Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 1(18) Jessica 28 år Jessica har sedan barndomen vägt betydligt mer än sina jämnåriga. Hon lever sedan några år i ett fast förhållande med Juan som är från Mexico. Paret har sedan en tid tillbaka försökt skaffa barn men inte lyckats. Jessica har ett BMI över 35 och hon har även oregelbundna menstruationer. Hon misstänker att detta bidrar till att hon inte blir gravid. Paret uppsöker därför sjukvården. Efter utredning föreslår man att Jessica genomgår en operation. Jessica genomgår en så kallad gastric bypass -operation enligt bilden nedan. Pilarna visar den väg som maten kommer att gå efter operationen. Benämningen pouch i bilden visar den lilla ficka/påse, som blir kvar efter den kirurgiska delningen från resten av magsäcken, och som fortfarande kommer att ta emot föda från esofagus. Tunntarmen (jejunum) kopplas till denna ficka, se A i bilden. B i bilden visar positionen där den avskilda delen av tarmen åter sammanfogas med tarmsystemet. Fråga 1 a-d (2 poäng): a) Vilken del av en normal magsäck motsvarar den del som är benämnd pouch? b) Rita ut cardia och pylorus i bilden på sidan 2. Vilka anatomiska strukturer finns här? c) Vilka delar av magsäcken kopplar man förbi (by-pass) vid denna operation? d) Vilken del av tarmen har enligt bilden på sidan 2 kopplats förbi?
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 2(18) A Kirurgisk delning B Svar: a) Fundus b) Övre och nedre magmunnen c) Corpus, antrum och pylorus d) Duodenum Mål: T1: C6
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 3(18) Ingreppet orsakar således en anatomisk förändring som påverkar mag- och tarmkanalens funktioner. Efter operationen funderar Jessica över om hennes sura mage kommer att bli bättre. Tidigare har hon haft besvär med sura uppstötningar (efter viss sorts mat eller kaffe). Då det var matdags kunde Jessica ibland känna av dessa besvär (med ökad syraproduktion) redan vid åsynen eller vid doften av mat. Fråga 2 a-b (3poäng): a) Beskriv de bakomliggande mekanismerna i slemhinnan bakom detta fenomen! (2,5p) b) Kan åsynen eller doften av mat fortfarande initiera sekretion av saltsyra efter operationen? Motivera svaret! (0,5p) Svar: a) Vagus frisätter acetylkolin som påverkar parietalcellen direkt via specifika receptorer, eller, indirekt via receptorer på ECL-celler som frisätter histamin. Histamin kan sedan stimulera parietalcellen via histaminreceptorer. Detta sker i slemhinnan i corpus. b) Ja, om vagusnerven fortfarande är intakt kan den påverka saltsyrasekretionen från parietalcellerna i corpus. Denna mekanism är oberoende den stimulans av syraproduktion som maten orsakar i magsäckslumen vid passage. Mål T1: C17
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 4(18) Tidigare brukade Jessica använda röd chili, som innehåller capsaicin, som huskur mot sura uppstötningar. Det har hon lärt sig av Juan som ju kommer från Mexico. Capsaicin har nämligen en lokal, direkt påverkan på gastrin- och somatostatinproduktionen i slemhinnan. Fråga 3 (5 poäng): Kommer röd chili (capsaicin) att kunna påverka saltsyrasekretionen som tidigare innan Jessica genomförde operationen? Motivera ditt svar! Även histologiskt! Svar: Kortfattat: G-cell, D-cell i antrum: de påverkar varandras frisättning parakrint. Gastrin och somatostatin har endokrin påverkan på parietalcellen via receptorer. G ökar sekretionen av HCl och somatostatin inhiberar. Gastrin även på ECL. D-celler i corpus påverkar parakrint bla a ECL-cellerna =>parietalcellerna. Eftersom maten ej passerar corpus och antrum kommer capsaicin ej kunna utöva sin direkta effekt på de endokrina cellerna i slemhinnan. Mål T1: C6, C17
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 5(18) Jessicas fetma är i grunden resultatet av ett alltför stort energiintag. De energetiskt viktigaste näringsämnena har olika energiinnehåll. Fråga 4 (3 poäng): Beskriv de kemiska grunderna för detta! Svar: Olika reduceringsgrad och olika hydreringsgrad. Mål T1: C18, C23
