Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Kodnr:

Transkript

1 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen

2 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Bruna fettceller håller människan varm genom att elektrontransport och ATP-syntes är frikopplade med hjälp av proteinet UCP1. Ett annat sätt att bli varm är att hoppa och vifta med armarna (s.k. åkarbrasa). Fråga 1 (5 poäng): Vad kommer då (åkarbrasan) värmen från? Svar: Vid förbränning av glukos, fettsyror eller aminosyror för produktion av ATP, liksom vid hydrolys av ATP vid muskelkontraktionen är energiöverföringen mycket mindre än 100%, skillnaden avges som värme. Vid en åkarbrasa uträttas mycket litet effektivt arbete (typ gå upp på en kulle, vilket ger högre lägesenergi), så att i slutändan kommer all energi som frigörs av ATP-hydrolysen att omvandlas till värme.

3 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Fråga 2 (3 poäng): Vad har värmeproduktionen för funktioner? Svar: 1) Hålla kroppstemperaturen: för att många enzymer och andra proteiner, har aktivitetsoptimum kring 37 grader (pga att temperaturen påverkar proteinkedjans veckning och tredimensionella struktur); och för att membranerna i och kring celler har en optimal fluiditet, täthet, rörlighet vid 37 grader. 2)För att kemiska reaktioner ska ske i en bestämd riktning (t.ex. syntes av en aminosyra) måste värme frigöras för att driva processen i rätt riktning (mot jämvikt).

4 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen För att nyttiggöra energi från vitt fett förbränns detta till koldioxid och vatten. Fråga 3 (8 poäng): Beskriv översiktligt hur nedbrytningen går till. Svar: hydrolys, FFA transport till lever, β-oxidation, TCA Hydrolys FFA + glycerol 1p Transport i blod + lever 1p β-oxidation (översiktligt) 3p Citronsyracykel (översiktligt) 3p

5 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Andningskedjan har central betydelse för att fånga upp energin som frigörs vid förbränningen. Fråga 4 (5 poäng): Beskriv kedjans principiella uppbyggnad, funktion och koppling till ATP syntes. Svar: NADH:Q oxidoreduktas, Q, cytokrom c reduktas, cytokrom c, cytokrom c oxidas; (kursivt = protonpumpar); protongradient som driver ATP syntas

6 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Fråga 5 (2 poäng): Ungefär hur många mol ATP bildas vid förbränning av en mol tripalmitin (tre C16 fettsyror utan dubbelbindningar bundna till glycerol)? Svar: gränser för 2 poäng: ; gränser för poäng: samt ; övriga svar ger noll poäng

7 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Metabol aktivitet och värmebildning påverkas av sköldkörtelhormon som frisätts i form av tyroxin (T4) och trijodtyronin (T3). Koncentrationen av fritt T3 och T4 i blodet beror på flera faktorer. Fråga 6 (5 poäng): Beskriv genom vilka mekanismer som koncentrationen fritt T3 upprätthålls på lämplig nivå. Svar: Reglering av syntes genom TSH och negativ feed-back via hypotalamus och hypofys jämvikten mellan fritt och bundet hormon mha TBG, TTR och albumin dejodinering av T4 till T3 i olika organ

8 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen I försök med råttor har man sett att cellproliferationen i brun fettväv ökar då djuren utsätts för kyla och man kunde också konstatera ökat genuttryck för gener kopplade till cellcykelreglering. Fråga 7 (5 poäng): Beskriv övergripande hur familjer av cellcykelreglerande proteiner deltar i regleringen av cellcykeln? Svar: Olika proteinfamiljer utgöres av cykliner, cyklinberoende kinaser (cdk), cdk-hämmare, (specifika fosfataser, cdc25-familjen). Cykliner, som varierar i mängd i olika cellcykelfaser, aktiverar cdk som i sin tur medför progression i cellcykeln genom fosforylering av målproteiner, såsom prb. Cdk-hämmare (ex p16, p21) motverkar denna aktivitet. Exempelvis, prb har en hämmande funktion vid G1-S-övergången genom att hämma transkription av gener viktiga under S-fas. (Full aktivering av cdk kan också kräva vissa fosforyleringar resp defosforyleringar, t ex med hjälp av cdc25-proteiner.)

