[41]. Многие из этих бактерий – комменсалы, они счастливо живут на коже, не причиняя своему носителю вреда, но и не принося ему пользы. Некоторые бактерии – мутуалисты[42], они приносят нам пользу и являются конструктивными компонентами кожи. Но есть и другие, патогенные бактерии, которые нам активно вредят. Рамки размываются еще больше, когда речь заходит о «патобионтах», подлых двуличных бактериях, которые обычно мирно живут на поверхности кожи, но, если обстоятельства меняются, могут вызывать болезнь. Это сообщество из хороших, плохих и злых, которое живет с нами, называется микробиомом кожи, и это сложный и удивительный мир. В 2012 году были опубликованы первые базы данных Проекта человеческого микробиома, созданного, чтобы в деталях определить микроорганизмы, населяющие оболочки человека, а именно – кожу, кишечник, репродуктивные органы и дыхательные пути[43]. Сейчас мы знаем, что на наших поверхностях живет не меньше – а возможно, и больше – микроорганизмов, чем клеток в нашем организме. Считать точное количество микроорганизмов на коже – все равно, что подсчитывать песок на морском побережье, числа разнятся между тридцатью девятью и сотней триллионов микроорганизмов, по сравнению с 30 триллионами клеток организма[44],[45]. Результаты проекта показывают, что эти множества на нас и внутри нас влияют на здоровье. И воздействие и настройка этих популяций может произвести революцию в медицине.
Так же, как на Земле есть радикально различающиеся экосистемы и среды обитания, например, океаны, пустыни и дождевые леса, в человеческой коже есть среды, поддерживающие абсолютно разные популяции флоры и фауны. Теплые и влажные области между пальцами ног совершенно не похожи на сухую, напоминающую пустыню поверхность стоп. С такой географией связан ряд болезней. Например, на лице и коже головы много сальных желез, выделяющих жиры – поэтому они ощущаются жирными. Это отличная среда для грибка Malassezia, любящего жир, и считается, что переизбыток этого грибка – причина себорейного дерматита. Это заболевание со странно звучащим названием на самом деле очень распространено. Оно характеризуется появлением зудящей красной шелушащейся кожи вокруг носа и бровей и перхотью в волосах. Его часто путают с экземой, но лечить его нужно по-другому, обычно с помощью противогрибковых препаратов, чтобы убрать малассезию[46]. Другое заболевание, развивающееся в скользкой маслянистой среде лица – акне. Это состояние вызывают многие факторы, главный из которых – чрезмерная активность бактерии Cutibacterium acnes. Эти палочковидные микробы живут в темных колодцах пор и волосяных фолликулов. Они питаются себумом (кожным салом) и частичками мертвой кожи, попадающими в поры с поверхности. Обычно они безвредны, но все меняются, когда вмешиваются гормоны полового созревания. Когда выработка кожного сала резко возрастает, кератиноциты, отпадающие с поверхности кожи, склеиваются и забивают поры, превращаясь в черную точку, или комедон. Если эта липкая смесь полностью закрыта кожей, образуются белые угри. Распространено заблуждение, будто черные точки образуются из-за внешней грязи, попадающей в поры, и указывают на недостаток гигиены. На самом деле они формируются из мертвых клеток кожи и себума, закрывших выход поры и подвергшихся воздействию кислорода, из-за химической реакции с которым масса приобретает серо-черный цвет.
В этой темной, бедной кислородом среде процветает популяция Cutibacterium acnes. Избыточное размножение бактерий в заблокированных порах заставляет иммунную систему отвечать, запуская воспалительный процесс, и результатом оказываются агрессивные прыщи акне[47]. Эти бактерии долго считались падальщиками кожи, но удивительное исследование 2014 года показало, что у них есть вкус к вину[48]. Форму C. acne обнаружили в микробиоме виноградной лозы, и, похоже, что она передалась лозе от человека примерно семь тысяч лет назад, когда мы впервые познакомились с чудесами вина.
Черные точки формируются из мертвых клеток кожи и себума. Закрывая выход поры и подвергаясь воздействию кислорода, масса приобретает серо-черный цвет.
