Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 1(19) Du blir en helg uppringd och tillfrågad av Din kusin Sara som sedan 2 år försökt skaffa barn utan framgång. Hon och hennes make Torkel har ett regelbundet samliv men Sara har inte blivit gravid. Hon undrar nu om Du kan förklara vad som kan vara orsaken. Du ber att få fundera och lovar ringa upp Sara om någon timme. Fråga 1 (2 poäng): Försök utifrån Dina kunskaper om reproduktion spekulera i olika möjliga orsaker till s.k ofrivillig barnlöshet. Föreslå diagnoser/orsaker (förklara vad du menar med dina olika förslag om diagnoserna är korrekt benämnda är inte viktigt). Svar: Mekaniskt hinder i äggledarna (t ex efter infektion med adherenser), mekaniskt problem i uterus för implantation (adherenser eller myom), dåligt cervixsekret, störd ovulation (för mycket träning, avmagring, medfödd störning etc), stopp i sädesledaren efter t ex infektion, anläggningsdefekt,, slut på spermatogonier (Sertli cell only syndrome) hormonell störning hos mannen, immunologiskt problem mellan partnerna etc. etc. Mål C4, C9, C10, C11
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 2(19) Fråga 2 (3 poäng): Försök också förklara på vilket sätt Dina förslag leder till minskad chans för Sara att blir gravid. Välj ut två av de förslag Du givit och förklara mekanismerna rörande dessa två förslag! Svar: Mekaniskt hinder i äggledarna (t ex efter infektion med adherenser) hindrar spermie och ägg att mötas, mekaniskt problem i uterus för implantation (adherenser eller myom), dåligt cervixsekret hindrar spermierna att nå upp i inre genitalia och att därför möta ägget, störd ovulation (för mycket träning, avmagring, medfödd störning etc) inga ägg at befrukta, stopp i sädesledaren efter t ex infektion, anläggningsdefekt innebär att inga spermier når cervix och inre genitalia hos kvinnan,, slut på spermatogonier (Sertli cell only syndrome) gör att inga rörliga spermaozooer utvecklas och alltså innehåller ejakulatet inga rörliga speermatozoer; hormonell störning hos mannen kan störa spermatogenesen och inga rörliga spermatozoer bildas, immunologiskt problem mellan partnerna gör att spermatozoerna inte passerar cervixkanalen etc. etc. Mål C4, C9, C10, C11
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 3(19) Som en del i en utredning av barnlöshet genomför man en diagnostisk laparoskopi (titthålsundersökning) av buken och äggledarna. När man genomför undersökningen tittar man även på äggstockarna, som har en riklig blodkärlsförsörjning. Fråga 3 (4 poäng): Vad heter äggstock på latin? Beskriv äggstockarnas arteriella blodförsörjning! Jämför med testiklarnas blodförsörjning! Svar: Ovariernas blodförsörjning stammar, liksom testiklarnas, från aorta pars abdominalis i höjd med aa. renales. A. ovarica löper lateralt, ventralt till uretären och böjer sedan av i inferior riktning mot bäckenet. A. ovarica är ett förhållandevis gracilt kärl, men bildar rikliga anastomoser med A. uterina längs tuba uterina. Då ovarierna och testiklarna är fylogenetiska ekvivalenter föreligger ingen väsentlig skillnad i arteriell blodförsörjning. Mål C4, C7
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 4(19) Det visar sig såsmåningom att Sara faktiskt sannolikt aldrig kommer att kunna bli gravid på naturlig väg. Därför börjar hon och Torkel att fundera över surrogatmödraskap. Det skulle ju ge dem en möjlighet att få egna biologiska barn. När in vitro fertiliseringen äger rum inträffar dock ett missöde. Rör från fyra olika spermadonatorer blir felmärkta vilket resulterar i att man faktiskt inte vet vems spermier som befruktat Saras ägg. Genom s k pre-implantatorisk genetisk diagnostik kan man vid 8-cellsstadiet ta en eller två celler från embryot och bestämma genotypen av, i det här fallet, fyra olika markörer vars fenotyper är listade i tabellen nedan. Det framkommer också att det blivande barnet är en flicka. Fråga 4 a (6 poäng): Vilken eller vilka av spermadonatorerna (varav Torkel är en) skulle kunna vara pappa till embryot? Motivera ditt svar!
