Mikroorganizmy na kůži a mikrobiální kontaminace kosmetiky

Svět mikroorganizmů

Typy mikroorganizmů viry nejmenší živé soustavy nebuněčné nejsou schopny samostatně vykonávat všechny životní funkce jsou závislé na hostitelských buňkách (reprodukce) intracelulární parazité částice (viriony) tvořeny z nukleové kyseliny a proteinů

Typy mikroorganizmů bakterie jednobuněčné mo. s prokaryotickým typem buňky buněčná stěna z peptidoglykanu jednoduché „nepravé“ jádro bez jaderného obalu buňka neobsahuje membránové organely

Typy mikroorganizmů velikost a tvar bakterií důležitý taxonomický znak tyčinky 1 - 7 µm koky průměr 0,5 - 6 µm spirochety, spirily vláknité buňky

Typy mikroorganizmů velikost a tvar bakterií

Typy mikroorganizmů rozmnožování bakterií nepohlavní dělení

Typy mikroorganizmů sinice prokaryotické organizmy, jednobuněčné nebo vláknité nejstarší fotosyntetizující organizmy -3,5 mld let kyslíková atmosféra na Zemi schopnost přežít nepříznivé podmínky  vyskyt téměř ve všech biotopech na Zemi

Typy mikroorganizmů sinice tvorba stromatolitů útvary vznikající usazováním uhličitanu vápenatého ve stélkách sinic

Typy mikroorganizmů sinice zvýšení úrodnosti rýžových polí potravinářská barviva doplňky stravy výskyt ve slaných i sladkých vodách ve vodách s dostatkem živin „vodní květ“ toxiny sinic neurotoxické hepatotoxické dermatotoxické teratogenní nefrotoxické

Typy mikroorganizmů mikroskopické houby (mikromycety) kvasinky samostatná říše Fungi eukaryotické mikroorganizmy složitější a větší buňka pravé jádro s jaderným obalem membránové organely (mitochondrie, endoplazmatické retikulum) kvasinky plísně (vláknité mikromycety)

Typy mikroorganizmů kvasinky většinou jednobuněčné schopnost zkvašovat jednoduché cukry rozmnožování pohlavní i nepohlavní, nejčastěji pučení využití: výroba potravin, nápojů

Typy mikroorganizmů plísně vícebuněčné vláknité mikroorganizmy parazitické nebo saprofytické celosvětový výskyt rozkladači organické hmoty

Fyziologická a patogenní mikroflóra kůže

Složení mikroflóry lidského těla pestré druhové zastoupení - u zdravého člověka 500 – 1500 bakteriálních druhů složení mikroflóry na různých lokalitách těla odlišné dutina ústní x střevo dutina ústní – sliny x anaerobní prostředí pod zubním plakem kvantitativní zastoupení jednotlivých druhů majoritní druhy x minoritní druhy (oportunní patogeny) fyziologické poměry dané lokality – rovnováha mezi mikroorganizmy po porušení rovnováhy může být vyvoláno onemocnění patologický stav vyvolán i průnikem mikroflóry fyziologické v jedné lokalitě do lokality jiné zvlášť nebezpečné, je-li tato lokalita fyziologicky sterilní

Úvod trvalé osídlení člověka mikroflórou – nezbytná podmínka vývoje a zdraví člověk osídlován mikroorganizmy ihned po narození – koexistence po celý život lidské tělo 1013 vlastních eukaryotických buněk 1014 bakteriálních buněk (1 – 1,5 kg) největší část bakterií osídluje trávící trakt, dále kůži, dutinu ústní, horní cesty dýchací, vaginu, oko další lokality (krevní oběh, vyšší části močového traktu) jsou u zdravého jedince sterilní

Úvod dutina ústní teplota a vlhkost → příznivé prostředí pro osídlení bakteriemi zdrojem živin sliny přirozená mikroflóra: stafylokoky, streptokoky, mikrokoky nežádoucí jsou mléčné bakterie → produkce kyselin, odvápnění zubní skloviny (zubní kaz) dýchací cesty dutina nosní a nosohltan značné množství bakterií ulpívání mo. v hlenu vylučovaném sliznicí - bariéra pro další průnik plíce u zdravého člověka téměř bez mo.

