Skrivning i Människokroppens kemi,

Transkript

1 Mappnr: 1 1. (3p) I människokroppens vattenlösningar (intracellulärvätskan, extracellulärvätskan) är det viktigt att ph hålles tämligen konstant, nära 7. Varför? Hur fungerar en buffert? Vilka är de viktigaste buffertarna i kroppsvätskorna? Svar: Proteiner påverkas av ph. Sidokedjorna för flera av aminosyrorna (exempelvis Glu, Asp, His, Lys) slutar in en protolyserbar grupp, som kan vara i syra- eller bas-form. Syra- eller bas-formen är laddad. Alltså kommer förekomsten av laddning utefter proteinet att bero på ph. Laddningen påverkar proteinets sätt att vecka sig, alltså dess struktur, och därmed dess funktion. En del enzymer är starkt ph-beroende. Det räcker att ett centralt enzym i intermediärmetabolismen inaktiveras, för att cellen skall dö. Typexemplet är fosfofruktokinas I glykolysen. En buffert består av blandning av korresponderande syra ( t ex ättiksyra) samt bas (t ex acetatjon). Tillsatt stark syra (saltsyra) reagerar med buffertens bas (acetatjon) och korresponderande svaga syra bildas (alltså ättiksyra). "Stark syra bytes mot svag syra". Ett bra sätt att illustrera buffring är gå igenom vad som händer vid titrering, jämför föreläsning samt exempel i kompendier. Se vidare Människokroppens Kemi, kap. 9, sidor I kroppsvätskorna: vätekarbonatbuffert, fosfatbuffert, proteinets buffrande verkan (vid ph nära 7, främst His-sidokedjan).

2 Mappnr: 2 2. (3p) Betrakta en vattenlösning av ättiksyra (1 liter, 1 M). pk a för ättiksyra är 4,76. Vad är ph i lösningen? Vad blir ph efter tillsats av NaOH (0,5 mol)? Antag att volymen ej ändras. Vad blir ph efter tillsats av NaOH (1,1 mol)? Antag att volymen ej ändras. Buffertformeln: ph = pk a + lg [bas] / [syra].

3 Mappnr: 3 3. (4p) Människokroppens vikt utgörs till cirka 60% av vatten, i detta är en mängd olika ämnen lösta. Beskriv strukturen för vattenmolekylen, samt hur vattenmolekyler är bundna till varandra i vatten. En peptid har följande sekvens: Ala-Lys-Ser-Ser-Glu Denna peptid löser sig bra i vatten. Ange hur olika delar av peptiden (N-term, C-term, de olika aminosyrornas sidokedjor) interagerar med vatten, och därmed bidrager till lösligheten. Svar: H 2 O, då syret är mera elektronegativt än vätena, samtidigt som vattenmolekylen är vinklad (ej rak) resulterar detta i att vattenmolekylen är en dipol, alltså snedfördelning av laddning. Delta minus mot syret, delta plus mot vätena. I vatten binds vattenmolekylerna till varandra genom vätebindningar, se figur 10-1 (kapitel 10 Människokroppens kemi). Den N-terminala aminogruppen blir NH 3 +, C-term är COO -, sidokedjan för Glu är COO -. Dessa laddade grupper solvatiseras, i likhet med saltjoner. De laddade grupperna interagerar med vattenmolekylens polära ändar så att hydratiseringsskal byggs upp. Detta är energimässigt fördelaktigt, attraktionskraften mellan den polära vattenmolekylen och laddade grupper är stor. Jämför då en koksaltkristall dissocierar (löser sig) till katjonen Na + samt anjonen Cl -, och dessa joner solvatiseras. Då lika löser lika är vatten ett bra lösningsmedel för andra polära ämnen. Dessutom, andra ämnen som kan bilda vätebindningar med vattenmolekyler, kommer att lösa sig bra i vatten. Serinets sidokedja slutar med en hydroxylgrupp (-OH) som ger en av flera dipoler i denna peptid, som alltså som helhet är polär. Dessa hydroxylgrupper kan även ingå i vätebryggor, gentemot vattenmolekyler. Dessa två orsaker gör att denna peptid (liksom många andra peptider och proteiner) löser sig bra i vatten.