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 5(19) Fråga 4 b (2 poäng): Skulle du svarat annorlunda på fråga 4 a om flickan hade haft Turners syndrom (45X) och om du hade känt till detta? Motivera ditt svar! Följande antigener testades för varje individ i faderskapsmålet: AB0 typen A och B codominanta Rh typen Rh + dominant över Rh - MN typen M och N codominanta X (a) g typen X (a+) (a-) g dominant över X g (a) Alla ovanstående blodgrupper är autosomala, förutom X g som är X-kromosombunden. Fenotyper: ABO systemet Rh-systemet MN systemet X (a) g systemet Sara AB Rh - MN (a+) X g Embryo A Rh + MN (a-) X g (dotter) Donator 1 AB Rh + M (a+) X g Donator 2 A Rh - N (a-) X g Donator 3 B Rh + N (a-) X g Donator 4 0 Rh - MN (a-) X g Svar: För det första ska det poängteras att det är extremt ovanligt med sammanblandning av prover på detta sätt! a) Urskiljning kan ej ske med grund på varken AB0 eller MN systemen. Rh systemet utesluter Donator 2 och 4 eftersom de har fenotyp Rh-, och således är homozygota för Rh- anlaget (liksom Sara). Dottern är därför heterozygot för Rh anlaget, eftersom hon är Rh+ och mamman är Rh-. Dottern måste därför ha fått sitt Rh+ anlag från någon av Donator 1 eller 3. Enligt Xga systemet måste Sara vara Xga +/-, eftersom dottern är Xga -/-. Mamman har således donerat sin ena Xga- allel till dottern och den andra Xga- allelen måste ha kommit från en pappa som är Xgaockså. Eftersom detta är en X-bunden allel, och att män bara har en enda X-kromosom, utesluter detta system även Donator 1. Donator 3 är således troligen pappa. Till all lycka visar det sig att Donator 3 är Torkel! b) Turners syndrom karakteriseras av en enda X-kromosom hos en kvinna. Denna enda X- kromosom har uppkommit via nondisjunction i meiosen antingen hos mannen eller hos kvinnan. X-kromosomen skulle därför kunna kommit från antingen mamman eller pappan. Donator 1 skulle kunna vara pappa, om det uppkommit nondisjunction vid hans gametbildning och han donerar en X-lös könscell till Saras Xminus-innehållande könscell. Dottern blir således Xga-. Donator 3 skulle också kunnat varit pappa, om non-disjunction uppkommit hos antingen Sara eller Donator 3. Dottern skulle även då blivit Xga-. Övriga fäder utesluts enl uppg a) baserat på Rh-systemet. Mål C3, C12
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 6(19) Under de senaste decennierna har forskare uppskattat att det humana genomet utgörs av mellan 20.000 och 25.000 gener och antalet proteiner över 1 miljon. Dessa uppskattningar indikerar att en enskild gen måste koda för multipla proteinversioner, genom att reglera hur exonerna i mrna sätts samman i den s k mrna splicing processen. Fråga 5 (5 poäng): Ange och förklara vilka huvudsakliga möjligheter en cell har att påverka vilka gener som skall uttryckas i en cell! Svar: - Kromatinkondensering. Acetylering/deacteylering av histonsvansar resulterar i att kromatinet blir mer luckert/kondenserat och kan tillåta transkriptionsregelerande proteiner att binda in till sina specifika bindningssites på DNA för att stimulera mrna produktion. - Metylering av CpG öar i promotorn. Metylering av cytosiner (5-Me-cytosin) bidrar till kondenseringen av kromatinet hos deactylerade histoner, men även genom modifieringen av bindningssites som hindrar inbindning av transkriptionsfaktorer/ökar inbindning av repressorproteiner. - Transkriptionsfaktorer. Närvara/frånvaro av dessa stimulerar/inhiberar gentranskription. - Nedbrytningshastighet av mrna. Sekvenser av RNA nukleotider framför allt i 3 änden av ett mrna (s k 3 -UTR) blir bindningspositioner för RNaser och micro RNA som bidrar till degradation av mrna. - Micro RNA. Korta RNA molekyler som transkriberas från sina gener och som processas och binder till ett proteinkomplex, Dicer. MicroRNA är komplementärt till sekvenser fr a i 5-UTR och 3 - UTR och binder dit och mrna molekylen degraderas av Dicer. Mål C3, C12, C13, C15
