2. Förteckningen ovan innehåller bland annat fettlösliga och vattenlösliga vitaminer. Ange vilka som hör till respektive kategori.

Transkript

1 Du arbetar som läkare inom ramen för ett biståndsprojekt i ett fattigt land i Afrika. Man försöker där förbättra näringssituationen för kvinnor och barn och man diskuterar att införa ett multivitaminpreparat till alla gravida kvinnor. Du får frågan om Du anser att ett aktuellt preparat har en lämplig sammansättning. Detta visar sig innehålla följande komponenter: Alanine, Alpha-tocopherol, Ascorbic acid, Biotin, Cholecalciferol, Cobalamin, Folic acid, Glutamic acid, Histidine, Nicotinic acid, Panothenic acid, Pyridoxine, Retinol, Riboflavin, Thiamin diphosphate, Valine Alternativt Alanin, alfa-tokoferol, askorbinsyra, biotin, kolekalciferol, kobalamin, folsyra, glutaminsyra, histidin, nikotinsyra, pantotensyra, pyridixin, riboflavin, retinol, tiamindifosfat, valin 1. Vad är ett vitamin? (2p) Svar: Ett organiskt ämne som ej ger energi, som är livsnödvändigt i små mängder men som ej kan tillverkas i kroppen och som således måste tillföras via födan. 2. Förteckningen ovan innehåller bland annat fettlösliga och vattenlösliga vitaminer. Ange vilka som hör till respektive kategori. (2p) Svar: Alfa-tokoferol, Kolekalciferol, Retinol (fettlösliga); Askorbinsyra, Biotin, Kobalamin, Folsyra, Nikotinsyra, Pantotensyra, Pyridoxin, Riboflavin, Tiamin (vattenlösliga) 3. Vilka av de vitaminer som anges ovan är toxiska i höga doser? (2p) Svar: Kolekalciferol, Retinol 4. För en del vitaminer anges rekommenderat intag ibland i förhållande till energiintaget. Orsaken är att vitaminer ofta fungerar som kofaktorer i metabolismen av energigivande näringsämnen. Ge tre exempel på sådana vitaminer. ( 2 p) Svar: Thiamin, Riboflavin, Niacin, Pyridoxin, Biotin, Pantotensyra, 5. Välj ett av de tre alternativ som Du föreslagit och beskriv hur just detta vitamin fungerar i metabolismen. (3p) 6. I födan förekommer flera föreningar som kan tillgodose kroppens behov av vitamin A. Berätta översiktligt vilka dessa föreningar är, var i födan de förekommer och vilken betydelse de har för kosten näringsmässiga kvalité. (2p) Svar: Retinol (animaliska livsmedel), betakaroten (vegetabila livsmedel, fr a vissa grönsaker), samt vissa övriga karotenoider (vegetabila livsmedel). Retinol har den högsta vitamin A aktiviteten, ca 6 ggr motsvarande aktivitet hos betakaroten. Karotenoider har ännu lägre vitamin A aktivitet än betakaroten men fungerar tillsammans med karoten som antioxidantia i kosten.

