Normaalimikrobisto ja mikrobiomi

Iho, samoin kuin limakalvot suussa ja koko ruoansulatuskanavassa, hengitysteissä ja sukupuolielimissä, on elimistön rajapinta ympäristöön. Näitä rajapintoja asuttavat lukuisat pieneliöt eli mikrobit: bakteerit, arkeonit, sienet ja virukset, joita kutsutaan ihon ja limakalvojen normaalimikrobistoksi eli normaaliflooraksi.

Normaalimikrobiston mikrobien ja niiden sisältämien geenien eli perintötekijöiden kokonaisuutta kutsutaan mikrobiomiksi. Mikrobiomin koko on valtava: sen kokonaisgeenimäärä on satoja tai jopa tuhansia kertoja suurempi kuin ihmisen kaikkien solujen perintötekijöiden määrä. Mikrobiomin voidaankin ajatella olevan ihmisen ulkoinen perintöaines, jonka tehtävä on kytkeä ympäristön vaikutukset elimistön puolustusjärjestelmään ja osaltaan tukea ihmisen rajapintojen toimintaa.

Mikrobiomi alkaa kehittyä lapsen syntyessä, ja se alkaa muistuttaa aikuisen normaalikasvustoa muutaman vuoden iässä. Mikrobit alkavat nopeasti asuttamaan ihmisen rajapintoja syntymisen yhteydessä, kun lapsi altistuu erilaisille mikrobeille synnytystavasta riippuen. Alatiesynnytyksessä lapsi altistuu äidin emättimen mikrobeille ja keisarileikkauksessa puolestaan aikuisten ihon mikrobeille. Normaalimikrobiston mikrobit tulevat elinympäristöstämme ja ravinnostamme. Mikrobiomin koostumus on jokaisella ihmisellä yksilöllinen. Siinä tapahtuu elämän aikana muutoksia, mutta muutokset ovat selkeästi pienempiä kuin erot eri ihmisten mikrobiomien välillä.

Mikrobiomin merkitys terveydelle

Terve mikrobiomi on monimuotoinen. Sen mikrobit rajoittavat toistensa kasvua, jolloin mikään yksittäinen mikrobi ei pääse lisääntymään taudinaiheuttajaksi. Mikrobiomi kouluttaa ihmiselimistön puolustusjärjestelmiä (immuniteetti) erottamaan vaaralliset tekijät vaarattomista ja omien solujemme tuotteet vieraista. Terveellä mikrobiomilla on kyky sietää stressiä ja palautua monimuotoiseksi häiriön, esimerkiksi antibioottikuurin, jälkeen. Jotta mikrobiomi pysyy terveenä ja monimuotoisena, tarvitsee se tasapainoisen elinympäristön ihmiskehossa. Ihmisen ihon ja limakalvojen fysiologinen tila ja puolustusjärjestelmän toiminta vaikuttavatkin mikrobiomin koostumukseen ja toimintaan.

Mikrobiomin monimuotoisuuden köyhtyminen altistaa sairauksille. Iholla elävien bakteerilajien runsaussuhteiden vinoutuessa ihottumaoireita aiheuttavat bakteerit, kuten Staphylococcus aureus, voivat päästä lisääntymään. Ihottuman hoito voi palauttaa ihon mikrobiomin monimuotoisuuden ennalleen. Esimerkiksi vauvoilla, joilla arvioitiin olevan kohonnut riski sairastua atooppiseen ekseemaan, kosteusvoiteiden päivittäinen käyttö kahden ensimmäisen elinkuukauden aikana lisäsi ihon mikrobiston monimuotoisuutta ja vähensi Streptococcus- ja Staphylococcus-lajien esiintyvyyttä.

Mikrobit ohjaavat puolustusjärjestelmän ja immuunivasteen kehittymistä. Monimuotoinen mikrobiomi tukee terveydelle tärkeän immuunitoleranssin eli sietokyvyn kehittymistä. Heikko immuunitoleranssi johtaa kohonneeseen riskiin kehittää voimakkaita tulehdusreaktioita keholle harmittomia rakenteita vastaan. Mikrobiomin toiminnalla katsotaan olevan merkitystä muun muassa allergioiden ja astman, tyypin 1 diabeteksen, tulehduksellisten suolistosairauksien ja liikalihavuuden synnyssä.

Terveen ja monimuotoisen normaalimikrobiston kehittymistä tukevat alatiesynnytys, rintaruokinta, vähärasvainen, vähäsokerinen ja kuitupitoinen ruokavalio, liikkuminen luonnossa ja ympäröivän luonnon monimuotoisuus. Kosketus luontoon on erityisen tärkeää ensimmäisten elinvuosien aikana, jolloin elimistön puolustusjärjestelmät kehittyvät voimakkaimmin. Tutkimukset ovat osoittaneet, että runsasmikrobinen, luonnollinen elinympäristö vaikuttaa suotuisasti sekä suoliston mikrobiston kokoonpanoon että allergioilta suojaavan immuunitoleranssin rakentumiseen.

