Ziektekiemen: wat ze zijn, kenmerken en typen

Niet alle micro-organismen zijn kiemen, maar alle kiemen vallen onder een groep micro-organismen. Hoewel virussen en bacteriën de bekendste zijn, zijn er ook andere soorten.

Geschreven en geverifieerd door el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Laatste update: 22 mei, 2023

Volgens de Global Burden of Disease (GBD)-studie (Engelse link) heeft 95% van de wereldbevolking een of andere ziekte. Om er maar een uit te lichten, zijn infecties van de onderste luchtwegen en door ziektekiemen veroorzaakte diarree een belangrijke oorzaak van wereldwijde morbiditeit en mortaliteit.

Het begrip ‘kiem’ omringt ons overal, want alleen al in en op het menselijk lichaam bevinden zich ongeveer 48 miljard bacteriën. Vanwege hun aanwezigheid over de hele wereld leveren bacteriën de op één na grootste bijdrage aan de terrestrische biomassa (na planten), goed voor 15% van het totaal.

Sommige micro-organismen zijn dus goed, andere neutraal en weer andere ziekteverwekkers. Buiten het gebied van de ecologie, zou jij kunnen zeggen wat kiemen zijn? Deze term, die steeds meer in onbruik raakt, verwijst naar een klein deel van de levende wezens die de aarde bewonen: degenen die microscopisch klein en pathogeen zijn.

Wat zijn ziektekiemen?

Volgens het Amerikaanse National Cancer Institute (Spaanse link) is een ziektekiem een bacterie, virus of andere microbe die infectie en ziekte kan veroorzaken. Deze microscopisch kleine wezens worden gekenmerkt door hun potentiële pathogeniteit. Het is een uniek kenmerk van elk geslacht en elke soort, waardoor het micro-organisme in kwestie schade kan toebrengen aan vatbare gastheren.

In plaats van ziektekiemen is de juiste term altijd een biologisch pathogeen. Zoals aangegeven door het amBientech-portaal (Spaanse link), verwijst deze term naar elke biologische entiteit die in staat is een besmettelijke ziekte te veroorzaken bij een gastheer – of het nu een mens, een plant of een ander dier is – die vatbaar is.

Dit levende wezen dat biologisch vatbaar is voor infectie, wordt een gastheer genoemd. Een levend wezen kan gastheer worden voor een ziektekiem op basis van de volgende parameters:

1. Genetische factoren, leeftijd, fysiologische aandoeningen en bijkomende ziekten: al deze parameters kunnen een depressie van het immuunsysteem veroorzaken, waardoor ziektekiemen gemakkelijker kunnen binnendringen en zich kunnen nestelen.
2. Woonplaats en omgevingskenmerken: afhankelijk van waar een levend wezen leeft, zal het veel waarschijnlijker zijn dat het een gastheer wordt voor de ene of de andere ziektekiem. Welke dieren een ziekteverwekker kan infecteren is één ding, maar welke bij mensen kunnen leven, is iets heel anders.
3. Gedrag en levensstijl: parameters zoals lichaamsbeweging, persoonlijke hygiëne, dieet, interpersoonlijke contacten, consumptie van gifstoffen en vele andere kunnen een kiem begunstigen of belemmeren om een menselijke gastheer te bereiken.

Het is bijna onmogelijk om een pathogene kiem of biologisch agens te begrijpen zonder zijn gastheer-tegenhanger.

De relatie tussen de twee is een soort ‘evolutionaire dans’. De getroffen persoon ontwikkelt en verbetert zijn immuunsysteem om infectie te voorkomen, terwijl de ziekteverwekker muteert en verandert om de nieuwe biologische barrières te overwinnen.

De 6 soorten ziektekiemen

Nu we de term hebben geïntroduceerd en hoe deze verband houdt met de gastheer, zijn we klaar om de 6 soorten ziektekiemen te verkennen. Dit zijn bacteriën, virussen, schimmels, protozoa, virussen, viroïden en prionen. Laten we beginnen.

1. Bacteriën

Volgens het National Human Genome Research Institute (Spaanse link) zijn bacteriën prokaryote organismen – hun cellulaire DNA is vrij in het cytoplasma -, eencellig en kosmopolitisch. Ze komen in bijna alle delen van de aarde voor en vervullen essentiële ecosysteemtaken, zoals het recyclen van organisch materiaal en het produceren van zuurstof.

Afgezien van de besmettelijke betekenis ervan, zijn veel bacteriën ‘gasten’ van de mens – ze doen noch goed noch kwaad – of hebben geen betrekking op ons.