2 7. Brist på vitamin A kan ge många olika symptom. Detta beror på att vitaminet har betydelse för flera olika funktioner och processer i kroppen. Kunskapen om dessa är dock ännu ofullständig. Ange två funktioner eller processer i kroppen där vitaminet har en central roll och där man känner dess verkningsmekanism. (1p) Svar: Mörkeradaptation, Celldifferentiering 8. En av vitamin As fysiologiska funktion är analog med steroidhormoners verkan. Förklara hur vitaminet utövar sin funktion på molekylär nivå i detta avseende. (4p) Svar: Det finns två uppsättningar receptorer för vitamin A syra (retinoic acid) i cellkärnan. Dessa kallas RAR och RXR. Varje receptoruppsättning förekommer i tre olika former; alfa, beta och gamma. Varje receptor har sex domäner som tycks vara involverade då gener transkriberas. RAR och RXR receptorerna binder olika former av vitamin A molekylen. RXR receptorerna kan bilda dimerer med sig själva, med RAR, med vitamin D receptorn, trijodthyronine-recptorn och med flera andra transkriptionsfaktorer. Detta aktiverar vanligen uttrycket av gener. RAR receptorerna kan emellertid också inhibera genuttryck. Således kan isomerer av vitamin A syra, i samspel med sina nukleära receptorer, såväl stimulera som inhibera uttryck av gener. August Andree försökte att ta sig till Nordpolen med en gasballong. Besättning bestod av Andrée själv, studenten och fotografen Nils Strindberg och vetenskapsmannen Knut Fraenkel. Efter en strapatsrik resa anlände gruppen den 5 oktober 1896 till Vitön. Dessvärre var troligtvis alla avlidna redan efter några veckor. Orsaken till varför expeditionens medlemmar dog har rönt mycken uppmärksamhet och det spekulerades länge i om de kunde vara vitamin A förgiftning vilken skulle bero på att de ätit isbjörnslever. Så var ej fallet, men vitamin A återfinns i levern. 9. Beskriv leverns histologiska uppbyggnad. Rita gärna! 4P Svar ska bl.a. innehålla celltyper och bild som visar på cellernas inbördes placering, acinus-lobulus, gall canaliculus, disses spalt 10. Levern är anatomiskt uppdelad i lober. Rita och namnge dessa. (2 p) Svar: Lobus; sin, dx, caudatus, quadratus. 11a. Två kärl för blod till levern. Vad heter dessa? Vad skiljer dem i funktion? (3 p) Svar: A hepatica propria, v. porta. Syrerikt blod i artären, syrefattigt men näringsrikt blod från tarmarna i portavenen. 11 b. Det ena av de två kärlen stammar från aorta. Namnge de kärl som blodet från aorta passerar fram till levern. Namge även artären som försörjer gallblåsan. (2 p, ½ p för varje rätt svar) Svar: Truncus Coeliacus, A. Hepatica communis, A. hepatica propria, a. cystica 11 c.kärlen löper i en anatomisk struktur, vad heter den? (1 p)

3 Svar: Lig. Hepatoduodenale 11 d. Denna struktur är en embrylogisk rest av en större struktur. Vad heter den? (1 p) Svar: Mesenterium ventrale 12 Att levern bildas framåt och inte bakåt mot ryggraden beror på ett fenomen som är mycket vanligt då kroppens organ anläggs. Vad är orsaken till att levern i normalfallet inte utvecklas bak mot ryggen? (1 p) Svar: Närliggande celler i de septum transversum och i det kardiella anlaget inducerar kompetens till leveranlaget att bildas. Afrika liksom många utvecklingsländer uppvisar extremer i levnadsförhållanden, samtidigt som många lever under knappa omständigheter och svält har en växande befolkning västerländska matvanor kombinerat med minimal fysisk ansträngning. Fetma och dess följdsjukdom typ 2 diabetes ökar därför snabbt. Fetma beror naturligtvis på en obalans mellan energiintag och energiförbrukning. 13. I vilka former kan ett överskott på kolhydrater (glukos) lagras upp i kroppen? (1p) Svar: glykogen och triacylglycerol 14. I vilka former kan ett överskott på fett (fettsyror) lagras upp i kroppen? (1p) Svar: Triacylglycerol 15. Beskriv hur ett överskott på kolhydrater (dvs glukos) kan omvandlas till fett för upplagring. (6p) Svar: Via glykolysen och pyruvatdehydrogenas omvandlas glukos till acetyl-coa och vidare till citrat som kan transporteras ut ur mitokondrien för fettsyrasyntes i cytosolen. Citrat klyvs med CoA och ger acetyl-coa som karboxyleras till malonyl- CoA i det hastighetsbegränsande steget i fettsyrasyntesen. Malonyl-CoA avger en acetylgrupp till enzymkomplexet fettsyrasyntetas som redan har bundit en acetylgrupp. Acetylgrupperna kondenseras, reduceras, vatten tas bort, reduceras igen och en fyra kolatomer lång fettsyra sitter kopplad till fettsyrasyntetaset. Fettsyrasyntetaset upprepar denna process tills en 16 kolatomer lång fettsyra sitter förestrad till enzymet, varvid fettsyran hydrolyseras av. Till denna syntes åtgår energi, huvudsakligen i form av NADPH. Fettsyrorna förestras med glycerol till triacylglycerol som är upplagringsformen. Förestringen till glycerol kräver glycerol-fosfat som erhålles ur glykolysen. 16. Vanligare och allvarligare än kaloribrist är proteinbrist i fattiga länder. Vissa aminosyror är essentiella och våra celler saknar förmåga att syntetisera dessa, övriga aminosyror kan våra celler syntetisera med utnyttjande av kolskelett från bl.a. intermediärer i citronsyracykeln. Beskriv var aminogrupperna kommer ifrån och hur de överförs till kolskelettet för att syntetisera aminosyror. (5p)