9 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen På det embryonala stadiet är FGF-16 (fibroblast growth factor-16) en avgörande tillväxtfaktor för brun fettväv hos råtta. Fråga 8 (4 poäng): Beskriv principen för hur tillväxtfaktorer av polypeptidnatur interagerar med sina målceller. Av svaret ska (åtminstone) följande framgå: Vad som bestämmer specificiteten resp. styrkan i denna interaktion, dvs affiniteten mellan liganden och bindningsställen lokaliserade på den extracellulära delen av den cellmembranbundna receptormolekylen och koncentrationerna av ligand resp. receptor; samt den viktigaste kemiska händelsen som följer av denna interaktion, dvs aktivering av tyrosinspecifikt kinas på den intracellulära delen av receptormolekylen.

10 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen UCP1 är den enda gen som uppvisar en strikt expression endast till bruna fettceller, vilket innebär en mycket specifik kontroll av genexpressionen. I de regulatoriska delarna av UCP1 genen finns bindningsställen för både CREB (camp response element binding site) och kärnreceptorer, bl a receptorer för thyroideahormon och vitamin A. Fråga 9 (4 poäng): Beskriv prinicpiellt hur genexpression aktiveras via camp respektive kärnreceptorer. Svar: Ligand på cellytan, binder till membranreceptor, som aktiverar bildningen av camp och successiva signaler ofta i form av fosforyleringskaskader som till slut når en transkriptionsfaktor som kan binda till specifika sekvenser i DNA och stimulera/stänga av gentranskription. Fettlöslig ligand diffunderar genom kärnmembran, binder till intracellulär receptor, som vid bindning av ligand ändrar konformation och kan gå in i cellkärnan och binda till specifika sekvenser i DNA och aktivera/stänga av transkription.

11 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Vita och bruna fettceller bildas från två olika celltyper och bruna fettceller har samma ursprungscell som muskler. Differentieringen styrs av en specifik faktor (BMP7), som får dottercellerna att determineras för att senare utvecklas till muskelceller respektive bruna fettceller. Den slutliga differentieringen innebär troligen att ett flertal geners aktivitet styrs via epigenetiska mekanismer som påverkar kromatinstrukturen hos respektive gen. Fråga 10 (2 poäng): Vad menas med kromatin och hur är det uppbyggt i eukaryota celler? Svar: Det betyder egentligen färgbart material och består av DNA samt omgivande proteiner, framför allt histoner, som organiserar arvsmassan i form av nukleosomer (146 bp DNA + oktamer av 2x(H2A+H2B+H3+H4) + linker DNA + H1) som sedan kan packas ytterligare till kondenserat kromatin. Fråga 11 (2 poäng): Hur kan kromatinets uppbyggnad styra möjligheten till transkription? Svar: Genom att öka packningstätheten lokalt kan genen göras oåtkomlig för transkriptionsmaskineriet. De epigenetiska faktorer som medverkar till detta är huvudsakligen DNA-metylering (cytosin i CpG) och modifierade histonproteiner (metylering resp. deacetylering av lysiner i H3 och H4). Omvänt leder lägre grad av DNA-metylering, minskad halt av metylerat H3/H4 resp. ökad halt av acetylerat H3/H4 i princip till att göra genen åtkomlig för transkriptionsmaskineriet.

12 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen UCP1 kodas av en gen i kärnans DNA. Fråga 12 (1 poäng): Hur vet UCP1 att den skall lokalisera sig till mitokondriemembranet? Svar: Proteinet innehåller en mitokondriespecifik signal (en sekvens av aminosyror).

13 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Biologiska membraner hos olika celler och inom en cell är både lika och olika ur strukturell synpunkt. Fråga 13, Beskriv: A (3 poäng): Hur ett membran är uppbyggt och vilka byggstenar som behövs för att membranet skall vara stabilt (3p KEM) B (3 poäng): Likheter, men främst skillnader mellan cellmembranet (=plasmamembranet), mitokondriernas membran och kärnans membran (3p KEM) C (3 poäng): Minst en transportprocess som är karakteristisk för respektive membran under (b) (3p KEM) Svar:

14 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Epitel som bekläder ytor benämns ytepitel. Det finns flera olika typer av ytepitel och namnet beskriver vanligtvis epitelets utseende. Fråga 14 (6 poäng): Rita och beskriv de olika former av ytepitel som förekommer. Ange för respektive epiteltyp en vävnad/vävnadskomponent där epitelet återfinns. SVARET ska inkludera - Enkla epitel skiv-, kubiskt, cylinder, psedostratifierat, Övergångsepitel Flerradigt - namnges efter utseendet på yttre lagret. Skivepitel flerradigt kan vara förhornat eller oförkornat Samt ange förekomst

15 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Exokrina körtlar kan klassificeras i tre grupper med avseende på hur frisättningen sker. Fråga 15 (3 poäng): Vilka är de 3 grupperna och vad är specifikt för vardera? Ge ett exempel från vardera gruppen. Svar: Merocrin (svettkörtel (cellen påverkas ej)), apokrin (mjölk-fett (del av cellen frisätts) och holokrin (talg (hela cellen åtgår)).

