Кожата на рибите с ценни антибактериални пептиди (видео)

Кожата е най-обширния орган в човешкото тяло. Макар и тънка, тя има една много важна функция – да предпазва тялото от нахлуването на различни патогени. Постоянният контакт на кожата с околната среда създава условия за колонизирането ѝ с преходни микроорганизми, които не се задържат дълго върху нея и постоянни обитатели в лицето на микрофлора. Различни микроорганизми виреят според влажността на кожата, наличието на секрети, контакт с драхи, близост до лигавици, наличие на окосмяване и пр.

Кожните инфекции са най-честите възпаления по тялото, а според вида си се делят на бактериални, вирусни и гъбични.

Най-външният слой на кожата в лицето на кератиноцитите непрекъснато подбират нахлуващите микроорганизми с помощта на специфични рецептори. Именно така кожата осъществява и имунологичните си функции.

Къпането, старателното измиване и обилното изпотяване не могат да отстранят или променят значително броя на микроорганизмите по повърхността на кожата. Микрофлората по кожата се възстановява бързо от бактериите, които се намират по-дълбоките слоеве на кожата. Те са проникнали главно през отворите на космените фоликули, микроскопични прорези и през потните жлези.

Стафилококус ауреус, познат още и като златист стафилокок е грам положителен, сферичен микроорганизъм. [1]  Стафилококите са едни от най-устойчивите микроорганизми, които не образуват спори. Попаднали на дружелюбна повърхност могат да бъдат жизненоспособни от 3 до 6 месеца. Те са представители на микрофлората в носа и кожата на човека. В близост до бактериална колония се наблюдава пълно разграждане на хемоглобина от червените кръвни клетки. Тези малки микроорганизми са опасен патоген, който причинява различни тежки заболявания с помощта на отделянето от него токсини. Могат да бъдат пренасяни и предавани чрез директен контакт със заразената повърхност. След разкъсване на кожата или хирургична операция преминават директно в кръвообращението и водят до вътреболнична инфекция.

Златистите стафилококи са много адаптивни и днес с прекомерния прием на антибиотици вече са резистентни към много от тях. Ето защо лечението им е сложно и продължително.

Практически всеки от нас е в риск от стафилококова инфекция, но ролята на имунната система е да неутрализира вредните патогени. По-висок риск от усложнения има при новородени, бременни или кърмещи майки, диабет, болест на белите дробове, онкологични заболявания, хора с отслабена имунна система, претърпели хирургични операции, с открити кожни рани, пациенти с венозни абокати и пр.

Неконтролираното размножаване на стафилококите по кожата води до:

• Локализирано събиране на гной (абсцес)
• Фоликулит под формата на малки сърбящи пъпчици след навлизането на бактериите в космените фоликули
• Фурункул (цирей) е инфекция на космено-мастния фоликул. Развива се в зоната на лицето, шията, подмишниците и седалищните части. Първоначално е малък, червен и плътен възел, който е доста болезнен, а после омеква. Отделя гноен секрет.
• Карбункул е сгрупирани един до друг циреи. Понякога инфекцията прониква през епидермиса в по-дълбоките слоеве на кожата. Леките форми преминават сами, подпомогнати от добра хигиена на засегнатите области. Големите циреи и групи от инфектирани участъци се нуждаят от специфично лечение.
• Червени петна
• Подуване
• Импетиго е повърхностна бактериална инфекция, причинена от златист стафилокок, пиогенен стрептокок или комбинация от двата вида бактерии. Заболяването е заразно и се развива в зоните на кожата с нарушена цялост - ухапвания от насекоми, одрасквания, порязвания, охлузвания, херпес и пр. Много от хората имат стафилококи в носа и чрез ръцете пренасят бактериите в наранената кожа. При 70% от случаите импетиго е небутолозно като оздравява без да оставя белези. Проявява се с жълтеникави корички. Развива се основно по лицето и по-рядко по крайниците. При бутолозно импетиго златистия стафилокок води до образуване на мехури, които също зарастват без белези.

Малките кожни инфекции обикновено се лекуват със смес от 3 антибиотика в състава на мехлем, а понякога и с прием на антибиотици през устата. Ако състоянието е по-тежко антибиотиците се вливат венозно или се прави хирургично дрениране на засегнатите участъци.