4 Mappnr: 4 4. (2p) Vad menas med elektronegativitet? Beskriv hur kovalent bindning respektive jonbindning uppstår. Ge exempel på ämnen som innehåller respektive typ av bindning. Svar: Elektronegativitet anger tendensen hos en atom att uppta (dra till sig ) elektroner. Kovalent bindning (elektronparbindning) uppstår när skillnaden i elektronegativitet är liten och/eller antalet elektroner som skall överföras är stort för att ädelgasstruktur skall uppnås. Ingående atomer binds samman genom att de delar elektronpar mellan sig. Exempel är alla C-C, C-O, C-H, C-N bindningar i de olika naturprodukterna (socker, proteiner, nukleotider osv). Jonbindning uppstår när elektroner fullständigt överförs från elektropositiv till elektronegativ atom (strävan till ädelgasstruktur) vilket leder till att två joner bildas och hålls samman av jonbindning (elektrostatisk attraktion). Exempel är det fasta saltet natrumklorid.

5 Mappnr: 5 5. (3p) Lokalbedövningsmedlet Xylokain (för injektion) innehåller den aktiva substansen Lidokain hydroklorid. Molekylvikten för Lidokain hydroklorid är 269, och detta löser sig i vatten till en positiv Lidokain-jon och en kloridjon. Ange osmolalitet för följande lösningar, samt ange även deras tonicitet gentemot en röd blodkropp. Osmolaliteten för blodkroppens intracellulära vätska (ICV) är 0,29 mol/kg H 2 O. a) Natriumklorid, 0,29 mol/kg H 2 O. b) Urea, 0,29 mol/kg H 2 O. c) En lösning innehållande bedövningsmedlet Lidokain hydroklorid (0,0185 mol/kg H 2 O). d) En lösning innehållande Lidokain hydroklorid (0,0185 mol/kg H 2 O) samt natriumklorid (0,1265 mol/kg H 2 O). Svar: Natriumklorid dissocieras i jonerna Na + samt Cl -. Dessa joner, liksom den positiva Lidokain-jonen, har svårt att passera cellmembranet, och är därför osmotiskt aktiva lösta ämnen. Urea däremot kan diffundera genom röda blodkroppens cellmembran, och ger sålunda ej upphov till osmos. Totalhalten osmotiskt aktiva ämnen i röda blodkoppens intracellulära vätska är 0,29 mol/kg H 2 O. a) 0,29 mol/kg H 2 O natriumklorid: osmolalitet = 0,58 mol/kg H 2 O, dubbelt mot ICV; totalhalt osmotiskt aktiva ämnen = 0,58 mol/kg H 2 O, dubbelt mot ICV, alltså hyperton. b) 0,29 mol/kg H 2 O urea: osmolalitet = 0,29 mol/kg H 2 O, samma som i kroppsvätskorna; totalhalt osmotiskt aktiva ämnen = 0 mol/kg H 2 O, alltså hypoton. c) En lösning innehållande bedövningsmedlet Lidokain hydroklorid (0,0185 mol/kg H 2 O): osmolalitet = 0,037 mol/kg H 2 O, avsevärt lägre än ICV; totalhalt osmotiskt aktiva ämnen = 0,037 mol/kg H 2 O, alltså hypoton. d) En lösning innehållande Lidokain hydroklorid (0,0185 mol/kg H 2 O) samt natriumklorid (0,1265 mol/kg H 2 O): osmolalitet = 0,29 mol/kg H 2 O, samma som i ICV; totalhalt osmotiskt aktiva ämnen = 0,29 mol/kg H 2 O, samma som i ICV, alltså isoton. Isoton lösning: en röd blodkropp bibehåller sin volym i denna lösning. Alltså samma halt osmotiskt aktiva lösta ämnen i vattenlösningen, som i ICV. Ingen nettotransport av vatten ut ur eller in i cellen. Som tandläkare kommer Du att injicera lösning d, som är kompatibel med kroppsvätskorna i osmotiskt hänseende.

