Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 1(19) Ebba är 28 år och tycker själv att hon lagt på sig lite för mycket de senaste åren och hon har nu ett BMI (Body Mass Index) på 32. Hon är lite bekymrad över detta eftersom hon och hennes partner börjat fundera på att skaffa barn och hon har hört att fetma kan minska möjligheterna att bli gravid. När Ebba jämför vad hon själv äter med vad hennes vänner äter tror hon att de extra kilona beror på att hon äter för mycket kolhydrater, inte minst i form av pasta och bröd. Fråga 1a (1,5 poäng): Kostens kolhydrater kan delas in i tre huvudgrupper. Ange vilka dessa tre grupper är. Svar: sockerarter, stärkelse och kostfibrer Mål: C8, C18
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 2(19) Fråga 1b (7,5 poäng): Beskriv hur kolhydraterna i var och en av dessa tre grupper bryts ned och absorberas i magtarmkanalen. Svaret skall innehålla uppgift om vilka de vanligaste kolhydraterna i födan är och en beskrivning av den kemiska uppbyggnaden som är relevant då man beskriver hur kolhydrater i de tre grupperna digereras och absorberas. Svar: Sockerarter: Laktos, sackaros och glukos är vanliga sockerarter i födan. Laktos (disackarid som består av glukos och galaktos) och sackaros (disackarid som består av glukos och fruktos) sönderdelas av disckaridaser i tunntarmsslemhinnan (borstbrämet). Glukos och galaktos tas upp i tarmen via natriumberoende transportsystem (aktiv transport) medan upptag av fruktos sker via (faciliterad) diffusion. Stärkelse: Stärkelse är en polysackarid, uppbyggd av glukosenheter som är sammanlänkade med bindningar som människans enzymer kan spjälka. Nedbrytningen börjar i munhålan av amylas som finns i saliven. Den fortsätter i tunntarmen under inverkan av amylas från pankreas som sönderdelar glukospolymeren till enheter som består av cirka 5-10 glukosmolekyler. Dessa sönderdelas längre ned i tunntarmen till glukos av enzymer i slemhinnan (borstbrämet). Upptaget av glukos sker enligt ovan. Kostfiber: Kostfiber (cellulosa, hemicellulosa och pektin) är polysackarider uppbyggda av monosackarider, kemiskt bundna till varandra med bindningar som människans matspjälkningsenzymer ej kan hydrolysera. Kostfiber passerar därför igenom tunntarmen och ut i grovtarmen där de delvis metaboliseras av tarmbakterier. Vid denna process bildas kortkedjiga fettsyror (med 2-4 kolatomer) som till stor del tas upp av grovtarmens slemhinna. Mål: C6, C8, C18
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 3(19) För upptag av kolhydrater är epitelcellerna i tarmslemhinnan helt avgörande och omsättningen av dessa celler är stor. För att behålla vävnadshomeostas kommer epitelcellerna efter ett par dagar att dö genom programmerad celldöd (apoptos). Fråga 2 (4 poäng): Apoptosprocessen kan generellt sett starta genom två principiellt skilda mekanismer. Beskriv dessa. Svar: Apoptos kan starta när en ligand binder in till en dödsreceptor (TNF-receptorfamiljen) vilket leder till att ett proteinkomplex (DISC) bildas och aktiverar procaspase-8. En annan väg för apoptosinduktion går genom mitokondrien som frisätter cytokrom c som i sin tur bildar ett proteinkomplex (apoptosomen) med Apaf-1 och aktiverar procaspase-9. Procaspase-8 och -9 är s k initiatorcaspaser och kan sedan starta en kaskadreaktion och aktivera effektorcaspaserna-3, -6 och - 7, vilket leder till degradering/fragmentering av cellen. Mål: C1, C22