Úvod střeva - hojně osídlená množství bakterií a druhové zastoupení ovlivněno výživou, věkem, zdravotním stavem… u zdravého člověka rovnováha mezi jednotlivými druhy bakterií narušení rovnováhy radikální změna výživy podávání antibiotik rozvoj nežádoucích bakterií při narušení rovnováhy

Kůže jako prostředí pro mikroorganizmy lidská kůže je pro mikroorganizmy poměrně nepříznivým prostředím rezistence pokožky ke kolonizaci je dána její fyzikální strukturou relativní nedostatek vody většina pokožky je pro mikroorganizmy příliš suchá ústí vlasových folikulů a potních žláz je vhodnější (ochrana: kyselina mléčná lysozym, mastné kyseliny)

Kůže jako prostředí pro mikroorganizmy neustálá deskvamace pH pokožky přístup kyslíku dostupnost živin koncentrace iontů, fluktuace osmotického tlaku UV záření, teplota mechanický stres inhibiční látky v potu peptidy v epidermis (defenziny, kathelicidiny) kožní imunitní systém

Kůže jako prostředí pro mikroorganizmy jako živiny využívá kožní mikroflóra složky potu, výměšky mazových žláz a keratinizované buňky stratum corneum významné zejména lipidové složky (triacylglyceroly, volné mastné kyseliny, steroly apod.) prostředí kůže je bohaté na polymery (lipidy, polysacharidy, proteiny) → produkce extracelulárních enzymů (lipázy, proteázy) X inhibiční účinek mastných kyselin k. laurová a myristová – inhibice rezidentní i tranzientní flóry k. linolová a linolenová – inhibice tranzientních druhů poměr mezi pozitivním a negativním vlivem lipidů na mikroorganizmy určuje, které mo. budou kolonizovat kůži

Kůže jako prostředí pro mikroorganizmy zdroj dusíku mikrokoky, stafylokoky a propionibakterie vyžadují amk buď volné nebo ve formě peptidů především arginin, cystein, methionin, valin vitaminy biotin, thiamin, nikotinamid, kys. pantotenová koncentrace O2 na kůži aerobní, fakultativně anaerobní, mikroaerofilní druhy odlišné nároky interakce mezi druhy – aerobní mikroorganizmy podporují růst mikroaerofilních sub-populací apod.

Mikroflóra kůže rezidentní trvalý výskyt růst a množení na povrchu kůže toleruje fyzikální podmínky prostředí kůže tranzientní přechodná, krátkodobá kolonizace omezená schopnost růstu a množení mikroorganizmy na povrchu kůže: mikrokolonie -desítky buněk, často obklopeny extracelulárními polymery biofilm – komplexní společenstvo se strukturní a funkční heterogenitou

Mikroflóra kůže biofilm tvořen jedním nebo více druhy spojení prostřednictvím adhezinů extracelulární polymery kanálky uvnitř biofilmu gradient živin, pH, kyslíku, produktů metabolizmu fenotypové vlastnosti bakterií biofilmu mohou být odlišné od stejných bakterií žijících volně ochrana před antimikrobními látkami a před obrannými mechanizmy hostitele povrch epitelových buněk biofilm umožňuje přežívání anaerobních bakterií na povrchu kůže