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 6(18) Vid ett överskott på kolhydrater i födan lagras dessa upp som fett. Fråga 5 (6 poäng): Beskriv hur glukos omvandlas till en fettsyra (palmitinsyra) inför upplagring som triacylglycerol! Svar: Glykolys till pyruvat i cytosol, dekarboxylering till acetyl-coa i mitokondrie följt av transport tillbaka till cytosol. Karboxylering till malonylcoa följt av fettsyrasyntasets reaktioner med där CoA ersätts av ACP Mål T1: C18
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 7(18) Syntesen av fett kräver energitillförsel. Fråga 6 (3 poäng): Beskriv hur tillförd energi kan driva en energetiskt ogynnsam process (som alltså kräver energitillförsel för att ske)! Svar: Genom att de energetiskt ogynnsamma stegen i processen ersätts med energetisk gynnsamma där tex ATP samtidigt omvandlas till ADP, eller FADH2 till FAD. Mål T1: C18, C23
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 8(18) Proteiner i kroppens celler kan också användas som substrat för att utvinna energi vid behov, t.ex. vid svält. Fråga7 (6 poäng): Beskriv vad som händer med aminogrupperna i proteinerna när dessa används för att generera ATP! Svar: Hydrolys av peptidbindningar/autofagosomer, transaminering/deaminering, ureacykeln. Mål T1: C18, C23
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 9(18) Jessicas menstruationer var länge oregelbundna, men har nu normaliserats efter operationen. Bilden illustrerar delar av menstruationscykeln och hur den regleras. Fråga 8 (6 poäng): Förklara, för de olika faserna i menstruationscykeln, sambanden mellan de olika skeenden (A- D) som bilden illustrerar! A B C D Svar: Menstruationsfasen - Vid utebliven befruktning degenererar corpus luteum efter en tid varvid östrogen- och progesteronnivåerna sjunker dramatiskt. Därmed upphör det hormonella stödet för endometrislemhinnan, varvid den bryts ner och menstruationsblödningen börjar. De låga hormonnivåerna orsakar, pga minskad negativ feedback på hypotalamus och hypofys, en stegring av FSH, vilket i sin tur stimulerar utvecklingen av folliklar i ovariet. Proliferativ fas De mognande folliklarna, med theca- och granulosaceller, producerar östrogen som förutom FSH behövs för follikelmognaden. Östrogen stimulerar cellproliferation i endometriet som därmed tillväxer. Stigande östrogennivåer orsakar minskande FSH-nivåer (negativ feedback) vilket gör att de flesta folliklarna avstannar i sin utveckling vilket gynnar utmognaden av en dominant follikel. När östrogennivåerna blir tillräckligt höga sker en övergång från negativ till positiv feedback på hypotalamus-hypofys, gonadotrofernas känslighet för GnRH tros öka, vilket leder till LH-toppen. Sekretorisk fas Den kraftiga ökningen av LH stimulerar ägglossningen och utmognaden av corpus luteum tar fart. Corpus luteum producerar både östrogen och progesteron men det är progesteron som är det dominerande hormonet under denna fas. FSH- och LH-nivåerna sjunker till följd av negativ feed-back och progesteron medverkar till sekretoriska förändringar i endometriet. Östrogents effekter motverkas av progesteronet genom att östrogenreceptorna i endometriecellerna nedregleras och oxidationen av östradiol till östron (mindre potent) katalyseras av 17beta-HSD2. Mål T1: C9, C10, C11
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 10(18) Under kvinnans fertila del av livet är ovarierna den främsta källan till östrogensyntes. Men östrogen bildas också i perifera vävnader, inte minst i fettvävnad. Fråga 9 (2 poäng): Vad är den huvudsakliga källan till östrogenbildning i fettvävnad och hur går syntesen till där? Svar: Androgener, främst syntetiserade i binjurebarken, omvandlas till östrogener med hjälp av enzymet aromatas som uttrycks i fettvävnaden. (Androstendion omvandlas till östron, testosteron till östradiol). Mål T1: C11