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 4(19) Differentierade enterocyter har sitt ursprung i stamceller i kryptorna. Vid celldelning får cellkärnan ett speciellt utseende, mycket beroende på förändringar i cellkärnans kromatin. Kromatinet är dynamiskt och ändrar sig från ett transkriptoriskt inaktivt tillstånd till ett aktivt tillstånd. Fråga 3a (2 poäng): Definiera vad som menas med kromatin strukturellt sett. Svar: a) Kromatin (eg färgbart material) består av DNA samt omgivande proteiner, framför allt basiska histoner.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 5(19) Fråga 3b (4 poäng): Ange några viktiga faktorer som bidrar till dynamiken och hur dessa bidrar till övergången mellan transkriptoriskt aktivt till inaktivt kromatin. Svar: b) Metylering av CpG ställen (5-Metylcytosin) i promotor och regulatoriska delar av genen bidrar till att kromatinet och DNA packas tätt och blir otillgängligt för transkriptionsfaktorer (regulatoriska proteiner) och inhiberad transkription. Metylering liksom demetylering ombesörjs av enzymer (DNMT resp. TET). N-terminala delarna av histoner ( histonsvansar ) består av en rad basiska och hydrofila aminosyror som biokemiskt kan modifieras i olika kombinationer (histonkoden). Generellt kan sägas att metylering av histonsvansen bidrar till ett inaktivt kromatin, medan acetylering bidrar till att kromatinet löses upp och blir tillgängligt för regulatoriska proteiner och transkription (ombesörjs av histon acetyl transferaser, HAT). Deacetyleringav histoner tillsammans med metylering av CpG öar på DNA resulterar att kromatinet packas tätt och inhiberar gentranskription (ombesörjs bl av deacetylaser) Mål: C1, C13, C14
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 6(19) Tarmens ytepitel avgränsas nedåt (mot underliggande vävnad) av ett basalmembran. Fråga 4 (2 poäng): Vad bygger upp basalmembranet och hur förankras epitelcellerna? Svar: Lamina basalis: laminin, entactin, kollagen typ IV. Lamina reticularis: Retikulära fibrer från underliggande bindväv, typ III kollagen. L.B och LR Fästs samman med fibronektin, typ VII-kollagen och mikrofibriller Mål: C2
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 7(19) Fråga 5 (3 poäng): Ett epitels celler sitter också förankrade till varandra. Beskriv vilka olika kopplingar/fogar som finns mellan två närliggande celler och vilka deras funktion är. Svar: Tight junctions, gap junctions, desmosomer, adherence junctions. De täta fogarna (tight junctions), de adherenta fogarna (adherence junctions) och desmosomerna bidrar alla till att hålla ihop två närliggande celler. Nexa (gap junctions) möjliggör kommunikation mellan närliggande celler av små molekyler (<600 Da) och sammanhållningen av celler. Barriärfunktionen mot lumeninnehållet regleras främst av de täta fogarna. Mål: C1, C2, C15, C16, C22
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 8(19) Under en måltid med ett stort intag av kolhydrater så ökar glukoskoncentrationen i blodet. Fråga 6 (4 poäng): Beskriv detaljerat hur den förhöjda blodglukoskoncentrationen under måltid påverkar kontrollen av nedbrytning (glykolys) respektive syntes (glukoneogenes) av glukos i leverns hepatocyter. (OBS! Den hormonella styrningen av glukosmetabolismen efterfrågas inte.) Svar: Glukos, som tagits upp av leverceller, omvandlas till fruktos-6-fosfat som stimulerar ett fosfoprotein fosfatas vilket aktiverar PFK2 delen av bifunktionella enzymet. Detta leder till att fruktos-6-fosfat omvandlas till fruktos-2,6-bis-fosfat som allostert stimulerar PFK-1 (glykolys) respektive hämmar fruktos-1,6-bis-fosfatas (glukoneogenes). Mål: C8, C23
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 9(19) Fråga 7 (4 poäng): För att cellen skall kunna utvinna ATP ur glukos krävs tillgång till flera vitaminer. Nämn två sådana och beskriv vilken funktion var och en av dessa har för just detta ändamål. Svar: Tiamin: Co-faktor för överföring av aldehydgrupper i t.ex. pyruvatdehydrogenas som katalyserar omvandlingen av pyruvat till acetyl-coa. Därmed erhålles en länk mellan glykolysen och citronsyracykeln som ger möjlighet till att fullständigt förbränna glukos. Niacin: Ingår i NAD som är co-faktor i enzymer som katalyserar oxidations- och reduktionsreaktioner och som överför elektroner till den s.k. elektrontransportkjedjan. Denna gör det möjligt att överföra energin i glukos till ATP. Riboflavin: Ingår i FAD som är co-faktor i enzymer som katalyserar oxidations- och reduktionsreaktioner och som överför elektroner till den s.k. elektrontransportkjedjan. Denna gör det möjligt att överföra energin i glukos till ATP. Biotin: Ingår som co-faktor i enzymer som överför karboxylgrupper, t.ex pyruvatkarboxylas. Detta enzym katalyserar bildningen av oxaloacetat fråm pyruvat vilket har betydelse för citronsyracykelns reglering. Pantotensyra: Ingår i CoenzymA och fungerar vid överföring av acylgrupper i t. ex. pyruvatdehydrogenas. Mål: C19, C23
