Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 1(22 En del av oss kanske åt skinka i julas. Att äta skinka till jul kommer ursprungligen från en tradition som man kan läsa om i den fornnordiska mytologin. Där står det att läsa om galten Särimner som kunde slaktas och ätas varje dag. Villkoret var att alla ben skulle samlas ihop efter förtäringen. Sagan om Särimner kan ses som en metafor för kolets kretslopp i biosfären på jorden. Fråga 1 (3 poäng): Beskriv kolets biologiska kretslopp och vad det är som driver det. Beskriv kortfattat hur. Svar: De gröna växternas klorofyll använder energin i solljuset för att i fotosyntesen reducera CO2 med H2O till kolhydrater under frigörande av O2. I djurvärlden äts växterna och solenergin lagrad som kemisk energi i kolhydrater och andra växtkomponenter oxideras med hjälp av O2 till CO2 och H2O varvid den kemiska energin kan användas av djuren. Det bildade CO2 frisätts till atmosfären där det ånyo kan fångas upp växternas fotosyntes. Ytterst är det solenergi driver detta kolets kretslopp och i slutändan omvandlas den till värme och ökad entropi.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 2(22 Fråga 2 (3poäng): Vad har gallsalterna för funktioner i tarmen och vad är orsaken till att de kan utöva dessa funktioner. Svar: Gallsalter är amfifila molekyler (men polär och en opolär sida) som emulgerar lipider i födan genom att med sin opolära del binda in till ytan på en lipidroppe och därigenom skapa en polär yta på lipidroppen. Detta gör att emulsionen stabiliseras och uppdelningen av fettet i mindre droppar ger en ytförstoring som är nödvändig för en effektiv lipolys i tarmen. Gallsalterna bildar också miceller och tillsamman med lipolysprodukterna fettsyror + monoacylglycerol bildas blandmiceller som transporterar bort lipolysprodukterna från lipidropparnas yta, så att lipolysen inte blockeras. Blandmicellerna transporterar lipolysprodukterna till enterocytytan där de tas upp.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 3(22 Fråga 3 (3 poäng): Gallsalterna syntetiseras från kolesterol i levern. Beskriv översiktligt kolesterolets biosyntes. Svar:
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 4(22 Fråga 4 (2 poäng): Hur transporteras gallsalterna ut i tarmen? Svar: Kortfattat: Canaliculi; portatriad; d. hepaticus dex. sin. ; från gallblåsan d. cysticus;d. choleductus; papilla duod. major. Mål T1: C6
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 5(22 Fråga 5 (3 poäng): Det frisätts 20-30 gram gallsalter i tarmen varje dygn. Beskriv vad som möjliggör att så mycket gallsalter kan frisättas i tarmen varje dygn. Svar: Upp till 95% av gallsalter/syror tas upp av tunntarmen och bundet till serum albumin i blodet tas det via vena porta mycket effektivt upp av hepatocyterna i levern. Över hela ileum tas gallsalter/syror upp genom diffusion in i enterocyterna, i distala ileum finns dessutom en aktiv Na+-synport-katalyserat upptag. En del av gallsalterna/syrorna dekonjugeras av bakterier i tarmen, men dessa konjugeras ånyo i levern. Genom detta enterohepatiska kretslopp av gallsalter/syror räcker det med att några gram nysyntetiseras från kolesterol varje dygn.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 6(22 Övervikt är ett tillstånd som blir allt vanligare i Sverige, liksom internationellt. Mycken vetenskaplig vedermöda har lagts på att utreda orsakerna. Förklaringen står att finna i en av fysikens grundsatser, termodynamikens första lag- energi kan inte nyskapas eller förstöras, endast omvandlas. Om man intar mer energi än vad man gör av med- dvs. omvandlar till värme, rörelse etc. kommer överskottsenergin att lagras i kroppen, främst i form av fett, något som gäller oavsett vilka födoämnen som står för energin. Fråga 6 (6 poäng): Beskriv reaktionerna som leder till att överskott av kolhydrat omvandlas till fett Svar: glykolys till pyruvat, omvandling till acetyl CoA, fettsyra syntes, TAG syntes