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 11(18) Fråga 10 (3 poäng): Utgå från Jessicas situation före operationen och figuren i fråga 8 och föreslå vilka förändringar som kan tänkas uppkomma om fettväven producerar mycket östrogen! Svar: Man får resonera fritt utifrån de kunskaper man har från T1. FSH-höjningen som normalt ses i början av menstruationsfasen kan tänkas svikta om östrogennivån i blodet är förhöjd pga av fetman. För lågt FSH påverkar utmognaden av folliklar negativt och det kan också bli en obalans i hormonbildningen. Androgener som bildas i thecacellerna omvandlas i mindre omfattning till östrogen då aromatasuttrycket i granulosacellerna är reglerat av FSH. Brist på östrogenbildning försvårar utmognaden av en dominant follikel och östrogennivåerna i blodet blir inte tillräckligt höga för att trigga LH-toppen. Då uteblir ägglossningen och följden blir att den normala cykeln i endometriet påverkas. Då aromatiseringen av androgener i ovarierna är låg ökar i stället androgennivåerna i blodet vilket i sin tur gör att fettvävnaden kan syntetisera ännu mer östrogen, vilket leder till en ond cirkel. Östrogenbildningen i fettet sker nämligen oberoende av styrningen från hypotalamushypofys. Mål T1: C9, C10, C11
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 12(18) En tid efter att Jessica genomgått sin operation och fått regelbundna menstruationer blir hon faktiskt gravid på naturlig sätt dvs utan att behöva genomgå assisterad befruktning in vitro. Fråga 11 (6 poäng): Beskriv spermiernas väg längs kvinnans könsorgan, från spermadeponering via samlag fram till att spermien penetrerar oocytens zona pellucida. Svar: Vid samlag deponeras spermierna vid övre vaginan, var, för att undvika den ytterst vaginal låg ph och inflammatoriska cellernas fagocytos, de snabbt kontaktar den cervikala mukus och går igenom cervix kanalen, om spermierna har normal morfologi och motilitet. Vid livmodern hjälper muskel sammandragningar till att transportera dessa spermier fram till äggledarens öppning dit de når inom loppet av några minuter efter ejakulationen. Endast få tusen spermier når äggledaren och de stannar vid första segmentet (istmus) tills den spontana ägglossningen sker. Spermiemotiliteten spelar alltid roll, inte för transport över stora distanser, men den är avgörande vid cervix och vid istmus (äggledaren). I äggledaren, och i samband med att ägglossningen sker, blir spermierna kapaciterade och uppvisar en hyperaktiverad motilitet, som hjälper spermien att dels avancera igenom äggledaren dels penetrera zona pellucidan. Kemotaxis kan behjälpa upphittande av äggen, men det återstår att visa att så är fallet hos människan. Mål T1: C4, C9
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 13(18) Fråga 12 (4 poäng): Redogör för när och hur gastrulering sker i embryot! Svar: Gastruleringen kommer igång runt dag 15. Celler i epiblastet lösgör sig (epitel-tillmesenkym-transformation) och vandrar ned genom den primitiva strimman (internalisering/invagination). De ersätter hypoblastet och bildar därmed endodermet. Epiblastceller fortsätter vandra ned och de lägger sig mellan endoderm och epiblast. Dessa bildar därmed mesodermet. Det kvarvarande epiblastet bildar ektoderm. Mål T1: C7
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 14(18) Jessica är nu orolig för att hennes barn skall få samma viktproblem som hon själv haft. Hon undrar hur viktig ärftligheten är. Genetiska varianter av FTO-genen (Fat mass- and obesityassociated gene) har funnits vara associerade till ökad body mass index (BMI). Hypotesen är att varianten innebär försämrad förmåga att känna mättnad. Associationsstudier har visat att A-allelen i position 424 i FTO-genen nedan finns hos 46 % av befolkningen i väst- och central Europa men endast hos 16 % av kineser. Nedan finns en del (exon 1-3 av 10) av FTO-genens nukleotidsekvens. Fråga 13 a-c (6 poäng): Ange vilken konsekvens följande förändringar får för proteinet. (OBS! Figur av den genetiska koden finns på sidan 15.) a) 424 t a b) 522 g c c) 299-300 del ga (VERSALER =exon, gemener=intron) 1 CTTCCCTCCC CATATTTTTG GTTTAAAGTA AAATCCATTT CTCTCTTCTC TTCTCAGATA 61 ACCTGAAGAC AACGGGTGTC GTTGAGGGTC AAGACATGTC CCAAGTTTCA Ggtgagacct 121 tgggtgatag ttgtatgtcc agaagttgtg ctagctgtcc ttggggaagc tagcaaggct 181 gtgaagccca ggcagtgagg ttttcccagc agctgacaac gcctgccaga aactcaagct 241 ctgatttgtg tctgcaggaa AGGAGAGCCC CCCAGTCAGT GACACTCCAG ATGAAGGGGA 301 TGAGCCCATG CCTGTCCCTG AGGACCTGTC CACTACCTCT GGAGCACAGC