Volgens de Cuaderno de Cultura Científica (Spaanse link) is de hoeveelheid bacteriën op aarde zo groot dat ze samen goed zijn voor 70 gigaton koolstof, 15% van de totale organische stof in de wereld.

Hieronder sommen we enkele van de typische kenmerken van bijna alle bacteriën op:

1. Net als eukaryote cellen hebben bacteriën een cytoplasma, een celmembraan, ribosomen – verantwoordelijk voor het synthetiseren van eiwitten – en bacterieel DNA. In ieder geval is het DNA in dit geval vrij in het cytoplasma en niet begrensd door een kernmembraan. Bacteriën kunnen ook capsules bezitten die niet aanwezig zijn in eukaryoten.
2. Bacteriën zijn klein, dus ze moeten onder een microscoop worden bekeken. De lengte ligt tussen 0,5 en 5 micrometer. Ondanks hun minuscule formaat vertonen ze zeer uiteenlopende vormen, zoals kokken, bacillen en spirilla.
3. Sommige bacteriën gebruiken lichaamswendingen, cilia en flagellen om door de omgeving te bewegen.

Niet alle bacteriën zijn pathogeen, maar sommige zijn verantwoordelijk voor zeer ernstige ziekten bij de mens.

Sommige bacteriën die bekend staan om hun besmettelijke capaciteit zijn die van het geslacht Salmonella, Shigella en de soort Campylobacter jejuni, Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus en Vibrio cholerae.

2. Virussen

Zoals het Kids Health–portaal (Spaanse link) aangeeft, zijn virussen zelfs kleiner dan bacteriën (van 10 tot 300 nanometer) en worden ze niet eens volledig als levende wezens beschouwd.

Ze hebben geen echte cellulaire structuur, omdat ze geen cytoplasma, ribosomen en andere organellen hebben. De meeste virussen zijn samengesteld uit vrij DNA of RNA en een capside of capsomeer op eiwitbasis.

Omdat ze geen cellen hebben, kunnen ze zich niet voortplanten. En aangezien ze zich niet kunnen voortplanten, worden ze niet als levende wezens beschouwd. Meer dan micro-organismen worden ze infectieuze agentia genoemd, omdat ze niet zonder hun gastheer kunnen leven of lange tijd in de omgeving kunnen blijven.

Om celdeling te laten plaatsvinden, moet een micro-organisme een kern en ribosomen presenteren, die de noodzakelijke eiwitten zullen synthetiseren om aanleiding te geven tot nieuwe structuren. Omdat virussen deze machinerie missen, moeten ze de cellen van hun gastheer ‘kapen’ en profiteren van hun mechanismen om te repliceren.

Volgens het CK12–portaal (Spaanse link) gebruikt het virus, eenmaal in de geïnfecteerde cel, zijn ATP, ribosomen, enzymen en andere delen ervan om te repliceren, dat wil zeggen om zijn genetische informatie te vermenigvuldigen en aanleiding te geven tot de noodzakelijke eiwitten die de capsiden zullen vormen. Wanneer ze het cellichaam verlaten, veroorzaken virussen meestal hun dood of apoptose.

Enkele van de typische virussen die mensen infecteren zijn: influenza A- en B-virussen, humaan papillomavirus (HPV, met meer dan 200 varianten), norovirus, cytomegalovirus en vele andere.

De epidemiologie van virussen

Epidemiologie is de tak van de geneeskunde die verantwoordelijk is voor het bestuderen van de verspreiding, frequentie en bepalende factoren van bestaande ziekten in een specifiek geografisch gebied, vooral als ze worden veroorzaakt door virussen.

Dankzij dit onderzoeksgebied is bijvoorbeeld bekend dat tot 20% van de wereldbevolking op een bepaald moment en op een bepaalde plaats griep heeft.

3. Protozoa

Zoals de Mayo Clinic (Engelse link) aangeeft, zijn protozoa eencellige wezens die iets meer ‘geavanceerd’ zijn op de evolutionaire schaal. Ze gedragen zich min of meer als dieren doordat ze jagen en andere microben verzamelen om te overleven. Deze ziektekiemen leven in vochtige of aquatische omgevingen, zoals zout water, zoet water en de interne omgeving van levende wezens.

Protozoa bereiken afmetingen van 10-50 micrometer, dus ze zijn veel groter dan virussen en bacteriën. De taxonomische diversiteit is echter geringer. Er zijn wereldwijd ongeveer 30.000 soorten bekend.

Als roofdieren die ze zijn, hebben deze wezens cilia en flagella en jagen ze op algen, bacteriën en eencellige of draadvormige microschimmels.

