Oda

Vienas apsauginis organizmo barjeras, apie kurį paprastai turbūt net nesusimąstome – oda. Kas keista, turint omeny tai, kad dėl paviršiaus ploto, siekiančio apie 1.6-1.8 m2, oda laikoma vienu didžiausiu organų. Kai kurių mokslininkų nuomone, įskaičiavus gyvaplaukių svogūnėlių ir odoje slypinčių prakaito ar riebalinių liaukučių paviršiaus plotą, jis turėtų būti dar didesnis – apie 25-30 m2(1)!

Plotas plotu, tačiau nuo ko organizmą saugo oda? Atsakant pora žodžių – nuo aplinkos. Jei išsamiau:

  1. Nuo ultravioletinės spinduliuotės.
  2. Nuo išdžiūvimo.
  3. Nuo staigių kūno temperatūros pokyčių.
  4. Nuo mikroorganizmų, kurių mūsų viduj būti neturėtų.

Apie apsaugą nuo pastarųjų ir pakalbėkime.

Fiziniu aspektu odą galima palyginti su pastato sienomis. Tarsi sumūryta iš plytų (struktūriniu, ne lankstumo požiūriu!), tinkuota ir apšiltinta siena, oda sudarytaepidermio, dermos ir poodžio, padengta vientisu epitelinių ląstelių sluoksniu, mikroorganizmams užtveriančiu prieigą prie giliau slypinčių audinių (žr. iliustracijas).


Epidermio – viršutinio odos sluoksnio – sudedamosios dalys. Stratum corneum – raginis sluoksnis, stratum lucidum – blizgusis sluoksnis, stratum granulosum – grūdėtasis sluoksnis, stratum spinosum – dygliuotasis sluoksnis, stratum basale – pamatinis sluoksnis. Iliustracijos šaltinisWikimedia Commons.

Odos sluoksniai – epidermis, derma (tikroji oda) ir poodis. Paveikslėlyje matomi ir gyvaplaukis, šiaušiamasis raumenėlis, riebalinė liauka bei fibroblastai. Iliustracijos šaltinis – Wikimedia Commons.

Skamba… patikimai. Net skiepijant (priklausomai nuo skiepo) reikia pradurti odą ir sušvirkšti skiepą į epidermį, poodį arba raumenis.

Tačiau… Kas nėra lipę per tvorą ar spraudęsi pro spragą joje?

Mikroorganizmai ir virusai lygiai taip pat žino, kad yra būdų pakliūti į kūną per epitelio ar gilesnių odos sluoksnių pažeidimus ir kai kurie jų tuo puikiai naudojasi:

  • Prasibrauna per žaizdas ar odos įbrėžimus. Va čia ir yra toji spraga tvoroje ir ja pasinaudoti gali absoliučiai bet kas. Nuo palyginus nekaltų ant odos gyvenančių mikroorganizmų iki stabligės sukėlėjo. Štai kodėl taip svarbu dezinfekuoti žaizdas ir nekrapštyti šašų!
  • Įšvirkščiami kraugerių. Krauju besimaitinantys sutvėrimai – uodai, musės, erkės – labai populiari transportinė priemonė, naudojama virusų (erkinio encefalito viruso), bakterijų (Laimo ligos sukėlėjos Borrelia burgdorferi) ar pirmuonių (maliariją sukeliančių plazmodijų). Net ir kirmėlių (Aedes uodai be kitų ligų dar platina ir filariozę)!
  • Patiems išurbti skylę odoje. Kai kurių rūšių kirmėlių lervutės gali pažeisti odą tam, kad patektų į organizmo vidų. Dėl šios priežasties, važiuojant į kraštus, kur paplitusios kirmėlinės infekcijos, be kruopštaus rankų, vaisių ar daržovių plovimo, rekomenduotina dar ir nevaikščioti basomis.

Gerai. Kad kažkam tvora ar siena – ne kliūtis, jau supratome. Ką daryti, jei pastatas, kurį norime apsaugoti – nebūtinai civilinės paskirties ir jį reikia apsaugoti rimčiau?

Imunologai ir mikrobiologai organizmo ir mikroorganizmų (ypač, ligas sukeliančių) santykius dažnai lygina su veiksmais karo siaubiamoje zonoje. Įsivaizduokime karinės paskirties objektą (tarkime, bunkerį). Maža to, kad užtvertas spygliuota viela, apdėliotas smėlio maišais, pro skylę sienoje kulkosvaidžio vamzdis kyšo, tai dar ir keliolikos metrų atstumu minų prikasinėta. Jei kaip nors arčiau prasibrausi – dar ir granatomis apsvaidys.