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 7(22 Fråga 7 (3 poäng): För att överskott av protein ska kunna ombildas till fett måste det först brytas ned till aminosyror. Innan fortsatt metabolism kan ske måste sedan aminogruppen i varje enskild aminosyra avges. Hur går detta till? Svar: transaminering mha pyridoxalfosfat och pyridoxaminfosfat
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 8(22 Fråga 8 (3 poäng): För hög koncentration av fria aminogrupper (=ammoniumjoner) skadar bl a hjärnan. Hur kan kroppen skydda sig mot detta? Svar: syntes av karbamoylforsfat + urea cykeln
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 9(22 Kroppens kvantitativt största fettdepåer finns i det subkutana fettet, men en liten och fysiologiskt intressant fettdepå finns också i bukens oment. Fråga 9 (1 poäng): Vilka är omenten? Svar: Omentum minus/majus 0,5 + 0,5 p (Mål: T1b C5 & C6)
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 10(22 Fråga 10 (4 poäng): Hur anläggs och utvecklas omenten under fosterutvecklingen? Beskriv processen från anläggning till och med den mogna topografiska anatomin! Svar: Det primitiva tarmröret kommer i samband med anläggningen att omges av mesodermal vävnad som ger upphov till Peritoneum (viscerale/parietale). Visceralt Peritoneum ventralt och dorsalt om det primitiva tarmröret är kommer att fusera (och bilda bilaminärt meso). I samband med magsäckens rotation i rostrokaudal och anteroposterior riktning kommer delar av Mesogastrium dorsale, som fäster in i Curvatura major, att hypertrofiera kraftigt, vilket ger upphov till Omentum majus. Omentum majus löper hos den vuxne gott och väl förbi Colon transversum i kaudal riktning och ligger ventralt om tunn- och tjocktarmarna, innanför bukväggen. Ibland kallas den del av Omentum majus som löper mellan Curvatura major och Colon transversum Lig. gastrocolicum. På motsvarande vis kommer magsäckens rotationer att förskjuta det Mesogastrium ventrale åt höger i buken, vilket ger upphov till Omentum minus. Anatomiskt löper omentet mellan magsäck, tolvfingertarm och lever och brukar indelas i två huvudsakliga stråk: Lig. hepatogastricum och Lig. hepatoduodenale. Den resterande delen av det ventrala mesogastriet ger upphov till lig. falciforme hepatis.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 11(22 Många cellulära processer hos grisen (och troligen Särimner) fungerar med hjälp av proteiner som är snarlika dem som uttrycks hos människa. Ett specifikt protein som uttrycks i både grisceller och humana celler kan ha samma funktion och vara lika effektiva, men ändå kan DNAsekvensen som kodar för proteinet skilja sig en del i mellan de två arterna. Fråga 11 (3poäng): Förklara varför det, trots olikheterna i DNA-sekvens, produceras proteiner som fungerar helt likvärdigt hos gris och människa! Svar: Varje aminosyra kodas av ett kodon bestående av tre baser i DNA. För de flesta aminosyror finns det mer än ett kodon som translateras lika. Det gör att exakt samma aminosyresekvens kan kodas av DNA-sekvenser som är något olika. En del aminosyror i ett protein är mindre viktiga för funktionen, dvs om en sådan aminosyra byts ut kvarstår samma funktion. Aminosyror har olika egenskaper såsom laddning, polaritet mm. Om en aminosyra ersätts med en annan med samma kemiska egenskaper påverkas inte funktionen nämnvärt även om det är ett aktivt site. Mål: T1C3,C13,C14
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 12(22 Särimner hade aldrig kunnat växa till sig så bra om det inte vore för tillväxtstimulerande hormoner av olika slag, däribland IGF-1 och tillväxthormon (GH/somatotropin). Fråga 12 (3 poäng): Redogör för hur tillväxthormon- och IGF-1-nivåerna regleras på individnivå! Svar: Syntesen av IGF-1 i levern och annan vävnad stimuleras av GH som frisätts från adenohypofysens somatotrofa celler. Dessa i sin tur stimuleras positivt av GHRH och negativt av somatostatin, som båda frisätts i hypotalamus. IGF-1 och GH verkar med negativ feedback på hypofys- och hypotalamusnivå. För det senare gäller att GHRH minskar och somatostatin ökar. Mål: T1C10,C11
