MÄNNISKANS FYSIOLOGI HT 2014 REST DELTENTAMEN II, 12 januari 2015

Transkript

1 Namn: Mapp nr Skriv redan vid tentamens början Ditt NAMN & MAPPNUMMER i rutorna ovan. Skriv sedan mappnumret på VARJE sida i tentan (sidorna kommer att separeras före rättning!) AVSNITT: Nervsystem och sinnen Bo Rydqvist 15p ANS Johanna Lanner 3p CNS högre hjärnfunktioner Johanna Nilsson 6p Inlärning minne Peter Århem 3p Syn Peter Århem 6p Motorik Håkan Westerblad 8p Digestion Maria Ahlsén 8p Endokrinologi Maria Ahlsén 12p Sympatoadrenala systemet Carl Johan Sundberg 3p Levern Mia Ydfors 3p Nutrition Mia Ydfors 3p Reproduktion Ulrik Kvist 3p CA-balans Johanna Lanner 3p SUMMA 76p Gräns för VG För Godkänt 65p 51p Vid inlämning av din tenta ska du visa upp giltig fotolegitimation. Läs i början av skrivningstiden igenom samtliga frågor för att kontrollera att de är språkligt begripliga. Om Du finner att någon fråga är så oklart formulerad att Du inte förstår dess innebörd, skall Du be om ett klarläggande vid skrivningens början. SKRIV TYDLIGT! Tydlig stil är en förutsättning för att skrivningen skall kunna bedömas. SKRIVNINGSRESULTAT och ÅTERLÄMNING Mappnummer, poäng och betyg anslås på meddelandesidan på kursens hemsida kl den 29 januari. Tentorna finns sedan att hämta ut på kursexpeditionen samma dag fr o m kl LYCKA TILL! KAROLINSKA INSTITUTET Inst för Fysiologi och Farmakologi Fysiologiundervisningen Tfn

2 Totalpoäng: Betyg: NERVSYSTEM OCH SINNEN (Bo Rydqvist) 1. Vad är skillnaden mellan jämviktspotentialen för Kalium-jonen och vilomembranpotential för en nervcell? (4p) Svar: Jämviktspotentialen för K + är den teoretiska potential där de krafter som påverkar K- jonerna på grund av koncentrationsskillnaden mellan och insidan av cellen är lika stora som de krafter som påverkar K-jonen på grund av den aktuella. Förutsatt att det existerar en permeabilitet för K +. potentialskillnaden=jämviktspotentialen. Denna potential kan beskrivas med Nernst formel. Vilomembranpotentialen är lik jämviktspotentialen för K + eftersom cellens permeabilitet för K + är mycket stor och koncentration av K + är hög inne i cellen (150 mm) och låg (4 mm) utanför cellen. Vid en exklusiv permeabilitet skulle membranpotentialen i vila således vara ca -95 mv. Nu är permeabiliteten i vila dock inte ideal det finns en liten permeabilitet för Na+ och andra joner vilket leder till att vilomembranpotentialen kommer att bli mer positiv kanske -70 mv. Läckkanalerna kommer att vara lite permeabla för andra joner (främst Na + ). 2. Redogör för de faktorer som bidrar till repolariseringen av aktionspotentialen och varför efterpotentialen kan bli mer negativ än vilomembranpotentialen. (2p) Svar: Repolariseringen sker främst på grund av att Na + -kanalerna har inaktiverats/stängts samt K + -utflöde genom läckkanaler och spänningsaktiverade K + -kanaler. Om antalet spänningsaktiverade K + -kanaler är stort och de fortfarande är öppna då aktionspotentialen är över kommer potentialen att vilja närma sig K + jämviktspotential vilken normal ligger mellan -90 till -100 mv och man får en hyperpolarisering. 2 (14)

