Tentamen NME Termin 1 vt2014 4 juni, 2014 (totalpoäng 50 p) Svar på fråga 1-3 läggs i separat mapp (22 p) 1. Du hör att middagsbordet dukas, du ser mat som bärs fram och du känner lukten av god mat. Beskriv vad som händer med syrasekretionen i magsäcken genom att besvara följande delfrågor: a) Vilken celltyp ansvarar för saltsyraproduktionen och var i magsäcken är denna celltyp lokaliserad? (1 p) b) Hur påverkas syrasekretionen innan du äter, av tanken på mat, lukten av mat etc., och genom vilken mekanism sker detta? (2 p) c) Hur påverkas syrasekretionen medan du äter, och genom vilken mekanism sker detta? (2 p) d) Hur påverkas syrasekretionen efter att du ätit, och genom vilken mekanism sker detta? (2p) Svarsförslag: a) Parietalcellen, lokaliserad i mucosan i fundus samt corpusdelen av magsäcken. b) Kefal fas: Ökad syrasekretion genom ökad aktivitet i kolinerga nerver i den parasympatiska innervationen till magsäcken, d.v.s. vagusnerven. c) Gastrisk fas: Ökad syrasekretion genom gastrinfrisättning från G-celler i antrummucosan till blodbanan och cirkulation tillbaka till ventrikeln. Gastrin frisätts bl.a. genom födans kemiska komposition, men också genom nervreflexer. d) Intestinal fas: Minskad syrasekretion genom endokrinanervösa mekanismer som triggas av att maten kommer ut i duodenum. 2. Digestion och absorption av födan kräver olika former av rörelser i magtarmkanalen. Samverkan mellan muskelceller och nerver samt olika reflexer är centralt. a) Beskriv den peristaltiska reflexen. (3 p) b) Nämn två av tjocktarmens funktioner. (1 p) c) Hur uppstår analöppningen embryologiskt? Förklara varför analöppningen är mer känslig för smärta än den mer proximala delen av ändtarmen. (2 p) 1
Svarsförslag: a) När tarmen töjs ut av inkommande bolus uppstår en kontraktion av glatt muskulatur uppströms om bolus samtidigt som en relaxation sker nedströms om bolus. Längsgående glatt muskulatur aktiveras också och bolus förs framåt. b) 1. Förvandla avföringsgröt till fasta klumpar genom absorption av vatten och elektrolyter i proximala kolon. 2. Lagra avföring (i rektum), och sedan tömma ut avföring när detta är möjligt-lämpligt. 3. Produktion (med hjälp av bakterier) av vitaminer, fr.a. K-vitamin. c) Analöppningen uppstår som en inbuktning av ektoderm, och har somatosensorisk nervförsörjning, i motsats till den mer proximala delen av ändtarmen som har entodermal ursprung och försörjs av autonoma smärtnerver, som är mycket mindre känsliga för smärta. 3. I mikroskop ser man att levern är uppbyggd av mängder av lobuli som är några millimeter stora. Dessa lobuli utgör leverns funktionella enheter. a) Beskriv leverlobulus blodförsörjning, uppbyggnad och funktion. (4 p) b) Hur frisätts galla till duodenum när du har ätit och vilka hormoner medverkar? (3 p) c) Vilken roll har galla vid digestion av fett? (1 p) d) Endast en liten del av de gallsalter som når duodenum passerar till kolon. Hur kan man förklara detta? (1 p) Svarsförslag: a) Innehåller en typ av kapillärer, sinusoider. Syre- och näringsrikt blod från aorta via bl.a. arteria hepatica communis och näringsrikt blod från mag-tarmkanalen via vena portae flyter i sinusoiderna och vidare till en centralven som leder blodet från sinusoiderna och vidare ut från levern med venae hepaticae till vena cava inferior. Lobuli innehåller hepatocyter som bl.a. lägger upp näringsförråd, avgiftar och producerar galla. I sinusoiderna finns även Kupferceller, en form av makrofager som fagocyterar bakterier från tarmen. Stellatceller finns med funktion att lagra vitamin A och bilda ECM. b) Gallan som frisätts till duodenum vid måltid kommer både från gallblåsan och direkt från leverns gallgångar. Sammandragning av gallblåsan frisätter koncentrerad galla till duodenum genom att hormonet CCK från duodenum stimulerar sammandragningen och samtidigt stimulerar till öppning av Oddis sfinkter. Hormonet sekretin från duodenum stimulerar volymsökning av gallan i leverns gallgångar så att utspädd galla rinner ut i duodenum utan att ha varit i gallblåsan. c) Intakt fett är inte tillgängligt för lipaser. Fettdroppar smälter ihop med gallkomponenter till miceller så att pankreaslipaser kan komma åt ytskiktet av fettet. d) 95% av gallsalter återupptas från tarmen via portaflödet och återförs till levern (det enterohepatiska kretsloppet). 2