4 Svar: Aminogrupperna kommer från aminosyror, dvs från proteiner som vi ursprungligen får via födan (människor, liksom alla andra djur och de flesta organismer kan inte fixera kväve). Till största delen överförs aminogruppen från en aminosyra till olika alfa-ketosyror, katalyserat av transaminaser (Finns detaljerat beskrivet i läroböckerna). Enzymet glutamatdehydrogenas kan också använda NH 4 + för att direkt aminera alfaketoglutarat tilll glutamat genom en reduktion som involverar NADH + H Beskriv den process som förser citronsyracykeln med intermediärer för aminosyrasyntes. (5p) Svar: När citronsyracykelns intermediärer används som substrat för aminosyrasyntes (tex aminering av alfa-ketoglutarat till glutamat) så dräneras citronsyracykeln på intermediärer dvs cellen dräneras på kapacitet i citronsyracykeln. Det är därför viktigt att citronsyracykeln kan fyllas på genom några viktiga sk anapleurotiska syntesvägar för att bilda oxalacetat: 1) pyruvat karboxylas katalyserar pyruvat + CO2 + ATP + H20 ger oxalacetat + ADP + Pi 2) fosfoenolpyruvat karboxykinas katalyserar fosfoenolpyruvat + CO2 + GDP ger oxalacetat + GTP Dessutom kan andra aminosyror, som ger citronsyracykelintermediärer vid deaminering (och eventuell vidare modifiering), som påfyllare av citronsyracykeln, men det ger inget nettotillskott av kolskelett. OBS notera att acetyl-coa och de metaboliter som omvandlas till acetyl-coa aldrig bidrar med kol till citronsyracykeln! Cystisk fibros upptäcks ofta redan hos det lilla barnet som visar symtom på rethosta med segt slem, luftvägsinfektioner och gastrointestinala problem. Även om förekomsten är låg så tillhör sjukdomen de vanligaste i gruppen ärftliga sjukdomar med allvarliga konsekvenser. 18. Trots att barn med cystisk fibros förr i tiden avled tidigt i livet och trots att sjukdomen ofta är förenad med infertilitet så lever denna ärftliga sjukdom, liksom många andra, vidare i befolkningen. Fråga : Förklara hur detta är möjligt. (2p) Sjukdomen ärvs autosomalt, recessivt, dvs många är bärare av sjukdomsgenen och kan föra den vidare till avkomman utan att själva bli sjuka. Cystisk fibros är oftast förenat med infertilitet. Hos mannen beror detta på att transporten av spermierna inte fungerar normalt. 19 Fråga: Spermierna har en förmåga till rörelse. Hur går denna till? Vilka strukturer i spermien möjliggör dess rörelse? (3p)