Ешерихия коли, известна като e.coli (Escherichia coli) e грам отрицателна бактерия, която обитава долния чревен акт на топлокръвните организми, включително човека. Обикновено не предизвиква заболявания, но някои от видовете могат да причинят диария, симптоми на анемия, бъбречна недостатъчност, инфекции на пикочно-половата система, пневмония, а понякога и до фатален край. E.coli могат да проникнат в месните продукти при технологичната им обработка, както и в млякото и млечните продукти. Ето защо се препоръчва термична обработка и пастьоризиране на млечните продукти. Освен това бактерията се среща при пролетните зеленолистни зеленчуци и кълнове, както и при някои плодове. Подпочвените води също могат да бъдат заразени чрез фекалии. Плуването в необезопасени водни басейни и реки крие риск от проникване през кожата, особено ако е с нарушена цялотост. Оплакванията обикновено започват 3-4 дни след инфектирането.

Бактериите от вида Листерия са малки, грам положителни. [2] Не образуват капсули и спори, но при температури от 20 до 25 ºC са силно подвижни. Оптимални за развитието са температурите от 30 до 37 ºC. Те са силно устойчиви спрямо действието на физичните и химични фактори на околнатасреда и могат да виреят необезпокоявани във водата, почвата и хранителни продукти седмици наред и дори повече от месец. Заболяванията, които причиняват при човека се срещат най-често в групите на новородените, бременните жени, възрастните и хората с отслабен имунитет. Обикновено източник на инфекция са заразени продукти. Листериозата е зооноза, която засяга дивите и домашните животни като овце, едър рогат добитък, кучета и коне. При животните заболяването протича като енцефалит.

При хората се изявява под формата на менингит, енцефалит, язва на роговицата на окото, пневмония, вътрематочни или цервикални инфекции при бременните жени, които могат да доведат до спонтанен аборт или раждане на мъртъв плод.

Както виждате и днес човешката популация е постоянно подложена на атаките на различни микроорганизми, на които предлагаме богати хранителни вещества и оптимални условия за размножаване. С помощта на имунната система, защитната роля на външната обвивка на тялото - кожата и полезни за здравето бактерии често не се стига до сериозни заболявания.
Водата заема 2/3 от повърхността на нашата планета. Реално погледнато водните обитатели живеят в „супа“ от бактерии и микроорганизми. За да оцелеят в подобни условия много от рибите в процеса на еволюция са изградили различни форми на защита според спецификите на средата.

Докато сухоземните обитатели на земята са заобиколени от въздух, при водните обитатели с всяко отваряне на устата за хранене в тялото нахлуват множество микроскопични патогени, някои от които се стремят да колонизират храносмилателния тракт. Във водните басейни често се изливат водите от канализацията. Множество бактерии нахлуват също и в хрилете, полепват по люспите, перките и кожата. Както познатите ни пробиотични бактерии с полезно действие,  които приемаме под форма на хранителни добавки, така и при рибите се наблюдава разнообразие от микроорганизми, които се борят с негативните последици. Освен че подпомагат функциите на имунната система на гостоприемника и участват в процеса на храносмилане, някои бактерии помагат на рибите да плуват по-бързо като не позволяват изграждане на бактериални колонии.

Тялото на рибите обикновено е обвито от кожа с люспи, която подобно на останалите гръбначни животни се дели на вроговен епидермис на повърхността и дерма. Специални жлези в кожата отделят екстракти, които изпълняват защитни функции.  

При формиране на люспите вземат участъци различни слоеве на кожата. Например хрущялните риби имат плаковидни люспи, съставени от дентин, а в устата се видоизменят на зъби при акулите и скатовете. Костните риби имат няколко вида люспи, които също са покрити с подобно на дентин вещество. При съвременните ръкоперки и двойнодишащи риби се срещат космоидни люспи.

Един от най-богатите видове протеини, които се срещат и в хората, и в рибите е колагенът. Той участва в изграждането на кожата. Дентинът, който споменахме, че участва не само в човешките зъби, но и в люспите на рибите, също съдържа колаген.
Има различни видове колаген според произхода си. Най-често се използват тези от бозайници – свински, телешки, говежди колаген. Използва се също и колаген от птици, както и морски колаген. При него освен риба се използват отпадъци от мекотели като медузи, както и черупчести.