16 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen För hög temperatur kan ibland förhindra normal celltillväxt och celldifferentiering. Ett exempel på detta är spermiebildningen, som äger rum vid några grader under normal kroppstemperatur, vilken upprätthålls genom testiklarnas placering hos mannen. Testiklarna är i det tidiga embryot lokaliserade till den rostrala delen av bukhålan. Fråga 16 (1 poäng): Vad heter den struktur som avgränsar den embryonala bukhålan från brösthålan? Svar: Septum transversum Fråga 17 (1 poäng): Från vilket groddlager stammar denna struktur? Svar: Mesoderm Fråga 18 (1 poäng): Vilka är de vanligen använda medicinska termerna för buk- respektive brösthåla? Svar: Abdomen/ thorax.

17 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Med tiden kommer testiklarna att migrera i kaudal riktning till sin adulta position. Denna vandring sker längs ett bukhinneveck som under fostertiden tjänar som upphängning för det primitiva urogenitalsystemet. Vandringen avslutas normalt under vecka 33. Fråga 19 (1poäng): Vad heter bukhinna på latin? Svar: Peritoneum Fråga 20 (1poäng): Från vilket groddlager stammar bukhinnan? Svar: Mesoderm Fråga 21 (1 poäng): Vilket av testikelns omslagsveck har sitt ursprung i bukhinnan? Svar: Tunica vaginalis.

18 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Två hypofyshormon, vars namn och funktion hör samman med mognaden av follikeln och ägglossning hos kvinnan, har också på flera sätt betydelse för produktionen av mannens könsceller. Fråga 22 (5 poäng): Redogör för hur! Svar: Leydigceller, Sertoliceller och testosteron är viktiga för spermieutvecklingen. LH stimulerar Leydigcellen att producera testosteron. Detta sker genom uppreglering av de enzym som behövs i omvandlingen av kolesterol till testosteron via genexpression orsakad av signaleringen LH-receptor/cAMP/PKA. FSH stimulerar Sertolicellen (samma typ av signalering som ovan) till produktion av ett flertal proteiner som understödjer spermatidernas utveckling. Ett protein är ABP, androgen-bindande-protein, som hjälper till att upprätthålla testosteronnivån i lumen av tubuli seminiferi. FSH uppreglerar också aromatas i Sertolicellen som omvandlar testosteron till östrogen vilket i sin tur understödjer Leydigcellen (som saknar aromatas).

19 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Fråga 23 (5 poäng): Beskriv spermiernas väg från bildning i testikeln till ejakulation av sperma! Beskriv gångsystemets byggnad i testikeln samt vilka anatomiska strukturer som spermierna/sperman passeras på vägen till urinrörets mynning! (Observera att du inte skall beskriva hur bildningen av spermier/sperma sker.) Använd latinska namn för anatomiska strukturer. Rita gärna! Svar: Spermatozoa produceras i tubuli seminiferi (ca. 500 st). Dessa övergår i raka ändsegment, tubuli recti, vilka i sin tur öppnar sig i ett nätverka av samlingsgångar- rete testis. Ca 20 avförande gångar, ductuli efferenti, lämnar rete tstis apikala pol och bildar förbindelse med caput epididymis. Passage av caput/corpus/cauda epididymis, där spermatozoa potentieras. Cauda epididymis sammanhänger med ductus deferens, som har ett långt och vindlande förlopp genom pelvis. Förenar sig i prostata med vesicula seminalis och bildar ductus ejaculatorius. Seröst sekret från vesiculae seminales ökar vesentligen ejakulatets volym och sänker dess viskositet. Ductus ejaculatorius förenar sig i prostata med pars prostatica urethrae, vari även sker tillblandning av prostatasekret. Ejakulatet utlöper slutligen genom urethra.