6 Mappnr: 6 6. (2p) Ange fyra nivåer av proteinstruktur och förklara kortfattat vad nivåerna beskriver. Vad menas med att ett protein är denaturerat Svar: Primär-struktur: den linjära sekvensen av aminosyror. Sekundärstruktur: peptidkedjans (frånsett R-gruppernas) veckning (alfa-helix / beta pleated sheet reverse turn). Tertiärstruktur: peptidkedjans (inklusive R-gruppernas) organisation i domäner. Kvartärstruktur: hur olika peptidkedjor (subenheter) sätts samman till en definierad molekyl. Ett denaturerat protein har förlorat sin nativa tredimensionella struktur (sekundär, tertiär och kvartär) och därmed sin biologiska aktivitet. 7. (3p) Serinproteaserna som bryter ner födoämnesproteinerna följer så kallad Michaelis-Menten kinetik. Vad skiljer dessa från allostert reglerade enzymer? Vilka övriga kännetecken har allostert reglerade enzymer? Svar: Michaelis-Menten enzym ger en hyperbolisk kurva när man avsätter hastigheten mot substratkoncentrationen medan allostera enzym ger en sigmoidal kurva (se föreläsnings powerpoint). Allostera enzymer regleras av effektorer som kan vara aktivatorer eller inhibitorer som förskjuter kurvan åt vänster respektive höger. Allostera enzymer består oftast av flera subenheter och är ofta föremål för feed-back inhibering (eller feed-forward) i metaboliska vägar.

7 Mappnr: 7 8. (2p) Enzymet laktas kan bryta ned laktos men ej cellulosa. Detta beror på specificiteten hos laktas, och strukturen för respektive substrat. Beskriv uppbyggnaden för laktos och cellulosa med angivande av ingående monosackarider och bindningstyp/typer. Svar: Laktas: D-galaktos och D-glukos i denna ordning sammanfogad med beta(1-4)-glykosidbindingar. Cellulosa homoglykan bestående av D-glukosrester sammanfogade med beta(1-4)- glykosidbindingar. 9. (2p) Beskriv absorptionsprocessen för de i laktos ingående monosackariderna (från tarmlumen till blodbanan). Svar: Se fig 7.7 i Baynes & Dominiczak (2:a upplagan). Absorption av galaktos och glukos (i pyranosform) från tarmlumen till epitelcellen sker genom symport med Na + -joner och m. h. a. glukostransportören SGLT1 [ sodium glucose transporter 1 ], som drivs genom sekundär aktiv transport. Na + -gradienten skapas m.h.a. ett Na/K-ATPas i basalmembranet mot blodbanan. Från epitelcellen in i blodbanan transporteras både galaktos och glukos m.h.a. GLUT2.

8 Mappnr: (2p) Om man är laktosintolerant bör man minimera intaget av laktos. Beskriv kortfattat hur en en laktosintolerant mamma trots detta kan bilda laktos genom att ange vilka strukturella skillnader det finns mellan de olika monosackariderna som bygger upp laktos (ledtråd, dessa är epimerer). Vad betyder det att två monosackarider är epimerer? Svar: En laktosintolernat mamma kan bilda laktos även om hon undviker dietärt intag av galaktos (huvudsaklig källa laktos) genom att om hon är frisk utnyttja UDP-4 galakto-glycosyl epimeraset som omvandlar UDP-glukos till UDP-galaktos. Galaktos och glukos är C4-epimerer och skiljer sig strukturellt åt på kol 4 vad avser hydroxylgruppens placering i denna position (alfa/nedanför ringens plan och beta/ovanför ringens plan för glukos resp. galaktos). Med epimerer avser två socker som skiljer sig år vad avser gruppernas orientering på ett asymmetriskt kol. 11. (4p) Fosfolipider samt kolesterol är de viktigaste lipidslagen i cellernas membraner. Ange grunddragen för dessas strukturer! Vilka krafter/interaktioner är sammanhållande för ett cellmembran och hur påverkas membranets struktur av omättade fettsyror respektive kolesterol? Förutom lipider, vilken annan typ av biomolekyl är vanlig i membraner? Förklara gärna med en enkel skiss! Svar: Fosfolipider, Se BD, fig Kolesterol, se BD fig Membranet är ett dubbelskikt av fosfolipider som sammanhålles med hydrofob interaktion mellan de opolära fettsyrasvansarna samt genom van der Waals-bindningar mellen närliggande och parallella fettsyrasvansar. När en mättad fettsyra i en fosfolipid ersätts med en omättad fettsyra uppstår en knyck i kedjan och fosfolipiden kräver större utrymme i membranet graden av van der Waals-interaktion minskar och funktionellt medför detta ökad fluiditet hos membranet. Kolesterol tätar membranet där det finns cisdubbelbindningar och minskar fluiditeten vid ytan men ökar den i det inre hydrofoba kärnan. Även proteiner (enzymer, jonkanaler, receptorer) förekommer ofta i cellens olika membraner.