5 Spermien (humana) har 2 st centrioler, varav den ena har bildat spermiesvansen, svansen är en sk flagell bestående av 2 x 9 tubulipar (axonem); med hjälp av ett ATP:as i dyneinarmarna frigörs energi och tubulintrådarna i svansen klättrar på varandra så att svansen rörs. Den humana spermien har 8-12 hopkopplade mitokondrier i sitt mellanstycke, vilka förser spermiesvansens tubulin med ATP. Vid Kartageners syndrom saknas dyneinarmarna, vilket ger orörliga cilier (och givetvis orörliga spermier = sterilitet). 20 Fråga; Hur, genom vilka fysiologiska skeenden, transporteras spermierna hos mannen? (2p) Efter fullgången spermatogenes (60-70 dagar) transporteras spermier från testiklar till bitestiklar (epididymis) med peristaltiska rörelser, för ytterliggare biokemisk mognad och lagring (transport: caput till cauda ca 1 vecka). Spermielagring i cauda är beroende av normal androgennivå och låg temperatur; lagringstid på 7-10 dagar är optimal, längre tider påverkar befruktning och embryonalutveckling negativt. Tömning av spermier från cauda är nervöst reglerad. Vid sexuell stimulering till orgasm utlöses en serie reflexer som slutar med ejakulation av sperma. Sädesledarens vägg innehåller 3 skikt av glatt muskulatur. Sympatisk adrenerg stimulering av alfa-1 receptorer utlöser en masskontraktion som sekundsnabbt transporterar spermier från distala cauda (epididymis) till uretra. Tömningen är normalt välkontrollerad och sker stötvis i en bestämd tågordning. Den första fraktionen är rik på spermier och prostatasekret medan de senare fraktionerna innehåller mest sekret från sädesblåsorna. Män med agenesi eller atrofi av Wolffska gångsystemet (bitestikel, vas deferens och sädesblåsor) har ofta cystisk fibros. Spermaprovet har ringa volym, innehåller huvudsakligen surt och zinkrikt prostatasekret och visar därför lågt ph, rikligt med zink samt saknar spermier och fruktos (= markör för sädesblåsorna). 21. Fråga: Vad består sädesvätskan (sperman) normalt av, var bildas de olika beståndsdelarna och vilken funktion har de? (3p) Spermans sammansättning: Sädesblåsesekret (60%); Prostatasekret (30%); Sekret från bulbouretrala körtlar (< 10%); Sekret från bitestiklar (1%); Spermier (1%) Sädesblåsesekret (t ex): Gelbildande proteiner (semenogelin I+II, fibronektin) koagulerar sperman vid ejakulation Fruktos, fungerar sannolikt som energikälla Prostaglandiner, t ex effekt på spermierörlighet och transport av spermier i kvinnans reproduktionsorgan Prostatasekret (t ex): PSA (prostataspecifikt antigen), spjälkar seminalplasmans gelbildande proteiner (likvefiering av sperman vilket frisätter progressivt rörliga spermier). Prostatafosfatas, biologisk funktion? Zink, stabiliserar spermiens kromatin Citrat, funktion? Bitestikelsekret (t ex):

6 Alfa-glukosidas, avspeglar metobolisk aktivitet i epididymis Semenogelin II Bulbouretrala körtlar Sekretet lubricerar uretra, övrig funktion okänd Spermier: Bildas i spermierören (tubuli seminiferi) i testiklarna. Avger unik haploid arvsmassa till ägget; avlämnar 1 centriol som möjliggör zygotens vidare mitotiska delningar; avger faktorer för differentiering av placenta. Inte bara spermien är beroende av transportfunktioner utan dessa är minst lika viktiga för ägget. Hur transporteras ägget från ovulation till eventuell befruktning? 22. Fråga: Vilka strukturer/skeenden är involverade i transport av ägget från ovulation till ev befruktning? (3p) Vanligtvis, men långt ifrån alltidm adhererar ägget till ytan på ovariet. Fimbrietratten på tuban sveper över ytan. Äggets inträdande i fimbritratten underlättas av små muskelkontraktioner i fimbrietratten. I ägglederaen finns celler med och utan cilier. Cellerna som saknar cilier svarar på hormonell stimulering i likhet med endometriet och har en utpräglad sekretorisk aktivitet vilket sannolikt är nödvändigt för att tillgodose äggets behov av nutritionella faktorer under transporten. De cilieförsedda cellerna slår synkront i riktning mot uterus varför ägget transporteras i denna riktning mot uterus. Ett par som tidigare fått ett barn som drabbats av CF, och som nu väntar sitt andra barn, vill testa hur fostret har ärvt mutationen. En metod som används i det första steget av den genetiska analysen är PCR. 23. Fråga: Vad är PCR? Beskriv hur metoden fungerar. (4p) PCR betyder Polymerase Chain Reaction och används för att mångfaldiga en bestämd sekvens DNA. Komponenter: mål-dna, 2 primrar, termostabilt DNA polymeras, deoxynukleotider. Reaktionen startas med att DNA görs enkelsträngat med värme, temperaturen sänks så att primrar kan binda sig till mål-sekvens och DNA polymeraset startar förlängning av DNAefter en mindre höjning av temperaturen. Den uppkomna DNA produkten separeras från primrarna och hela proceduren upprepas ett flertal gånger (vanligtvis ca 30 gånger). Kopior av olika längd bildas först, men genom konstruktionen med två primrar som gemensamt täcker en bestämd sekvens av DNA erhålles en exponentiell ökning av den önskade produkten. Den vanligaste mutationen vid CF innebär ett bortfall av tre baspar i sjukdomsgenen. 24. Fråga: Beskriv tänkbara konsekvenser på proteinnivå om en godtycklig gen förlorar en sekvens av tre baspar och förlusten berör A) genens kodande sekvens