3 3. Den synaptiska aktiviteten som konvergerar på en nervcell kommer att summeras för att excitera neuronet. a) Ange den del av neuronet där aktionspotentialen först antas uppträda. Vilka faktorer ligger bakom detta? (1p) b) Två typer av summation förekommer. Ange och förklara vad de innebär. (2p) Svar: a) Normalt uppträder aktionspotentialen först i axon hillock/initialsegmentet. Orsaken till detta antas vara att densiteten av Na-kanaler (och K-kanaler) är hög i denna del varför tröskeln för utlösande av en AP är låg här. b) Temporal och spatial summation. Temporal innebär att aktiviteten i t ex en fiber/synaps är så hög att en summation av EPSP:ar sker (Beroende av membranens tidskonstant). Den spatiala innebär att synapser på många olika platser summeras. (längdkonstanten för membranen av betydelse i detta fall). 4. I huden finns ett antal olika receptorer för detektion av mekaniska stimuli. Varför har man receptorer med snabbt och långsamt adapterande karakteristika? (1p) Svar: Den taktila förmågan kräver både dynamisk och statisk känslighet för att kunna utnyttjas till fullo. 3 (14)

4 5. Redogör för skillnaden mellan projicerad smärta och refererad smärta och ge ett exempel på vardera. (3p) Svar: Projicerad smärta föreligger vid påverkan (skada) av en smärtnerv. Smärtan kommer då att uppträda i nervens innervationsområde. Exempel på detta är retning av en nervrot i kanalen mellan två kotor t.ex. ischiassmärta. Vid diskbråck kan detta förekomma. Änkestöt är ett annat klassiskt exempel. Refererad smärta är associerad med nociceptiv smärta. Förklaras genom att ryggmärgsneuron eller andra centrala neuron tar emot smärtsignaler från hud och inre organ. Vid skada på det inre organet kommer smärtan att förläggas i det hudområde som är det receptoriska fältet för det centrala neuronet. Exempel är hjärtsmärta som förläggs inte bara till hjärttrakten utan upp mot halsen och ut i vänster arm. Teorin kallas konvergensteorin. Smärtfibrer från olika ställen konvergerar på ett centralt neuron. 6. Redogör för hur ljuskvanta omvandlas till elektriska signaler i näthinnans stavar. Ange också hur syncellens potential förändras vid ljusstimulering. (2p) Svar: Ljus leder till en omvandling av synpigmentet (rhodopsin) där vitamin-a aldehydel går från cis till transform. Rhodopsinet som då ändrar konfiguration påverkar ett G-protein (transducin) som aktiverar ett fosfodiesteras som omvandlar cykliskt GMP (c-gmp) till 5 -GMP. Eftersom c- GMP håller en Na-kanal öppen kommer denna Na-kanal att stängas då halten c-gmp minskar. Minskad Na-permeabilitet leder till att cellen hyperpolariserar dvs. ljusretning leder till en hyperpolariserande receptorpotential. 4 (14)

5 ANS (Johanna Lanner) 7. Autonoma nervsystemet. Förklara hur aktivering av sympatikus kan påverka flera målorgan samtidigt. (3p) Svar: Korta preganglionära neuron där t.ex. omkoppling i sympatiska gränssträngen leder till många postganglionära neuron divergens till många organ. Adrenalin frisätts från blodbanan och sprids i hela systemet Många organ/celler som har receptorer för noradrenalin/adrenalin/acetylkolin 5 (14)

6 NERVSYSTEMET HÖGRE HJÄRNFUNKTIONER (Johanna Nilsson) CNS: 8. Elektriska signaler från olika sensoriska system når neocortex och kan registreras exempelvis med metoder som EEG (elektroencefalografi) och MEG (magnetoencefalografi). a) Ange i vilken lob som primärarean för: - syn - hörsel - känsel (somatosensorik) - smak finns. (2p) b) I vilken parig grupp av kärnor kopplas de sensoriska signalerna om innan de når neocortex? (1p) c) Luktsinnet är speciellt i detta sammanhang. På vilket sätt? (1p) d) Talapparaten och språkförståelsen styrs från olika barkareor. Var finner vi dessa och vad kallas de? (2p) Svar: a) Occipital-, temporal-, parietal- resp. den insulära loben. (Den insulära loben är en del av frontal, temporal och parietalloben). b) Thalamus. c) Luktsignaler når sin primära barkarea utan att passera thalamus. Vissa luktbanor når sedan frontalobens bark via thalamus. d) I vänster frontal- resp temporalloben. Brocas area resp. Wernickes area. 6 (14)