AGAACTCCAA 361 GAGTGATCGA GGCATGGgta agtggctcac cctgctgtcc tgcaggctgt agcatatgca 421 cagttaggaa aagcccatgg gaaacaactt tctcgaggcc gccctcctga gcgctctctc 481 tcagtgctta ccatgctacc ctcttccctt cttgcccagg TGAACGGCCT TTCCAGTGCA 541 ACCAGTGTGG GGCCTCCTTT ACCCAGAAAG GCAACCTCCT GCGGCACATC AAGCTGCACT 601 CGGGTGAGAA GCCCTTCAAA TGCCATCTTT GCAACTATGC CTGCCGCCGG AGGGACGgta 661 tgttcactga gcatgggggg gatgccatgt agggaccccg atcatgtgtt ccatgttccc 721 caggagacaa GTGCCTGTCA GACATGCCCT ATGACAGTGC CAACTATGAG AAGGAGGATA 781 TGATGACATC CCACGTGATG GACCAGGCCA TCAACAATGC CATCAACTAC CTGGGGGCTG 841 AGTCCCTGCG CCCATTGGTG CAGACACCCC GCGAGCAGCT GAAGGTGTAC AAGTGCGAAC 901 ACTGCCGCGT GCTCTTCCTG GATCACGTCA TGTATACCAT TCACATGGGC TGCCATGGCT 961 TTCGGGATCC CTTTGAGTGT AACATGTGTG GTTATCACAG CCAGGACAGG TACGAGTTCT 1021 CATCCCATAT CACGCGGGGG GAGCATCGTT ACCACCTGAG CTAGACCCAG CCAGGCCCCA 1081 CTGAAGCACA AAGATCGCTG GTTATGCCTC CTTCCCGGCA GCTGGACCCA CAGCGGACAA
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 15(18) Figur Den genetiska koden Svar: Först måste man identifiera var translationen startar och det gör den i exon 1, nukleotidposition 96 med ett ATG (=Met). Introner räknas inte in i tripletterna, utan endast exon-nukleotiderna. Ett kodon kan brytas av ett intron, t ex läses G i position 111 tillsammans med GA i position 258-9. När man använder den genetiska koden kan man utgå direkt från tripletten i det genomiska DNAt. mrna är förvisso komplementärt till DNAt, men detta vänder en gång till via antikodonet på trna-molekylen då aminosyran bildas. a) t424a förändring i intronet, innebär ingen skillnad på aminosyranivå. b) g522c, kodonet ändras från gaa till caa, dvs aminosyrabyte Glu till Gln med troligen felveckat protein. c) del ga 299-300 resulterar i att kodonet gat blir tga (Asp> Stop) dvs en prematur terminering av translationen och ett förkortat icke-funktionellt protein. Mål: C3, C12, C13, C14
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 16(18) Fråga 14 (4 poäng): Beskriv de principiella stegen i en metod att analysera genotypen av T424A polymorfin! Svar: Amplifiera regionen med PCR. Klyv PCR-produkten med restriktionsenzym som klyver t ex T men inte A. Separera fragmenten på an agarosgel och färga in med etidium bromid. Visualisera resultatet med UV-ljus. Homozygot T får två band, homozygot A får ett band, heterozygoter får tre band. Mål: PCR från LERN-pyramiden
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 17(18) Den proteinkodande informationen i DNA förmedlas till proteinproduktion av mrna molekyler (den centrala dogmen). Det humana genomprojektet har gett oss kunskap och verktyg att avslöja mer av cellens funktioner och på senare år har det visat sig att RNA har en allt mer avgörande roll för reglering av cellens genexpression. En sådan upptäckt, RNA interferens, belönades med Nobelpris 2006. Fråga 15 (3 poäng): Förklara vad RNA interferens innebär. Svar. I genomet finns gener som transkriberas till korta RNA strängar som är komplementära (anti-sense) till mrna och när de hybridiserar med varandra, bildas ett dubbelsträngat RNA. Detta känns igen av ett proteinkomplex (Dicer) som blockerar mrna translation och degradation av det specifika mrna sker. Mål: C3, C13, C14, C22
Tentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2011 18(18) Fråga 16 (3 poäng): Ange tänkbara förklaringar till att detta system finns. Svar: Viktigt i försvaret mot virus, särskilt hos lägre organismer. Många virus har en arvsmassa som består av dubbelsträngat RNA och när dessa infekterar en cell binder Dicer omedelbart upp RNA och blockerar translation. Transposoner (sk jumping genes) fungerar som att DNA kopieras till RNA som därefter med reverse transkriptas kopieras tillbaka till DNA och integreras på en annan plats i genomet. Delar av detta RNA är ofta dubbelsträngat och känns igen av Dicer. MicroRNA molekyler är viktiga för att binda till delar av mrna och bilda dubbelsträngat RNA, som känns igen av Dicer och kan på så sätt tysta ner expressionen av en gen. På så sätt kan mrna nivåerna i en cell regleras även efter transkription har skett. Mål: C3, C13, C14, C22