Abstract The aims of this work were to study the carriage of respiratory bacteria and to identify risk factors affecting pharyngeal colonisation by these pathogens among young Finnish men during military service, and also to investigate the role of mannose-binding lectin (MBL) concentrations and MBL2 gene polymorphisms in the carriage of respiratory bacteria. A total of 892 military recruits entering the Kainuu Brigade, including 224 men with asthma, were followed up prospectively to the end of their military service. Carriage of Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis and beta-haemolytic streptococci appeared to be higher during and at the end of military service than at the beginning. Smoking was found to be a significant risk factor for colonisation by these bacteria. S.pneumoniae was more common in the asthmatic than military conscripts in the non-asthmatic ones at the beginning of military service. A low MBL level increased the risk of carrying N. meningitidis and beta-haemolytic streptococci during military service among non-smokers but not among smokers. Low MBL levels producing MBL2 haplotypes seemed to be associated with the carriage of N. meningitidis and S. pneumoniae. Characterisation of all the oropharyngeal N.meningitidis isolates obtained (n=215) by phenotypic and genotypic methods showed that most of them belonged to the carriage-associated ST-60 clonal complex. Clonal complexes ST-41/44, ST-32, and ST-23, which have previously been associated with disease, also accounted for a third of the carriage strains. Furthermore, a significant association was indicated between an acute upper respiratory infection and oropharyngeal carriage of the virulent meningococcal ST-23 clone. In conclusion, the results reported here show a significant increase in bacterial carriage during military service and provide new information on the association between MBL and carriage of respiratory bacteria. These findings also highlight the importance of smoking cessation, especially among military conscripts, who have been found to be a risk group for invasive bacterial diseases, and they also point to the importance of meningococcal vaccination for military recruits and the need for an efficacious vaccine against serogroup B meningococci. / Tiivistelmä Hengitystieinfektiot ovat yleisiä varusmiespalvelun aikana. Myös oireeton bakteerien nielukantajuus on lisääntynyt. Useimmiten infektiot ovat lieviä virusinfektioita, mutta bakteerien nielukantajuus voi johtaa myös vaikeisiin bakteeritulehduksiin. Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena oli tutkia bakteerien nielukantajuutta varusmiespalveluksen alkaessa ja päättyessä sekä mahdollisten hengitystieinfektioiden aikana ja näin saada uutta tietoa bakteerien nielukantajuuteen vaikuttavista tekijöistä. Lisäksi tavoitteena oli selvittää mannoosia sitovan lektiinin (MBL) sekä MBL2-geenin polymorfismien yhteyttä bakteerien nielukantajuuteen. Työn tarkoituksena oli myös feno- ja genotyypittää varusmiehiltä palveluksen aikana eristetyt meningokokkikannat ja verrata niitä vastaavana ajankohtana invasiivista tautia sairastaneista henkilöistä eristettyihin meningokokkikantoihin. Tutkimuksessa seurattiin prospektiivisesti 892 varusmiestä, jotka suorittivat asepalveluksen Kainuun Prikaatissa vuosina 2004–2006. Tutkimukseen osallistuneista varusmiehistä 224:llä oli astma. Tutkimuksessa havaittiin, että oireeton bakteerien nielukantajuus lisääntyy merkitsevästi varusmiespalveluksen aikana. Lisäksi havaittiin, että tupakointi oli merkittävä itsenäinen riskitekijä pneumokokin, meningokokin sekä beta-hemolyyttisten streptokokkien nielukantajuudelle varusmiespalveluksen aikana. Astmaatikkojen pneumokokin nielukantajuus varusmiespalveluksen alussa oli yleisempi kuin terveiden varusmiesten. Tutkimuksessa osoitettiin myös pienen seerumin MBL-pitoisuuden sekä MBL2-geenin polymorfismin eksoni 1:n alueella ja geenin säätelyalueella olevan riskitekijöitä meningokokin, pneumokokin sekä beta-hemolyyttisten streptokokkien nielukantajuudelle tupakoimattomilla varusmiehillä. Meningokokin nielukannoista jopa kolmasosa kuului genotyyppiryhmään, jonka on aiemmissa tutkimuksissa havaittu liittyvän invasiiviseen tautiin. Tutkimuksessa osoitettiin myös tietyn hyperinvasiivisen meningokokin genotyypin (ST-23) liittyvän hengitystieinfektioepisodeihin. Tässä väitöskirjatyössä osoitettiin, että bakteerien nielukantajuus lisääntyy merkitsevästi varusmiespalveluksen aikana ja että oireettomilla varusmiehillä tavataan myös hyperinvasiivisia meningokokkikantoja. Tutkimus antoi myös uutta tietoa hyperinvasiivisten meningokokin genotyyppien liittymisestä hengitystieinfektioihin sekä MBL:n vaikutuksesta bakteerien nielukantajuuteen. Tutkimushavainnot tukevat tupakoimattomuuden edistämisen tärkeyttä myös varusmiespalveluksen aikana.