7 NERVSYSTEMET SENSORIK, SYN (Peter Århem) 9. Komplexa avbildande ögon har utvecklats 50 till 100 gånger i jordens historia. De verkar ha först utvecklats under tidsperioden kambrium för 540 miljoner år sedan. I några av dessa ögon finner vi retina-liknande strukturer med fotoreceptorer. a) Vilka två typer av fotoreceptorer finns hos människa? (1p) b) Vilka celler i retina bildar synnerven? (1p) c) Beskriv vad som händer när en fotoreceptor i retina träffas av en ström av fotoner och vilka konsekvenser detta får för transmittor-frisättningen. (4p) Svar: a) Tappar och stavar. b) Ganglieceller. c) Fotoner aktiverar opsin, som aktiverar ett G-protein, som aktiverar ett enzym som bryter ned cgmp. Detta leder till att kanaler som aktiveras av cgmp (CNG-kanaler) stängs och membranspänningen sjunker (cellerna hyperpolariseras). NERVSYSTEMET INLÄRNING, MINNE (Peter Århem) 10. Henry Gustav Molaison (HM) och hans minnesförlust är det mest studerade fallet i neuropsykologins historia opererades de mediala delarna av HM:s temporallober bort. Efter operationen drabbades HM av grav anterograd amnesi (kunde inte bilda nya minnen) men hade intakt deklarativt minne för tiden före 1953, intakt procedurminne och intakt arbetsminne. Vilka slutsatser kan vi dra av detta vad gäller minnesmekanismernas anatomi? (3p) Svar: Att mediala temporalloberna (hippocampi) är viktiga för konsolidering av långtidsminnen, att deklarativa minnen inte är lokaliserade i mediala temporalloben, inte heller procedur- eller arbetsminnen. 7 (14)

8 NERVSYSTEMET MOTORIK (Håkan Westerblad) 11. Vilken funktion har troponin-tropomyosin i skelettmuskelcellen? (2p) Svar: Reglerprotein. När Ca2+ binds till troponin kommer tropomyosin att flytta sig från myosins bindningsställen på aktin, varvid korsbryggorna kan börja arbeta och muskelcellen kontraheras. 12. Varför går det lättare att cykla på en cykel med växlar än en utan? (2p) Svar: Man kan variera motståndet så att man får ut maximal mekanisk effekt ur muskelcellerna. Se Fig i Lännergren m.fl. 13. Vilka delar av kroppen har störst representation i storhjärnans primära motorbark? Varför? (2p) Svar: Handens muskler och muskler som har med talet att göra. Dessa kräver finstämda rörelser och viljemässig kontroll. 14. Gången styrs till stor del av ett motoriskt program som finns i ryggmärgen. Nämn fördelar och en möjlig nackdel med denna typ av styrning. (2p) Svar: T ex går snabbare, blir mer precist och högre centra avlastas. Nackdel: svårt att korrigera om programmet inte fungerar optimalt (måste programmeras om t ex vid tågång). 8 (14)