Odos ląstelės kelią į organizmo vidų mikrobams blokuoja ne vien fiziškai, bet ir gali pulti juos chemiškai, apšaudydamos juos antimikrobiniais baltymais ir peptidais. Gaminami keratinocitų, epitelinių ar imuninių ląstelių odoje, dažnai tai – molekulės (pavyzdžiui, defenzinai, katelicidinas LL-37, lizocimas), galinčios prakiurdyti bakterijų sieneles, sutrikdyti sienelės komponentų, baltymų ar DNR gamybą ir taip jas pražudyti arba trukdyti mikroorganizmams sudaryti biofilmus (2,3). Pastaroji funkcija naudinga todėl, kad biofilmus organizmui sunkiau įveikti nei pavienes mikrobų ląsteles (čia kaip kautis su pavieniais smogikais ir su gerai organizuota, turtinga ir stiprų užnugarį turinčia nusikalstama grupuote).

Modelis, vaizduojantis žmogaus beta defenzino 2 struktūrą. Iliustracijos šaltinis – Wikimedia Commons.

Tačiau biofilmas biofilmui nelygu.

Oda – tai namai milijonams ant jos gyvenančių mikroorganizmų: bakterijų, virusų, grybelių – mūsų natūralios mikrofloros, irgi sudarančios biofilmus. Šie biofilmai gali veikti kaip biologinis barjeras (2,4,5). Konkuruodami tarpusavyje dėl erdvės ar maisto šaltinių, gamindami vieni kitiems kenksmingas medžiagas ar skatindami odos ląsteles gaminti antimikrobines medžiagas, mažieji mūsų gyventojai prižiūri vieni kitus, neleisdami vienai mikroorganizmų grupei išsiplėsti tiek, kad pradėtų kenkti visiems (mediciniškai tai vadinama disbioze) (2,4,5).

Pavyzdžiui, Staphylococcus epidermidis, natūralus odos mikrofloros atstovas, gali trukdyti augti savo giminaičiui S. aureus (auksiniam stafilokokui) (4), prastai pagarsėjusiam tuo, kad kartais gali sukelti antibiotikams atsparias odos, minkštųjų audinių ar kraujo infekcijas (6). Ir tokių mikrofloros sąveikų apstu – bakterijai Propionibacterium acnes nelabai patinka agresyvesnių mikrobų – auksinio stafilokoko ir Streptococcus pyogenes – kaimynystė, tačiau tam pačiam S. epidermidis ji augti nekliudo (5).

Auksinio stafilokoko – S. aureus – biofilmas. Iliustracijos šaltinis – Wikimedia Commons.
S. epidermidis. Iliustracijos šaltinis – Wikimedia Commons.

Tai truputį panašu į gyvenimą daugiabutyje, turint sunkiai nuspėjamą kaimyną su polinkiu į ūmius pykčio priepuolius. Kaip ir norėtųsi kreiptis į policiją dėl triukšmo ir išdaužytų lempučių laiptinėje, bet štai kitas kaimynas iš gretimo buto pikčiurną apramdė, ir jau kurį laiką ramu.

Gerai. Namą – organizmą – apsitvėrėm, spąstų prispendėm, kaimynai būstą stebi. Ar mes saugūs?

Dauguma atveju – taip. Tačiau ne visais.

Čia verta prisiminti, kad kartais silpniausia apsaugos grandis – mes patys. Tai yra, jei patys į namus įsileidome sukčių, apsimetusį, kad tikrina skaitliukus, tvora nelabai padės. Šitaip elgiasi virusai, pavyzdžiui, žmogaus papilomos virusas ar Herpes simplex, apgaudami ląsteles ir priversdami jas pačias priimti ligos sukėlėjus į vidų.

Nors viršutiniame odos sluoksnyje – epidermyje – gyvenantys keratinocitai gamina antimikrobinius baltymus (2,7), jų gali nepakakti atremti agresyvesniems mikroorganizmams. Todėl, žmogaus organizme, kad ir kokie būtų šaunūs mus saugantys fiziniai, cheminiai ar biologiniai barjerai, jų teikiama apsauga beveik visuomet papildoma imuninių ląstelių (7,8). Palyginimui – jeigu pralaužė jūsų tvorą, išbeldė stiklus ir namą plėšia, signalizacija plėšikų nebesustabdysi. Čia jau reiks apsaugininkus ir gal net policiją kviesti.