Колагенът и желатинът (който е вид хидролизиран колаген) са използват често в хранително-вкусовата промишленост, дървообработването, фармацията и тъканното инженерство. Желатинът е общопризнат за безопасен от Американската агенция за храните и лекарствата FDA) и се използва в меките желатинови капсули за доставяне на лекарства.

Знаете ли, че думата колаген е измислена около 1860 година в Гърция? Основата на думата κόλλα (colla) означава лепило. И това не е случайно. Ние го наричаме туткал, но е познато е още и като Animal glue – лепило от животни. Създадено е след продължително варене на животинска съединителна тъкан – кожи, кости, сухожилия, рога, копита, плавателни мехури на риби и други тъкани, като чрез хидролиза се извлича колагена под формата на желатин. Така извлечени, протеините образуват връзка на молекулно ниво между отделните обекти.

Рибният туткал се произвежда от кожата и костите на риби. Той е много добър свързващ материал за гипс и бои. Увеличава времето, през което гипса може да се обработва. Може да се използва и без загряване, тъй като рибните протеини не се втвърдяват при ниски температури. Рибният туткал се използва за реставрация на ценни мебели и предмети. А за особено скъпи предмети се използва туткал от мехури на моруна. Използва се като лепилен слой при позлатяване върху стъкло. Здравината му е изключително голяма. Той бил любим на средновековните монаси, които ръчно преписвали различни книги.

Колагеновите протеини съдържат множество биоактивни пептиди, които могат да бъдат отделени по време на стомашно-чревно разграждане. Някои от тях са доказали своите антиоксидантни, антимикробни и имуномодулаторни функции. Проучването на пептидите с антимикробни свойства от рибите е започнало още в края на XX в.

В изследване от 2013 г. Antimicrobial Peptides from Fish [3] ще намерите още информация за антимикробните пептиди при различни видове риба.

С какво рибният колаген е различен от колагена, извлечен от бозайници?

Освен че при него липсват приони (съкращение от протеинна инфекциозна частица), [4] които са причинители на различни болести, молекулите на рибния колаген са и с висока степен на абсорбиране от човешката кожа.

Изследване от 2016 г. Collagencin, an antibacterial peptide from fish collagen: Activity, structure and interaction dynamics with membrane. [5] дава подробна информация за специален пептид със специфични антимикробни свойства именно в рибния колаген, наречен Collagencin.

Вече споменахме накратко за вредните въздействия на 3 вида микроби върху човешкия организъм.

Оказва се, че Collagenin забавя растежа на следните бактерии:

Staphylococcus aureus с 67.0%

Escherichia coli с 64.0%

Listeria innocua с 32.2%

Lactococcus lactis с 31.0

Carnobacterium divergens с 32.2%

Както споменахме при изгаряне се уврежда целостта на кожата и в тялото нахлуват всякакви патогенни бактерии. 

През 2017 г. за първи път изследователите използвали кожата на водно животно, като помощно средство залечение на рани. Бразилските лекари въвеждали нов метод за лечение на пациентите с различни изгаряния, като използвали кожата на тропическата риба Тилапия, за да лекуват раните по-бързо и успешно. Пациентка, пострадала от експлозия е първата, изпробвала алтернативната терапия. Този начин на лечение доказано намалява травмата от изгарянето. 36 –годишната Мария Инес, която работила като сервитьорка в ресторант в Бразилия споделя, че експлозията ѝ е причинила ужасни наранявания. Идеята на лекарите да поставят рибена кожа била наистина любопитна, въпреки че всекидневния живот с подобни превръзки бил странен. Пациентката се чувствала като във фантастичен филм, когато  налагали травмите ѝ с рибена кожа. Отначало било наистина студено и болезнено, но след няколко минути болката отслабнала. Превръзки с кожата на рибата Тилапия били използвани около 26 дни. Рибните ивици на ръката били сменени няколко пъти.