Mikroflóra kůže biofilm Biofilm – Staphylococcus aureus na povrchu katetru

Fyziologické osídlení kůže kůže má největší kontakt s prostředím – expozice různým druhům mikroorganizmů 2000 aerobních bakterií na 1 cm2 kožní záhyby (axily, perineum) díky vlhkosti až 80 000 bakterií většina rezidentní flóry osídluje nejsvrchnější vrstvy stratum corneum a horní části vlasových folikuků mikroorganizmy v hlubších oblastech folikulů odolnost vůči mechanickému mytí ochrana vůči dezinfekčním látkám rezervoár pro opětovnou kolonizaci

Fyziologické osídlení kůže

Fyziologické osídlení kůže počet rezidentních mikroorganizmů na povrchu kůže a horní části vlasových folikulů se v rámci lidské populace pohybuje v širokém rozmezí Propionibacterium sp. ; Micrococcaceae A) povrch kůže (tváře); B) vlasový folikul A) B) frekvence v populaci (%) frekvence v populaci (%) log CFU/cm2 kůže log CFU/cm2 kůže

Fyziologické osídlení kůže druhové zastoupení ovlivněno mnoha faktory věk děti – spíše tranzientní flóra (streptokoky, bacily) výskyt mikrokoků hojnější u dětí propionibakterie do období puberty v nízkých počtech pohlaví muži – vyšší počty bakterií vliv klimatických podmínek zima – převažují mikrokoky léto – převažují koryneformní bakterie

Rezidentní a tranzientní flóra především rody Staphylococcus, Micrococcus, Propionibacterium, Corynebacterium, Sarcina nebo Acinetobacter kvasinky rodu Malassezia a Candida tranzientní: zástupci rodu Streptococcus, Enterococcus, Escherichia, Bacillus nebo Pseudomonas

Rod Staphylococcus G+ nepohyblivé koky, fakultativně anaerobní rezistence k lysozymu, růst při 10 % NaCl výskyt: kůže, kožní žlázy, sliznice teplokrevných obratlovců diagnostika stafylokoků: plazmakoaguláza koaguláza negativní: S. epidermidis, S. cohnii, S. capitis, S. warneri, S haemolyticus koaguláza pozitivní: S. aureus, S. lugdunensis

S. epidermidis vs. S. aureus koaguláza pozitivní: S. aureus koaguláza negativní: S. epidermidis S. epidermidis nepatogenní, oportunně patogenní komenzál na kůži S. aureus patří mezi „nejúspěšnější“ lidské patogeny třetina populace – komenzál na kůži (okolí nozder, axily, perineum)

Staphylococcus aureus nejdůležitější původce bakteriálních kožních onemocnění sklon k tvorbě ohraničených zánětlivých ložisek – abscesů široké spektrum onemocnění od pyodermií až po závažné záněty vnitřních orgánů a sepse dalších onemocnění vyvolány působením stafylokokových toxinů syndrom toxického šoku, stafylokoková enterotoxikóza pyodermie hnisavé kožní infekce vyvolané pyogenními koky nejčastější původci S. aureus, -hemolytické streptokoky impetigo, folliculitis, furunculus

Pyodermie - impetigo původcem S. aureus (70 %), St. pyogenes (2 %), smíšené infekce ložiska kdekoli na kůži, nejčastěji na obličeji, krku, končetinách a rukou puchýřky s úzkým zánětlivým lemem, medově zbarvené krusty nová ložiska – autoinokulace non-bulózní (krustózní) impetigo převažují ložiska s krustami bulózní impetigo (S. aureus produkující epidermolytické toxiny) v novorozeneckém věku probíhá bulózní impetigo velmi závažně s rozsáhlými mnohočetnými puchýři

Pyodermie – folliculitis, furunculus stafylokoková onemocnění vlasového nebo chlupového folikulu ostiofolliculitis postihuje pouze ústí vlasových folikulů folliculitis stafylokoky pronikají hlouběji, perifolikulární zánět furunculus (nežit) infekce postupuje do hloubky a do stran celý folikul a perifolikulární tkáň nekrotizují