Ihon normaalimikrobistoon kuuluvat mikrobit

Ihon mikrobiomin koostumukseen vaikuttavat ihoalueiden ominaisuudet, vanhemmilta saatu perimä, ikä, sukupuoli, BMI, erilaiset sairaudet ja lääkitykset. Lisäksi koostumukseen vaikuttavat elintavat, mukaan lukien ravinto, alkoholinkäyttö ja tupakointi, ulkoiset tekijät, kuten ihonhoito, kotieläimet sekä ulkoilu ja ympäröivän luonnon monimuotoisuus (kuva ).

Ihon eri alueet eroavat toisistaan kosteuden, lämpötilan, happamuuden, karvatuppien määrän sekä tali- ja hikirauhasten määrän suhteen. Normaalimikrobisto on erilainen kosteissa varpaanväleissä ja kainaloissa kuin kuivalla iholla kyynärvarsissa ja pakaroissa tai talia erittävillä alueilla kasvoilla, selässä ja päänahassa. Ihon normaalimikrobiston koostumus myös muuttuu iän myötä. Suurin muutos tapahtuu murrosiässä, kun talineritys iholla vilkastuu.

Mikrobeja elää ihon pinnalla, syvemmälle ihoon työntyvissä karvatupeissa ja tali- ja hikirauhasissa sekä ihon syvemmissä kerroksissa. Ihon mikrobeista parhaiten tunnetaan bakteerit, sillä niiden osuus iholla on suurin, ja niitä on tutkittu eniten. Ihon sienistä ja etenkin viruksista ja arkeoneista tiedetään huomattavasti vähemmän.

Ihomikrobien merkitys ihon terveydelle

Ihomikrobit ovat sopeutuneet elämään ihon kuivassa, ravinneköyhässä ja hieman happamassa ja suolaisessa ympäristössä. Ihon epäsuotuisaan ympäristöön sopeutuneet mikrobit ylläpitävät toiminnallaan ihon terveyttä, ja niitä voidaan pitää aktiivisena osana ihon suojakerrosta. Ihon normaalimikrobiston mikrobit esimerkiksi estävät taudinaiheuttajien lisääntymistä iholla.

Valtaamalla elinalaa ja käyttämällä ihon vähäisiä ravinteita, ihomikrobit pienentävät taudinaiheuttajien mahdollisuuksia lisääntyä iholla. Jotkin mikrobilajit myös auttavat ylläpitämään ihon epäsuotuisaa ympäristöä. Cutibacterium acnes pilkkoo talirauhasten erittämää talia, ja sen sivutuotteena vapautuva rasvahappo tekee ihon pinnasta happaman.

Ihomikrobit aktivoivat ihosoluja tuottamaan antimikrobisia peptidejä, jotka tappavat mikrobeja. Myös ihomikrobit itse tuottavat antimikrobisia yhdisteitä estääkseen taudinaiheuttajien lisääntymistä. Eri stafylokokkilajit, kuten S. epidermidis ja S. hominis, tuottavat antimikrobisia yhdisteitä, jotka estävät S. aureus -lajin bakteerien liiallista lisääntymistä.

Ihomikrobit myös aktivoivat ihosolujen uusiutumisprosessia ja tukevat ihon läpäisyesteen toimintaa. Esimerkiksi S. epidermidis bakteeri tuottaa entsyymejä, jotka toimivat osana ihon soluvälien rakenneainetta, joka auttaa pitämään tunkeilijat kehon ulkopuolella. Haavan paranemisessa jotkin ihon normaalimikrobiston bakteerilajit aktivoivat paranemisprosessin alkuun vaadittavia puolustusjärjestelmän mekanismeja.

Mikrobit oireilevalla iholla

Ihon oireiluun liittyvät ihon fysiologisten ominaisuuksien ja geneettisten riskitekijöiden lisäksi muutokset normaalimikrobiston koostumuksessa. Oireilevalla iholla yksittäinen mikrobilaji, tai mikrobilajin kanta, on päässyt lisääntymään muiden lajien runsaussuhteiden kustannuksella. Tällaista vinoutunutta mikrobilajien runsaussuhdetta kutsutaan dysbioosiksi.

Usein ihosairauksiin liittyvät mikrobilajit kuuluvat ihon normaaliin mikrobistoon. Tällöin oireilun taustalla on monesti tietty mikrobikanta, jonka geneettiset ominaisuudet mahdollistavat infektion kehittymisen ja käynnistävät tai pahentavat ihon tulehdusreaktiota. Tautia aiheuttavien mikrobikantojen aktiivisuuteen voivat vaikuttaa muutokset ihon fysiologisissa ominaisuuksissa, kuten pH:ssa tai lipidikoostumuksessa. Ihosairauksien kliiniset oireet heijastavatkin usein ihon fysiologian, mikrobiomin koostumuksen ja immuunijärjestelmän toiminnan muutosten yhteisvaikutusta.