9 DIGESTION (Maria Ahlsén) Summa poäng: (detta avsnitt) 15. Vilken funktion har vätekarbonatjoner från bukspottkörteln? (1p) Svar: De neutraliserar det sura magsäcksinnehållet i duodenum. 16. Hur regleras magsäckens tömning (vad snabbar på tömning och vad gör den långsammare)? (4p) Svar: Snabbare tömning: utvidgning av magsäcken och peptider i magsäcken. Långsammare tömning: hög peptidkoncentration, högt tryck, hög osmolaritet, lågt ph, högt fettinnehåll. 17. Var i magtarmkanalen bryts proteiner ned, till vad, och var sker upptaget? (3p) Svar: Nedbrytning mha pepsin i magsäck och i tunntarm. Nedbrytning till aminosyror. Upptaget sker i tunntarmen. 9 (14)

10 ENDOKRINOLOGI (Maria Ahlsén) 18. Ge exempel på ett hormon som produceras i binjurebarken och ett hormon som produceras i binjuremärgen. Beskriv även effekterna av de två hormon du har valt. (4p) Svar: Bark: aldosteron, kortisol och androgener Märg: katekolaminerna adrenalin och noradrenalin Aldosteron höjer bt genom ökad natriumreabsorption, kortisol t.ex. antiinflammatoriskt och höjer blodnivåer av glukos, fettsyror och aminosyror, androgener störst effekt på kvinnor ger t.ex. könsbehåring. Adrenalin och noradrenalin är stresshormoner som t.ex. ökar hjärtats mv, styr om blodflöde till muskulaturen, höjer bt, ökar fettsyra- och glukoskoncentration i blodet. 19. Vilka funktioner har (hormoners) transportproteiner? (3p) Svar: De fungerar som buffert, ökar halveringstid, gör dem mer vattenlösliga. 20. Vilken av kortisols effekter gör att det används i behandlingen av kroniska, inflammatoriska sjukdomar? (1p) Svar: Den antiinflammatoriska. 21. Ge exempel på hormoner vars effekt är en höjning av blodglukoskoncentrationen. (3p) Svar: Glukagon, GH, adrenalin. 22. Var bildas hormonerna som frisätts från hypofysens baklob? (1p) Svar: I neuroendokrina celler i hypotalamus. 10 (14)

11 SYMPATOADRENALA SYSTEMET (Carl Johan Sundberg) 23. Redogör för det sympato-adrenala systemets anatomi. (3p) Svar: 11 (14)

12 LEVERN (Mia Ydfors) 24. Levern är uppdelad i mindre enheter, vad kallas dessa? Beskriv de strukturer som ingår och hur dessa är organiserade. (3p) Svar: Leverlobuli, beskrivning av portatriad ska ingå i svaret. NUTRITION (Mia Ydfors) 25. Förklara kort begreppen energi- och näringstäthet. (3p) Svar: Energitäthet: mkt energi / mängd, behöver inte betyda näringsrik. Näringstäthet: mkt näring / mängd. 12 (14)

13 REPRODUKTION (Ulrik Kvist) 26. Redogör för den så kallade blod-testis barriären. Vilka celler deltar och vad är den biologiska betydelsen av denna barriär? (3p) Svar: Byggs upp av testosteronproducerande ledig-celler och sertoliceller som uttrycker testosteronbindande proteiner. Detta gör att testosteronet som bildas i ledigcellerna i hög utsträckning binds i sertolicellerna och leder till en mångdubbelt högre koncentration av testosteron i testikeln jämfört med blod. Den höga testosteronkoncentrationen är nödvändig för utmognaden av spermier. 13 (14)

14 CA-BALANS (Johanna Lanner) Summa poäng: (detta avsnitt) 27. Vitamin D är viktigt för att reglera och kontrollera Ca 2+ balansen. a) Trots att det heter vitamin D så är det ett hormon, vilken typ av hormon är vitamin D? (1p) b) Var finns det enzym som konverterar det biologiskt inaktiva kalcidiol till den biologiskt aktiva formen kalcitriol? (1p) c) Vilket är det primära organet som kalcitriol påverkar för att snabbt öka extracellulärkoncentrationen av Ca 2+? (1p) Svar: a) Steroidhormon b) Njurarna c) Mag-tarm 14 (14)