Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 1(21) Jill Sandberg, 24 år, är frisk och lever sedan flera år i ett fast förhållande. Hon är normalviktig och fick mens första gången när hon var drygt 13 år men menstruationerna har aldrig blivit riktigt regelbundna. Du träffar Jill på Din vårdcentral där hon tar upp sina mensproblem. Jill har alltså oregelbunden mens och Ni kommer att diskutera p-piller. Hon har hört att p-piller innehåller hormonet östrogen och hon undrar om hon själv kan bilda detta hormon, när hon inte äter p- piller. Fråga 1 (4 poäng): Förklara i detalj hur en kvinna normalt bildar detta hormon, vilka byggstenar som östrogenerna kommer ifrån och vilka eventuella reglerande hormon från andra organ som är inblandade! Svar: Cholesterol (med 27 kol), antingen resorberat från kosten, eller nybildat från 2- kolsfragment, metaboliseras i ovariets thecaceller under stimulans från LH till androgener, som har 19 kol-atomer. Dessa androgener går över till de i follikeln innanför thecacellerna belägna granulosa-cellerna. Dessa celler har ett enzym, aromatas, vars aktivitet stimuleras av FSH, och som åstadkommer konversion av androgenerna androstendion och testosteron till östron resp östradiol. LH och FSH stimuleras i sin tur av GnRH från hypotalamus Mål: C9, C10, C11 1
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 2(21) Även om Jill just nu inte har några tankar på att bli gravid funderar hon på detta med oregelbundna mensblödningar. Hon undrar om detta kan tyda på att hon inte har ägglossning. Du förklarar att det finns olika sätt att undersöka detta, bland annat kan man mäta kroppstemperaturen eftersom ägglossningen följs av en temperaturhöjning på ca 0,5 grader. Fråga 2 (3 poäng): Beskriv en biokemisk mekanism som i en cell kan utnyttjas till ökad värmeproduktion. Svar 1) I mitokondrien kan den protongradient som elektrontransporten ger upphov till, och som normalt driver syntes av ATP, kortlutas genom att proteinet uncoupling protein (UCP) uttrycks. UCP släpper protoner genom mitokondriemembranet. Den upplösta koncentrationsgradienten frigör värme. 2) De energirika koncentrationsgradienterna över plasmamembranet, som till stor del utgörs av koncentrationsskillnader hos Na+ och K+ mellan cellens ut- och insida, kan utjämnas genom öppnande av jonkanaler. Den upplösta koncentrationsgradienten frigör värme. 3) Cykliska energikrävande reaktioner i en cell, tex fosforylering-defosforylering av proteiner eller hydrolys och reacylering av triacylglycerol, frisätter energi i form av värme eftersom de inte medför någon nettoförändring av proteinfosforylering resp mängden triacylglycerol. Mål: C23 2
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 3(21) Jills p-piller har bidragit till att menstruationerna blivit mer regelbundna. Hon skulle dock vilja bli gravid men hennes kille vill gärna vänta med att bilda familj. Detta leder till en splittring vilket stressar Jill och leder till att hon får orolig mage och hon uppsöker därför sin vårdcentral igen. Läkaren på vårdcentralen undersöker henne. Fråga 3 (3 poäng): Klassificera korrekt 6 anatomiska lokalisationer i ventrikeln. Svar: Mål: C6 3
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 4(21) Fråga 4 (4 poäng): Rita vilka kärl som försörjer ventrikeln med arteriellt blod. Vad heter de och varifrån kommer dessa kärl? Svar: Mål: C6 4