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 10(19) Precis som Ebba tror så kan kvinnor med fetma ibland ha svårare att bli gravida bland annat på grund av perifer östrogenbildning. Många olika vävnader kan påverka syntesen av steroidhormon. I fettväv finns uttryck av enzym såsom aromatas. Fråga 8 (2 poäng): Hur kan enzymer som aromatas i fettvävnaden bidra till östrogenbildning? Svar: Androgener från binjurebarken och även från äggstockarna kan i perifer vävnad aromatiseras till östrogener. Androstendion blir östron och testosteron blir östradiol. Balansen mellan mer eller mindre potenta former av könshormonerna regleras av 17HSD-enzymer. T ex balansen androstendion-testosteron och balansen östron-östradiol. Mål: C11
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 11(19) Perifer östrogenbildning skulle, i alla fall om den är hög, kunna påverka möjligheterna att bli gravid. Fråga 9 (5 poäng): Försök förklara hur perifer östrogenbildning från fettväv skulle kunna orsaka svårigheter att bli gravid, utifrån dina kunskaper om hur menscykeln normalt fungerar. Motivera dina förslag. Svar: Bör inkludera neg feed-backeffekter, påverkan på GnRH- och gonadotropininsöndring, ovulationsstörning. Mål: C9, C10, C11
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 12(19) I kroppen finns också en speciell typ av fett, brunt fett. I bruna fettceller uttrycks proteinet UCP-1 som gör att mitokondrierna producerar värme istället för ATP. Fråga 10 (4 poäng): Beskriv de mekanismer som kan förklara hur mitokondrierna kan fås att producera värme? Svar: Vid oxidation av NADH och FADH2 i elektrontransportkedjan används den frigjorda energin för att pumpa ut protoner ur mitokondrien och därmed byggs en energirik protongradient upp. Normalt används energin när protongradienten utjämnas till att syntetisera ATP. När proteinet UCP1 uttrycks i de bruna fettcellerna lokaliseras UCP1 till det inre mitokondriemembranet där det bildar en kanal som låter protongradienten utjämnas (alltså utan att driva det ATPas som genererar ATP). Den energi som som finns i protongradienten frigörs därmed som värme. Mål: C14, C16, C23
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 13(19) I olika studier har man sett att det finns ett samband mellan fetma och hyposekretion (för låg insöndring) av GH (Growth Hormone= tillväxthormon = Somatrotropt hormon= STH). Hos Ebba konstaterar man att hon har just för låga nivåer av GH. Vidare utredning visar att hon har en hypofysär underproduktion av GH vilket också skulle kunna förklara den trötthet hon drabbats av och också den ökade fettansamlingen. Man konstaterar dessutom att hon har låga nivåer av IGF-1 (Insulin-like growth factor 1). Fråga 11 (2 poäng): Redogör mycket kortfattat för vad GH och IGF-1 har för funktion hos en människa i vuxen ålder med normalt BMI. Svar: GH: Stimulera celltillväxt/ger anabolism (positiv kvävebalans), ökar muskel, minskar fet, ökar benstommens täthet. IGF-I: Stimulerar celltillväxt/ger anabolism (positiv kvävebalans), ökar muskel, effekt på fet omdiskuterad, ökar benstommens täthet. Mål: C10, C11, C20, C22
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 14(19) Fråga 12 (2 poäng): GH bidrar till att IGF-1 bildas. Hur sker detta huvudsakligen? Svar: GH från hypofysen stimulerar via receptorer för GH i perifer vävnad syntes och insöndring av IGF-1. Detta sker både i levern som är den viktigaste källan för cirkulerande endokrint IGF-I och i övriga vävnader som tillväxtplattan, fet, muskel, etc där parakrin/autokrin IGF-I produceras. Mål: C5, C10, C11