Abstract Pulmonary fibrosis, lung cancer and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are severe diseases and common death causes worldwide. Due to the lack of an effective therapy, the investigation of cell biological mechanisms behind these diseases is essential. An activation of stromal cells, including myofibroblasts, is a main feature found in the pathogenesis of lung diseases. Myofibroblasts express alpha-smooth muscle actin (α-SMA), have specific ultrastructure, produce extracellular matrix proteins and possess contractile capacity. Detailed structure and function of myofibroblasts and their roles in healthy and diseased lung are not yet wholly understood. The investigation of the myofibroblasts may further offer novel tools for the acquisition of proper diagnosis, prognosis and medical treatment. The study aimed to characterize the ultrastructural, functional and disease-specific features of stromal cells, particularly myofibroblasts, in interstitial and malignant lung diseases. The functional properties evaluated here were differentiation, invasive and contractile properties. The study material included in vitro stromal cells cultured from bronchoalveolar lavage (BAL) fluids. The appearance and location of myofibroblasts in different lung compartments of non-smokers and the COPD-patients were examined in vivo. The cells were investigated by light and electron microscopy. The α-SMA expression was analysed by gene or protein assays. The study demonstrated that stromal cells could be cultured from diagnostic BAL fluid samples and lung tissues. Cultured cells were a mixture of fibroblasts and myofibroblasts. A small proportion of cells exhibited progenitor-like features. Myofibroblasts revealed differential features in electron microscopy and invasive or contractile assays. When studying tissues from healthy and COPD lungs, myofibroblasts were located both in alveoli and airways. In alveoli myofibroblasts localized in widened alveolar tips which were newly described structures and locations of myofibroblasts in healthy and diseased lung. The amount of myofibroblasts in large airways, but not in peripheral lung, was increased in COPD. We concluded that myofibroblasts have several locations in normal and COPD lung, which suggests a function both in pulmonary regeneration and the pathogenesis of COPD. Smoking altered the phenotype of myofibroblasts regardless of its origin. / Tiivistelmä Keuhkofibroosi, keuhkosyöpä ja keuhkoahtaumatauti (COPD) ovat kansallisesti ja maailmanlaajuisesti yleisiä ja kuolemaan johtavia sairauksia. Taudinmääritys ja hoito ovat vaativia, eikä kaikille potilaille ole parantavaa hoitoa. Keuhkosairauksien kaikkia solubiologisia mekanismeja ei vielä tunneta, mikä on yksi syy lääkekehityksen ongelmiin. Interstitiaaleissa ja pahanlaatuisissa keuhkosairauksissa esiintyy paljon aktiivisia sidekudossoluja, kuten muuntuneita fibroblasteja eli myofibroblasteja. Ne tunnistetaan hienorakenteesta, jota voidaan tutkia elektronimikroskoopilla. Myofibroblastit ilmentävät myös solun sisäistä sileän lihaksen alfa-aktiinia (α-SMA), tuottavat sidekudoksen proteiineja ja kykenevät supistumaan. Myofibroblastien hienorakenteen ja toiminnan selvittäminen voi antaa lisätietoa keuhkosairauksien syntymekanismeista, jolloin diagnostiikkaa, ennustetta sekä hoitoja voidaan arvioida paremmin. Väitöskirjassa selvitettiin myofibroblastien hienorakennetta ja toimintaa eri keuhkosairauksissa. Tutkitut toiminnalliset ominaisuudet olivat erilaistumispotentiaali, invasiivisuus ja supistumiskyky. Sairauksien kliinistä käyttäytymistä ja potilaiden tupakointitottumuksia tarkasteltiin suhteessa solubiologiatason havaintoihin. Tutkimusmateriaali kerättiin taudinmäärityksen yhteydessä interstitiaalisia keuhkosairauksia, keuhkoahtaumatautia tai keuhkosyöpää sairastavilta potilailta. Tulosten mukaan bronkoalveolaarihuuhtelunesteestä (BAL) ja keuhkokudospaloista voidaan soluviljelymenetelmin kasvattaa ja ylläpitää solulinjoja. Viljellyt solut muodostivat sekasolupopulaatiota, joissa esiintyi pääosin fibroblasteja ja vaihteleva osuus myofibroblasteja. Pieni osa soluista ilmensi kantasoluille tyypillisiä piirteitä. Myofibroblastien tyyppipiirteet ja toiminnalliset ominaisuudet vaihtelivat taudeittain. Kudoksessa myofibroblasteja ilmentyi sekä keuhkorakkuloissa että ilmateissä. Keuhkorakkulatasolla myofibroblastit sijoittuivat irrallisten alveoliseinämien laajentuneisiin päihin, joita ei ole aiemmin tutkittu tieteellisessä kirjallisuudessa myofibroblastien yhteydessä. Keuhkoahtaumatauti ja tupakointi vähensivät näiden rakenteiden määrää perifeerisessä keuhkossa, kun taas suurissa ilmateissä keuhkoahtaumatauti lisäsi myofibroblasteja. Päättelimme, että myofibroblastit edistävät keuhkoahtaumataudin syntyä isoissa ilmateissä, mutta saattavat osallistua keuhkojen korjaukseen keuhkorakkuloissa ja pienissä ilmateissä.

Abstract The aim of this epidemiological study was to investigate the oral health situation and associated factors among a group of Finnish healthy males born in the early 1990s. A pilot study was carried out in two garrisons of the Finnish Defence Forces in July 2010 to evaluate and time the various parts of the protocol (n = 256 men and women). In the main study, oral health of 13,564 men and 255 women who entered the military service in 2011 was screened for restorative treatment need (DT), dental history (DMFT) and periodontal status (CPI and BOP). In this cross-sectional study, a representative sample of the entire group of draftees in 2011 was achieved by examining all conscripts in 15 out of 20 garrisons and every fifth conscript in alphabetical order randomising the subjects in the five largest garrisons. Also 8,539 men answered a questionnaire covering their smoking and snuffing habits and alcohol use as well as other behaviour and background factors. BOP was available on 6,596 conscripts. The findings suggested stagnation in the improvement or even deterioration of the caries status in young healthy males. Among the study group of young male adults, caries burden was polarised, mainly due to primary caries. Prevalence of smoking was alarmingly high (39.6%). Smoking significantly increased