Hoewel niet alle protozoa pathogeen zijn voor de mens, zijn sommige zeer gevaarlijk. Bovendien gebruiken velen ongewervelde vectoren om ons te bereiken, zoals muggen, teken of bloedzuigers.

Enkele van de meest voorkomende protozoale ziekten zijn de volgende:

• Malaria: het wordt ook wel paludisme genoemd en wordt veroorzaakt door protozoa van het geslacht Plasmodium, overgebracht door de beet van een mug. Malaria treft naar schatting (Spaanse link) meer dan 200 miljoen mensen in lage-inkomenslanden en veroorzaakt jaarlijks 400.000 doden.
• Trypanosomiasis (slaapziekte): een ziekte veroorzaakt door protozoa van het geslacht Trypanosoma. Deze pathologie beweegt zich in epidemiologische golven, maar gelukkig is de wereldwijde incidentie aanzienlijk vertraagd.
• Leishmaniasis: veroorzaakt door protozoa van het geslacht Leishmania. Deze ziekte varieert van milde vormen, die de huid met een netelroos aantasten, tot dodelijke aandoeningen, die de lever en milt ontsteken en onherstelbaar beschadigen.

Zoals je hebt gezien, worden veel eencellige ziekten overgedragen door de beet van insecten en andere geleedpotigen. Om deze reden neemt de prevalentie sterk toe in tropische gebieden, waar de biodiversiteitsindex hoog is.

4. Schimmels

Het schimmel-koninkrijk omvat alle schimmels, van schimmels tot gisten, tot die welke paddenstoelen vormen, en vele andere soorten. Ze verschillen van planten doordat ze heterotrofen zijn – ze halen hun energie uit organisch materiaal – en dat hun celwanden zijn gemaakt van chitine, niet van cellulose.

Pathogene schimmels zijn schimmels die schade toebrengen aan mensen, waarvan de meeste microscopisch klein zijn, ondanks dat ze eukaryoot zijn. Medische mycologie is verantwoordelijk voor het bestuderen en voorkomen van de effecten van infecties van zo’n 300 soorten in dit koninkrijk die ons kunnen infecteren.

Sommige van de schimmels die als ziektekiemen worden beschouwd, behoren tot de groep der dermatofyten. Volgens de SEIMC (Spaanse link) zijn dit ziekteverwekkers die zich nestelen op de oppervlakkige lagen van huid, haar en nagels. Sommigen vallen de keratine aan, terwijl anderen hun aandacht richten op meer gespecialiseerde structuren.

Ringworm, nagelinfecties en candidiasis worden beschouwd als sommige soorten pathologieën die worden veroorzaakt door dermatofyten. Daarnaast zijn er andere schimmels die veel ernstiger ziekten veroorzaken, zoals pulmonale aspergillose. Bij deze fatale pathologie groeien de hyfen van de schimmel in de longen van de patiënt.

5. Viroïden

We zullen weinig tijd besteden aan deze ziektekiemen, aangezien het zeldzame biologische ziekteverwekkers zijn en enigszins moeilijk te begrijpen. Viroïden lijken op virussen, maar zijn nog eenvoudiger. Deze missen lipiden en eiwitten, dus ze zijn alleen samengesteld uit een korte cyclische keten van RNA.

Ze vormen de laagste trede van de biologische schaal, omdat ze niet eenvoudiger kunnen zijn en het onmogelijk is ze als levende wezens te classificeren. Viroïden zijn typische plantpathogenen, aangezien er zo’n 300 soorten zijn beschreven die hogere planten aantasten.

6. Prionen

Een prion is een verkeerd gevouwen eiwit dat zijn niet-functionele vorm kan doorgeven aan andere eiwitten. Deze eiwitten veroorzaken overdraagbare spongiforme encefalopathieën, zoals de spraakmakende uitbraak van de gekkekoeienziekte. Verrassend dat zo’n eenvoudige structuur pathogeniteit bij mensen kan veroorzaken, toch?

Ziektekiemen zijn complex en zeer gevarieerd

Wij hopen dat je hebt genoten van onze blik op de 6 soorten kiemen die op onze planeet bestaan, naast al hun kenmerken en voorbeelden van ziekten die ze kunnen veroorzaken

Zonder twijfel verslaan virale en bacteriële agentia de rest als het gaat om besmettelijkheid, maar we mogen schimmels en protozoa niet vergeten.

Tot slot is het buitengewoon interessant om te leren dat structuren zo basaal als viroïden en prionen een einde kunnen maken aan het leven van mensen. Ze worden niet eens beschouwd als cellulaire entiteiten en daarom is het vinden van de biologische reden voor hun bestaan een echte puzzel.