9 Mappnr: (3p) Vad betyder förkortningen ATP? Beskriv strukturen för denna molekyl. Vad är dess viktigaste funktion? Ange två principiellt olika sätt att bilda ATP i cellen. Svar: ATP (adenosintrifosfat). Uppbyggnad, se sid 95 i Baynes & Dominiczak Med. Biochem. Cellernas viktigaste energibärare. Även donator av fosfatgrupp vid fosforyleringar. ATP bildas i mitokondriens matrix när protoner strömmar genom ATP-syntas. Denna protongradient (hög protonkoncentration på utsidan om inre mitokondriemembranet) har uppstått genom elektrontransportkedjan. Ett annat sätt att bilda ATP är genom substratfosforylering, till exempel i samband med glykolysen, i cellens cytosol. 13. (2p) DNA och RNA är båda uppbyggda av nukleotider. Det finns tre fundamentala skillnader mellan DNA och RNA. Vilka? Svar: 1. DNA: Deoxyribose RNA: Ribose 2. DNA: Thymine RNA: Uracil 3. DNA: Dubbelsträngat RNA: Enkelsträngat

10 Mappnr: (2p) Glykolysen sker i alla typer av celler. Vad är glykolysens funktion? Var i cellen sker denna metabola väg? Vilka är glykolysens slutprodukter, vid aerob respektive anaerob metabolism? Hur påverkas cellens ph vid anaerob metabolism? Svar: Att ombesörja nedbrytning av glukos och sker i cytoplasman. Under aeroba förhållanden är glykolysens slutprodukt pyruvat, som går vidare till citronsyracykeln, där den mesta energin utvinnes. Under anaeroba förhållanden är slutprodukten laktat som ansamlas. En liten mängd energi (ATP) erhålles vid anaerob nedbrytning till laktat. Ansamlingen av laktat (mjölksyra) sänker ph, ger acidos i syrefattig vävnad. 15. (2p) I elektrontransportkedjan ingår ett antal redox-reaktioner som genererar energi. Hur används denna frisatta energi? Vilket samband har detta med oxidativ fosforylering? Svar: Energin används till att bygga upp en protongradient över det inre mitokondriemembranet (hög protonkoncentration på utsidan om detta membran). När protoner strömmar in genom ATP-syntas, vars jonkanal öppnas, utjämnas den elektrokemiska gradienten (protongradienten) och ATP bildas i mitokondriens matrix.

11 Mappnr: (3p) Koncentrationen av katjonen Ca 2+ i extracellulärvätskan (ECV) påverkar bland annat tillväxt av skelett och tänder. Hur regleras koncentrationen av Ca 2+ i extracellulärvätskan? För respektive hormon, ange var det bildas, samt målorgan och effekt på Ca 2+ koncentrationen. Vad är den normala Ca 2+ koncentrationen I ECV, och hur påverkas denna av ph? Svar: Tre hormoner reglerar Ca 2+ i extracellulärvätskan: Parathormon (PTH), peptidhormon som bildas i glandulae parathyroideae, stimulerar osteoklasters aktivitet i ben, Ca 2+ mobiliseras från skelettet, ECV-Ca 2+ ökar. Verkar även i njuren, upptag av Ca 2+ ökas samtidigt som upptag av fosfatjoner minskas. Även aktivering av enzymet som bildar aktivt vitd 3 i njuren. Vitamin D 3, steroidliknande hormon som bildas genom omvandlingar av 7-dehydrocholesterol, först i huden (UV-ljus), följt av hydroxylering i levern, sist en hydroxylering i njuren. Ger slutligen den aktiva substansen 1,25-diOH-vitD 3. Verkar på tarmen, upptaget av Ca 2+ från födan stimuleras. ECV-Ca 2+ ökar. Calcitonin, peptidhormon som bildas i thyroidea, verkar på ben, minskar osteoklasternas aktivitet i skelettet, ECV-Ca 2+ sänkes. Ca 2+ i ECV (2,4 mm) delas i två pooler, fritt respektive proteinbundet, som är strax över 1 mm vardera. Graden av proteinbindning minskar då ph sjunker. Då proteinet binder protoner, tar dessa platsen för Ca 2+. Alltså ökar halten fritt Ca 2+ då ph sjunker.

