Fråga 1 (7 p) Beskriv hur energi i form av ATP utvinns ur glukos som en cell tar upp från blodet.

Transkript

1 1 Fråga 1 (7 p) Beskriv hur energi i form av ATP utvinns ur glukos som en cell tar upp från blodet. Svar:

2 2 Fråga 2 (4 p) Vid tillgång på glukos, hur reglerar cellen att lagom mycket glukos bryts ner till CO2 och vatten? Svar:

3 3 Fråga 3 (5 p) Överskottet på glukos lagras i muskelcellen som glykogen. Beskriv hur glykogen bildas och hur det lagras. Svar:

4 4 Fråga 4 (4 p) För att cellen skall kunna utvinna ATP ur glukos krävs tillgång till flera vitaminer. Nämn två sådana och beskriv vilken funktion var och en av dessa har för just detta ändamål. Svar: Tiamin Co-faktor för överföring av aldehydgrupper i t.ex. pyruvatdehydrogenas som katalyserar omvandlingen av pyruvat till acetyl-coa. Därmed erhålles en länk mellan glykolysen och citronsyracykeln som ger möjlighet till att fullständigt förbränna glukos. Niacin Ingår i NAD som är co-faktor i enzymer som katalyserar oxidations- och reduktionsreaktioner och som överför elektroner till den s.k. elektrontransportkjedjan. Denna gör det möjligt att överföra energin i glukos till ATP. Riboflavin Ingår i FAD som är co-faktor i enzymer som katalyserar oxidations- och reduktionsreaktioner och som överför elektroner till den s.k. elektrontransportkjedjan. Denna gör det möjligt att överföra energin i glukos till ATP. Biotin Ingår som co-faktor i enzymer som överför karboxylgrupper, t.ex pyruvatkarboxylas. Detta enzym katalyserar bildningen av oxaloacetat fråm pyruvat vilket har betydelse för citronsyracykelns reglering. Pantotensyra Ingår i CoenzymA och fungerar vid överföring av acylgrupper i t. ex. pyruvatdehydrogenas.

5 5 Fråga 5 (8 p) Beskriv hur proteinet i födan bryts ned i mag- och tarmkanalen och hur nedbrytningsprodukterna tas upp i kroppen. Svar: Redan åsynen av föda stimulerar utsöndringen av gastrin från magsäckens slemhinna. Denna sekretion stimuleras ytterligare av föda i magsäcken. Gastrin stimulerar i sin tur syraproduktionen i magsäcken och även produktionen av pankreassaft. Digestionen påbörjas redan i munhålan där maten sönderdelas genom tuggning och blandas med saliv. Av magsäckens syra denatureras proteinet vilket gör det mer lättåtkomligt för proteaser. I magsäcken utsöndras även pepsinogen, ett inaktivt förstadium till pepsin som påbörjar nedbrytningen av proteinet. Omvandlingen av pepsinogen till pepsin sker under inverkan av det låga ph-värdet i magsäcken. Efter bearbetning i magsäcken blir maginnehållet alltmer flytande och detta kommer efter hand att släppas ut i duodenum. Detta utlöser frisättning av sekretin och cholecystokinin från duodenum vilket stimulerar pankreas att utsöndra pankreassaft som har ett högre ph och som innehåller förstadier till proteaser. I tarmslemhinnan finns enteropeptidas (kallas även enterokinas) som klyver trypsinogen till trypsin som i sin tur aktiverar övriga proteaser i pankreassaften. De proteolytiska enzymerna från pankreas är trypsin, chymotrypsin, elastas och carboxypeptidas. Dessa hydrolyserar peptider i tarminnehållet till små peptider och fria aminosyror. Även aminopeptidaser från tarmslemhinnan bidrar i denna process. Det finns flera transportsystem i tarmen som gör att aminosyror och små peptider kan tas upp av enterocyten, en del är mycket specifika medan andra kan transportera olika aminosyror och peptider. Detta upptag är ofta kopplat till upptaget av natrium men kan också ske via s.k. faciliterad diffusion. Inne i enterocyten hydrolyseras små peptider till aminosyror. Aminosyrorna transporteras vidare till blodet via aktiv transport eller faciliterad diffusion. Upptaget av protein i tunntarmen är effektivt men en mindre andel tas inte upp utan passerar ut i grovtarmen och feces.

6 6 Fråga 6a (3 p) Tunntarmarna indelas anatomiskt i tre huvudsakliga delar. Nämn dessa i proximodistal riktning med utgångspunkt från magsäcken! Vilken anatomisk struktur indikerar övergången mellan den första och den andra delen av tunntarmen? Svar: Duodenum, jejunum, ileum (i nämnd ordning). Övergången mellan duodenum och jejunum indikeras av Musculus (ligamenturm) suspensorius duodeni (Lig. Treitz). Eponymen Lig. Treitz torde vara den absolut vanligaste benämningen på denna struktur.

