Omtentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2005 1 Fall I Lisa Johansson, en 4-årig flicka, har remitterats från barnhälsovården till barnkliniken pga. kortvuxenhet och upprepade öroninflammationer. Vid barnkliniken tas ett antal olika prover på Lisa, bl.a. prov för kromosomodling. Svaret visar 45 X0, dvs. sk. Turners syndrom. Fråga 1 (3 p) Hur kan denna genotyp tänkas uppstå? Beskriv och förklara. En möjlighet är att det bildats gameter utan könskromosom på grund av misslyckad meios och att en sådan gamet vid befruktningen parats med en normal gamet. Felet i meiosen kan ha uppstått antingen hos mamman eller pappan. En annan möjlighet är mitotisk förlust av en av könskromosomerna tidigt efter befruktningen, men i detta fall borde man se någon form av mosaicism. Om en av könskromosomerna från början var skadad/hade onormal struktur så kan man tänka sig att risken för en förlust vid mitos är större. Lisas kortvuxenhet beror sannolikt delvis på en bristande insöndring av och okänslighet för tillväxthormon (GH/somatotropin) vilken är kopplad till hennes kromosomavvikelse. Fråga 2 (5 p) Hur verkar och regleras GH? Beskriv så noggrant du kan. GH produceras av celler i hypofysen. Fråga 3 (4 p) Rita och beskriv hypofysens anatomiska och histologiska uppbyggnad. Hormon och celltyp behöver bara anges för adenohypofysen. Infundibulum Neurohypofysen Posterior Pars nervosa Adenohypofysen Anterior Pars distalis Pars intermedia Adenohypofysen GH Acidophil PRL Acidophil TSH Basophil ACTH Basophil FSH Basophil LH Basophil GH och prolaktin utgör 50 % av cellerna
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2005 2 Hormonerna som frisätts från hypofysen är av typen polypeptid- eller proteinhormon. Fråga 4 (2 p) Vilka andra former av biologiska molekyler är verksamma som hormon hos människa? Steroider Aminer Fråga 5 (3 p) Utifrån dina kunskaper om tillväxt spekulera i andra orsaker och mekanismer till kortvuxenhet/utebliven tillväxt. Man vet att kvinnor med Turners syndrom blir mycket kortvuxna och Lisa får substitutionsbehandling med tillväxthormon för att uppnå en bättre slutlängd som vuxen. Fråga 6 (3 p) Ge förslag på hur tillväxthormon kan tillverkas med molekylärbiologisk teknik. Beskriv och förklara När man framställer proteiner med molekylärbiologisk teknik utförs inte posttranslationella modifieringarna av proteinerna. Glykosylering är ett exempel på en sådan modifieringsprocess vilken inte sker vid framställning av protein med molekylärbiologisk teknik. Fråga 7 (4 p) Redogör för hur denna process sker i den eukaryotacellen. Glykosylering av polypeptider och proteiner = koppling av kolhydrater till protein (förändrar proteinstruktur förlänger proteinets överlevnad-försenar degradation) sker via två olika vägar: N- respektive O-glykosylering Glykosylering sker i Er och golgi N-bindning till amingruppen på sidokedjan av asparagin O-bindning till serin eller threonin transferaser
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2005 3 Ett antal år senare verkar inte Lisa komma in i puberteten vilket inte är ovanligt för flickor med Turners syndrom. På sjukhuset kontrollerar man FSH och LH nivåerna och konstaterar att båda är kraftigt förhöjda. Fråga 8 (3 p) Vad talar detta för? Förklara och motivera dina ställningstaganden. Både FSH och LH styrs från GnRH i hypothalamus. Om ovarierna svarar med steroidhormon produktion och dessutom produktion av Inhibin från granulosacellerna leder detta till neg feedback fr.a. på hypofysen men också i någon mån på hypotalamusnivå. Höga FSH o LH nivåer visar alltså att ovarierna inte förmå orsaka neg feedback och att alltså ovarierna inte svarar på stimulansen från hypofysen. Således primär ovariell insufficiens. Du väljer att ge Lisa substitution med östrogen och gulkroppshormon (sk gestagen). Fråga 9 (3p) Vilka effekter förväntar du dig av denna behandling? Förklara hur effekterna kan uppstå. Östrogen leder till att livmoderslemhinnan prolifererar, växer till, att benmetabolismen stimuleras, att slemhinnorna i vagina, på portio, i uretra och blåsbotten stimuleras, att bröstkörteln stimuleras, påverkar flera olika system i hjärnan