12 Mappnr: (3p) Vid skada, till exempel på tandköttet, uppstår en blödning. Den upphör normalt efter kort tid. Beskriv de viktigaste stegen i hemostasens tre faser. Svar: Vaskulär fas. Kontraktion av små artärer, stimuleras av tromboxan A 2, serotonin. Dessa substanser frisättes från aktiverade trombocyter. Cellulär fas. Aktiverade trombocyter adhererar till den skadade kärlväggen, samt aggregerar till varandra. Aktiveras av till exempel kollagen (blottas då kärlväggen skadas) och trombin (bildas i koagulationskaskaden). Humoral fas (koagulationskaskaden). Då kärlväggen brister, p.g.a. kärlväggens tillväxt och de nekrotiska processerna som pågår i inflammationshärden, exponeras vävnadsfaktor (TF) på bl.a. exponerade fibroblaster. Detta leder till aktivering av det externa koagulationssystemet och faktor VII. Denna aktivering leder till aktivering av faktor X Xa. Xa aktiverar i sin tur protrombin (II) till trombin (IIa). IIa klyver fibrinogen till fibrin med resultat att ett s.k. "soft clot" / mjukt koagel bildas. Detta omvandlas till ett fast koagel genom kovalent korsbryggebildning [initierad av trombin-aktiverad faktor XIIIa. Trombins effekt amplifieras genom aktivering av det interna systemet och ytterligare aktivering av VII VIIa samt genom aktivering av cofaktorerna V och VIII. Inte bara koagulationsprocessen är av betydelse då det råder ett intimt samspel mellan denna process och vad som händer med trombocyterna. IIa binder nämligen till trombinreceptorer på trombocyternas yta vilket leder till ett ökat uttryck av ytreceptorer som binder till fibrin och von Willebrands faktor. Det ökade uttrycket av dessa receptorer resulterar i trombocytadhesion och trombocytaggregering i fibrinnätverket - något som tätar till fibrinnätverket.

13 Mappnr: (3p) Vår normala ämnesomsättning ger ett överskott av kväve, som vi kontinuerligt utsöndrar som urea. Vid intag av proteinrik föda, eller då man bryter ned sina egna proteiner (vid svält) ökar detta. Hur hanteras kväve i urea-cykeln? Beskriv med ord och en enkel bild dess förlopp (ej strukturformler). I vilket organ, och var i cellen, utspelar sig ureacykeln, vad händer med slutprodukten? I detta sammanhang, beskriv oxidativ deaminering. Svar: Tar hand om aminogrupper som frigöres vid metabolism av aminosyror, alltså vid oxidativa deamineringar. Då glutamat genomgå oxidativ deaminering bildas α-ketoglutarat och ammmoniak, enzymet heter glutamatdehydrogenas och coenzym är antingen NAD + eller NADP +. Detta sker i levercellens mitokondrier (även i njure). Vettigt, då ureacykelns första steg (vari ammoniak ingår) sker i mitokondrien. För utsöndring av kväveöverskott bildas urea, som går ut i urinen. Se figurer 18.3 och 18.7 i B&D. Merparten av cykeln sker i levercellens (hepatocytens) cytosol, två steg dock i mitokondriematrix. 19. (2p) Vilka två proteinslag finns det mest av i plasma? Beskriv deras struktur översiktligt. Var bildas de? Vad är deras funktioner? Svar:. Albumin, ett monomert protein (alltså en kedja), MW ca 70 kda. Koncentration i blodplasma ca 40 g/l. Bildas i levern. Binder och tranporterar många ämnen i blodets plasma, till exempel fettsyror som mobiliserats från fettväv, vid fasta. Viktigaste plasmaprotein för bibehållande av kolloidoosmotiska trycket. Immunoglobulin G (IgG), ca 10 g/l. Bildas av lymfocyter (B-celler). Två tunga (MW kda) samt två lätta (MW 23 kda) kedjor. Hålls ihop av disulfidbryggor. N-terminala ändarna avgör antigen-specificitet. För figur, se Fig 3.6 i B&D, Fig i E-A&G. Immunogobulinerna (antikropparna) har viktiga funktioner i immunförsvaret.

