与特应性皮炎患者皮肤的结合。这种免疫失衡是由于存在特定类型的微生物群时,炎症微环境导致肠道菌群及其代谢物发生改变的结果。
特应性皮炎患者肠道菌群增加了金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、艰难梭菌的数量,其中拟杆菌和双歧杆菌减少。
另一项针对特应性皮炎患者的研究显示,Faecalibacteriumprausnitzii在亚种水平上存在失调,丙酸盐和丁酸盐的产生量较低,包括与菌株A2-相关的产生量。它导致皮肤对过敏原产生异常的Th2型免疫反应(表1)。此外,还发现大肠杆菌和梭菌通过嗜酸性炎症与特应性皮炎相关。
然而,屏障功能障碍的主要遗传原因是丝聚蛋白(filaggrin)基因突变导致的功能丧失,这对维持表皮内环境稳定至关重要,因为丝聚蛋白基因有助于屏障功能和保水。因此,对环境抗原的易感性增加和TEWL增加可能是该特定基因突变的结果。
逐渐地,已确定的肠道菌群失调以及免疫系统失衡持续到成年,从而导致疾病的自然病程。肠道菌群破坏降低了其调节宿主免疫系统的能力。这会导致局部和系统性炎症,如牛皮癣(银屑病)。
牛皮癣(银屑病)
菌群变化、肠道炎症
据报道,牛皮癣患者的肠道菌群多样性较低,粪球菌数量减少。
此外,一项针对15名银屑病患者、16名银屑病关节炎(PsA)患者和17名对照受试者的研究显示,银屑病和PsA患者中的粪球菌数量均减少。同时,PsA患者的Akkermansia、瘤胃球菌和假丁酸菌数量减少(表1)。
银屑病可导致身体其他器官发炎。据报道,7–11%的炎症性肠病患者患有银屑病,银屑病进一步将皮肤与胃肠道连接起来。
发现银屑病患者的血浆中含有肠道细菌的DNA。其他皮肤表现如酒渣鼻与幽门螺杆菌感染有关。这些患者的SIBO发病率更高,通过产生有毒代谢物导致肠道通透性、肠细胞损伤和全身炎症。
痤疮
阻塞、炎症、痤疮杆菌介导、mTOR途径
痤疮,一种较常见的皮肤异常,是由于皮脂分泌过多、导管阻塞和炎症引起的,由痤疮杆菌介导。对寻常痤疮患者粪便的高通量测序显示,变形菌数量增加,放线菌、双歧杆菌、丁酸杆菌、共细菌、乳酸杆菌和异杆菌的数量减少(表1)。
据报道,痤疮的病理生理学受到mTOR途径和肠道菌群之间双向通讯的影响。
在一个方向上,肠道代谢物对mTOR途径介导的代谢过程具有调节作用,如脂质代谢和细胞增殖。或者,mTOR途径通过调节肠道屏障的完整性来影响肠道菌群成分。
湿疹
菌群变化
湿疹的标志是双歧杆菌、巨球菌、嗜血杆菌、脆弱拟杆菌和唾液链球菌的丰度降低。此外,这些患者以下菌群数量增加:
Escherichia/Shigella,Veillonella,ClostridiumXlVa,
Lachnospiraceaeincertaesedis,F.prausnitzii,
Ruminococcusgnavus,A.muciniphila
白塞病
免疫功能障碍、菌群变化
研究表明,肠道菌群的改变与白塞病患者的免疫功能障碍有关。这些患者双歧杆菌和埃格特菌的数量增加,而巨单胞菌和普氏杆菌的数量减少(表1)。
总之,这些发现为皮肤和肠道之间的功能互动机制提供了强有力的支持性证据。
AhlawatS,etal.,LettApplMicrobiol.