Один из самых неприятных хищников в дикой природе нашей кожи – это золотистый стафилококк, Staphylococcus aureus. Он встречается на коже примерно каждого третьего человека. Под микроскопом эти бактерии выглядят как невинные виноградные грозди (staphyl – древнегреческое «виноград»), но они пробивают в наших доспехах самую большую брешь. В случаях, когда барьерная функция кожи нарушена, например, при экземе, стафилококки проникают в бреши и могут вызвать боль и постоянное воспаление[49]. Делают они это с помощью похожих на бомбы токсинов, например, эксфолиатина, который разрушает эпидермис, повреждая белковые якоря, скрепляющие клетки кожи. У детей младше пяти лет это может вызвать болезнь с труднопроизносимым названием – стафилококковый синдром ошпаренной кожи (также известный как болезнь Риттера или буллезное импетиго). Токсины вызывают отслоение верхнего слоя кожи, придавая ей вид сильно обожженной. Это выглядит ужасно, но практически всегда полностью излечивается с помощью антибиотиков. Тем не менее, у золотистого стафилококка есть еще более ядовитая козырная карта – энтеротоксин Б. Если тело распознает этот токсин, иммунная система запускается и начинает усиленно работать. Развивающийся в результате «синдром токсического шока» проявляется в виде сыпи, похожей на солнечный ожог, лихорадки, низкого кровяного давления и множественного отказа органов, что часто приводит к смерти. К счастью, это заболевание очень редко встречается, но золотистый стафилококк остается вредным и потенциально опасным для кожи многих из нас, и это заставляет ученых разрабатывать все более новые методы борьбы с ним. В июле 2017 года доктор Эрик Скаар из Университета Вандербильта написал в твиттере: «Если золотистый стафилококк пьет нашу кровь, как вампир, давайте убьем его солнечным светом»[50]. Его команда разработала маленькую, реагирующую на свет молекулу под названием 882, которая активирует энзимы стафилококка, делая его экстремально чувствительным к солнечному свету. Когда на кожу воздействует свет с определенной длиной волны, эта молекула немедленно убивает бактерии. Этот метод лечения все еще находится на стадии эксперимента, но уже показывает оригинальные способы, которыми можно вылечить болезнь, воздействуя на ее возбудителя.
Хотя золотистый стафилококк несомненно опасен, во многих случаях лечение от микроорганизмов не настолько однозначно. Наиболее очевидным примером служит двойная жизнь эпидермального стафилококка. Эти бактерии могут всю жизнь прожить у нас на коже, не причиняя никакого вреда. Более того, исследования полагают, что жирные кислоты, которые производит эпидермальный стафилококк, на самом деле мешают росту более неприятных бактерий, например, золотистого стафилококка. Исследование Калифорнийского университета, Сан-Диего, опубликованное в марте 2018 года, обнаружило, что химические соединения, которые производит эпидермальный стафилококк, могут даже убивать клетки некоторых видов рака кожи, оставляя в живых здоровые клетки[51]. Тем не менее, так сложилось, что эпидермальный стафилококк любит и пластиковые поверхности. Это звучит достаточно безобидно, но становится проблемой в больницах, например, при ведении внутривенных катетеров можно зацепить этих ребят и отправить их прямиком в кровеносную систему. Банды этих бактерий прилипают к пластику и сбиваются в кучу, покрываясь уютной биопленкой. Это слизистая паутина из белков, которая удерживает бактерии на пластике внутривенного катетера, защищая их как от иммунной системы организма, так и от антибиотиков[52]. Бактериальная биопленка может угрожать жизни, если эпидермальный стафилококк прицепится, например, к протезу сердечного клапана. Из-за постоянного развития медицинских технологий и хирургии вероятность формирования биопленки на протезах клапанов достаточно низкая – около 1 %[53]. Но если эти бактерии, безвредные на коже, попадут на внутреннюю поверхность сердца – диагноз, известный как инфекционный эндокардит – вероятность угрожающего жизни состояния становится примерно один к двум. Бактерии могут даже образовать большое «разрастание» в сердце, которое при смещении может перекрыть циркуляцию крови между сердцем и мозгом и вызвать инсульт[54].
Микробиом нашей кожи не ограничивается бактериями. Недавние открытия лаборатории Беркли в Калифорнии показали, что наша кожа также кишит загадочными микроорганизмами, которые называются археи. Эти микробы известны как самые выносливые живые существа на планете. Например, Pyrolobus fumarii процветает в гидротермальных источниках глубоко на дне моря при температуре около 113°С, один штамм даже пережил десятичасовое воздействие температуры 121°С[55]. Эти так называемые экстремофилы настолько выносливы, что космические агентства активно следят, чтобы они не стали источником заражения при исследовании космоса; некоторые штаммы определенно могут прижиться на Марсе. Но, несмотря на репутацию неразрушимых, археи неизменно милы, когда дело касается других живых организмов, и в животном мире неизвестны заболевания, которые бы были вызваны археями. Хой-Инь Холман, руководившая исследованиями этих микробов в 2017 году, считает, что археи заботятся о нашей коже