7 7 Fråga 6b (1 p) Den första delen av tunntarmen är ca cm lång. Dessa cm indelas i sin tur i fyra regioner. Den första regionen sträcker sig från magsäckens pylorus-sfinkter till en nivå i höjd med gallblåsans hals och utgör predilektionsställe för tunntarmssår (dvs, tunntarmssår är vanliga här). Vad heter denna region? Det första ordet i namnet används för att beskriva utseendet på en struktur, vad beskriver det? Svar: Regionen heter Ampulla duodeni. Ampulla betyder "litet kärl", och brukas för att benämna en (ofta långsräckt) utvidgning av ett hålformigt organ. (Ampulla brukades ursprungligen för att benämna ett dryckeskärl med två handtag (engelskans "two-handed flask")).

8 8 Fråga 6c (2 p) Utförsgångarna från lever och bukspottkörtel mynnar vanligen i en gemensam öppning i tunntarmen. Vad heter denna öppning? Var är den belägen? Vissa människor har också en accessorisk öppning. Vad heter denna? Vilken anatomisk struktur mynnar genom denna öppning? Svar: Papilla duodeni major (finns hos alla), är belägen i pars descendens duodeni. Den accessoriska öppningen heter papilla duodeni minor, och är utförsöppning för Ductus pancreaticus accessorius.

9 9 Fråga 7a (4 p) Vilka celltyper är tunntarmens epitel uppbyggd av? Ange huvudsakliga funktioner för respektive celltyp. Svar: Tunntarmsslemhinnan är uppbyggd av fingerlika utskott, s.k. villi. Dessa omges av körtelmynningar vilka benämns de Lieberkühnska kryptorna (crypts of Lieberkühn). Såväl kryptor som villi bekläds av ett enkelt cylindriskt epitel. Cellerna som bekläder villi anses vara huvudansvariga för absorptionen medan kryptcellerna primärt har sekretion som huvuduppgift. I villi är de flesta cellerna av två typer, absorptiva celler (enterocyter) och bägarceller (goblet celler). I kryptorna tillkommer de enteroendokrina cellerna, Paneth cellerna samt stam(progenitor)cellerna.

10 10 Cellerna i tunntarmslemhinnan omsätts under loppet av en vecka. Det betyder att nybildningen av celler är omfattande i slemhinnan. Fråga 7b (4 p) Beskriv i stora drag hur nybildningen av epitelcellerna i slemhinnan går till. Redogör också för vilka celler nybildningen primärt utgår ifrån, var i epitelet dessa celler finns samt vilka egenskaper som generellt sett utmärker denna celltyp. Svar: Epitelcellerna i tunntarmen härstammar från stamceller lokaliserade i de Lieberkühnska kryptorna. Stamcellerna ger upphov till celler (progenitorer) som delar sig snabbt under sin vandring upp från kryptorna. Under denna vandring uppåt utvecklas celltyper med olika morfologiska och funktionella karakteristika (ett undantag utgör Panethcellerna som lokaliseras till kryptan). Stamceller generellt utmärker sig på vissa sätt: Långlivade celler som delar sig långsamt Kan ge upphov till alla celltyper i en vävnad Ofta asymmetrisk celldelning ena dottercellen blir ny stamcell medan den andra blir en start för olika differentieringsvägar

11 11 Fråga 8 (4 p) Alla händelser som en cell genomgår från stimulansen av en mitogen signal till celldelning sker i en välkontrollerad ordningsföljd. Hur i stora drag reglerar cellen detta? Svar: Övergången mellan olika cellcykelfaser regleras genom uttrycket av proteiner som benämnes cykliner. Olika cykliner reglerar olika cyklinberoende kinaser (cdk) som in sin tur påverkar utvecklingen genom fosforyleringar. I samband med mitos degraderas cyklinerna. Vid en mitogen signal ökar transkriptionen av det första cyklinet (cyklin D) varvid fosforyleringen av Rb-proteinet börjar. Denna fortsätter genom en positiv återkopplingskrets som inbegriper nästa cyklin i kedjan (cyklin E). Inaktivering av Rb medför övergång från G1 till S-fas. Ytterligare cykliner uttrycks under S-fas, då DNA-replikationen sker och under G2/M-fas då cellen förbereder och genomför mitosen. (För full aktivering av cdk krävs oftast också defosforylering av specifika aminosyror.) Utöver cyklin/cdk-komplexen finns också andra proteinkomplex inblandade vid mitosen, då centriolerna formeras, kromatiderna linjeras vid metafas och sedan separeras under anafasen. (Aurora-proteinerna och APCkomplexet är några exempel).

12 12 Fråga 9 (4 p) För att behålla vävnadshomeostas kommer epitelcellerna efter ett par dagar att dö genom programmerad celldöd (apoptos). Apoptosprocessen kan generellt sett starta genom två principiellt skilda mekanismer. Beskriv dessa. Svar: apoptos kan starta när en ligand binder in till en dödsreceptor (TNF-receptor familjen) vilket leder till att ett proteinkomplex (DISC) bildas och aktiverar procaspase-8. En annan väg för apoptosinduktion går genom mitokondrien som frisätter cytokrom c som i sin tur bildar ett proteinkomplex (apoptosomen) med Apaf-1 och aktiverar procaspase-9. Både procaspase-8 och -9 kan sedan aktivera effektorcaspaserna-3, -6 och -7, vilket leder till degradering/fragmentering av cellen.

