Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen

Transkript

1 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Lisa har middag för sina kurskamrater. En av middagsgästerna är en japansk utbytesstudent, Nanako. Efter välkomstdrinken serveras vin till maten och avec till kaffet. Nanako känner av alkoholen redan efter välkomstdrinken till skillnad från de svenska middaggsgästerna som verkar tåla hur mycket som helst. Lisa berättar att det förmodligen beror på att japaner har brist på alkoholdehydrogenas som bryter ned alkoholen och att Nanako därför måste vara försiktig och dricka väldigt måttligt. Se det som en fördel säger Lisa, svenskar dricker ibland alldeles för mycket alkohol vilket efter en tid kan ge upphov till permanenta skador i ibland annat levern. För stort intag av alkohol, vilket innebär mer än ett par öl om dagen, ger upphov till fettupplagring i leverns hepatocyter. När etanol metaboliseras sker det i följande förenklade processer: CH 3 CH 2 OH + NAD -> CH 3 CHO + NADH (alkoholdehydrogenas) CH 3 CHO + NAD -> CH 3 COO- + NADH (aldehyddehydrogenas) Fråga 1 (4 poäng): De två enzymerna som verkar vid nedbrytningen av etanol fungerar som katalysatorer. Beskriv vad det innebär att en kemisk reaktion katalyseras. Svar:

2 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Fråga 2 (3 poäng): När man mäter ovanstående reaktion katalyserad av aldehyddehydrogenas kan man definiera Vmax. Vad innebär Vmax. Svar:

3 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Fråga3 (8 poäng): Utifrån dina kunskaper om intermediärmetabolismen förklara hur etanol kan tvinga fram fettupplagring i cellerna. Svar:

4 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Som tidigare nämnts så sker nedbrytningen av alkohol i flera steg och ett av de verksamma enzymen är aldehyd-dehydrogenas (ALDH). I tabellen finns uppgifter om olika varianter av ALDH. Fråga 4 (2 poäng): Tolka informationen i tabellen avseende ALDH2 och förklara så bra du kan vad du kommer fram till. Svar: Genvarianten ALDH2*2 har betydligt högre K m för NAD + än 1-varianten, vilket betyder att enzymet som kodas av ALDH21 har större affinitet för NAD + (affiniteten för acetaldehyd är däremot densamma). Detta betyder att individer som uttrycker ALDH2*2 allelen kommer att vara sämre på att bryta ner acetaldehyd än personer som är homozygota för ALDH2*1 allelen.