7 B) en del av ett intron C) genens promotor (4p) A) förlust av en aminosyra (som vid CF), (om förlusten av aminosyran motsvarar startkodonet blir förstås konsekvensen större), förskjutning av läsramen vilket ger helt andra aminosyror efter mutationsstället, vilket också kan leda till ett för tidigt stopp (trunkerat protein). B) Kan påverka splitsling (splicing) och möjligen också transkriptionen (ger ökad/minskad proteinsyntes) eftersom en enhancer ibland kan binda till en intronsekvens C) Om sekvensen är viktig för inbindningen av transkriptionsfaktorer påverkas transkriptionen och därmed mängden protein som bildas genom translation. Genen som är muterad vid CF kodar för proteinet CFTR som bildar en jonkanal. Mutationen orsakar försämrad transport av Cl - -joner. Transport av joner genom jonkanaler är exempel på en transportmekanism över cellmembranet. 25. Fråga: Ge exempel på ytterligare tre sätt för substanser att passera plasmamembranet. Förklara hur det går till och ge exempel på vilka substanser som transporteras via denna mekanism. (6p) Aktiv transport: ATP-beroende membranpumpar för transport av substanser mot koncentrationsgradient t ex socker, polypeptider, polysakarider (naturligtvis även joner men det var givet i frågan) Symporter/antiporter katalyserar transport av molekyl mot koncentrationsgradient som drivs genom transport av en eller flera joner med elektrokemisk gradient t ex Na + -glukos symporter Receptormedierad endocytos: ligand binder till specifik receptor på cellytan varvid plasmamembranet invagineras sker i clathrinrikt område i membranet sk clathrin-coated pits- och formar en transport vesickel. Många hormoner t ex insulin samt LDL transporteras via receptormediera endocytos. Fluid-phase endocytosis eller pinocytos innebär ospecifikt upptag av små droppar extracellulärvätska via clathrin-coated pits som endocyteras. Fagocytos speciell form av endocytos som tillämpas av professionella fagocyter sker genom aktinmedierad invaginering av plasmamembranet för upptag av stora partiklar som t ex bakterier Passiv transport: Passiv diffusion innebär passage över membranet med koncentrationsgradienten utan transportprotein eller energiårgång t ex gaser O 2 och CO 2, små oladdade polära molekyler som etanol och urea Transporters/Carriers är membranproteiner som transporterar med koncentrationsgradient från ena sidan membraner till den andra genom att ändra konformation Faciliterad transport/diffusion membranprotein för passiv transport med koncentrationsgradient för att transportera t ex glukos aminosyror, nukleosider med en koncentrationsgradient (går snabbare än passiv diffusion).

8 26. Redogör för plasmamembranets uppbyggnad. 2P Svar ska innehålla ingående fosfolipider skillnader mellan in och utsida. Många av reproduktionens skeenden är beroende av ett intrikat samspel mellan olika organ. Centralt är då styrningen från hypofys och hypothalamus. 27. Fråga: Vilka hormon bildas i hypofysen överhuvudtaget och hur regleras deras frisättning? (8p) FSH, LH, TSH, ACTH, GH, Prolaktin, oxytocin, ADH Svaret bör inkludera hypothalamiska överordnade hormon som är stimulerande för samtliga framlobshormon utom prolaktin där dopamin har hämmande effekt. Vidare bör neg feed-back diskuteras. För baklobshormonen bör neurosekretionen beskrivas med kärnor i hypothalamus. Olika stimuli som reglerar frisättningen av oxytocin kan krävas men inte samspelet njure-adh då detta inte ingår i terminsmålen. En del peptidhormoner utöver sin effekt med hjälp av tyrosinkinasreceptorer. 28. Fråga: Hur går detta till? (3p) Dessa receptorer är lokaliserade till cellmembranet och har både en extracellulär och en intracellulär del. Liganden/peptidhormonet binder till den extracellulära delen och underlättar dimerisering av receptorer (några typer agerar som tetramerer). Vid dimerisering sker en autofosforylering av tyrosinpositioner i den intracellulära delen och dessa fosfo-tyrosiner utgör bindningsställen för olika proteiner som kan initiera en kaskad av fosforyleringar (olika signalvägar såsom MAP-K, PI3-K, PLC m fl). Den aktiverade tyrosinkinasreceptorn kan även katalysera fosforyleringen av tyrosininnehållande cytoplasmatiska proteiner som deltar i intracellulär signalering.