13 13 Fråga 10 (6 p) De 4 glykoproteinerna CG, LH, FSH och TSH thyroideastimulerande hormon-består alla av en alfa-subenhet och en beta-subenhet. Alfa-subenheten är identisk för de fyra hormonerna medan de har unika betasubenheter, vilken ger specificitet för respektive receptor. Beta-subenheten för TSH är 138 aminosyror lång, mrna:t består av 704 nukleotider och genen av 4527nukleotider. Med hjälp av ovanstående data resonera kring bildandet av beta-subenheten och TSH (gen till färdigt protein). Svar: ska ta upp genen med promotor, reglerande område, exon och intron, hnmrna mrna kodon, signalpeptid ER- Glykosylering, dimer ev. med SS bind.

14 14 Fråga 11: Efter frisättning från basofila celler i hypofysen binder TSH till TSH-receptorn som återfinns på ytan av epitelcellerna i thyroidea. Hormon-receptor komplexet leder till camp produktion vilket startar syntesen av thyroideahormon. Beskriv syntesen av T3 och T4 efter signalering via TSH-receptorn. (5 p) Svar: Bild

15 15 Fråga 12 (3 p) I blodet transporteras hormoner främst bundet till albumin och andra hormonbindande proteiner och endast en mindre del finns som fritt hormon. Diskutera vad som händer med koncentrationen T4 i blodet om syntesen av dess transportprotein (transfyretin) sjunker. Svar: Koncentrationen fritt hormon jmf med bundet hormon bestäms genom kemisk jämvikt. Om koncentrationen transfyretin sjunker så kommer konc fritt T4 att öka. Denna ökning kan dock normaliseras genom negativ feedback, vilket gör att den totala T4-koncentrationen i blodet sjunker.

16 16 Fråga 13: Redogör för thyroideas histologiska uppbyggnad genom att rita in relevanta celler och strukturer i bilden nedan. (2 p) Svar: Enkelt kubiskt epitel (aktivt) som tillverkar T3 & T4 Parafollikulära celler (C-celler) tillverkar calcitonin Colloid som innehållerthyroglobulin Kärl i mellan folliklarna

17 17 Fråga 14 (3 p) Beskriv thyroidea anatomiskt och var den är belägen? Svar: Thyroidea vikt eller volym, lober + istmus + bindväv- placering av organ- blodförsörjning

18 18 Fråga 15 (3 p) Transporten över cellmembranet är oftast en väl reglerad process. Beskriv hur lipofila respektive hydrofila substanser kan passera över cellmembranet. Svar: Oladdade lipofila (O2, CO) substanser passerar enkelt genom membran Små polära substanser (tex H2O) kan passera via intermolekylära porer. Större hydrofila molekyler repelleras och måste transporteras över lipidlagret i membranet - bärarprotein kanaler-. Till denna grupp hör kolhydrater, proteiner och joner.

19 19 Fråga 16 (8 p) Beskriv översiktligt embryots utveckling från encellsstadiet (då pronuklei har sammansmält) tills det att de tre definitiva groddbladen (germ layers) har bildats. Nämn även något om tidsförloppet och var dessa skeenden äger rum. Ge slutligen exempel på några vävnader som urspringer ur varje groddblad. Svar: Beskriv översiktligt embryots utveckling från encellsstadiet (då pronuklei har sammansmält) tills det att de tre definitiva groddbladen (germ layers) har bildats. Nämn även något om tidsförloppet och var dessa skeenden äger rum. Ge slutligen exempel på några vävnader som urspringer ur varje groddblad. (8)p Var (1p)? Start i ampulla tubae uterina, vandrar till uterus där det implanteras (slutet V1) Vad (5p)? V1 Delning: zygot -> morula (16-32) -> blastocyst Blastocyst: Embryoblast och trofoblast (+ topografi) V2 Ur embryoblastet bildas hypoblast och epiblast Amnionhåla och gulesäck bildas, enligt bilden V3 Primitiva strimman bildas, vilken celler senare vandrar igenom vid gastruleringen Gastrulering. Epiblastceller ersätter hypoblastet (blir endoderm), bildar mellanliggande mesoderm och kallas därefter ektoderm När (1p)? Enligt ovan. Vad blir vad (1p)? Ektoderm: Nervsystemet, epidermis, (bröstkörtel, emalj, lins, inneröra, melanocyter) Mesoderm: Muskler, skelett, brosk, bindväv och hjärta Urogenitalsystemet, blod, immunceller, mjälte, pleura/peritoneum Endoderm: Mag-tarmkanalens parenkymceller, lever, pancreas, lungorna Urinblåsa, thyroidea/parathyroidea