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 7(19) En del i komplexiteten från gen till protein utgörs av sk post-translationell modifiering av proteiner. Fråga 6 a (1 poäng): Vad menas med post-translationell modifiering av ett protein? Fråga 6 b (1,5 poäng): Ge tre (3) exempel på post-translationell modifiering av protein. Fråga 6 c (1,5 poäng): Vilken är betydelsen av post-translationell modifiering av protein? Svar: a) Kemisk modifiering av proteinet efter translation. b) Klyvning (ex metionin som är start för polypeptiden tas bort, längre sekvenser av polypeptidkedjan kan klyvas bort), kovalent bindning av små funktionella grupper till aminosyrornas sidokedjor ex. metyl, fosfat (fosforylering på serin, treonin, tyrosin), acetyl, kovalent bindning till sockerenheter (mannos, glukos, galaktos) sk glycosylering, kovalent bindning till fettsyror (lipidering/lipidation eng, ger proteinet en flagga som talar om till vilket membran det ska transporteras), individuella subenheter binds till varandra för att utgöra ett multiprotein komplex (kvartärstruktur). c) Avgörande för ett funktionellt protein genom reglering av dess aktivitet, lokalisering och kemiska interaktion/bindning till andra cellulära molekyler såsom andra proteiner, nukleinsyror, lipider och co-faktorer. Mål C13, C14
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 8(19) Fråga 7 (3 poäng): Inför befruktning måste spermierna genomgå en kapaciteringsprocess. Vad innebär spermiekapacitationen? Vad förbereder kapacitationen spermierna för? Svar: Spermiekapacitering (kapacitation) är en biokemisk process som bl a påverkar spermiens membran (med utlokalisering av ytproteiner, utträde av kolesterol och en destabilisering av lipiderna i membranet, som förbereder detta (i synnerhet den supraakrosomala domänen) för vakuolisering, en del av akrosomalreaktionen. (Svar med forforylering kan inkluderas i poängsättning.) Mål C4, C7, C9
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 9(19) Fråga 8 (6 poäng): Normalt skall en enda spermie ingå i befruktningsprocessen. Andra spermier (se bilden av ett 4- cells-embryo) fångas normalt i Zona Pellucida (ZP) och kallas accessoriska. Vilka mekanismer blockerar inträdet av accessoriska spermier? Vad händer om flera spermier kommer in i oocyten (sk polyspermia)? Svar: Så fort spermieplasmamembranet (i synnerhet det sub-ekvatoriala segmentet) kontaktar oolemman, töms oocytens kortikala granula/vesiklar och dess proteas-rika innehåll i det perivitelina utrymmet. Proteaserna påverkar strukturen hos proteinerna i den inre delen av Zona Pellucida vilket blockerar vidare penetrering av andra spermier, längre än c:a 2/3 delar av ZP. Polyspermia anses letalt, embryot utvecklas inte vidare. Mål: C4, C7, C9
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 10(19) När faderskapsfrågan väl är utredd anlitar Sara och Torkel en indisk surrogatmamma. Efter att embryot införts i den indiska kvinnans livmoder drabbas hon av en blödning. Fråga 9 (3 poäng): Fundera över vilket kärl som försörjer Colon descendens och varifrån detta kärl kommer. Vilken väg tar en erytrocyt (röd blodkropp) som lämnar Aorta abdominalis och går in i detta kärl innan den hamnar i Vena cava inferior? Benämn alla kärl och eventuella organ som blodkroppen passerar i rätt ordning. Svar: Det är Arteria colica sinistra som försörjer Colon descendens. Kärlet kommer ifrån A. mesenterica inferior. Efter att erytrocyten har lämnat kapillärerna går den via Vena mesenterica inferior och Vena portae in i levern. Erytrocyten lämnar levern via Venae hepaticae och hamnar sedan i Vena cava inferior. Mål C6
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 11(19) I magsäcksslemhinnan finns celler som producerar saltsyra och detta har betydelse för digestionen av proteiner. Fråga 10 a (1 poäng): Vilken betydelse har saltsyran för proteindigestionen? Fråga 10 b (1 poäng): Vilka två celltyper är huvudaktörer i denna process? Fråga 10 c (1 poäng): Var i magslemhinnan hittar man dessa celler? Fråga 10 d (2 poäng): Beskriv kortfattat mekanismerna bakom saltsyraproduktionen på cellnivå. Svar: a) Det sura ph t behövs för att spjälka pepsinogen till aktivt pepsin b) Huvudceller som producerar pepsinogen och parietalceller som producerar saltsyra. c) Huvudcellerna och parietalcellerna finns i fundus/corpus i magsäcken, mer basalt i körtlarna. d) Väte/kaliumATPas=protonpumpen: avsöndrar protoner i utbyte mot kalium. Detta sker i parietalcellens sekretoriska membran vid aktivering. Mål C6