the odds for restorative treatment need, high BOP or high CPI and was associated with other behaviour related to poor health. Snuffing and alcohol use were not associated with caries prevalence, BOP and CPI in the study group. The importance of the place of residence to caries experience was evident, but the impact decreased when health behaviours were included in the statistical analyses. Sociodemographic factors were associated with oral health among young men. In conclusion, health behaviour of young Finnish males does not support good oral health, and therefore caries control continues to be a challenge. Both health behaviours and environmental factors are associated with oral health, which should be considered in oral health promotion. / Tiivistelmä Tämän epidemiologisen tutkimuksen tavoitteena oli tutkia 1990-luvulla syntyneiden perusterveiden suomalaisten nuorten miesten suun terveyden tilannetta ja siihen vaikuttavia taustatekijöitä. Pilottitutkimuksessa heinäkuussa 2010 testattiin tutkimusprotokolla ja arvioitiin sen soveltuvuus epidemiologiseen tutkimukseen. Pilottitutkimus tehtiin kahdessa Puolustusvoimien varuskunnassa, ja siihen osallistui yhteensä 256 varusmiestä Epidemiologinen tutkimus tehtiin tammikuussa ja heinäkuussa 2011 kahdessakymmenessä varuskunnassa. Kliininen tarkastus tehtiin kaikille alokkaille lukuun ottamatta viittä suurinta varuskuntaa, joissa tutkimukseen valittiin joka viides alokas. Tutkimukseen osallistui yhteensä 13 564 miestä ja 255 naista. Heiltä selvitettiin korjaavan hoidon tarve (DT) ja hoidon historia (DMFT) sekä korkein parodontaalisen hoidon tarve indeksihampaista (CPI). Ikenien vuotoindeksi (BOP) mitattiin 6 596 varusmieheltä. Kliinisen tarkastuksen lisäksi 8 539 varusmiestä vastasi kyselyyn, jolla selvitettiin muun muassa heidän tupakointi-, nuuskaus- ja alkoholinkäyttötottumuksiaan sekä muuta terveyskäyttäytymistä ja sosioekonomisia ja -demografisia taustatietoja. Tulosten perusteella suomalaisten nuorten miesten kariologinen tilanne ei ole enää parantunut vaan jopa hieman huonontunut aiempiin tutkimuksiin verrattuna. Karieskertymä on polarisoitunut tutkimusjoukossa, ja suurin osa löydöksistä oli uusia kariesleesioita. Varusmiehistä jopa 39,6 % tupakoi päivittäin. Tupakoinnin ja lisääntyneen kariologisen ja parodontaalisen hoidon tarpeen sekä huonon terveyskäyttäytymisen välillä havaittiin yhteys. Nuuskaaminen ja alkoholin käyttö eivät vaikuttaneet todettuun kariologisen ja parodontaalisen hoidon tarpeeseen tässä tutkimuksessa. Varusmiehen asuinpaikka vaikutti kariologisen hoidon tarpeeseen, mutta vaikutus väheni, kun terveyskäyttäytyminen otettiin analyyseihin mukaan. Myös varusmiehen omalla sekä hänen vanhempiensa koulutustaustalla oli vaikutusta nuorten miesten suun terveyteen. Tutkimuksen perusteella voidaan sanoa, että suomalaisten nuorten miesten terveyskäyttäytyminen ei tue hyvää suun terveyttä, jonka takia karieksen hallinta tulee olemaan haastavaa myös tulevaisuudessa. Sekä terveyskäyttäytyminen että ympäristö vaikututtavat suun terveyteen, mikä on tärkeä pitää mielessä terveyden edistämistyössä.