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 5(21) Jill är bekymrad för sin oroliga mage och innan hon träffar doktorn så grubblar hon över vad som kan vara fel i hennes mage. Hennes bästa vän som lider av sjukdomen celiaki (glutenintolerans) råkade säga till Jill att hon tycker att Jill har blivit smalare. Jill blir orolig och tänker att hon kanske har fått sjukdomen celiaki? Då påverkas tarmluddet som är så viktigt för näringsupptaget i tarmen. Man kan undersöka detta histologiskt. Fråga 5 (0,5 + 2,5 poäng) a. Vilken karakteristisk struktur, kopplat till just tunntarmen och näringsupptag, kan man se i mikroskop? b. Beskriv i detalj den struktur som efterfrågas i a.! Svar: a. Villi b. Villi=ytförstoring, fingerlika utskott som bekläds av absorberande enterocyter med mikrovilli. I lamina propria i villi finns ett fint nät av kapillärer och lacteal för näringsupptag. Mål: C2, C6 5
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 6(21) Fråga 6 (3 poäng): Vilka typer av celler finns i tunntarmsmukosans epitel och var är de lokaliserade? Var nybildas dessa? Beskriv med en teckning! Svar: Enterocyter, gobletceller, enteroendokrina celler, Panethceller (ev M-celler). De nybildas i kryptorna. Mål: C2, C6 6
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 7(21) Varje dygn belastas magtarmkanalen med drygt 8 liter vätska genom föda samt sekretion från magtarmkanalens olika organ. Fråga 7 (2 poäng): Beskriv varifrån denna vätskemängd kommer och hur den tas om hand så att slutprodukten i form av avföring inte uppgår till mer än cirka 2 deciliter per dygn. Svar: Vätskebidrag från olika källor : födan 1.5 L/dygn, saliv 1 L, magsäck 2 L, tunntarm 1.2-1.5 L, pankreas 2.5 L, galla 0.5-0.6 L ger summa 8.7-9.1 L/dygn. Av de cirka 8.5 L som tunntarmen tar emot, absorberar den cirka 7 L medan 1.5 L förs vidare till grovtarmen som i sin tur absorberar cirka 1.3 L = vätskemängden i avföring cirka 2 dl/dygn. Mål: C6 7
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 8(21) Ett flertal mekanismer och strukturer reglerar vätsketransporten i magtarmkanalen. Fråga 8 (2 + 2 poäng). a. Redogör för vilka strukturer som reglerar paracellulär transport, dessas lokalisation och funktion. Svar: Tight junctions, zona adherens, desmosomer, gap junctions. Intercellulärt, apikalt till basal organisation. Separerar apikal (villus) struktur från basolateral struktur, där den förra har huvudsakligen absorptiv funktion, den senare sekretorisk funktion. Passiv transport ofta längs med koncentrationsgradient. b. Na/K-ATPas ( Na-pumpen ) är ett centralt enzym för elektrolyt- och vattentransport över tarmepitelet. Redogör för detta enzyms funktion och cellulära lokalisation. Svar: Na+ ut ur cellen, K+ in Tre Na+ byts mot 2 K+, vilket medför intracellulär elektronegativitet. Aktiv transport mot en koncentrationsgradient för [Na+]. Förbrukar då en ATP-molekyl. Vatten följer med Na. Intracellulärt blir resultatet låg Na-koncentration 10 nm och elektronegativitet PD -40 mv, vilket underlättar passiv Na+-passage in i cellen till vilken vatten följer med. Lokaliserat basolateralt i enterocyterna. Mål: C6, Från konceptpyramid: membrantransport 8
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 9(21) Ungefär 5 år senare bestämmer sig Jill och hennes kille för att separera men Jill vill fortfarande mycket gärna bli gravid. Hon kontaktar vården för att höra efter om hon kan bli gravid via spermadonator. Inför detta beslut läser Jill om olika recessivt nedärvda sjukdomar vars anlag är vanligt förekommande i befolkningen. Cystisk fibros (CF) är ett exempel på en sådan sjukdom, där den vanligast förekommande förändringen är en deletion av 3 nukleotider (se delfråga 9a nedan). Ungefär var tjugonde individ av europeiskt ursprung är bärare av en muterad CF gen. Nedan finns en del (exon 1-3 av 27) av CF-genens nukleotidsekvens. Fråga 9 (6 poäng): Ange vilken konsekvens de följande förändringar (var och en för sig) skulle få för proteinet. a) 531-533 del ttc b) 141 a g c) 263 g t (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 9
