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21.1: 皮肤和眼睛的解剖结构和正常微生物群

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    200207

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    学习目标

    • 描述皮肤和眼睛的主要解剖学特征
    • 比较和对比各种身体部位的微生物群，例如手、背、脚和眼睛
    • 解释微生物如何克服皮肤和眼睛的防御能力从而引起感染
    • 描述与皮肤和眼睛感染相关的疾病的一般体征和症状

    临床重点：第 1 部分

    山姆是一名大学新生，有睡过头的坏习惯，急于准时上课，自己刮胡子。 当时，他没有三思而后行。 但是两天后，他注意到割伤周围环绕着一块触感温暖的微红色皮肤区域。 当伤口开始渗出脓液时，他决定最好去大学的诊所停留。 医生从病变中采集了样本，然后清理了该区域。

    练习\(\PageIndex{1}\)

    哪种微生物可能导致 Sam 的感染？

    人体皮肤是先天免疫系统的重要组成部分。 除了具有多种其他功能外，皮肤还是微生物入侵的重要屏障。 它不仅是潜在病原体渗透更深层组织的物理屏障，而且还为许多病原体的生长提供了一个荒凉的环境。 在本节中，我们将简要概述皮肤和眼睛的解剖结构和正常微生物群，以及与皮肤和眼部感染相关的一般症状。

    皮肤层

    人体皮肤由几层和子层组成。 两个主要层是表皮和真皮。 这些层覆盖第三层称为皮下组织，它由纤维和脂肪结缔组织组成（图\(\PageIndex{1}\)）。

    表皮是皮肤的最外层，它相对较薄。 表皮的外表面称为角质层，主要由死皮细胞组成。 这层死细胞限制了外界与活细胞之间的直接接触。 角质层富含角蛋白，角蛋白是一种坚韧的纤维蛋白，也存在于头发和指甲中。 角蛋白有助于使皮肤的外表面相对坚韧和防水。 它还有助于保持皮肤表面干燥，从而减少微生物的生长。 但是，有些微生物仍然能够在皮肤表面生存，其中一些微生物可以在脱屑过程中与死皮细胞一起脱落，脱屑是正常的皮肤脱落和脱皮，但在存在感染时可能会加速。

    表皮下方有一层较厚的皮肤层，称为真皮。 真皮包含结缔组织和嵌入结构，例如血管、神经和肌肉。 称为毛囊（头发生长）的结构位于真皮内，尽管它们的大部分结构由表皮组织组成。 真皮还含有人类皮肤中的两种主要腺体：汗腺（产生汗液的管状腺）和皮脂腺（与毛囊有关并产生皮脂，皮脂是一种含有蛋白质和矿物质的富含脂质的物质）。

    汗水（汗水）为表皮提供一些水分，从而增加微生物生长的可能性。 因此，在产生最多汗水的皮肤区域发现了更多的微生物，例如腋下和腹股沟的皮肤。 但是，除水外，汗液还含有抑制微生物生长的物质，例如盐、溶菌酶和抗菌肽。 皮脂还有助于保护皮肤，减少水分流失。 尽管皮脂中的某些脂质和脂肪酸会抑制微生物的生长，但皮脂含有为某些微生物提供营养的化合物。

    a) 标有真皮的浅粉色大区域的显微照片，在标记的表皮上方有一个较薄的深粉色区域，以及一个薄的透明细胞区域的显微照片。 真皮和表皮之间的分界是波浪状的；其中一个区域会投射到另一个区域。 B) 皮肤图。 顶层是深色的，被标记为表皮。 下一层更轻，更厚；这是真皮。 真皮内部是花瓶状的毛囊，毛发从皮肤上伸出来。 毛囊旁边是一个较小的花瓶形状，标有皮脂腺；它会排入毛囊的空间。 还有标有受体的盘绕形状和各种标有：神经、淋巴管和血管的长管。 盘绕的斑点被标记为汗腺；这会导致一根在表面打开的管子，称为汗孔。 真皮下方是一层黄色的气泡状层，标记为脂肪组织；这是皮下层。
    图\(\PageIndex{1}\)：(a) 人体皮肤切片的显微照片显示了表皮和真皮。 (b) 人体皮肤的主要层次是表皮、真皮和皮下层。 （来源 b：美国国家癌症研究所对工作的修改）

    练习\(\PageIndex{2}\)

    脱屑如何帮助预防感染？

    皮肤的正常微生物群

    皮肤是各种正常微生物群的家园，这些微生物群由共生生物组成，这些微生物从皮肤细胞和分泌物（如汗液和皮脂）中获取营养。 皮肤的正常微生物群倾向于通过产生抗微生物物质来抑制短暂微生物的定植，并胜过降落在皮肤表面的其他微生物。 这有助于保护皮肤免受致病感染。

