Infektioiden aiheuttajat: loiset, bakteerit, arkit, sienet, alkueläimet, virukset ja prionit

Mikä on infektio?

Käsitettä infektio käytetään suomen kielessä kahdessa merkityksessä. Suppeampana sillä tarkoitetaan mikrobien tai niiden tuotteiden, kuten myrkkyjen, aiheuttamia tartuntoja ja näin syntyneitä tauteja. Laajemmassa mielessä se tarkoittaa tartuntaa yleensä, jolloin termi kattaa myös ulkoisten, ns. ektoparasiittisten (elimistön ulkoisten) eläinten, kuten täiden ja syyhypunkin, ja endoparasiittisten (elimistön sisällä olevien) eläinten, kuten kihomadon ja suolinkaisen, aiheuttamat taudit. Tässä käsitellään erityisesti mikrobeja. Ekto- ja endoparasiitteja esitellään niiden aiheuttamien tautien yhteydessä.

Parasiitit eli loiset

Loisiksi katsotaan eliöt, jotka käyttävät hyväkseen isäntänsä, esimerkiksi ihmisen, elimistöä ja ovat riippuvaisia siitä. Tässä kappaleessa esitetyistä alkueläimet ja joidenkin katsantojen mukaan virukset ovat parasiitteja. Parasiiteiksi katsotaan näiden lisäksi useimmat ihmisille tauteja aiheuttavat madot (ks. Heisimadot, lapamato, ekinokokkoosi Kihomato Alkueläinten aiheuttamat yleisinfektiot) sekä useat niveljalkaiset (ks. Loishyönteisten (täit, satiainen, kirput, syyhy, lude) pistot ja puremat ja Syyhy (scabies)). Parasiittien aiheuttamat infektiot ovat ihmisten yleisimpiä infektioita. Valtaosalla maailman väestöstä on tälläkin hetkellä elimistössään parasiitti, joka on tavallisimmin jo lapsuudessa saatu mato tai alkueläin suolistossa. Matoja ja niiden aiheuttamia tauteja käsitellään omissa artikkeleissaan (ks. Kihomato, Heisimadot, lapamato, ekinokokkoosi ja Ulkomailta saatavat matotaudit).

Bakteerit ja arkit

Bakteerit ovat yksisoluisia eliöitä, joilla on perimäaineksena sekä DNA:ta että RNA:ta. Erona viruksiin ovat lisäksi muun muassa näitä suurempi koko ja selkeä soluseinä. Ne pystyvät lisääntymään itsenäisesti esimerkiksi luonnossa tai vaikkapa huonekalujen, ovenkahvojen ja kosteiden tilojen pinnoilla. Jotkut bakteerit vaativat kuitenkin isännän, ihmisen tai eläimen, lisääntyäkseen (ks. esimerkiksi Klamydia). Osalla bakteereista on myös itiömuoto (lepomuoto), joka kestää hyvin ympäristössä vaikkapa kuivuutta, suuria lämpötilaeroja ja desinfektioaineita (esimerkiksi Clostridium difficile; ks. Clostridium difficile -bakteerin aiheuttama ripuli (antibioottiripuli)).