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 15(19) Fråga 13 (1 poäng): IGF-1 kan stimulera både autokrint och parakrint. Förklara dessa båda begrepp! Svar: Celler som producerar hormon/tillväxtfaktorer kan själva påverkas av den utsöndrade faktorn (autokrin stimulering) eller påverka omgivande celler (parakrin stimulering) Mål: C10, C11
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 16(19) Ebba har läst på nätet att man kan behandla GH-brist med GH framställt med rekombinant teknik. Fråga 14 (5 poäng): Beskriv de principiella stegen för hur man framställer ett rekombinant protein. Det är inte bara aminosyrasekvensen som är viktig för ett proteins funktion. Ange ytterligare faktorer som har betydelse för funktionen samt ge exempel på dessa. Svar: Först framtas ett cdna som utgör mallen för det protein som ska framställas. Det specifika cdnat kan t ex tas fram med PCR efter omvandling av cellulärt RNA till cdna. cdnat infogas i en plasmid som kan tas upp av bakterier (t ex E-coli). Då bakterierna odlas produceras både mer plasmid och önskat protein, som därefter kan renas. Posttranslationella förändringar t ex glykosylering, fosforylering. Mål: C3, C13, C14
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 17(19) Ebbas diffusa symtom och även hennes fetma kan säkert åtminstone delvis förklaras av en omfattande underproduktion av hormoner från adenohypofysen (panhypopituitarism). Fråga 15 (4 poäng): Redogör för hypofysens histologiska uppbyggnad. Svar: Adenohypofysen med kromofoba och kromofila celler. Kromomfila celler kan antingen vara acidofila och basofila. Dessa celler utgör de celler som bildar de endokrina körtelstrukturerna som regleras av portsystemet. Körtelcellerna är omgivna av kapillärer. I neurohypofysen ses buntar av de nervcellsaxon som omges av kapillärer. Axonändarna ses som Herrings kroppar. Omgivande synliga stödjeceller kallas pituicyter. Nervcellskroppar ligger i hypothalamus. Pars intermedia mellan adenooch neurohypofysen med rester av Rathke s ficka. Kolloidfyllda folliklar. Mål: C5
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 18(19) Underproduktion av hormoner från adenohypofysen kan leda till barnlöshet. Fråga 16 (4 poäng): Om en man drabbas av underproduktion av hormoner från adenohypofysen, hur skulle då detta kunna påverka spermatogenesen? Motivera ditt svar utifrån dina kunskaper om normal reglering av spermatogenesen. Svar: Spermatogenesen regleras av två adenohypofysära gonadotropiner: FSH och LH, som har som målcell, Sertolicellerna respektive Leydigcellerna. Menlig påverkan av FSH innebär en underfunktionalitet av Sertolicellerna, dess produktion av inhibin/aktivin, ABP och dess struktur, med minskad kontakt med könscellerna och Blod-testis barriären. Leydigcellerna på verkas menligt med en underproduktion av androgener som i sin tur vidare försämrar spermatogenesen, eftersom processen är androgen-beroende. Mål: C10
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2013 19(19) Fråga 17 (4 poäng): Redogör för mannens accessoriska könskörtlar, deras anatomiska placering och övergripande funktion. Svar: prostata, 2 sädesblåsorna (gl seminalis) samt 2 bulbourethrala körtlar (Cowper s körtlar) som samtliga är placerade längs urethran. Prostata omger urethran liggande under urinblåsan och dess utförsgångar, som bildar utriculum prostaticus ligger mycket nära till de ejakulatoriska ducti som varje sädesledare bildar efter att utförsgången för sädesblåsan mynnar i den. Cowper s körtlarna är placerade på var sin sida av urethra, i basen av penis. Den samlade sekret från dessa körtlar, samtliga under testosteron påverkan, bildar mestadels av sädesvätskan (seminalplasman). Mål: C4