МИКРОБИОТА КОЖИ У СПОРТСМЕНОВ

АННОТАЦИЯ

В данной статье приведены литературные данные, относительно состояния микробиоценоза кожи в норме и при различных дерматозах, вызванных воздействием определенных факторов. Также, приведены результаты собственных исследований авторов, указывающие на изменения количественного и качественного состава микрофлоры кожи у спортсменов. В структуре заболеваемости спортсменов преобладают следующие дерматологические заболевания: дерматиты, юношеские угри, аллергодерматиты, псориаз, экзема, пузырчатка и другие бактериальные, микотические и вирусные дерматозы. На коже интактных и пораженных областей отмечается увеличение числа штаммов и плотности колонизации стафилококков, появление штаммов микроорганизмов, не характерных для данных участков кожи, повышенное образование колоний дрожжевых грибов и коринебактерий, активация вирусов.

ABSTRACT

This article presents literature data on the state of skin microbiocenosis in normal conditions and in various dermatoses caused by exposure to certain factors. Also, the results of the authors' own research are presented, indicating changes in the quantitative and qualitative composition of the skin microflora in athletes. The following dermatological diseases prevail in the morbidity structure of athletes: dermatitis, juvenile acne, allergic dermatitis, psoriasis, eczema, pemphigus and other bacterial, mycotic and viral dermatoses. On the skin of intact and affected areas, there is an increase in the number of strains and density of colonization of staphylococci, the appearance of strains of microorganisms that are not characteristic of these skin areas, increased colonization of yeast fungi and corynebacteria, and activation of viruses.

Ключевые слова: нормальная микрофлора кожи, микробиота кожи при дерматозах, спортсмены

Keywords: normal skin microflora, skin microbiota with dermatoses, athlets

Введение. На коже здорового взрослого человека, присутствуют 19 основных таксономических рангов микроорганизмов, большинство из которых относятся к четырем из них: Actinobacteria, Firmicutes, Bacteroidete, Proteobacteria [25;26;28]. Резидентные микроорганизмы оснащены собственными средствами защиты и агрессии, что позволяет им с одной стороны, преодолевать защитные барьеры кожных покровов и слизистых оболочек, с другой стороны, - подавлять рост и размножение патогенных микробов, способных вызывать различные заболевания кожи и слизистых. В составе резидентной микрофлоры кожи и слизистых оболочек присутствуют: Staphylococcus epidermidis.; коринеформные бактерии; Micrococcus spp.; Staphylococcus aureus; Sarcina spp.; Propionibacterium spp. В составе транзиторной: Peptococcus spp.; Escherichia coli; Streptococcus spp.; Bacillus subtilis; Acinetobacter spp.; Enterobacter spp.; Candida albicans Lactobacillis spp.; и многие другие. Большая часть, из них, относится к условнопатогеннным – Staphylococcus saprophyticus, Staphylococcus aureus, Malassezia species, и, находятся в симбиозе с макроорганизмом, образуя единую экосистему организма человека [19;23;24]. Колонизация кожи различными микроорганизмами во многом зависит от физико-химических особенностей и топографического расположения различных областей кожи [20;21;27] и, особенно, от уровня рН. В-целом, для кожи характерно кислое значение рН, поэтому, наиболее комфортными местами для внедрения и размножения микроорганизмов являются участки с тонким эпидермисом: складки, устья волосяных фолликулов и желез [20]. Так, эккриновые железы, разрушающиеся при выделении секрета и имеющиеся повсеместно, участвуют в терморегуляции организма, постоянно выделяют на поверхность воду и электролиты, подкисляя и увлажняя кожу, что предотвращает колонизацию и рост численности микроорганизмов. Апокриновые железы, расположенные в области подмышечных впадин, сосков, гениталий, реагируют на адреналин, то есть, непосредственно связаны с психоэмоциональным состоянием человека, что, особенно актуально у спортсменов. Сальные железы, соединенные с волосяными фолликулами, выделяют секрет, богатый липидами — кожное сало (sebum), обеспечивающий антибактериальный и механический барьер. В сальных железах поддерживается рост факультативных анаэробов, таких как Propionibacterium acnes (Р.acnes), которые гидролизуют триглицериды кожного сала (Гидролиз – разложение жира на его составляющие: трехатомный спирт, глицерин и соли карболовых кислот), высвобождая свободные жирные кислоты (СЖК) на поверхность кожи, также способствующие формированию и поддержанию кислого значения рН поверхности кожи, необходимые для ее защиты. Пониженный рН кожи ингибирует рост таких широко распространенных патогенов, как Staphylococcus aureus и Streptococcus pyogenes, и, в то же время, создает благоприятные условия для их роста, в частности, коагулазоотрицательных стафилококков и коринебактерий. Метагеномный анализ показал, что Staphylococcus и Corynebacterium spp. – это микроорганизмы, наиболее активно колонизирующие влажные участки (область пупка, подмышечные впадины, паховая складка, межъягодичная складка, подошва стопы, подколенная ямка, область локтевого сгиба). Стафилококки занимают свободную аэробную нишу в верхнем слое коже и, вероятно, используют мочевину, присутствующую в составе пота, в качестве источника азота [24]. На менее влажных участках кожи (например, предплечьях, кистях) определяется наибольшее разнообразие микроорганизмов из филов Actinobacteria, Proteobacteria, Firmicutes и Bacteriodetes, а также обилие грамотрицательных микроорганизмов, хотя ранее считалось, что они колонизируют кожу гораздо реже, попадая, в основном из ЖКТ [26]. Сальные участки кожи характеризуются относительно небольшим разнообразием филотипов микроорганизмов. Здесь доминируют Propionibacterium spp. На здоровой коже определяются микроорганизмы, не относящиеся к бактериям: грибы (род Malassezia составляет 53-80% от общей популяции грибов), клещи Demodex folliculorum и Demodex brevis (особенно в областях, богатых сальными железами) и комменсальные вирусы [27], которые можно назвать условнопатогеннными, так как, для поражения, ими, кожи, требуется ряд условий. Носительство кожной микрофлоры, в частности Malassezia, обеспечивает защиту человека от оппортунистических микроорганизмов за счет выделения антагонистических субстанций (киллеров) [14]. S. epidermidis производит пептиды, токсичные для некоторых других других микроорганизмов (например, для S. aureus и стрептококков группы А). Удаление эпидермального стафилококка (например, путем злоупотребления топическими антибиотиками и дезинфицирующими средствами) может привести к уничтожению его антимикробных пептидов, что позволит потенциально патогенным организмам более эффективно проникать в кожу [15]. Грибы Candida spp. редко колонизируют кожу человека, но могут определяться, вызывая клинические симптомы кандидоза в условиях иммунной недостаточности (ВИЧ, туберкулез…), при сахарном диабете или после применения антибиотиков [16].