5 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Genen ALDH2 omfattar baspar och består av 13 exon och 12 intron. Gentranskriptet omfattar 2398 baser och proteinet byggs upp av 517 aminosyror. Enzymet är verksamt i form av en homotetramer. Nedan visas gensekvensen som transkriberas samt den genetiska koden. 1 ACCTCGTTCATCTCCTTCACCTCCGAAATGATCTCGCTTTTGGGTTTACGGCCGGTCTCT 61 TCACCTGGAGCATCAGCCGGGAAGGTCAGGGTCGCCCTGGCTCGGGCCTGTTCACATTGG 121 GGTCAAAGGCACACATTGGGGGCTCAACCAAGGCGAGCTGCGTTCGCGGGGCCGGGTCTT 181 TCCGCACAGGCGGAGGGCGGTGGCGGGCGCGGAGGCGTCGCGCGAGCCAGGGGGCAGCCA 241 CGGGCCGGGGGTACCTAGCGCCACCCGCTTCGCTTGCATCAGCTGCGCGCCCCATCCCGA 301 GGAATGGTAGAGGCAGCCCCGCCCCCGGCCCGCCCCCGCCTTTCCATTGGCTGCCGCGCG 361 GGGCGGGGAGCGGGGTCGGCTCAGTGGCCCTGAGACCCTAGCTCTGCTCTCGGTCCGCTC 421 GCTGTCCGCTAGCCCGCTGCGATGTTGCGCGCTGCCGCCCGCTTCGGGCCCCGCCTGGGC 481 CGCCGCCTCTTGTCAGCCGCCGCCACCCAGGCCGTGCCTGCCCCCAACCAGCAGCCCGAG 541 GTCTTCTGCAACCAGATTTTCATAAACAATGAATGGCACGATGCCGTCAGCAGGAAAACA 601 TTCCCCACCGTCAATCCGTCCACTGGAGAGGTCATCTGTCAGGTAGCTGAAGGGGACAAG 661 GAAGATGTGGACAAGGCAGTGAAGGCCGCCCGGGCCGCCTTCCAGCTGGGCTCACCTTGG 721 CGCCGCATGGACGCATCACACAGGGGCCGGCTGCTGAACCGCCTGGCCGATCTGATCGAG 781 CGGGACCGGACCTACCTGGCGGCCTTGGAGACCCTGGACAATGGCAAGCCCTATGTCATC 841 TCCTACCTGGTGGATTTGGACATGGTCCTCAAATGTCTCCGGTATTATGCCGGCTGGGCT 901 GATAAGTACCACGGGAAAACCATCCCCATTGACGGAGACTTCTTCAGCTACACACGCCAT 961 GAACCTGTGGGGGTGTGCGGGCAGATCATTCCGTGGAATTTCCCGCTCCTGATGCAAGCA 1021 TGGAAGCTGGGCCCAGCCTTGGCAACTGGAAACGTGGTTGTGATGAAGGTAGCTGAGCAG 1081 ACACCCCTCACCGCCCTCTATGTGGCCAACCTGATCAAGGAGGCTGGCTTTCCCCCTGGT 1141 GTGGTCAACATTGTGCCTGGATTTGGCCCCACGGCTGGGGCCGCCATTGCCTCCCATGAG 1201 GATGTGGACAAAGTGGCATTCACAGGCTCCACTGAGATTGGCCGCGTAATCCAGGTTGCT 1261 GCTGGGAGCAGCAACCTCAAGAGAGTGACCTTGGAGCTGGGGGGGAAGAGCCCCAACATC 1321 ATCATGTCAGATGCCGATATGGATTGGGCCGTGGAACAGGCCCACTTCGCCCTGTTCTTC 1381 AACCAGGGCCAGTGCTGCTGTGCCGGCTCCCGGACCTTCGTGCAGGAGGACATCTATGAT 1441 GAGTTTGTGGAGCGGAGCGTTGCCCGGGCCAAGTCTCGGGTGGTCGGGAACCCCTTTGAT 1501 AGCAAGACCGAGCAGGGGCCGCAGGTGGATGAAACTCAGTTTAAGAAGATCCTCGGCTAC 1561 ATCAACACGGGGAAGCAAGAGGGGGCGAAGCTGCTGTGTGGTGGGGGCATTGCTGCTGAC 1621 CGTGGTTACTTCATCCAGCCCACTGTGTTTGGAGATGTGCAGGATGGCATGACCATCGCC 1681 AAGGAGGAGATCTTCGGGCCAGTGATGCAGATCCTGAAGTTCAAGACCATAGAGGAGGTT 1741 GTTGGGAGAGCCAACAATTCCACGTACGGGCTGGCCGCAGCTGTCTTCACAAAGGATTTG 1801 GACAAGGCCAATTACCTGTCCCAGGCCCTCCAGGCGGGCACTGTGTGGGTCAACTGCTAT 1861 GATGTGTTTGGAGCCCAGTCACCCTTTGGTGGCTACAAGATGTCGGGGAGTGGCCGGGAG 1921 TTGGGCGAGTACGGGCTGCAGGCATACACTGAAGTGAAAACTGTCACAGTCAAAGTGCCT 1981 CAGAAGAACTCATAAGAATCATGCAAGCTTCCTCCCTCAGCCATTGATGGAAAGTTCAGC 2041 AAGATCAGCAACAAAACCAAGAAAAATGATCCTTGCGTGCTGAATATCTGAAAAGAGAAA 2101 TTTTTCCTACAAAATCTCTTGGGTCAAGAAAGTTCTAGAATTTGAATTGATAAACATGGT 2161 GGGTTGGCTGAGGGTAAGAGTATATGAGGAACCTTTTAAACGACAACAATACTGCTAGCT 2221 TTCAGGATGATTTTTAAAAAATAGATTCAAATGTGTTATCCTCTCTCTGAAACGCTTCCT 2281 ATAACTCGAGTTTATAGGGGAAGAAAAAGCTATTGTTTACAATTATATCACCATTAAGGC 2341 AACTGCTACACCCTGCTTTGTATTCTGGGCTAAGATTCATTAAAAACTAGCTGCTCTT