Bakteerit ovat maapallon ensimmäisiä asukkaita. Ne ovat syntyneet eloperäisestä (orgaanisesta) aineksesta nykykäsityksen mukaan lämmön ja säteilyn vaikutuksesta kolme miljardia vuotta sitten. Maapallon arvioitu ikä on noin 4,5 miljardia vuotta ja ihmissuvun (Homo) runsaat 2 miljoonaa vuotta. Eri bakteerilajeja tunnetaan kymmeniätuhansia. Suuri osa luonnon vesissä ja maaperässä olevista bakteerilajeista on vielä tunnistamatta. Lajiston kirjavuutta ja sitkeyttä kuvaa se, että bakteereita on löydetty Mongolian autiomaan kuivasta paahteesta, yli sata-asteisista kuumavesilähteistä, valtameren hapettomasta pohjasta ja avaruusaluksen pinnasta sen palattua matkaltaan. Bakteereita on kaikkialla ympäristössämme. Ihmisessä on iholla ja limakalvoilla 1,5 kiloa bakteereita. Tätä bakteeristoa kutsutaan normaaliflooraksi, ja se on ihmiselle hyödyllinen. Se vastustaa ihmiseen ulkoapäin tunkeutuvia tautia aiheuttavia bakteereita ja säätelee monia elintoimintoja (ks. Elimistön vastustuskyky (immuniteetti)). Ihmisen oman bakteeriston epätasapaino on tutkimuksissa yhdistetty esimerkiksi allergian syntyyn, lihavuuteen, diabetesriskiin, keskushermoston tauteihin, kuten Parkinsonin tautiin, moniin autoimmuunisairauksiin ja syöpäriskeihin. Antibioottihoito häiritsee aina ihmisen normaaliflooraa, ja sen epätasapaino jatkuu kuukausia hoitokuurin jälkeen. Lapsi on kohdussa bakteeriton (steriili) ja saa bakteeristonsa äidiltään synnytyksen ja imetyksen yhteydessä.

Bakteerit luokitellaan eri lajeihin nykyään niiden geenien perustella. Bakteerien nimessä on suku (esimerkiksi Staphylococcus) ja lajin määre (esimerkiksi aureus). Käytännön työssä ryhmittelyyn käytetään myös totuttua bakteerien ilmiasuun liittyviä käsitteitä. Suurin osa ihmiselle tautia aiheuttavista sadoista bakteereista voidaan luokitella niiden pinnan värjäytymisominaisuuksien perusteella grampositiivisiksi (stafylokokit, streptokokit jne.) tai gramnegatiivisiksi (Escherichia coli, Salmonellat jne.). Muodon perusteella niitä kutsutaan kokeiksi (pyöreiksi, stafylokokit), sauvoiksi (E. coli), kierteisiksi spirokeetoiksi (kuppabakteeri), vibrioiksi (kolerabakteeri) jne.

Yksi bakteereista on todettu paitsi infektion myös syövän aiheuttajaksi. Helikobakteeri on mahalaukun syövän riskitekijä.

Bakteerit ovat ennen kaikkea hyödyllisiä. Luonnon elollisen aineksen kiertokulku tarvitsee mädättäjä- ja lahottajabakteereja. Ihmisen hyötykäytössä bakteerit ovat esimerkiksi elintarviketeollisuudessa, öljyperäisten jätteiden hajottamisessa, rokotetuotannossa sekä lääkkeiden kehittelyssä ja tuotannossa. Osa antibiooteista on bakteerien tuotteita.

Bakteeritauteja hoidetaan antibiootein. Suomessa on kaupan noin 80 eri antibioottia. Suuri määrä tarvitaan siksi, että eri bakteerilajit ovat luontaisesti vastustuskykyisiä eri antibiooteille. Kun bakteeri on tunnistettu, sen herkkyys antibiooteille on jo karkeasti pääteltävissä, mutta myöhemmin se yksilöllisesti varmistetaan laboratoriotutkimuksin. Suuri maailmanlaajuinen uhka on se, että laaja ja usein kritiikitön antibioottien käyttö on luonut näille vastustuskykyisiä bakteerikantoja. Näistä tällä hetkellä merkittävimpiä ovat vastustuskykyinen stafylokokki (MRSA) ja E. coli (ESBL), jotka leviävät helposti esimerkiksi sairaaloissa kosketuksen välityksellä. Useita bakteeritauteja vastaan on tehokkaita rokotteita, ja niitä on käsitelty tautikohtaisissa artikkeleissa.

Uusimpana tunnettu eliökunnan pääryhmä on arkit eli arkeonit. Ne muistuttavat ulkoisesti bakteereita, mutta ovat tumattomia. Niiden perimäaines on ”vapaana” solulimassa. Niitä on ollut maapallolla ainakin 2,7 miljardia vuotta. Toistaiseksi niiden ei tiedetä aiheuttavan tautia ihmisille.