    皮肤的特性因人体不同部位而异，皮肤微生物群的组成也是如此。 营养和水分的供应在一定程度上决定了哪些微生物将在皮肤的特定区域茁壮成长。 相对湿润的皮肤，例如鼻孔（鼻孔）和腋下，其微生物群与手臂、腿部、手部和脚顶的干燥皮肤有很大不同。 皮肤的某些区域具有更高的皮脂腺密度。 这些富含皮脂的区域，包括背部、鼻侧的褶皱和颈部后部，含有不同的微生物群落，其多样性不如身体其他部位的微生物群落那么多样化。

    不同类型的细菌在皮肤的干燥、潮湿和富含皮脂的区域占主导地位。 通常在干燥和皮脂腺地区发现的最丰富的微生物分别是 Betaproteobacteria 和 Propionibacteria。 在潮湿地区，最常见的是棒状杆菌和葡萄球菌（图\(\PageIndex{2}\)）。 皮肤上还发现病毒和真菌，马拉色菌是正常微生物群中最常见的真菌类型。 病毒在被称为病毒的微生物群中的作用和种群仍不为人所知，用于识别病毒的技术也存在局限性。 但是，Circoviridae、Papillomaviridae 和 Polyomaviridae 似乎是健康皮肤病毒体中最常见的居民。 1 2 3

    显示身体不同部位的图表。 每个区域都有一个饼图，显示哪些细菌最为流行。 每个区域最常见的细菌：Glabella（corynebacterineae）、Alar Crease（丙酸杆菌）、外耳道（丙酸杆菌）、Nare（其他放线菌）、manubrioum（丙酸杆菌）、腋窝窝（proteobacteria）（proteobacteriae）)，掌侧前臂（proteobacteria）、指间网空间（proteobacteria）、hypothenar palm（变形杆菌）、腹股沟折痕（corynebacterineae）、脐带（corynebacterineae）、脚趾网空间（corynebacterineae、propionibacterineae）、网状折痕（丙酸杆菌）），occiput（staphyloccaceae，back（丙酸杆菌）、臀部（变形杆菌）、臀部折痕（corynebacterineae）、popliteal fossa（葡萄球菌科）、足底脚跟（葡萄球菌科）。 图像的第二部分显示，不同的受试者具有不同的细菌百分比，并且这些百分比会随着时间的推移而变化。
    图\(\PageIndex{2}\)：正常微生物群因皮肤的不同区域而异，尤其是在干燥和潮湿区域。 该图显示了在健康个体皮肤和外部粘膜的不同部位常见的主要生物。 请注意，个体之间存在显著差异。 （来源：国家人类基因组研究所对著作的修改）

    练习\(\PageIndex{3}\)

    正常皮肤微生物群中最常见的四种细菌是什么？

    皮肤感染

    虽然皮肤的微生物群可以起到保护作用，但在某些情况下也可能造成伤害。 通常，存在于一个人皮肤微生物群中的机会性病原体可能会传播给另一个更容易受到感染的个体。 例如，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）通常可以在医护人员和住院患者的鼻腔中居住；尽管金黄色葡萄球菌对完好无损、健康的皮肤无害，但如果引入身体的其他部位，可能会导致感染，例如手术期间或通过手术时可能发生术后切口或伤口。 这是清洁手术部位如此重要的原因之一。

    皮肤受伤或受损会使微生物进入更深的组织，那里的营养更丰富，环境更有利于细菌的生长。 穿刺或割伤损坏皮肤物理屏障后，伤口感染很常见。 微生物可能会感染真皮中的结构，例如毛囊和腺体，导致局部感染，或者它们可能进入血液，从而导致全身感染。

    a) 人脸颊上的粉刺（标记为白头粉刺）。 B) 带有标有脓液的黄色气泡的皮肤图。 这是在皮肤上凸起的区域下方。
    图\(\PageIndex{3}\)：（a）痤疮是一种皮肤细菌感染，表现为发炎的毛囊皮疹（毛囊炎）。 脸颊中心附近的大白头是一个受感染的毛囊，它已经变成化脓性（或化脓性），从而形成毛发。 (b) 脓肿是一种充满脓液的病变。 （来源 b：布鲁斯·布劳斯对作品的修改）

    在某些情况下，传染性微生物会导致各种皮疹或病变，这些皮疹或病变的物理特征不同。 这些皮疹可能是炎症反应或对微生物产生的毒素的直接反应的结果。 下表根据皮肤病变和皮疹的特征\(\PageIndex{1}\)列出了一些用于描述皮肤损伤和皮疹的医学术语；图\(\PageIndex{3}\)和图\(\PageIndex{4}\)说明了各种类型的皮肤损伤。 值得注意的是，许多不同的疾病可能导致外观非常相似的皮肤病；因此，表中使用的术语通常不是特定类型的感染或疾病所独有的。