6 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Fråga 5 (1 poäng): Vilken är den första aminosyran i proteinet? Svar: Metionin som kodas av ATG (AUG). Nästa aminosyra är leucin och eftersom metioninet ofta faller bort, så är leucin också att betrakta som rätt svar

7 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen En genetisk polymorfism i ALDH2 innebär att G har ersatts med A i första positionen av kodon 504. Fråga 6 (2 poäng): Vad innebär basbytet för aminosyrasekvensen? Svar: Om man utgår från stoppkodenet och räknar bakifrån från aa 517 så finner man att kodon 504 är GAA och varianten blir då AAA. Detta motsvarar ett aminosyraskift: Glu > Lys

8 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen A-allelen är förknippad med betydligt sämre enzymatisk aktivitet jämfört med G-allelen. Intressant nog visar heterozygota (dvs genotypen GA) i stort sett samma låga enzymaktivitet som de som är homozygota för A-allelen (AA). Fråga 7 (2 poäng): Hur kan det komma sig att heterozygota uppvisar så låg enzymaktivet? Svar: I informationen om genen framgår att enzymet är verksamt som homotetramer. Heterozygota individer (genotypen GA) kommer att tillverka protein med båda allelerna som mall, vilket gör att en överväldigande majoritet av tetramererna kommer att ha minst en enhet från A-allelen. Troligen fungerar inte tetrameren optimalt om inte alla enheterna är av G-typ.

9 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Fråga 8 (4 poäng): Anta att du vill testa om du är bärare av A-allelen. Beskriv utförligt hur man med hjälp av ett blodprov kan genomföra ett sådant test. Svar: Isolering av DNA från individens kärnförande celler (blod, hud munskrap etc) vanligen med standardtekniker, som proteindigestion, extraktion och etanolfällning eller något kommersiellt kit. Till DNA provet blandas primer (oligonuleotider av DNA ca 20 bp långa) som flankerar gen eller DNA segment av intresse och är komplementära till DNA strängarna, tillmagnesiumklorid, Taq polymeras (värmestabilt DNA polymeras) och buffert. (Det är viktigt att primers är komplementära till var sin DNA sträng och att riktningen är sådan att primerns 5 ->3 går mot varandra när primern annealar till DNA strängen). Provblandningen placeras i ett värmeblock där temperaturen kan höjas och sänkas enligt; 95 i ca 30 sek efter initial denaturering i 3-5 min vid 95 (separerar DNA strängarna genom att bryta vätebindningar) i ca 30 sek för annealing av primer till enkelsträngade DNA 72 i 30 sek (om PCR produkten är mellan bp lång) för elongering av primer. Detta upprepas ggr och ger miljonfaldig ökning av det DNA segment som begränsas av primer. För att identifiera ett basparsutbyte kan man t ex använda ett restriktionsenzym som känner igen en viss nukleotidsekvens där den polymorfa basen ingår och som då klipper/inte klipper PCR fragmenet i två bitar. DNA bitarna separeras efter storlek med elektrofores och utifrån mönstret och storlekar på DNA bitarna kan man avgöra om den polymorfa nukleotiden funnits hos individens DNA i heterozygot eller homozygot form.

10 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Fråga 9 (8 poäng): Hur mycket av specifika proteiner som uttrycks i cellen kan i princip regleras genom att öka tillverkningen eller att minska nedbrytningen och detta på flera olika nivåer. Redogör och beskriv mekanismerna för principiellt olika sätt för cellen att minska gen/proteinuttrycket. Svar: Hypermetylering av promotor och deacetylering av histoner för att stänga av gentranskription och åstadkomma ett kompaktare, icke-avläsbart DNA. Blockering av transkription genom repressorer RNA interferens och degradation av mrna. Ubiquitinering av protein och proteasomal degradation.ex deacetylering av histoner åstadkomma ett kompaktare, icke-avläsbart DNA som gör att transkriptionsfaktorer och reglerande proteiner inte kommer åt DNA för transkription och genen uttrycks inte. Hypermetylering CpG sekvenser ( öar ) av promotor (mer permanent avstängning av genexpression som en följd av t ex differentiering) Blockering av transkription genom repressorer (som aktiverande transkriptionsfaktorer fast tvärtom) RNA interferens och degradation av mrna (produktion av små till mrna komplementära RNA sekvenser, ger dubbelsträngat RNA som känns igen av ett proteinkomplex, RISC och mrna degraderas Ubiquitinering (märkning genom addition av flera ubiquitin enheter som är en 76 a.a lång polypeptid) av protein och proteasomal (ett komplex av proteiner med proteas aktivitet) degradation