Sienet ja levät

Yksisoluiset, mikroskooppisen pienet sienet luokitellaan edelleen pitkälti niiden ulkonäön perusteella. 250 000 tunnetusta sienilajista noin 200 lajia aiheuttaa ihmisille infektioita. Sienet lisääntyvät joko suvuttomasti yksikertaisesti jakautumalla tai suvullisesti itiöidensä kautta.

Kirjava joukko sieniä aiheuttaa ihmiselle pinnallisia tulehduksia, kuten ihon ja kynsien infektioita, emätintulehduksia, taiveihottumia ja jalkasilsaa. Vakavia infektioita aiheuttavat eniten Candida-lajit, jotka ovat hiivasieniä, ja Aspergillukset, jotka ovat rihmasieniä. Sieniverenmyrkytykset ja -keuhkoinfektiot ovat vakava uhka lähinnä niille, joiden infektiopuolustus on voimakkaasti heikentynyt taudin, esimerkiksi leukemian, tai hoitojen, kuten tehohoidon takia. Homesieniä ja niiden huoneilmaan tuottamia allergisoivia tai myrkyllisiä aineita pidetään yksinä syyllisinä hometalo- eli sairas rakennus -oireyhtymään.

Sieni-infektioihin on tehokkaita salvoja pinnallisiin infektioihin ja tabletteina tai suoneen annettavia lääkkeitä vakaviin tauteihin. Antibiootit eivät tehoa sieniin ja voivat jopa altistaa sieni-infektiolle, esimerkiksi emätintulehdukselle. Sieni-infektioita vastaan ei ole rokotteita.

Sienet ovat hyötykäytössä elintarviketeollisuudessa muun muassa alkoholin ja juustojen tuotannossa. Niillä on myös vähäinen käyttö lääketieteessä, esimerkiksi ripulitautien ehkäisyssä (laktobasillit, Saccharomyces). Osa antibiooteista on alun perin sienien tuotteita (mm. penisilliini ja streptomysiini).

Levien nimitykset ovat hämmentäviä, ja jotkut aiemmin leviksi katsotut, kuten sinilevät, luokitellaan nykyisin bakteereiksi. Useat levät eivät ole kasveja, vaikka suuri osa niistä yhteyttää kasvien tavoin. Ne eivät ole myöskään sieniä. Ne ovat erillinen eliöiden kunta (pääryhmä). Ne eivät tunkeudu elimistöön eivätkä siten aiheuta elinvaurioita. Tunnetuimpia levien tuottamia terveyshaittoja ovat uimavesistä saatujen sinilevien (siis oikeastaan bakteerien) aiheuttamat myrkytysoireet (ks. Tartuntariski uimavesistä).

Alkueläimet eli protistit

Alkueläimet (Protozoa) ovat biologisesti jossain määrin epämääräinen käsite. Tähän ryhmään lasketaan usein myös eliöitä, jotka ovat pikemmin sieniä (esimerkiksi Pneumocystis) tai leviä (algae). Alkueläimet ovat yksisoluisia ja niillä on tuma. Useimmat pystyvät liikkumaan "valumalla" (mm. amebat), tai erilaisilla liikuntaelimillä, flagellojen ja ripsien avulla (esimerkiksi Giardia, Trichomonas, Balantidium, ks. Alkueläinten aiheuttamat yleisinfektiot).

Ihmisille tauteja aiheuttavilla alkueläimillä on monimutkainen kehittymiskierto, jonka aikana niillä on useita eri muotoja (trofotsoiitteja, kystoja, gametosyyttejä, ym.) ja useita isäntäeläimiä, kuten eri eläinlajeja tai hyönteisiä. Ihmiselle tärkeimpiä taudinaiheuttajia ovat amebat, malarialoinen, Giardia, Leishmaniat, Trypanosomat (ks. Alkueläinten aiheuttamat yleisinfektiot ja Alkueläinten aiheuttamat suolistoinfektiot) ja toksoplasma.