14 Mappnr: (10p) Essäfråga. Från intag av fett till fettväv. Det huvudsakliga fettintaget utgöres av triacylglyceroler (TAG)/ triglycerider. Redogör för hur 1) TAG processas i matsmältningskanalen, 2) hur nedbrytningsprodukterna absorberas, 3) hur de aborberade produkterna metaboliseras i tarmens epitelceller. Redogör vidare för 4) hur produkterna transporteras från epitelcellerna i tarmen till fettväven. Slutligen, redogör för 5) hur produkterna tas om hand i fettväven, det vill säga vad sker innan fettet kan absorberas och vilka reaktioner sker inuti fettcellen för att vi skall få TAGs som upplagras i fettväven.. OBS. Din redogörelse skall struktureras enligt ovan och för varje rubrik skall alla reaktanter och produkter anges, liksom relevanta enzymer. OBS ange även de hormoner som behövs i olika faser, vad hormonerna gör, samt hur de påverkar de relevanta enzymerna. Namn på olika andra ämnen som ingår i processerna (t.ex. fosfolipider) skall också anges i förekommande fall. Svar:

15 Mappnr: (5p) Essäfråga. I citronsyracykelns första steg sker en kondensation (sammanslagning) av två föreningar. Vilka? Under den fortsatta metabolismen i citronsyracykeln avspjälkas CO 2 i två oxidativa dekarboxyleringsreaktioner. Vilka enzymer katalyserar dessa reaktioner och hur regleras de? I ett av stegen i citronsyracykeln sker en direkt fosforylering. Ange substrat och produkter i denna reaktion. Varifrån kommer den nödvändiga energin? Förklara! Svar: AcetylCoA och oxaloacetat bildar citrat i citronsyracykelns första steg. De två oxidativa dekarboxyleringsstegen katalyseras av isocitratdehydrogenas respektive α- ketoglutaratdehydrogenas och är allostert reglerade. ADP är positv effektor för isocitratdehydrogenas. Negativa effektorer är ATP och NADH + för båda enzymerna, medan också GTP och succinylcoa hämmar α-ketoglutaratdehydrogenas. Fosforyleringsreaktionen genererar GTP från GDP, där succinylcoa blir till succinat. Genom klyvning av en högenergibindning (thioesterbindning) i succinylcoa frigörs så mycket energi att det räcker till att bilda GTP. Se Baynes & Dominiczak Med. Biochem. kap.13, figur 13.7.