11 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Missbruk av alkohol kan ge effekter på reproduktionssystemet. Ett exempel är att testosteronnivåerna i blodet sjunker hos män efter långvarig alkoholkonsumtion. Fråga 10 (6 p): LH och FSH påverkar syntesen av könssteroider hos både mannen och kvinnan. Beskriv hur LH och FSH verkar i detta avseende och tydliggör likheter såväl som skillnader mellan mannens och kvinnans steroidsyntes. Svar: Hos både mannen och kvinnan stimulerar LH gonaderna att syntetisera androgener från kolesterol (Leydigcellerna hos mannen respektive Thecacellerna hos kvinnan). Sertoliceller hos mannen respektive granulosaceller hos kvinnan har inte förmågan att producera androgenerna, men båda kan, med hjälp av androgener producerat i granncellerna och aromatas, bilda östradiol och i båda fallen regleras aromatasuttrycket via receptorer för FSH. En annan likhet är HPG-axeln med negativ feed-back, dock med den stora skillnaden att kvinnan har stora cykliska variationer i steroidsyntesen som saknas hos mannen. Ytterligare en skillnad är den progesteronsyntes hos kvinnan som sker i granulosacellerna under den luteala fasen mha LDL-upptag och LH-stimulering. Den för reproduktionen viktiga äggmognaden hos kvinnan respektive spermieproduktionen hos mannen är båda beroende av LH och FSH.

12 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Nedan ser du 2 bilder från ett leverpreparat. Det är olika förstoringar på bilderna. 4p = alla rätt annars 0.5 p / struktur (Färgbild medföljer längst bak, bilaga 1) Fråga 11 (4 poäng): Märk ut centralvenen området för en sinusoid en lobulus ett acinus porta triaden med artär och ven Svar: 4p = alla rätt annars 0.5 p / struktur

13 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Fråga 12 (4 poäng): Ange vilka celler som bygger upp levern samt vilken funktion de olika cellerna har. Svar: Hepatocyt - metabolism, avgiftning proteinsyntes, syntes av gallsalter Kupffercell - makrofag svarar för fagocytos av ämnen som ska elimineras Ito- stellat lipocyt - A-vitamin syntes och lagring Endote cell - bildar diskontinuerligt epitel

14 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Fråga 13 (2 poäng): Levern har både endokrin och en exokrin produktion. Ange ett exempel på respektive produktion. Svar: endokrin IGF I galla exokrin

15 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Innan man kan börja mikroskopera måste man ställa in mikroskopet. Brukligt är att man gör det enligt Köhler belysningsprincip. Fråga 14 (3 poäng): Beskriv hur man gör en inställning enligt Köhler belysningsprincip, samt varför man gör inställningen. Svar: Ställ kondensorn i högsta läge Ställ in preparatet skarpt - använd x 10 objektiv eller mindre Stäng belysningens ljusfältsbländare - så att den ses i mikroskopbilden. Sänk kondensorn så att kanten på ljusfältsbländaren blir skarp. Centrera ljuset om det behövs Öppna ljusfältsbländaren - sprid ljuset Kontrasten justeras med kondensorns aperturbländare