    表\(\PageIndex{1}\)：一些与皮肤损伤和皮疹相关的医学术语
    任期 定义
    脓肿 局部脓液积聚
    bulla（pl.，bullae） 液体填充泡罩直径不超过 5 mm
    carbuncle 深的、充满脓液的脓肿通常由多个 furuncles 形成
    地壳 皮肤表面病变产生的干燥液体
    囊肿 填充液体、半固态物质或气体的封装囊，通常位于皮肤上层的正下方
    毛囊炎 由毛囊发炎引起的局部皮疹
    furuncle（煮沸） 毛囊感染引起的脓肿充盈脓肿
    斑点 平滑皮肤上的变色斑点
    丘疹 皮肤上有小凸起的肿块
    假性囊肿 类似于囊肿但边界较少的病变
    化脓的 脓液产生；化脓性
    脓疱 皮肤上有充满液体或脓液的肿块
    脓皮病 任何化脓性（产生脓液）的皮肤感染
    化脓的 产生脓液；化脓性
    溃疡 皮肤破裂；开放性溃疡
    囊 充满液体的小病变
    小麦 皮肤肿胀、发炎，会发痒或烧伤，例如昆虫叮咬引起的
    标有皮肤病变类型的表格。 外壳显示为皮肤表面的凸起区域。 囊肿在皮肤上层显示为一个大的白色球体。 斑点在表面显示为深色标记。 丘疹在表面显示为凸起的气泡。 脓疱在皮肤的上层显示为一个大的黄色球体。 溃疡是皮肤中的一个大空腔。 囊泡是皮肤上部区域的一个小蓝色气泡。 Wheal 是皮肤表面的蓝色小气泡。
    图\(\PageIndex{4}\)：多种原因可能导致各种类型的皮肤损伤，其中一些在外观上非常相似。 （来源：布鲁斯·布劳斯对作品的修改）

    练习\(\PageIndex{4}\)

    无症状的医护人员如何将金黄色葡萄球菌等细菌传播给患者？

    眼睛的解剖结构和微生物群

    尽管眼睛和皮肤具有不同的解剖结构，但它们都与外部环境直接接触。 眼睛的一个重要组成部分是鼻泪引流系统，它是输送眼液（称为眼泪）的管道。 泪液通过泪液从外眼流向鼻腔，泪液由泪液产生所涉及的结构组成（图\(\PageIndex{5}\)）。 眼睛上方的泪腺分泌泪水以保持眼睛湿润。 有两个小开口，一个在上眼睑的内边缘，另一个位于下眼睑的内边缘，靠近鼻子。 这些开口中的每一个都被称为泪液穿刺。 这些泪囊共同收集眼中的泪水，然后通过泪管输送到一个称为泪囊（也称为泪囊或泪囊）的泪液储存库。

    泪液从囊中通过鼻泪管流向内鼻子。 每个鼻泪管都位于皮肤下方，穿过面部骨头进入鼻子。 眼泪中的化学物质，例如防御素、乳铁蛋白和溶菌酶，有助于防止病原体定植。 此外，粘蛋白有助于去除眼睛表面的微生物。

    眼睛的示意图。 眼睛上方是泪腺。 最靠近鼻子的地方是通往泪囊和鼻泪管的拳头和管子。
    图\(\PageIndex{5}\)：泪液装置包括与泪液产生和引流相关的眼部结构。 （来源：“循证医学教育工作者公司” 对作品的修改 /YouTube)

    眼球和内眼睑的表面是称为结膜的粘膜。 正常的结膜微生物群尚未得到很好的表征，但确实存在。 一项小型研究（眼部微生物组项目的一部分）发现结膜中持续存在十二个属。 4 这些微生物被认为有助于保护膜免受病原体的侵害。 但是，尚不清楚哪些微生物可能是短暂的，哪些可能形成稳定的微生物群。 5

    使用隐形眼镜会将另一个表面引入眼睛的自然解剖结构，从而导致结膜的正常微生物群发生变化。 目前正在进行研究，以更好地了解隐形眼镜如何影响正常微生物群并导致眼部疾病。

    眼球内部的水样物质被称为玻璃体幽默。 与结膜不同，它可以防止与环境接触，并且几乎总是无菌的，没有正常的微生物群（图\(\PageIndex{6}\)）。

    眼睛的横截面。 大的球形中心是玻璃体幽默。 周围的层是视网膜。 从眼后伸出来的就是视神经。 视网膜上位于视神经正上方的一个区域是中央凹区域。 眼前是镜头。 前面是一个标有 “学生” 的空格。 瞳孔周围的彩色区域是虹膜。 角膜是虹膜和瞳孔前面的覆盖物。 结膜是眼睛上的粘膜。
    图\(\PageIndex{6}\)：有些微生物生活在人眼结膜上，但玻璃体幽默是无菌的。