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 13(22 Fråga 13 (2poäng): Tillväxthormon (GH) bildas i två former, 176 resp 191 aminosyror långa, från samma gen. Hur går detta gå till? Svar: Genom alternativ splitsning bildas två olikstora mrna från samma gen. Posttranslationellt modifieras de två proteinformerna vidare i ER och Golgi. Efter klyvning bildas de två formerna med 176 resp 191 aminosyror. Splitsning och posttranslationella modifieringar kan ses som generella mekanismer. Utöver dess kan man också tänka sig att olika långa transkript bildas med hjälp av olika promotorer i genen (avläsningen startar på olika ställen). Mål: T1C3,C13,C14
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 14(22 Många hormoner som transporteras med blodet är huvudsakligen bundna till bärarproteiner. Fråga 14 (3poäng): Förklara hur det kan finnas både fritt och bundet hormon samtidigt och redogör för vad som avgör koncentrationen av fritt hormon. Svar: Fritt och bundet hormon kan finnas samtidigt på grund av kemisk jämvikt som beskrivs av: H + HBP H*HBP. Hur mycket fritt hormon som finns bestäms dels av jämviktskonstanten (som är beroende av affiniteten) och dels av hur mycket hormon och bärarprotein som bildas (och bryts ner). Hormonsyntesen är i sin tur reglerad av feedbacksystem och även syntesen av bärarprotein i levern kan vara reglerad. Mål: T1 C10, C11
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 15(22 Då Särimmer kunde återuppstå skulle man kunna tänka sig att benknotorna innehöll stamceller. Dock talar det faktum att alla benknotor måste samlas in mot att detta skulle varit fallet såvida inte varje benknota innehöll en specifik typ av stamceller. Fråga 15 (2 poäng): Vilka egenskaper hos en stamcell gör att en enda blodstamcell kan återskapa alla blodets celler efter transplantation. Svar: Själv förnyelse (Kan skapa nya stamceller) Multipotens (Kan ge upphov till alla blodets celler)
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 16(22 Människan tillverkar flera miljarder blodceller varje dag trots att stamcellerna bara utgör någon tiondels procent av blodcellerna i benmärgen och trots att de bara delar sig varannan vecka. Fråga 16 (3 poäng): Hur kan så få celler som delar sig så sällan ändå generera så stora mängder mogna celler? Kan det finnas någon biologisk relevans i att stamceller inte delar sig så ofta? Svar: Stamcellerna själva delar sig sällan men det sker en dramatisk proliferation i de olika utvecklingsstadier som de olika blodcellerna genomgår vilket skapar en pyramid effekt. Att själva stamcellen inte delar sig så ofta torde vara fördelaktigt då varje celldelning medför risk för mutationer som då kommer att finnas kvar och generera miljontals blodceller med muterad arvsmassa.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 17(22 Omkring 60 % av människa och djur som Särimner utgörs av vatten, resten är proteiner, kolhydrater, fett och diverse joner. Våra biologiska membraner bidrar till att organisera dessa molekylära beståndsdelar till funktionella enheter och ger struktur till celler, vävnader och hela organismen. Fråga 17 (11 poäng): Beskriv: a) Hur ett biologiskt membran uppbyggt, det vill säga vilka är dess principiellt viktigaste beståndsdelar? (2 p) Svar (kortfattat): Visa den principiella uppbyggnaden, lokalisering av viktiga beståndsdelar, som fosfo/glykolipider, kolesterol och proteiner b) Vad är drivkraften till membranets bildande? (1 p) Svar (kortfattat): Den hydrofoba effekten dvs att vattenmolekyler, som vill bilda vätebryggor främst med andra vattenmolekyler, minimerar kontakten med fettsyresvansarna på lipiderna och därigenom ökar entropin, vilket ger ett negativt tillskott till Gibbs fria energi- med andra ord en spontan reaktion.