16 Mappnr: (5p) Essäfråga. Nästan alla typer av celler konsumerar syrgas och producerar koldioxid. I vilka metabola processer åtgår O 2 respektive bildas CO 2? Hur transporteras dessa gaser mellan blodets plasma och de perifera vävnaderna (exempelvis muskelcellerna)? Hur transporteras dessa gaser till/från vävnaderna, i blodcirkulationen? Beskriv i detta sammanhang de tre funktionerna för det protein som gör blodet rött, samt hur dessa samverkar. Svar: I andningskedjan, som finns i nästan alla cellslag (ej i röda blodkroppar) åtgår syrgas. Koldioxid bildas då pyruvat omvandlas till acetyl-coa som går in i citronsyracykeln, samt i citronsyracykelns oxidativa dekarboxyleringar. Syrgas samt koldioxid transporteras mellan blodets plasma och de perifera vävnaderna genom enkel diffusion, som följer koncentrationsgradienterna. Dessa gaser kan passera cellmembran. Innehåller hem (järn komplexbundet till protoporfyrinskelett), tetramert protein med en hem i varje subenhet, två α- och två ß-subenheter, 4 x Koncentration g/liter i helblod, motsvarar ca 9 mm med avseende på subenhet. Hb finns i röda blodkroppar i blodet. Bildas i benmärgens förstadier till röda blodkroppar. Syremättnadskurvan, se exempelvis Baynes & Dominiczak Med. Biochem. sid 41. Sigmoidalt förlopp p.g.a. kooperativitet, bindningsinteraktioner mellan subenheterna. Beroende på om en monomer binder O 2 eller inte, så påverkas bindningen till de andra subenheterna i Hb-tetrameren, och därmed deras egenskaper. Om en monomer binder O 2 blir det sålunda lättare för de andra subenheterna att också binda O 2. DeoxyHb, tetrameren föreligger som "taut structure". OxyHb, "relaxed structure". Kooperativiteten och därav följande sigmoidal syremättnadskurva gör att Hb kan avge/uppta syrgas som följd av den ganska lilla skillnad i po 2 som föreligger mellan arteriellt och venöst blod. Förutom O 2 kan Hb även binda protoner (binder till histidin-sidokedjor, buffertfunktion), samt CO 2 (som karbamino-hb i N-terminala änden). Då H + och/eller CO 2 binder påverkas Hb strukturen så att bindningsstyrkan för O 2 minskar. Detta ger en högerförskjuting av Hb:s syremättnadskurva. Den sammanlagda effekten av försurning samt ökat pco 2 kallas Bohr-effekten. Även hög temperatur (som i arbetande muskulatur) påverkar Hb-strukturen så att O 2 blir lösare bundet. Dessa tre faktorer (surare, mer CO 2, varmare) underlättar alltså leveransen av O 2 just till metabolt aktiv vävnad, t.ex. benmuskulaturen då man cyklar Vätternrundan.

17 Mappnr: (2p) Berätta om sialin, dess struktur och funktion i saliven? Svar: Sialin är en basisk tetrapeptid med strukturen: Gly-Gly-Lys-Arg. Sialin är mycket aktivt som phhöjande faktor redan i små koncentrationer. Så låga koncentrationer som 40 μmol/l kan höja phvärdet i placket. Mekanismen bakom sialinets ph-höjande effekt tros hänga ihop med aminosyran arginins nedbrytning till citrullin och ammoniak: arginin + H 2 O citrullin + NH 3 Man har försökt framställa analoger till sialin för att använda i munvårdspreparat. 24. (2p) Berätta om kalcium i saliven (koncentrationer, flödesprofil, betydelse med beskrivningar av mekanismer)! Svar: Kalcium är en tvåvärd, positiv jon som förekommer i 0,5-3 mmol/l i saliv, men vars koncentration varierar från sekret till sekret. Koncentrationen varierar också med flödet. Kalcium kan också fungera som en förbindelselänk mellan makromolekyler och har därmed betydelse för det dentala plackets uppbyggnad. Dessutom är kalcium också en cofaktor för enzymet amylas (se nedan), samt ingår som ett viktigt element i många biokemiska processer. Många sockerarter och sockeralkoholer kan binda kalcium. (etc. se kompendiet)

18 Mappnr: (2p) Berätta om salivens viskositet. (Definiera begreppet viskositet; hur förhåller sig de olika salivsekreten i detta avseende; faktorer som påverkar?) Svar: Viskositeten anger hur trögflytande en vätska är, ju högre viskositet desto mer trögflytande. (Mer fysikaliska definitioner, t. ex. Newtons, kan också godkännas om de är riktiga). Viskositet anges ofta i relation till vatten och är för parotissaliv 1,5, för submandibularsaliv 3,4 och för sublingualsaliv 13,4 (värden i andra enheter, t. ex. Pa s kan godkännas). Detta är anledningen till att man finner en trådig och seg saliv i munbotten. Salivens viskositet är också beroende av ph. Vid lågt ph är viskositeten låg. Kalcium ökar viskositeten. Viskositeten är också beroende av salivflödeshastigheten. Patienter med lågt salivflöde brukar dock ha en seg, högviskös saliv. (Försök har gjorts att sätta viskositeten i samband med munsjukdomarna, dock utan större framgång.) 26. (2p) Vilka faktorer påverkar salivens sammansättning? Svar: Salivens flödeshastighet Stimuleringens duration Dygnsvariation Stimulustyp Sjukdom Farmaka