    眼部感染

    结膜是眼部感染的常见部位；与其他粘膜一样，结膜也是病原体的常见入口。 结膜炎被称为结膜炎，尽管由于眼睛呈粉红色，因此通常被称为 pinkeye。 角膜下方较深结构的感染较少见（图\(\PageIndex{7}\)）。 结膜炎以多种形式发生。 它可能是急性或慢性的。 急性化脓性结膜炎与脓液形成有关，而急性出血性结膜炎与结膜出血有关。 眼睑炎一词是指眼睑发炎，而角膜炎是指角膜发炎（图\(\PageIndex{7}\)）；角膜结膜炎是角膜和结膜的炎症，泪囊炎是泪囊发炎，通常发生在鼻泪管阻塞。

    a) 向后拉眼皮以显示红色区域的照片。 B) 眼皮发炎的照片。 C) 角膜混浊的眼睛的照片。
    图\(\PageIndex{7}\)：(a) 结膜炎是结膜发炎。 (b) 睑缘炎是眼睑发炎。 (c) 角膜炎是角膜发炎。 （来源 a：修改 Lopez-Prats MJ、Sanz Marco E、Hidalgo-Mora JJ、Garcia-Delpech S、Diaz-Llopis M 的作品；来源 b，c：疾病控制与预防中心修改工作）

    导致结膜炎、睑缘炎、角结膜炎或泪囊炎的感染可能是由细菌或病毒引起的，但过敏原、污染物或化学物质也会刺激眼睛并引起各种结构的炎症。 在上呼吸道感染和眼睛发痒时出现发烧和水样分泌物等症状的病例中，病毒感染更可能是结膜炎的原因。 表\(\PageIndex{2}\)总结了结膜炎和睑缘炎的一些常见形式。

    表\(\PageIndex{2}\)：结膜和睑缘炎的类型
    状况 描述 致病因子
    急性化脓性结膜炎 伴有化脓性分泌物的结膜炎 细菌（嗜血杆菌、葡萄球菌）
    急性出血性结膜炎 涉及结膜下出血 病毒（Picornaviradae）
    急性溃疡性睑缘炎 感染累及眼皮；可能出现脓疱和溃疡 细菌（葡萄球菌）或病毒（单纯疱疹、水痘带状疱疹等）
    滤泡性结膜炎 结膜发炎伴结节（圆顶形结构，底部为红色，顶部呈苍白） 病毒（腺病毒等）；环境刺激物
    泪囊炎 泪囊发炎通常与鼻泪管堵塞有关 细菌（嗜血杆菌、葡萄球菌、链球菌）
    角膜炎 角膜发炎 细菌、病毒或原生动物；环境刺激物
    角膜结膜炎 角膜和结膜发炎 细菌、病毒（腺病毒）或其他原因（包括眼睛干涩）
    非溃疡性睑缘炎 眼睑发炎、发炎、发红但没有溃疡 环境刺激物；过敏原
    乳头状结膜炎 结膜发炎；结节和乳头上出现红顶 环境刺激物；过敏原

    练习\(\PageIndex{5}\)

    泪液器如何帮助预防眼部感染？

    关键概念和摘要

    • 人体皮肤由两个主要层组成，即表皮和真皮，它们位于皮下层的顶部，一层结缔组织。
    • 皮肤是抵御微生物入侵的有效物理屏障。
    • 皮肤相对干燥的环境和正常的微生物群阻碍了短暂微生物的定植。
    • 皮肤的正常微生物群因人体的一个部位而异。
    • 眼结膜是微生物感染的常见部位，但更深的眼部感染并不常见；存在多种类型的结膜炎。

    脚注

    1. 1 Belkaid、Y. 和 J.A. Segre。 “皮肤微生物群与免疫之间的对话”，Sci enc e 346（2014）6212:954 —959。
    2. 2 Foulongne、Vincent 等。 “人类皮肤微生物群：通过高通量测序在人体皮肤上鉴定出高度多样的DNA病毒。” PloS ON E (2012) 7 (6)：e38499。doi：10.1371/journal.pone.0038499。
    3. 3 Robinson、C.M. 和 J.K. Pfeiffer。 “病毒和微生物群。” 《病毒学年度回顾》（2014）1:55 —59。doi：10.1146/annurev-virology-031413-085550。
    4. 4 Abelson、M.B.、Lane、K. 和 C. Slocum “眼部微生物群的秘密。” 《眼科评论》 2015 年 6 月 8 日。www.reviewofophthalmology.com... isease/c/55178。 已于 2016 年 9 月 14 日访问。
    5. 5 Shaikh-Lesko，R. “可视化眼部微生物组。” 《科学家》，2014 年 5 月 12 日。 http://www.the-scientist.com/?articl...lar-Microbiome。 已于 2016 年 9 月 14 日访问。