16 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Alkohol kan alltså brytas ned av alkoholdehydrogenas i levern men även till en viss del i magsäcken. Magsäcken kan också absorbera en del av den alkohol som vi dricker och detta går förstås ut i våra blodbanor. Fråga 15 (8 poäng): Ventrikeln är ett mycket välvaskulariserat organ. Förklara hur dess blodförsörjning är uppbyggd (arteriella samt venösa). Utgå från ventrikelns makroanatomiska struktur och använd viktiga landmärken när du beskriver kärlförsörjningen. Rita gärna. Svar: Ventrikeln försörjs av Truncus coeliacus, vilken avgår från aorta (pars abdominalis just under hiatus aroticum i höjd med lumbalkota L1). Truncus coeliacus avger tre huvudgrenar. Nedan anges de kärl från dessa huvudgrenar som försörjer ventrikeln (övriga kärl efterfrågas ej och ger sålunda inte poäng). 1. A. hepatica communis. Denna Avger A. gastrica dx som löper längs curvatura minor och anastomoserar med A. gastrica sin längs curvatura minor. A. hepatica communis avger vidare a. gastroduodenalis, vilken i sin tur avger a. gastroomentalis/gastroepiploica dx (anastomoserar med ~ sin, se under punkt 3). 2. A. gastrica sinistra. Direkt gren från Truncus coeliacus. Förlopp- se ovan. 3. A. splenica/lienalis. Största grenen från Truncus coeliacus. Löper posteriort om pancreas i riktning vänster mot mjälten. Avger A. gastroomentalis/gastroepiploica sin och Aa. gastricae breves. A. gastroomentalis sinistra anastomoserar med a. gastroomentalis dextra längs curvatura major. Aa. gastricae breves utgör korta grenar som försörjer magsäckens fundusregion. PLUS VENÖSA-svar: Vener löper parallellt med artärerna. Vena gastrica sinistra och dextra anastomoserar längs curvatura minor och vena gastroomentalis sinistra och dextra vid curvatura major. Vena gastrica sinistra och dextra tömmer sig i vena porta hepatica. Vena gastroomentalis sinistra och vena gastrica breves tömmer sig i vena splenica som går ihop med vena mesenterica superior som övergår till vena porta. Vena gastroomentalis dextra tömmer sig i vena mesenterica superior.

17 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen En av Lisas middagsgäster väntar barn och dricker ingen alkohol. Detta är klokt eftersom alkoholkonsumtion är klart hälsovådligt för fostret. Alkoholrelaterade utvecklingsrubbningar drabbar så många som 1 av 100 barn och är därmed den vanligaste orsaken till utvecklingsrubbning. Fostret är olika känsligt för störningar vid olika tidpunkter. Generellt är fostret som känsligast under den period då organen anläggs. Fråga 16 (5 poäng): Beskriv hur gastruleringen går till i det mänskliga embryot. Nämn även när det sker. Svar: Gastruleringen startar tidigt i vecka 3 och pågår i vissa delar av embryot in i vecka 4. Den primitiva strimman bildas centralt i epiblastet och epiblastceller vandrar ner genom denna (invagination), ersätter hypoblastet och bildar därmed endodermet. Ytterligare celler vandrar ner och bildar mesodermet (mellan endoderm och epiblast). Det kvarvarande epiblastet kallas nu ektoderm. Alla groddblad bildas således ur epiblast.

18 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Vid exempelvis fosterutveckling gör fostret sig av med bl a transkriptionsfaktorer som inte längre behövs och ibland elimineras hela vävnader (exempelvis hud mellan fingrar eller tår), under handens och fötternas utveckling. En noggrant reglerad nedbrytning av proteiner är en förutsättning för att detta ska ske på rätt sätt. Fråga 17 (10 poäng): Beskriv hur den reglerade proteinnedbrytningen går till i kärnförande celler. Svar: Se föreläsningskompendium "Kvävemetabolism" sid. 1-3 (4)

19 Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen Den allra största andelen av den energi som kroppen omsätter kommer, för de flesta människor, från tre olika näringsämnen. Fråga 18 (4 poäng): Beskriv i grova drag hur dessa tre är uppbyggda och rita en skiss över deras kemiska grundstruktur. Ange även för samtliga tre näringsämnen hur mycket energi kroppen kan utvinna. Svar: 1. Fett (37 kj eller 9 kcal/g). Huvudsakligen triacylglycerol. 2. Kolhydrat (17 kj eller 4 kcal/g). Mono-, di-, polysackarider som är uppbyggda av hexosenheter, ffa glukos, sammanlänkade med glykosidbindningar. 3. Protein (17 kj eller 4 kcal/g). Uppbyggda av ca 20 aminosyror som är sammanlänkade med peptidbindningar.