19 Mappnr: (4p) Argumentera för att fluor tycks kunna diffundera mot en koncentrationsgradient! Svar: Fluor förekommer som fri jon i jämvikt med vätejonen. pks är 3,5, d v s vid ph 3,5 förekommer hälften av salivens fluor i fri form och hälften som syran HF). Denna jämvikt r av betydelse för fluoridjonens möjlighet att passera membraner genom fri diffusion. Man tänker sig att endast HF kan passera då den är oladdad. Om de totala fluorkoncentrationerna är lika på bägge sidor om en membran och en ph-gradient föreligger kommer koncentrationen av HF vara olika på de bägge sidorna. HF passerar från sidan med lägre ph till den med högre. Eventuellt: Om man sväljer ned fluor (t ex i form av en fluorgel i samband med fluorprofylax) på fastande mage kommer preparatet i kontakt med slemhinnan. Fluoren som utlöses ombildas nästan helt till HF då ph i magsäcken är låg, omkring ph 2-3. Den oladdade HF-molekylen kan lätt penetrera in i magsäckens mukosa där den dissocieras. ph sjunker i slemhinnan vilket bl a hämmar enzymsystem och ger upphov till strukturella skador.

20 20 Mappnr: 28. (4p) Beskriv med formler och ord vad som händer när ph i vätskan runt en hydroxylapatitkristall sjunker under ph 5. Förklara orsakerna till skeendet. Svar: Formellt kan hydroxylapatitens stökiometriska upplösning beskrivas med Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Ca2+ + 6PO OH - Enligt massverkans lag kan man enligt en konvention (massverkans lag) beskriva hydroxylapatitens jonprodukt (IP) i den omgivande vätskan. [Ca 2+ ] 10 [PO 3-4 ] 6 [OH - ] 2 = IP. Definitionsmässigt gäller att vid jämvikt är jonprodukten lika med en konstant kallad löslighetsprodukten, k sp: [Ca 2+ ] 10 [PO 3-4 ] 6 [OH - ] 2 = k sp Vid sjunkande ph, t ex när plackets bakterier producerar syror, sker en omfördelning i koncentrationsförhållandena mellan fosfatsystemets joner: H 3 PO 4 H 2PO 4 - HPO 4 2- PO 4 3- Också halten av hydroxyljoner minskar. För vattnets jonprodukt gäller: [H + ][OH - ] = k w = När ph sjunker ökar H +, följaktligen minskar OH - koncentrationen.

21 Mappnr: (4p) Redogör för salivens buffrande egenskaper (ämnen, mekanismer, betydelse etc). Svar: 1. Kolsyra-bikarbonatsystemet. Viktigast står för huvuddelen av salivens buffertkapacitet i stimulerad saliv. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 HCO H + Kemisk buffring H 2 CO 3 HCO H + Fasbuffring CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 Kolsyraanhydras VI 2. Fosforsyresystemet (fosfatbufferten) står för en mindre del av salivens buffertkapacitet. Viss betydelse i ostimulerad saliv. Vid normalt saliv-ph dominerar H 2 PO 4 - HPO H + Fosforsyresystemet buffrar bäst runt ph 6,9. Har störst betydelse i ostimulerad saliv. 3. Proteiner - av mindre betydelse i saliven. Salivens proteiner har en buffrande effekt vid låga ph-värden (< ph 4.5). - men större i tandbeläggningarna Betydelse: 1. Skydda mot sura (och basiska ämnen) i födan. Motverkar erosion av tandsubstans och samverkar med smaksinnet 2.Viktig för munhålans ekologi dvs samspelet mellan munnens mikroorganismer. 3. Skydda mot ph-förändringar i placket.