Изменение функциональной активности кожи, снижение ее барьерных и иммуноактивных свойств, отражает общее состояние организма может отмечаться при экстремальных физических и стрессовых нагрузках, в том числе у спортсменов в периоды предсоревновательных тренировок (1,3,5,12), а также при нарушениях метаболизма, при хронических соматических, эндокринных и иммунозависимых заболеваниях (2,7,11). У большинства пациентов с бромгидрозом (52,2% и 43,5%). Отмечена высокая частота и степень обсемененности кожи у больных бромгидрозом штаммами Corynebacterium, Staphylococcus, Moraxella, Micrococcus, Candida и Bacillus spp. Преобладают (89,1%) штаммы рода Corynebacterium (8 видов, доминирующие C.tuberculostearicum), и Staphylococcus (5 видов, доминирующие S.hominis). У большинства (82,6%) больных микробиоценоз кожи представлен консорциумами из микроорганизмов (4,5).

Целью данных исследований стало изучение показателей микробиоценоза кожи у спортсменов и при наличии сопутствующих дерматологических заболеваний.

Материал и методы исследования. Обследованы 400 спортсменов (250 борцов, 150 пловцов) в возрасте 18-25 лет при плановых медосмотрах в Республиканского научно-практического центра спортивной медицины при Национальном Олимпийском комитете Республики Узбекистан.

При изучении дерматологического статуса хронически-рецидивирующие дерматозы (атопический дерматит, псориаз, микробная экзема, ограниченный нейродермит, дисхромии, себорейный дерматит) в целом отмечались у 24 больных (12,3%), бактериальные поражения кожи (пиодермии: сикоз, фурункулы, стафилодермии, хроническая язвенная пиодермия, эктима), а также акне и гидраденит - у 17 мужчин (в целом 8,7% случаев). Паразитарные заболевания (лейшманиоз кожи, чесотка) были установлены у 8 (4,1%) пациентов, вирусные дерматозы (простой пузырьковый лишай, опоясывающий лишай) - у 11(5,6%) больных. Наиболее часто отмечались микотические поражения кожи и слизистых – в целом у 135 (69,2%) больных, у мужчин (30 больных) – это распространенные формы разноцветного лишая, микозы стоп и крупных складок, эритразма (13 больных), а также кандидозный баланит, баланопостит, ангулярный стоматит (17 больных). У женщин чаще отмечались кандидоз крупных складок, ангулярный стоматит, микотическая экзема аногенитальной области (в целом – 48 пациенток), кандидозный кольпит. Клинические манифестации дерматозов на фоне туберкулеза легких характеризовались распространенностью