Иновативната биологична превръзка била разработена от екип лекари в продължение на 2 години. Координатори на проекта били пластични хирурзи. Рибата Тилапия била избрана, защото е една от най-разпространените сладководни, устойчиви на болести риби в Бразилия. Анализът на кожата на рибата показва, че тя съдържа оптимални нива на колаген тип I и най-висока степен на влажност. Това са важни характеристики, които са нужни за ускоряването на оздравителния процес при изгаряния и за доставяне на съществени протеини като колаген за пострадалите пациенти.  Рибената кожа също минимизира загубите на течности, плазми и протеини в увредената зона и драстично намалява риска от инфекция. С тази иноваторска терапия пациентите и жертвите на изгаряния почти не е нужно да приемат болкоуспокояващи средства. Рибните ивици придобиват формите на рани и почти изглеждат така сякаш са част от тялото, което е допълнително удобство. Кожата на рибата намалява очакваното време за оздравяване с 1-2 дни. Преди да се използва временната рибна превръзка изследователите подлагат кожата на обработка. Тя минава през процеси на втвърдяване, обеззаразяване, охлаждане и съхранение, които премахват токсините и всяка възможност за предаване на болести. Рибната миризма също бива отстранена. Втвърдената кожа се опъва и ламинира като се съхранява в хладилни банки в Сао Паоло на ленти от 10 до 20 см. за период от 2 години.

Видео за ползите от чудотворната рибна кожа можете да намерите и в публикация на DW. [6]

Колагеновите молекули се състоят от 3 полипептидни вериги, които са навити в тройна спирална структура. От всичките над 20 вида колаген, само няколко се използват за производството на биоматериали, като най-често се използва колаген тип I. Той може да се извлече от тъканите на всякакви животни, като колагенови протеини са открити дори и в останките от отдавна изчезнали видове като динозаври. Обичайните източници за извличане на колаген включват сладководни и морски риби, едър рогат добитък, кокошки, свинска кожа както и черва и лигавицата на пикочния мехур, както и опашки. Свойствата на извлечения колаген се различават в зависимост от животното и тъканта.

От друга страна обикновено кожата на рибите се изхвърля, а е клинично доказано, че колагенът извлечен оттам освен че е с отлични качества, но и е значително по-евтин. Може да се използва и за приготвянето на продукти за лечение на рани според изследване от март 2018 на  учените от Nanyang Technological University, Singapore.

Ясно е, че в ежедневието не бихте могли да прекарате с подобни превръзки с рибешки кожи. Или не бихте релаксирали с подобна маска за лице в продължение на часове. Освен това подобни животински субпродукти трябва да преминат специфична обработка, преди да бъдат използвани.

Натуралният рибен колаген е предпочитан в грижата за кожата на лицето, тялото, както и за коса и нокти. Нещо повече, той се извлича от кожата на сладководни риби като толстолоб, които живеят в екологично чист воден басейн в Полша и не са подложени на агресивно замърсяване за разлика от морските обитатели в отделни части на световния океан. Така получения колаген е със запазените свойства на живата клетка с triple helix структура и е полупрозрачен гел без характерния мирис на риба. Освен това е много икономичен, в удобна стъклена опаковка. За препоръчване е рибния колаген да се нанася върху влажна кожа, защото колагеновите фибри набъбват и увеличават обема си. В състава не са включени парабени, а напълно безвредната млечна киселина освен като естествен консервант излющва нежно мъртвите клетки и помага за отстраняването на хиперпигментация. Козметиката с натурален колаген не съдържа хормони като естроген и е подходяща за всяка възраст и пол. Хранителните добавки съдържат оптимални количества лиофилизиран колаген тип I, както и колаген тип II, извлечен от хрущял от акула срещу болки в ставите. 

 

Използвани източници:

1. Стафилококус ауреус | Микробиология от Framar.bg

2. Листерия моноцитогенес | Микробиология от Framar.bg

3. Antimicrobial Peptides from Fish

4. Wikipedia.bg - Прион

5. Ennaas, et al., Collagencin, an antibacterial peptide from fish collagen: Activity, structure and interaction dynamics with membrane, Biochemical and Biophysical Research Communications (2016)

6. DW - Чудотворната рибешка кожа