Svar på fråga 4-6 läggs i separat mapp 4. Du hör att middagsbordet dukas, du ser mat som bärs fram och du känner lukten av god mat. Efter att du ingående har beskrivit saltsyrasekretion, digestion och leverlobuli i frågorna ovan har du tyvärr tappat aptiten något, men då din mage kurrar och du faktiskt börjar känna dig ganska matt så börjar du trots allt att äta. Efter ett tag känner du dig mindre matt och du reflekterar över var allt du åt tar vägen och hur detta regleras. a. Beskriv hur kolhydrater, fett och aminosyror flödar och distribueras mellan organ under den absorptiva fasen efter måltiden. (3 p) Svar: Glukoskoncentrationen stiger och celler och organ börjar mer och mer gå över till glukos som huvudsubstrat. Levern aktiveras senare pga sina GLUT-2 som är sena till festen men när de väl kommer så tar de mycket för att primärt lagra detta som glykogen. Muskulatur och fettväv är också lite sena till festen då deras GLUT-4 aktiveras intermediärt. Muskulatur lagrar glukos som glykogen och fettväv som triglycerider. När glukos finns tillgängligt i hög koncentration så använder alla celler/organ det. Vid absorption av fett kommer inte triglycerider till levern först då detta, i kylomikroner, kommer via lymfan och når då muskulatur och fettväv först. Dessa suger åt sig (lipolys) av triglyceridernas fettsyror och lagrar alternativt förbränner dessa. Levern får alla resterna (kylomikronrester) som den tar upp för lagring i levern och omarbetning till VLDL som via blodet cirkulerar till målorgan senare. CNS kan ej göra något med detta då blodhjärnbarriären förhindrar upptag av fett från cirkulationen. Vid absorption av aa kommer dessa att först passera levern. Levern har därmed första tjing på de aminosyror den behöver. Resten passerar levern och cirkulerar till andra organ som tar upp de aminosyror de behöver. De som ej tas upp cirkulerar åter med blodflödet till levern som använder dessa för sin egen energiförsörjning samt metabolism av aa för lagring i form av fett eller glykogen. Grenade aminosyror passerar levern helt och hållet då levern saknar möjlighet att metaboliser dessa aa. Grenade aa tas itsället upp av muskulatur där de kan metaboliseras. b. På vilka tre sätt kan din kropp generellt reglera vilket organ eller vilken cell som får glukos från blodet. (1,5 p) Svar: Den normala regleringen sker främst via ett varierande blodflöde till organet, organ/cellspecifika glukostransportörer samt via hormonell reglering genom ffa insulin, glukagon och adrenalin. c. Förklara hur hjärna, hjärta och lever skiljer sig från varandra när det gäller upptag av glukos samt den funktionella aspekten av dessa skillnader. (3 p) Svar: Dessa organ uttrycker tre olika transportörer. Hjärnan har ffa Glut3 med ett mycket lågt Km vilket därmed innebär att hjärnans celler kan ta upp glukos från blodet även vid väldigt låga blodglukoskoncentrationer då den är strikt beroende av glukos som energikälla. Hjärta har Glut 4 med ett intermediärt upptag (Km) av glukos. Glut4 uttrycket är reglerbart av insulin så att det efter intag av kolhydrater kan öka sitt uttryck av Glut4 och därmed använding av glukos. Hjärtat har en stor kapacitet att använda de flesta energisubstrat. Levern har Glut2 med ett högt Km och kommer endast slås på vid höga blodglukkonc. Den tar upp glukos vid överflöd ffa för att sänka blodglukos och för att lagra det för kroppens kommande fasta. Levern använder inte glukos som en betydande energikälla. d. Hur påverkar insulin och glukagon: 3
- Glukosupptag - Glukoneogenes - Lipolys - Glykogenes (2 p) Svar: Insulin ökar glukosupptag direkt hos celler med Glut4 och indirekt hos de flesta andra celler. Glukagon saknar generell effekt. Insulin hämmar och glukagon stimulerar glukoneogenes. Insulin hämmar lipolys. Glukagon har ingen perifer effekt men kan stimulera lipolys i bukfet. Insulin stimulerar glykogenes. Glukagon har ingen perifer effekt men stimulerar glykogenes i levern. 