mm. gulkroppshormon (sk gestagen) gör att den av östrogenet prolifererade livmoderslemhinnan blir sekretionsomvandlad. När man gör uppehåll med båda hormonerna eller åtminstone gestagenet får man en mensliknande blödning (bortfallsblödning). Gestagenet har vissa andra effekter, t.ex. adderar sig gestagenets effekter till östrogenets vad det gäller proliferation i bröstkörteln. Med nya, känsligare, diagnostiska metoder har det visat sig att flertalet patienter med Turners syndrom i själva verket har en sk mosaicism. Fråga 10 (3 p) Vad innebär mosaicism? Hur kan mosaicism uppkomma? Med mosaicism menas att en individ har en blandning av celler med olika genotyp En blandad genotyp kommer att påverka fenotypen, den kan få mindre eller större konsekvenser. En mosaicism kan uppkomma genom ett mitotiskt fel under embryogenesen. Om den finns uttryckt i många organ så måste felet uppstått mycket tidigt. Hos kvinnan är normalt en kopia av X-kromosomen slumpmässigt inaktiverad i varje cell. Detta är en speciell form av mosaicism och inaktiveringen sker redan efter ett mindre antal celldelningar genom metylering av DNA
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2005 4 Symptomen vid Turners syndrom är kopplade till gendos, dvs om en eller flera genkopior kommer till uttryck. En gens DNA-sekvens utgör receptet för syntesen av ett protein. En viss gensekvens omfattande 227 450 baser översätts till ett protein som består av 398 aminosyror. Fråga 11 (5 p) Förklara hur översättningen går till. Generna ligger i genomet organiserade med exoner och introner, vilket innebär att genen kan fysiskt sträcka sig över stora områden i DNA dvs tusentals baser. Vid transkription kopieras hela genens DNA (utom promotorregionen som ibland kan räknas tillhöra genen) till ett pre-mrna, som därefter processas (splicing) så att introner klipps bort och exoner fohas samman. mrna som skall translateras till protein har för medelgenen en storlek på ca 1.5 kb. Av dessa 1.5 kb RNA baser skall 3 koda för en aminosyra vilket innebär teoretiskt att ett medelprotein skulle kunna 500 aminosyror långt. Medelstorleken på ett protein är dock ca 3-350 a.a, vilket innebär att en del baser i RNA inte översätts till aminosyror (5 - och 3 untranslated regions). Beträffande gendos så är det inte alltid som båda allelerna uttrycks, t ex så är ena X-kromosomen inaktiverad ( tystad ) hos kvinnor. Detta kan också förekomma på autosomerna. Underfunktion i thyreoidea är ofta förekommande hos flickor/kvinnor med Turners syndrom. Fråga 12 (3 p) Beskriv syntesen av thyreoideahormon!
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2005 5 Fråga 13 (4 p) Beskriv hur thyreoideahormon utövar sin effekt på cellulär nivå. Tyreoideahormon har effekter på utveckling, tillväxt och funktion hos alla celler i kroppen T4 är ett prohormon till T3, som anses stå för de biologiska effekterna. T3 passerar cellmembranen och in i cellkärnan där det binds till intranukleära receptorer. Det finns fyra olika receptortyper för T3 (alfa 1 och 2 respektive beta 1 och 2). T3 receptorn tillhör samma receptorfamilj som receptorerna för glucocorticoider, östrogen, testosteron, vitamin A och D. T3-receptorkomplexet binds tillsammans med andra s.k. transkriptionsfaktorer till DNA och aktiverar gentranskription och proteinsyntes. Proteinerna kan vara enzymer, hormoner (t.ex. somatotropin) och receptorer (t.ex. betaadrenerga receptorer). Ett flertal andra tillstånd är liksom underfunktion i thyreoidea förknippat med Turners syndrom. Ett sådant tillstånd påverkar tunntarmen ett organ livsviktigt för upptag av näringsämnen. Fråga 14 (5 p) Vilka olika nedbrytningsprocesser av födan sker på eller i enterocyten? Svar: Oligosackarider som laktos, maltos, sackaros och sk limit dextrins från stärkelsehydrolys hydrolyseras av enzymer som sitter i cellmembranernas luminala sida. 2) kortare peptider från luminal proteaskatalyserad hydrolys hydrolyseras till aminosyror av (a) peptidaser som sitter i cellmembranernas luminala sida eller (b) när det gäller di- och tripeptider tas dessa upp av enterocyterna och hydrolyseras av peptidaser i cellerna. Fråga 15 (3 p) Beskriv hur glukos tas upp från tarmlumen in i enterocyterna. Svar: Glukos tas upp genom aktiv transport via Na+/glukos transportören (SGLT1) i plasmamembranet. Transportören transporterar glukos över membranet tillsammans med Na+ (kotransport). Skillnaden i Na+ koncentration mellan lumen och cellens insida driver transporten av glukos över membranet, mot en högre glukoskoncentration. Fråga 16 (4 p) Beskriv hur tunn- och tjocktarm bildas under fosterutvecklingen och hur de kommer sig att de ligger där de ligger i buken, rita gärna. Svar: 1 p Ut i navelsträng pga. Platsbrist. 