Moniin tärkeisiin alkueläintauteihin, kuten malariaan ja amebiaasiin, on lääkehoito. Yhteenkään ei ole yleisessä käytössä olevaa rokotetta. Malariaan rokotteita on kehitelty jo 50 vuoden ajan, ja joitakin lupaavia ehdokkaita on kokeiltu jo ihmisille ja esitetty rekisteröitäväksi käyttöön ihmisellä.

Virukset

Alun perin virukset erotettiin bakteereista vain pienen kokonsa perusteella (ks. taulukko Taudinaiheuttajien tyypillisen koon vertailua). Nyt tärkeimpiä käytännön eroja on se, että virukset tarvitsevat lisääntyäkseen isäntäsolua. Siten ihmisen kannalta virukset ovat täydellisiä loisia, jotka eivät pysty lisääntymään isäntäorganismin ulkopuolella.

Moni virus aiheuttaa juuri sille tyypillisen taudin, joka on oireiden perusteella tunnistettavissa, esimerkiksi rokkotaudit, herpes, hepatiitit ja myyräkuume. Monet eri virukset aiheuttavat myös keskenään hyvin samankaltaisen taudin, jonka aiheuttaja ei ole oireista pääteltävissä (hengitystievirukset mukaan lukien influenssa ja COVID 19 -taudin aiheuttava koronavirus SARS-CoV-2 sekä ripulia aiheuttavat virukset). Jotkut virukset aiheuttavat syöpää. Tärkeimmät syöpävirukset ovat hepatiitti B- ja C -virus (maksasyöpä), papilloomavirus (HPV, kohdunkaulan syöpä) ja Epstein–Barrin virus (EBV, lymfooma).

Vain muutamiin virustauteihin on olemassa tehokas lääkehoito. Tärkeimmät näistä ovat HI-virusinfektio, influenssa, herpesvirusinfektio, hepatiitti B- ja C -virusinfektiot sekä vesirokko ja vyöruusu. Useisiin tärkeisiin virustauteihin on tehokas rokote.

Käytännössä kaikilla on tartunnan, usein lapsuudessa saadun, jälkeen pysyvästi piilevänä joitakin viruksia elimistössään, esimerkiksi herpesviruksia ja EBV. Viruksille on sovelluksia lääketieteessä muun muassa rokotetuotannossa, ja niille etsitään hyötykäyttöä, mm. kuljettamaan (syöpä)lääkkeitä oikeisiin kohdesoluihin.

Prionit

Nimitys prioni on lyhenne englannin kielen nimityksestä "proteinaceous infectious particle". Nimensä mukaisesti ne ovat solujen tuottamia yksinkertaisia valkuaisaineketjuja (proteiineja). Niissä ei ole perimäainesta (DNA:ta tai RNA:ta), joten niitä ei katsota elollisiksi. Eläinten ja ihmisten solujen mekanismien avulla ne voivat monistua ja monistuessaan aiheuttaa sairauden. Näiden valkuaisaineketjujen siirtyminen esimerkiksi kudosten välityksellä toiseen yksilöön voi siirtää taudinkin. Tartunta tapahtuu tehokkaimmin, jos prionia joutuu suoraan kudoksiin esimerkiksi leikkauksissa, mutta hullun lehmän tauti tarttui ihmiseen raa'an naudanlihan välityksellä. Vaikka prioni ei ole elävä, siirtyvää tautia kutsutaan infektioksi. Prionit eivät tuhoudu kuumennettaessa esimerkiksi instrumentteja steriloitaessa, ja ne ovat hyvin vastustuskykyisiä myös muille desinfektiomenetelmille. Tällä on merkitystä infektioiden ehkäisyssä.

Prionit aiheuttavat harvinaisia rappeuttavia keskushermostosairauksia eläimille ja ihmisille. Eläinten taudeista tunnetuimmat ovat lampaiden skrapi (scrapie) ja hullun lehmän tauti (BSE, bovine spongiform encephalopathy) ja ihmisten taudeista Creutzfeldt–Jakobin tauti (CJD) ja jo hävinnyt, ihmissyönnin välityksellä levinnyt kuru.