Tad epidermyje slypi Langerhanso ląstelės, o giliau – derminės dendritinės ląstelės, makrofagai ar T-limfocitai (7). Viršutiniame dermos sluoksnyje randamos ir putliosios ląstelės (7). Ką veikia kiekviena šių ląstelių, išsiaiškinsime netrukus, aptardami įgimtą ir įgytą imuninius atsakus.

Be tų ląstelių, kurios jau gyvena odoje, galima pasikviesti ir papildomų – iš kraujo ar limfinės sistemos – dermą aptarnauja kraujagyslių ir limfagyslių tinklas, veikiantis tarsi geležinkelio ar metro sistema.

Kraujagyslės dermoje. Iliustracijos šaltinis – Wikimedia Commons.

Kad pasikviestų daugiau ląstelių į pagalbą pašalinti infekcijai – neutrofilų, monocitų ar T-ląstelių, keratinocitai ir odos imuninės ląstelės gamina uždegimą skatinančias medžiagas – citokinus, interferonus ir chemokinus (7). Galima tai palyginti su skambučiais policijai ir pagalbos šūksniais, bandant atkreipti kaimynų ir praeivių dėmesį – jus puola! O jau atvykusios imuninės ląstelės gali pribaigti infekcijos šaltinį.

Kaip tai vyksta, aptarsime kituose skyreliuose.

Įdomu:

Norint sužinoti apie tai, kokie mikroorganizmai gyvena ant mūsų odos, kaip jie sąveikauja tarpusavyje, kuo skiriasi mikrobai gyvenantys kojų tarpupirščiuose, pažastyse ar galvos riebalinėse liaukose ir kas jiems svarbiau – vieta, kur jie gyvena ar žmogus, ant kurio jie gyvena, siūlyčiau perskaityti šias apžvalgas:


Byrd AL, Belkaid Y, Segre JA. The human skin microbiome. Nat Rev Microbiol, 2018.
Dréno B, Araviiskaia E, Berardesca E, Gontijo G, Sanchez Viera M, Xiang LF, et al. Microbiome in healthy skin, update for dermatologists. J Eur Acad Dermatology Venereol, 2016.

Beje,

Ar žinote, kas bendra tarp žmogaus antimikrobinių baltymų – defenzinų – ir ančiasnapių?
O_O
Ančiasnapių patinėliai gamina nuodus(!), kurių baltyminė struktūra ir išsilankstymas – panašūs į žmogaus defenzinų. Netgi jų užpakalinėse letenėlėse esančios nuodų liaukutės – odoje randamų prakaito liaukų modifikacija.
Ančiasnapių organizmuose galima rasti ir tarpinių molekulių, panašių tiek į defenzinus, tiek į nuodus. Jei norėtumėt sužinoti daugiau, siūlyčiau paskaityti šiuos straipsnius:

Whittington MC, Belov K. Tracing Monotreme Venom Evolution in the Genomics Era. Toxins, 2014.
Torres AM, Bansal P, Koh JMS, Pagès G, Wu MJ, Kuchel PW. Structure and antimicrobial activity of platypus ‘intermediate’ defensin-like peptide. FEBS Letters, 2014.

Šaltiniai:

1. Gallo RL. Human Skin Is the Largest Epithelial Surface for Interaction with Microbes. J Invest Dermatol, 2017.
2. Herman A, Herman AP. Antimicrobial peptides activity in the skin. Ski Res Technol, 2019.
3. Nakatsuji T, Gallo RL. Antimicrobial Peptides: Old Molecules with New Ideas. J Invest Dermatol. 2012.
4. Byrd AL, Belkaid Y, Segre JA. The human skin microbiome.Nat Rev Microbiol, 2018.
5. Dréno B, Araviiskaia E, Berardesca E, Gontijo G, Sanchez Viera M, Xiang LF, et al. Microbiome in healthy skin, update for dermatologists. J Eur Acad Dermatology Venereol, 2016.
6. World Health Organization. Antimicrobial Resistance. Global Report on Surveillance, 2014.
7. Matejuk A. Skin Immunity. Arch Immunol Ther Exp (Warsz), 2018.
8. Ebling FJG, Montagna W. Human skin. Encyclopædia Britannica, 2016.