Для качественного и количественного анализа микрофлоры кожи применяли методы смывов по Willamsonet Kligman (2001) с использованием стерильных ватных тампонов, смоченных в питательном бульоне. Для посевов использовали высоко селективные питательные среды: кровяной агар, желточно - солевой агар, Сабуро, Эндо и др. Смывы производили с 1 см² поверхности кожи. Выделенные культуры идентифицировали по культуральным, биохимическим и антигенным свойствам. Материал собирали с симметричных участков видимо интактной кожи и с очагов поражения у больных туберкулезом с сопутствующими дерматологическими заболеваниями.

Результаты сравнивали с показателями у 30 практически здоровых лиц без кожной патологии. В исследования были включены лица обоего пола в возрасте от 18-25 лет. У 24 пациентов в сочетании с хроническими дерматозами также исследовали материал смывов кожи с участков, свободных от высыпаний (экзема, псориаз, поверхностные микозы кожи, пиодермии).

Статистическую обработку проводили методом вариационной статистики с вычислением средних арифметических значений (М), их стандартных ошибок (м), доверительного интервала (σ) и достоверных различий (р) по t-критерию Стьюдента.

Результаты и обсуждение. Сравнивали спектр и частоту высеваемости микроорганизмов с кожи, авторами отмечено значительное увеличение частоты высевания Staph. Aureus у спортсменов в обеих группах, при многократном снижении частоты Staph. Epidermidis, по сравнению с молодыми людьми, активно не заимающимися спортом. У лиц контрольной группы с поверхности кожи было выделено 63 штамма микроорганизмов, тогда как в обеих группах спортсменов общее количество высеянных штаммов было втрое выше, чем в контроле. При этом существенной разницы показателей у спортсменов без поражения кожи (184 штамма) и у спортсменов с дерматологическими заболеваниями не обнаружено (185 штаммов). Возможно, это связано с меньшими эмоциональными перегрузками в контрольной группе, меньшим выбросом адреналина и не такой обильной потливостью, относительно групп, включающих только спортсменов.

У спортсменов в обеих группах увеличивается количество высеваемых штаммов стафилококка, в частности гемолитического. В отличие от контроля появляются штаммы, на характерные в норме для кожи – Рroteus, Pesvdomonas auriginosa, Klebsiela. В обеих группах спортсменов значительно увеличивается высеваемость дрожжевой микрофлоры Candida alb. и микрококков Micrococcus. Стрептококки Strept.spp выявляются в меньших количествах по сравнению с контролем. Полученные данные свидетельствуют о дисбалансе микрофлоры у спортсменов даже при отсутствии симптомов поражения кожи. оценка данного показателя может использоваться как фактор риска развития заболеваний кожи.

Среди представителей грамположительной флоры наиболее распространенными были Staph.spp. Из числа условно-патогенной флоры Staph.epidermidis. Реже выделяли Staph.haemoliticus, Enterococcus faeceam (по 4 штамма). Часто выделяли Corynebacter. Из числа грамположительной микрофлоры у здоровых лиц также присутствовал Streptococcus spp. (3,17%).

У спортсменов без клинических признаков проявлений дерматологических заболеваний отмечалось значительно большее число высеянных штаммов микроорганизмов (184 штамма), из которых стафилококков почти 50%. Значительно реже вырастало в посевах Staph.aureus – 35 (19,02%), Staph. Haemoliticus – 16 (8,68 %) и Staph. Hominis -7 (3,8%). Вызывает интерес, что частота встречаемости Staph.epidermidis, в составе микрофлоры спортсменов, уменьшилась в три раза, по сравнению с контролем, при этом, доля Staph.spp. практически не изменилась – 8 (4,34%). В относительно большом количестве определялись микрококки 20(10,87%), грибы рода Candida -27 (14,67%), реже Corynebacter – 22 (11,95%) и Bacillus (3,26%). Незначительно возросла доля энтерококков. Следует отметить появление штаммов, не характерных для данного биотипа, а именно Klebsiela – 4 (2,17%), Psevdomonas auriginosa – 4 (2,17%) и Proteus – 3 (1,63%). Такие же тенденции в составе микрофлоры кожи отмечаются у спортсменов с заболеваниями кожи: на участках в непосредственной близости к очагам поражения на коже.