Abstract A low level of physical activity and poor physical fitness are important risk factors of chronic non-communicable diseases and all-cause mortality. Much of the risk of these diseases originates in fetal life. The associations of early-life determinants with physical activity and fitness later in life are as yet not well studied. The aim of this work was to investigate early-life factors as predictors of physical activity and fitness in adolescence and young adulthood. We assessed a wide range of parental and pregnancy-related factors in 16-year-old adolescent participants of the Northern Finland Birth Cohort 1986 (n=7,344), and focused on the long-term consequences of preterm birth in the 23-year-old adult participants of the ESTER study (n=1,161). Prenatal and parental predictors of low physical activity and cardiorespiratory fitness in adolescence included high gestational age-related birth weight as well as parental overweight or obesity. Also, both short and long gestational lengths were associated with lower physical activity, and maternal gestational diabetes mellitus and smoking during pregnancy were associated with lower cardiorespiratory fitness. Young adults born before 34 weeks of gestation reported substantially less leisure-time physical activity than those born at term, although this was not detected by accelerometer measurement. Those born preterm had lower muscular fitness, as individuals born before 37 weeks were able to perform fewer modified push-ups, and those born before 34 weeks had lower handgrip strength, but no difference was observed in cardiorespiratory fitness. Based on questionnaire data, young adults born before 34 weeks perceived themselves to be less fit than their term-born peers. Most individuals exposed to preterm birth or maternal gestational disorders are relatively healthy when reaching adulthood. However, their lower levels of physical activity and physical fitness compared with their peers born at term may contribute to a higher risk of chronic non-communicable diseases in later life. Finding physical activities that are suitable for each individual is essential to promote well-being and health and diminish the increased disease risk later in life. / Tiivistelmä Vähäinen fyysinen aktiivisuus ja heikko fyysinen kunto ovat merkittäviä kroonisten sairauksien ja ennenaikaisen kuoleman riskitekijöitä. Jo sikiökautisten tekijöiden tiedetään vaikuttavan syntyvän lapsen kroonisten sairauksien riskiin myöhemmin elämässä, mutta elämän varhaisvaiheen tekijöiden yhteyttä myöhempään fyysiseen aktiivisuuteen ja kuntoon on tutkittu verrattain vähän. Väitöstutkimuksen tavoitteena oli selvittää elämän varhaisvaiheen tekijöiden yhteyttä fyysiseen aktiivisuuteen ja kuntoon nuoruusiässä ja nuorena aikuisena. Tarkastelimme useiden vanhempiin ja raskausaikaan liittyvien tekijöiden vaikutuksia Pohjois-Suomen syntymäkohortti 1986 16-vuotistutkimuksessa (n=7344) ja keskityimme ennenaikaisen syntymän pitkäaikaisvaikutuksiin ESTER-tutkimuksen 23-vuotiaiden nuorten aikuisten aineistossa (n=1161). Tutkimustulostemme mukaan raskauden kestoon suhteutettu suuri syntymäpaino sekä vanhempien ylipaino tai lihavuus ennustivat vähäisempää liikunta-aktiivisuutta ja heikompaa kestävyyskuntoa nuoruusiässä. Sekä keskimääräistä lyhyempi että pidempi raskaudenkesto olivat yhteydessä vähäisempään liikunta-aktiivisuuteen ja äidin raskausdiabetes ja tupakointi raskauden aikana puolestaan heikompaan kestävyyskuntoon. Alle 34-viikkoisena syntyneet raportoivat liikkuvansa nuorena aikuisena vapaa-aikanaan huomattavasti vähemmän kuin täysiaikaisena syntyneet, vaikka eroa ei kiihtyvyysantureilla mitattuna fyysisessä aktiivisuudessa havaittukaan. Verrattuna täysiaikaisena syntyneisiin, ennenaikaisesti syntyneillä aikuisilla oli heikompi lihaskunto etunojapunnerrustestillä mitattuna ja hyvin ennenaikaisesti syntyneillä käden puristusvoima oli heikompi. Kestävyyskunnossa ei havaittu eroja. Hyvin ennenaikaisesti syntyneet myös arvioivat fyysisen kuntonsa huonommaksi kuin täysiaikaisena syntyneet ikätoverinsa. Vaikka valtaosa ennenaikaisena syntyneistä ja äidin raskaudenaikaisille sairauksille altistuneista on aikuisena varsin terveitä, liikunnan vähäisyys ja heikko fyysinen kunto voivat lisätä kroonisten sairauksien riskiä myöhemmin elämässä. Siksi tähän ryhmään kuuluvia tulisi erityisesti auttaa löytämään itselleen sopivia liikuntamuotoja hyvinvoinnin ja terveyden edistämiseksi ja siten myöhempien sairauksien ennaltaehkäisemiseksi.