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 12(19) Fråga 11 (6 poäng): En växande cell ökar ytan på sitt plasmamembran, liksom på övriga membraner inuti cellen. Vilka två typer av membranlipider är kvantitativt viktigast för ett expanderande plasmamembran? Beskriv också hur en av dessa två typer av membranlipider syntetiseras. (6p) Svar: Glycerofosfolipider och kolesterol. Syntes av glycerofosfolipider: Fettsyror bildas från acetyl-coa (från glykolys+pdh) genom fettsyrasyntaskomplexet i cytosolen. Fettsyran i Acyl-CoA förestras till glycerol-p, som bildats från glukos genom glykolysen eller genom fosforylering av glycerol, så att diacylglycerol-p (= fosfatidinsyra) bildas. Efter hydrolys av fosfatgruppen bildas diacylglycerol till vilken en polär huvudgrupp, tex etanolamine eller kolin (som CDP-etanolamin eller CDP-kolin) kan kopplas. Syntes av kolesterol: Kolsesterol syntetiseras från acetyl-coa genom att två acetyl-coa bildar acetoacetyl-coa som i ett hastighetsbegränsande steg kopplas till ytterligare en acetyl-coa för att bilda HMG-CoA. HMG-CoA reduceras till mevalonat, som i en serie reaktioner får en dubbelbindning och bildar därigenom en isopren-enhet. Flera sådana kopplas ihop till en lång kolvätekedja med omväxlande två enkelbindingar (squalen) och en dubblebindning. I en komplex serie reaktioner veckas molekylen och ringbildningar sker vilket ger kolesterolmolekylen med sina 4 ringar och en sidokedja. Mål C16, C18, C21
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 13(19) Fråga 12 (2 poäng): För att cellerna i embryot skall kunna dela sig och bli fler krävs också syntes av DNA. Beskriv cellcykeln och när syntesen av DNA sker. Svar: Cellcykeln delas in i G1 (tillväxtfas), S-fas (syntes av DNA), G2 (kontrollfas för att säkerställa att mitos kan ske) och M (mitos). (0,5p/korrekt beskriven fas) Mål C22
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 14(19) Fråga 13 (4 poäng): DNA består bl.a. av 4 olika baser, som i sin tur är av två typer. Beskriv hur en av dessa två typer av baser syntetiseras! Svar: The purine ring system is built up step by step on 5-phosphoribosylamine. The amino acids glutamine, glycine, and aspartate furnish all the nitrogen atoms of purines. Two-closure steps form the purine nucleus. Pyrimidines are synthesized from carbomoyl phosphate and aspartate. Mål C3, C18
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 15(19) Fråga 14 (4 poäng): Syntesen av lipider och baser, liksom det mesta som bryts ner eller syntetiseras i en cell, är under strikt kontroll där efterfrågan styr tillgång. Beskriv hur denna kontroll är uppbyggd. Svar: Genom negativ återkoppling/feedback styr slutprodukten i en metabol reaktionssekvens flödet genom hela reaktionssekvensen. På så sätt att slutprodukten binder till och allostert hämmar aktiviteten hos det enzym som katalyserar det hastighetsbegränsade steget i reaktionssekvensen. När tillgången överstiger efterfrågan ökar koncentrationen av slutprodukten som då hämmar hela reaktionsvägen. Omvänt när efterfrågan överstiger tillgången sjunker koncentrationen av slutprodukten, hämningen av det hastighetsbegränsade steget minskar och produktionen ökar. Mål C20, C23
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 16(19) Sara och Torkel är oroliga för att deras foster inte får tillräckligt med näring. De undrar om surrogatmammans föda verkligen innehåller tillräckligt med vitaminer. Fråga 15 (3 poäng): Nedan visas 3 olika strukturformler för vitaminer. Ange vilka dessa vitaminer är och ge en kort beskrivning av en funktion för respektive vitamin! a) b) c) Svarsförslag: a) Cyanocobalamin (B12), ingår i enzymer som katalyserar steg i aminosyrametabolismen. b) Tokoferol (vitamin E), skyddar fleromättade fettsyror mot oxidation. c) Askorbinsyra (vitamin C), är co-faktor för enzymer som behövs för syntes av kollagen och andra proteiner i bindväven. Mål C8, C19
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 17(19) Surrogatmamman är liten och hennes tidigare barn var små vid födelsen. Såsmåningen föds Saras och Torkels dotter av den indiska kvinnan. Jämfört med genomsnittliga svenska nyfödda är den lilla flickan lättare. Fråga 16 (2 poäng): Vilka hormoner anses viktigast för fostertillväxt? Ange var dessa hormoner produceras, deras verkningssätt (endokrin eller parakrin/autokrin) och vad som reglerar deras produktion/frisättning? Svar: IGF-I och IGF-II produceras i de flesta vävnader i kroppen, verkar primärt para- /autokrint men IGF-I även endokrint hos fostret, och regleras primärt av nutrition (inte av GH förrän postnatalt). Insulin produceras i betaceller i pankreas, verkar endokrint och regleras i första hand av fostrets blodsocker. TSH, cortisol och könshormoner har viss betydelse medan GH inte är viktigt för tillväxt fetalt. Mål C10, C15
Tentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2013 18(19) Fråga 17 (1 poäng): Vilken omgivningsfaktor, förutom infektioner, kan mest sannolikt påverka fostertillväxten negativt när surrogatmamman befinner sig i Indien? Svar: Dålig nutrition Mål C10, C15