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 18(22 c) Hur kan membranet hålla sig lagom mjukt vid olika temperaturer? (1 p) Svar (kortfattat): Genom att variera längden och mättnadsgraden hos fettsyrorna i lipiderna och den relativa halten av kolesterol i membranet. d) Hur kan joner som K + och Na +, liksom vatten passera ett biologiskt membran? (1 p) Svar (kortfattat): Genom olika jonkanaler eller transportörer för vilket det ofta krävs energi (ATP) i form av parallell transport av två likladdade joner i motsatt riktning, eller respektive joner i olika delar av membranet, om membranpotentialen skall vidmakthållas. Vatten passerar främst genom aquaporiner, som finns i alla celler och ofta i flera isoformer i samma cell eller vävnad; mindre mängder kan också passera genom själva lipidmembranet.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 19(22 e) Hur går det till när en cell tar upp (endocyterar) respektive spottar ut (exocyterar) partiklar och granulae? (3 p) Svar (kortfattat): Egentligen enklast att visa med bild och konsultation av lämplig lärobok; vid endocytos kan partikeln binda till membranet och genom en invagination omslutas av detta och sedan som en membranomsluten blåsa hamna i cytoplasman (på engelska early endosome ). Den kan vidare fusionera med andra vesiklar eller granula (på engelska late endosomes, phagosomes, phagolysosomes ), eller lösas upp och innehållet spridas i cytoplasman. Cellen dricker också (på engelska fluid phase endocytosis ), varvid lösta ämnen och små partiklar tas upp i endosomerna utan att först fastna i membranet. Vid exocytos sker i princip de omvända processerna, när vesiklar eller granula binder till insidan av membranet, ofta med små G-proteiner som adresslappar, fusionerar med detsamma och tömmer sitt innehåll extracellulärt, alternativt sker en utsöndring av intakta granula.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 20(22 f) Hur skiljer sig plasmamembranet principiellt från membranen kring mitokondrier och cellkärna? (2 p) Svar (kortfattat): Både kärna och mitokondrie omger sig av dubbla, bimolekylära skikt, jämfört med plasmamembranet som har ett sådant.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 21(22 Samspelet mellan arv och miljö är en drivande faktor för evolution av olika organismer inklusive människan. Utvecklingen av hominider karakteriseras evolutionärt av dramatiska förändringar i födointaget, framför allt har populationer som baserar sitt födointag på stärkelserik föda (dit einhärjarna i Valhall som kalasade på Särimner INTE räknades) erhållit duplikationer av amylasgenen, så att vissa individer i populationer med högt intag av stärkelserik föda har ända upp till 15 kopior/diploid genom (i genomsnitt 7 kopior) av amylasgenen. Populationer med en mer proteinbaserad kost har i genomsnitt färre amylaskopior. Variation i antalet genkopior är en form av genetisk variation som visar att genomet är plastiskt och variabelt och kan omformas genom (i det här fallet) positiv selektion. Fråga 18 (3 poäng): Beskriv på vilka ytterligare sätt genetisk variation åstadkommes hos människan. Svar. Fördelning av parentala kromosomer vid bildningen av könsceller Överkorsning mellan homologa kromatider i meiosen SNP, mikrosatelliter, nukleotidsekvensvariationer
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2010 22(22 Fråga 19 (4 poäng): Antalet kopior av en gen relaterar till expressionen av genprodukten, proteinet. Nämn några ytterligare faktorer som är viktiga vid transkriptionell reglering av genuttrycket, expressionen av en gen och hur det sker. Svar. Transkriptionsfaktorer binder till specifika DNA sekvenser för sina målgener och kan upp- eller nedreglera mrna transkriptionen Cis-element, specifik sekvens av nukleotider i genens promotor (oftast)utgör interaktionsyta för TF Kromatinstrukturen, biokemisk modifiering av histoner, som relaxerar (acetylering) kromatinet och gör DNA tillgängligt för TF, eller deacetylering av kromatin som kondenserar kromatinet och tystar genexpression Hypermetylering av CpG öar i promotor, bidrar till DNA kondensering och hindrar TF att interagera med DNA och/eller direkt påverkar DNA s bindningsytor för TFså att interaktion försvinner