Следует отметить, что, у спортсменов, значительно возрастает частота выявления и степень обсемененности микроорганизмами Высокая плотность колонизации отмечена у Staph.epidermidis (37,1±1,41 KOE/cm2), Staph.aureus (41,9±1,51 KOE/cm2), Enterococcus (43,18±1,59KOE/cm2) и Corynebacter (41,79±1,31). Наибольшие изменения отмечались для Candida – 40(20,91%) и20,5±0,81KOE/cm2, несколько меньше и Corynebacter – 16 (8,64%) и 126,1±6,1 KOE/cm2. Плотность колонизации для Staph.аureus было достоверно выше значений контроля у здоровых людей.

При сравнении по видам спорта во всех группах исследуемых спортсменов, была обнаружена высокая высеваемость Stah. Аureus (диаграмма 1). Значительно повышалась уровень высеваемости гемолитического стафилококка Staph.haemolit-4,76% в контроле, у футболистов-8,68%, у атлетов-8,64%, у пловцов-8%, у борцов -9,20% и высокая высеваемость микрококков Micrococcus, отсутствующих в контроле (у футболистов-10,87%, у атлетов-11,30%, у пловцов-5,40%, у борцов7,20%), а, также, дрожжевой микрофлоры- Candida alb (футбол- 14,67%, бег-21,08%, плавание-16,50%, борьба-18,30%).

Заключение. Таким образом у спортсменов в периоды предсоревновательной тренировки отмечаются выраженные изменениями количественного и качественного состава микрофлоры кожи, на порядок превышающие показатели у лиц, не занимающихся профессиональным спортом. При этом изменения выявлены как у лиц с различными заболеваниями кожи, так и у клинически здоровых спортсменов на видимо здоровых участках кожи. Показатели микробиоты кожи у спортсменов могут служить маркером функционального состояния кожи, использоваться для активной профилактики и предупреждения заболеваний спортсменов различными дерматозами, что позволит улучшить их психоэмоциональное состояние, и, соответственно, улучшит спортивные показатели.

Диаграмма 1. Частота высеваемости микроорганизмов у спортсменов разной специализации (% от общего числа выделенных штаммов)

Список литературы:

1. Adalsteinsson J.A., Kaushik S., Muzumdar S., Guttman E., Ungar J. An update on the microbiology, immunology and genetics of seborrheic dermatitis // Experimental Dermatology. – 2020. – Mar 3.
2. Bassetti M., Almirante B., Giamarellos-Bourboulis E.J., Gournellis R., Grande I., Marini M.G., Balestrieri M. The interplay between acute bacterial skin and skin structure infections and depression: a vicious circle of major clinical importance // Current Opinion in Infectious Diseases. – 2020. – Apr. Vol. 33(2). P. 155–165.
3. Conklin R.G. Common cutaneus disorders in athlets // Sports medicine. –1990. – Vol. 9. – № 2. – P.100-119.
4. Derya A., Ilgen E., Metin E. Characteristics of sports-related dermatoses for different types of sports: a cross-sectional study // Journal of Dermatology. – 2005. –Vol. 32. – № 8. – P.620-625.
5. Ellis S.R., Nguyen M., Vaughn A.R., Notay M., Burney W.A., Sandhu S., Sivamani R.K. The Skin and Gut Microbiome and Its Role in Common Dermatologic Conditions // Microorganisms. – 2019. – Nov. Vol. 11 (7).
6. Neckovic A.1., van Oorschot R.A.H., Szkuta B., Durdle A. Investigation of direct and indirect transfer of microbiomes between individuals // Forensic Science International: Genetics. –  2020. – Mar.; Vol. 45.
7. Park J.U., Oh B, Lee J.P., Choi M.H., Lee M.J., Kim B.S. Influence of Microbiota on Diabetic Foot Wound in Comparison with Adjacent Normal Skin Based on the Clinical Features // BioMed Research International. – 2019. – Aug 19. –2019. –7459236.
8. Prohic A, Jovovic Sadikovic T, Krupalija-Fazlic M, Kuskunovic-Vlahovljak S. Malassezia species in healthy skin and in dermatological conditions // International Journal of Dermatology. – 2016. – May. Vol. 55(5). P. 494-504. doi: 10.1111/ijd.13116.
9. Seite S, Flores G.E., Henley J.B., Martin R., Zelenkova H., Aguilar L., Fierer N. Microbiome of affected and unaffected skin of patients with atopic dermatitis before and after emollient treatment //  Journal of Drugs in Dermatology. – 2014. – Nov. Vol. 13(11) – P.1365–1372.
10. Tajima M1, Sugita T, Nishikawa A, Tsuboi R. Molecular analysis of Malassezia microflora in seborrheic dermatitis patients: comparison with other diseases and healthy subjects // Journal of Investigative Dermatology. – 2008. Feb. Vol. 128 (2). – P. 345–351.
11. Woo Y.R., Lee S.H., Cho S.H., Lee J.D., Kim H.S. Characterization and Analysis of the Skin Microbiota in Rosacea: Impact of Systemic Antibiotics // Journal of Clinical Medicine. – 2020. – Jan 9. Vol. 9 (1).
12. Yu Y., Dunaway S., Champer J., Kim J., Alikhan A. Changing our microbiome: probiotics in dermatology  // British Journal of Dermatology.– 2020. Jan; Vol. 182(1) – P. 39-46. doi: 10.1111/bjd.18088. Epub 2019 Jul 28.
13. Zhou W., Spoto M., Hardy R., Guan C., Fleming E., Larson P.J., Brown J.S., Oh J. Host-Specific Evolutionary and Transmission Dynamics Shape the Functional Diversification of Staphylococcus epidermidis in Human Skin // Cell. – 2020. – Feb 6. – Vol. 180(3). – P. 454-470.e18.
14. Аллаева М.Д., Ибрагимова Н.С. Кожная патология у спортсменов // Тиббиет ва спорт. – 2019. – № 2. – С.10-12.
15. Аравийская Е.Р., Соколовский Е.В. Барьерные свойства кожи и базовый уход: инновации в теории и практике // Vestnik Dermatological Venerology. – 2010. – № 6. – С.135–139.
16. Борисевич С.А. Функциональные свойства кожи при занятиях спортом: дис. докт. биол. наук. – М.: Моск. гор. пед. ун-т, 2015. – 313 с.
17. Волкова О.С., Павлов В.И., Орджоникидзе З.Г. и др. Болезни кожи у спортсменов на современном этапе // Московская медицина. – 2019. – № 6. – С.33–34.
18. Герке А.Н. Кожный барьер и его дисфункция при болезнях кожи // Vetpharma. – 2014. – №6 (22). – С.44–50.
19. Гоготова В.Л., Корнеева И.Т., Катосова Л.К., Губанова С.Г., Горшков М.В. ЛОР заболевания юных пловцов и их взаимосвязь с условно патогенной микрофлорой // Состояние и перспективы развития медицины в спорте высших достижений: матер. V Междунар. науч. конф. – М.: СпортМед, 2010. – С.166–167.
20. Давлетова Н.Х., Земленухин И.А., Мартыканова Д.С., Мугаллимов С.М., Ахатов А.М. Гигиеническая оценка факторов риска развития инфекционных заболеваний кожи у спортсменов – борцов // Анализ риска здоровью. – 2016. – №3. – С.53–60.
21. Емельянов Б.А., Левандо В.А., Калинкин Л.А. Клинические последствия дисбаланса микробных сообществ в организме спортсменов // Вестник спортивной науки. – 2010. – №3. – С.39–43.
22. Мавлянова Ш.З., Тешабаева Д.А., Закиров Б.Х. Клинико-микробиологические параметры у больных различными аллергодер- матозами // Дерматовенерология и эстетическая медицина. – 2019. – N 3(43). – C.122-123.
23. Мавлянова Ш.З., Эшбоев Э.Х., Баймурзаев Н.И. Терининг айрим сурункали касалликларида St.aureusнинг колонинизация ҳолатига даво муолажалари динамикасига баҳо бериш // Дерматовенерология и эстетическая медицина. – 4/2010 – № 8. – C. 36–39.
24. Рахматов Т.П., Рахматов А.Б., Курбанова Н.К. Наружная терапия хронических дерматозов, ассоциированных с инфекциями кожи // Дерматовенерология и эстетическая медицина. – 2019. – № 3(43). – С. 156.
25. Садиков А.А. и др. Микробиота кожи и ее роль при дерматологических заболеваниях у спортсменов. – 2023.
26. Садиков А. А., Тохтаев Г. Ш. У. Лечение мико-бактериальных дерматозов у спортсменов игровых видов спорта // Forcipe. – 2022. – Т. 5. – №. S2. – С. 451–452.
27. Садиков А. А., Тохтаев Г. Ш., Сафаров Х. Х. Профилактика заболеваний кожи у спортсменов с учетом особенностей микробиоценоза кожи // Известия ГГТУ. Медицина, фармация. – 2020. – №. 4. – С. 266–267.
28. Саипова Н.С., Тохтаев Г.Ш. Микробиота кожи и ее роль при дерматологических заболеваниях у больных туберкулезом легких, Universum: химия и биология: научный журнал – №8 (74). – 2020. – С. 8–14.