Rod Micrococcus G+ nepohyblivé koky produkce karotenoidních pigmentů mírně halotolerantní (až 5 % NaCl) primární výskyt: kůže savců nepatogenní na kůži: M. luteus, M. varians, M. kristinae, M. sedentarius

Rod Propionibacterium G+ nepohyblivé tyčky pleomorfní tvar, kyjovité, větvení fakultativně anaerobní s variabilní tolerancí ke kyslíku u zdravých dospělých tvoří relativně stabilní dominantní složku mikroflóry pilosebaceózních jednotek na kůži Propionibacterium acnes, P. avidum a P. granulosum

Propionibacterium acnes výskyt: na kůži, nosohltan, spojivkový vak, zažívací trakt jeden z faktorů patogeneze acne vulgaris v pubertě aktivace mazových žláz → až 100 násobné zvýšení koncentrace P. acnes

Koryneformní bakterie G+ pleomorfní bakterie kyjovitého tvaru fakultativně anaerobní, nepohyblivé a nesporulující většina izolátů z kůže náleží do rodů Corynebacterium a Brevibacterium na kůži: Corynebacterium amycolatum, C. jeikenum, C. minutissimum, C. striatum, C. urealyticum, C. xerosis a Brevibacterium epidermidis

Funkce rezidentní kožní mikroflóry obrana vůči kolonizaci patogenními mikroorganizmy kompetice o živiny, receptory a prostor produkce inhibičních látek např. kys. octová, propionová, amoniak lipázy – volné mastné kyseliny a monoacylglyceroly s antimikrobním účinkem produkce specifických antimikrobních látek – bakteriociny, antibiotika stimulace imunitního systému kožní imunitní systém složky nespecifické vrozené imunity (neutrofily, makrofágy, komplement) kožní lymfoidní tkáň SALT (keratinocyty produkující řadu cytokinů a Langerhansovy buňky stimulující T-lymfocyty)

Patogenní mikroflóra kůže nákazy projevující se na kůži: primární kožní infekce S. aureus, St. pyogenes C. minutissimum, Erysipelothrix rhusiopathiae (červenka), Borrelia burgdorferi sekundární infekce kožních lézí S. aureus, St. pyogenes, P. acnes, Candida albicans systémová onemocnění s kožními projevy břišní tyf (Salmonella typhi) generalizovaná kapavka (Neisseria gonorrhoeae) spála (St. pyogenes) syndrom toxického šoku (S. aureus) syphilis (Treponema pallidum)

Mikroorganizmy v kosmetice

Mikroorganizmy v KP složité a rozmanité kompozice KP často obsahují značné množství přírodních i syntetických ingrediencí, jejichž počet se neustále zvyšuje mnohé z těchto ingrediencí poskytují vhodné podmínky (pH, voda, živiny) pro růst mikroorganizmů → nutnost použití konzervačních látek konzervace musí poskytovat dostatečnou ochranu po celou dobu použitelnosti kosmetického prostředku přítomnost konzervačních přísad prakticky v každém KP (důležité zejména v lotionech a emulzních KP) ve většině KP se nepoužívá pouze jedna konzervační látka, ale větší množství různých látek v různých koncentracích (konzervační systém)

Mikroorganizmy v KP množství mikroorganizmů v KP a jejich druhové zastoupení je ukazatelem hygienických podmínek výroby a vhodnosti formulace konkrétního kosmetického prostředku při používání přichází kosmetické přípravky do styku s pokožkou, případně i sliznicemi, nesmí obsahovat mikroorganizmy patogenní, oportunně patogenní a toxinogenní významné riziko pro kvalitu kosmetického prostředku a zdraví spotřebitele výsledkem mikrobiální kontaminace je: nežádoucí změna vlastností kosmetického prostředku (změna vůně, barvy, viskozity, účinku) – příčinou je mikrobiální rozklad složek KP a produkce metabolitů zdravotní rizika – především kožní infekce rukou, infekce očí, výjimečně i vážnější ohrožení zdraví u imonokompromitovaných jedinců