5. Nöjd efter en god måltid och en givande reflektion lägger du dig i soffan och somnar. Din kropp går nu in i en postabsorptiv fasta. a. Varifrån kommer glukos under en vanlig övernattsfasta? (1 p) Svar: Initialt från nedbrytning av leverglykogen och under sen övernattsfasta från glukoneogenes av ffa muskelglygogen. b. Var sker glukoneogenesen under din sömn och vilka är de tre huvudsubstraten för glukoneogenesens produktion av glukos? (1 p) Svar: Glukoneogenesen sker nästan uteslutande i levern vid normal övernattfasta. Huvudsubstraten i fallande betydelse är laktat, alanin och glycerol. 6. Vid midnatt vaknar du med ett ryck efter en mycket hemsk mardröm om citronsyracykeln och beta-oxidationen i den kommande metabolism-delen under nästa termin. Adrenalin frisätts i mängder från dina binjurar. Beskriv de fysiologiska och metabola effekterna av adrenalin för att underlätta och öka fysisk prestation. (2,5 p) Svar: Fysiologiska: Ökad puls, ökat blodtryck och dilaterade luftvägar. Metabola: Ökad prod av glukos genom ökad nedbrytning och minskad syntes av glukogen samt ökad glukoneogenes. Ökad prod av ATP genom ökad glykolys. Ökad mobilisering av fett genom ökad lipolys. Ökar sekretion av glukagon och minskar insulin för att förstärk sin egen effekt. Svar på fråga 7-9 läggs i separat mapp (14 p) 7. Njuren har förmåga att till viss del kompensera ett fall i systemblodtryck genom autoreglerande mekanismer (myogen aktivitet och tubuloglomerulär feedback) i syfte att upprätthålla den glomerulära filtrationen (GFR). a) Beskriv hur tubuloglomerulär feedback fungerar för att upprätthålla GFR om blodtryck och blodflöde minskar. (5 p) Svarsförslag: Minskat blodtryck ger långsamt flöde i tubuli vilket ökar reabsorption av natrium och kloridjoner i proximala tubuli/henles slynga. Macula densa celler i distala tubulus känner av minskad jonkoncentration och kommunicerar med granulära celler lokaliserade i anslutning till afferenta arterioli (komplexet kallas juxtaglomerulära apparaten). 4
Renin frisätts från granulära celler och spjälkar angiotensinogen till angiotensin I. Angiotensin I omvandlas till angiotensin II mha ACE. Angiotensin II kontraherar efferenta arterioler vilket bidrar till att öka GFR. AngII stimulerar även bildning av aldosteron. Det sker även en dilatation av afferent arteriole (mekanism ej helt klarlagd men NO/prostaglandiner sannolikt involverade). Sammantaget: de efferenta arteriolerna drar sig samman och de afferenta arteriolerna vidgas vid sjunkande blodtryck för att upprätthålla GFR. 8. I basgruppsfallet Den kräkande mannen resulterade kräkningar till en syra-bas rubbning. Njuren har en viktig roll i syra-basbalansen genom att anpassa utsöndring av bikarbonat och vätejoner. Syra-bas rubbning metabol acidos metabol alkalos HCO 3 - sänkt förhöjt ph sänkt förhöjt a) Ange i tabellen ovan om ph och HCO 3 - är förhöjt eller sänkt i artärblod vid de olika syrabas rubbningarna. (2 p) b) Förklara varför en patient med metabol acidos kan börja hyperventilera. (1 p) b) ökad ventilation avlägsnar CO 2, jämvikten förskjuts så att fria vätejoner binds till bikarbonat, ph ökar i blodet. 9. Bilden nedan visar en schematisk figur av njurens funktionella enhet, nefronet. Syftet med figuren är att visa de tre basala processer (markerade som A, B och C i figuren) som styr exkretion av urin. a) Din uppgift är att skriva en figurtext till bilden och förklara processerna A, B och C. Ditt svar ska innehålla information om var i nefronet de olika processerna sker samt ge exempel på olika ämnen som hanteras i de olika processerna. (4,5 p) b) Ange om de olika processerna A, B och C regleras av aktiva (energikrävande) och/eller passiva transportmekanismer? (1,5 p) 5
x Svarsförslag: a) A, visar filtration; plasma filtreras från glomeruluskapillärerna till Bowmans kapsel. Vatten, elektrolyter och metaboliter passerar. Proteiner tex albumin samt ämnen som är bundna till proteiner filtreras ej. B, visar reabsorption där vissa oumbärliga ämnen från filtratet återabsorberas till blodbanan. Denna process sker framför allt i proximala tubuli men även i resten av nefronet. Exempel på ämnen som reabsorberas är vatten, glukos, aminosyror, natrium. C, visar sekretion där olika ämnen förs från peritubulära kapillärer till njurtubuli. Exempel på ämnen är kalium, vätejoner, urea och många läkemedel. Många sekretionsprocesser sker i distala tubuli och samlingsrören. b) A passiv; B aktiv och passiv, C aktiv (och passiv) 6