0,5 Vrids 90 grader motsols. 0,5 Under v6-11 0,5 Tillbaks in i bukhåla som nu tillväxt. Vrids då 180 grader, totalt alltså 270 grader. 1 Bild alt förklaring på slutligt läge. 0,5 Tarmarna kommer från endodermet.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2005 6 Enterocyterna som utgör tunntarmsepitelet bildar ett enkelt cylinderepitel. Dessa celler är väl förankrade till varandra och till det underliggande basalmembranet. Fråga 17 A (4 p) Namnge och beskriv de strukturer med vilka enterocyterna binder till varandra och till det underliggande basalmembranet. Cell:Cell interaction Zonula adherence aktin Occluding junction tight junction Macula densa intermediära filament Gap Junction Cell:Basalmembran interaction Hemidesmosom Intermediära filament keratin insidan av cellen Laminin förankrar cellen ner i basalmemnranet Fråga 17 B (2 p) Redogör för basalmembranets biokemiska uppbyggnad. Basalmembran lamina rara lamina densa Basalmembranet ett nätverk laminin, fibronectin,collagen IV och proteoglykan Laminin binder andra proteiner entaktin=nidogen För att cellen ska kunna upprätthålla sin form och funktion har den ett cytoskelett. Fråga 18 (3 p) Redogör för den biokemiska uppbyggnaden av enterocytens cytoskelett. Cytoskelettet har 3 huvudkomponenter Aktinfilament mikrofilament 7nm G-aktiner F-aktin Mobilitet form Mikrotubuli 30 nm α och β tubulin heterodimerer som bildar rörlika strukturer och även centriol cilier Intermediära filament (IF) 10nm Eftersom frågan rör enterocyten vilken är en epitelcell är keratiner (IF) Det finns minst 19 olika keratiner och de är av sur och basisk karaktär Till huvudkomponenterna finns ett stort antal proteiner associerade.
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B vårterminen 2005 7 Insulin som produceras av betacellerna i pankreas möjliggör glukosupptag i vissa av kroppens celler. Fråga 19 (2 p) Är pankreas ett intra- eller retroperitonealt organ? Motivera ditt svar. Svar: Sekundärt retroperitonealt. Börjar intraperitonealt som utskott från endoderm. Fråga 20 (3 p) Vilka är de kvantitativt viktigaste slutprodukter som glukos omvandlas till efter det att det tagits upp av t.ex. en levercell? Svar: 1) Nedbrytning till koldioxid och vatten för utvinning av energi. 2) Upplagring som glykogen. 3) Syntes av fett för upplagring. Fråga 21 (4 p) Beskriv hur glukos omvandlas till fettsyror. Svar: Glukos fosforyleras och metaboliseras i glykolysen till pyruvat och vidare till acetyl-coa. I ett hastighetsbegränsande steg karboxyleras acetyl-coa till malonyl- CoA. I fettsyrasyntaskomplexet adderas en acetylgrupp av malonyl-coa i en dacarboxyleringsreaktion till en acetyl-s-protein så att det bildas en 4 kolatomer lång kedja bundet till proteinkomplexet, denna kedja reduceras därefter till till en CH2- CH2CH2CO-S-protein. Denna process med malonyl-coa avgivande en acetylgrupp och förlängning, reducering, upprepas sedan till fettsyran blivit 16-18 kolatomer lång. Då den hydrolyseras av från proteinet. Processen är energikrävande i form av ATP för syntesen av malonyl-coa och NADPH2 som åtgår för reduceringsreaktionerna. Glukos ingår som byggstenar i olika makromolekyler såsom glykogen, stärkelse och cellulosa. Fråga 22 (4 p) Redogör för de olika bindningar mellan sockermolekylerna som återfinns i dessa föreningar. Glykogen α1 4 glykosid och i förgreningen α 1 6 glykosidbindning (1/4-6) Stärkelse består av en blandning av amylopectin och amylos Amylopectin α1 4 glykosid och i förgreningen α 1 6 men med färre α1 6 glykosidbindning (1/12) Amylos α 1 4 glykosidbindning Cellulosa β 1 4 glykosidbindning