Zdroje mikrobiální kontaminace KP suroviny z přírodních zdrojů větší pravděpodobnost kontaminace syntetické suroviny bývají mikrobiálně „čisté“ voda velmi častý zdroj kontaminace zejména koliformní bakterie a pseudomonády lidské zdroje snížení přímého kontaktu pracovníků s výrobkem při automatizaci výroby běžné denní užívání spotřebitelem – kontaminace mikroflórou kůže strojní zařízení a prostředí výroby nutnost čištění a dezinfekce

Další mikrobiální kontaminanty KP

Rod Pseudomonas G- aerobní nesporulující tyčinky pohyblivé pomocí bičíků ubikvitní bakterie se značnou schopností adaptace výživa působení biocidů – častá schopnost degradace zdroj: voda, biofilm na výrobním zařízení, nedostatečná sanitace infekce ran a popálenin v kosmetice významné především pro schopnost vyvolat infekce očí  nebezpečná zejména v oční kosmetice (řasenky, oční krémy) nejčastěji se vyskytuje P. aeruginosa způsobující infekce očí a popálenin

Čeleď Enterobacteriaceae G- tyčinky, často pohyblivé, nutričně nenáročné fakultativně anaerobní, oxidáza negativní fermentující, identifikace pomocí biochemických testů v KP především Serratia marcescens, Proteus mirabilis, Escherichia coli, rody Proteus, Klebsiella mohou způsobovat infekce urogenitálního ústrojí, jejich výskyt je velmi závažný v dětské kosmetice (zásypy, dětské oleje apod.) výskyt koliformních mikroorganizmů poukazuje na špatnou hygienickou úroveň výroby

Sporulující bakterie G+ tyčinky rody Bacillus (aerobní) a Clostridium (anaerobní) značná odolnost spor zdravotní riziko představují původci plynaté sněti (Cl. perfringens) Cl. tetani v kosmetice neprokázáno půdní bakterie – indikátory znečištění KP

Kvasinky a plísně eukaryotické mikroorganizmy plísně problematické zvláště toxinogenní (Aspergillus) vstřebávání aflatoxinů kůží, změny na kůži i netoxinogenní plísně mohou být původci infekčního onemocnění nehtů, nohou, vnějšího zvukovodu, očí kvasinky zvláště nebezpečné kvasinky rodu Candida kontaminace oční kosmetiky některé druhy kožní onemocnění

Mikrobiologická kvalita kosmetických přípravků

Pleťové krémy a pleťová mléka polotuhé emulze typu o/v nebo v/o suroviny pro výrobu krémů: tuky, mastné kyseliny, emulgátory, steroly, estery mastných kyselin s alkoholy, glycerin a další záhřev tukové násady a dalších složek na 70°C zničí přítomnou mikroflóru pouze částečně přítomné jsou bakterie, kvasinky i plísně plísně rodů Penicillium a Aspergillus – barevné skvrny na povrchu krémů, rychlé znehodnocení produktu

Pudry a zásypy hlavní suroviny: mastek, kaolin, škrob, uhličitany, běloba zinková, stearát hořečnatý a další barvení pudrů – přírodní barviva (okr, siena) tekuté pudry obsahují i vodu, etanol, glycerin suroviny jsou často zdrojem kontaminace bakterie, kvasinky i plísně koliformní bakterie a patogenní mikroorganizmy se nesmí vyskytovat vůbec

Další kosmetické prostředky Zubní pasty nejčastěji bakterie, plísně a kvasinky méně především rody Proteus, Pseudomonas, vzácně i -hemolytické bakterie Rtěnky základ rtěnky tuková a vosková směs eozinová barviva povrchová kontaminace plísněmi Parfémy díky vysoké koncentraci etanolu po mikrobiologické stránce nezávadné

Děkuji Vám za pozornost…