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 10(21) 1021 CATCCCATAT CACGCGGGGG GAGCATCGTT ACCACCTGAG CTAGACCCAG CCAGGCCCCA 1081 CTGAAGCACA AAGATCGCTG GTTATGCCTC CTTCCCGGCA GCTGGACCCA CAGCGGACAA 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). a) 531-533 deletion resulterar i att en Phe försvinner, med troligen felveckat protein som resultat. (Ligger i verkligheten i exon 10, kodon 508, men då hade sekvensen i frågan blivit så lång.) b) 141 a g, förändring i intronet, innebär ingen skillnad på aminosyranivå. c) 263 g t resulterar i att kodonet gag blir tag (Glu> Stop) dvs en prematur terminering av translationen och ett förkortat icke-funktionellt protein. Mål: C3, C12, C13, C14 10
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 11(21) Fråga 10 (2 + 1 poäng) a) Hur stor blir risken att ett barn med okänd spermadonator som far skall drabbas av cystisk fibros? b) Att barnet blir genbärare? Svar. a) 1/20 (spermadonator)*1/20(jill) *1/4 (aut. recessiv) = 1/1600 b) 1/20 * 1/20 = 1/400 Mål: C1,C3, C12, Konceptpyramid: ärftlighet, gameter, meios 11
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 12(21) Fråga 11 (3 poäng): CF genen är mycket stor, ca 230 000 baspar med 27 exon och ett mrna transkript på ca 6 500 bp. Vilka funktionella delar består ett mrna av? Svar: 5 UTR, proteinkodande del, 3 -UTR, cap struktur och poly A svans. Mål: C3, C13 12
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 13(21) Proteiner består av ogrenade polymerer, så kallade peptider, av aminosyror. De 20 olika aminosyror som finns ger ett närmast oändligt antal tänkbara sätt som dessa kan kombineras på för att bilda proteiner. Aminosyrasekvensen utgör den primära proteinstrukturen. Figuren visar en peptidkedja bestående av 4 olika aminosyror: Fråga 12 (5 poäng): Svara på följande frågor om aminosyror och peptider! a) Aminosyror binder till varandra via peptidbindningar. Vilken typ av bindning är en peptidbindning? b) Markera peptidbindningarna och de atomer som ingår i peptidbindningarna i peptiden ovan. c) Vad menas med peptidens N- respektive C-terminal? Markera N- respektive C-terminal i peptiden ovan. d) I figuren visas 4 olika aminosyror. Resonera kring deras olikheter och likheter till varandra och vilken betydelse det har för proteinets struktur. e) Hur kommer det sig att ett protein kan vara positivt, negativt respektive oladdat beroende på vilket ph det är i den miljö där det befinner sig? 13
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 14(21) Svarsförslag: a) Peptidbindningen är en kovalent bindning. b) Se figur nedan c) N-terminal: peptidkedjans ände som är en NH2 grupp/nh3+ grupp; aminogrupp C- terminal: peptidkedjans ände som avslutas med en COOH grupp/-coo- grupp; karboxylgrupp d) I figuren visas metionin, asparaginsyra, leucin och tyrosin. 4 olika aminosyror, de har alla aminogrupp och karboxylgrupp och vanlig aminosyrastruktur men det som skiljer dem åt är 4 olika sidokejdor. Metionin vars aminogrupp utgör N-terminalen bidrar med aminogruppegenskap samt tyrosin vars karboxylgrupp utgör C-terminal med karboxylgruppsegenskap. Aminosyrors sidokedjor kan delas in i 4 grupper beroende på hur de ser ut och vilken kemisk egenskap de har pga sin struktur och de ingående atomerna: - Icke polära; hydrofoba ex metionin och leucin; har en kolkedja, rak eller grenad, samt ex en S atom (för metionin). Ogillar vatten. Bidrar till att proteinet får hydrofob domän genom sk hydrofob interaktion mellan de aminosyrakedjor som inte är vattenlösliga. - Polära oladdade aminosyror. Ex tyrosin. Hydrofila; gillar vatten. Bidrar till att ge proteinet vattenlöslig egenskap. - Polära, laddade. Ex asparaginsyra som är sur. Finns också de som är basiska ex lysine. Viktigt att få med att de är laddade. Hydrofila. Aminosyrasekvensen utgör den primära strukturen (peptidbindningar och andra kovalenta bindingar). Beroende på vilka aminosyror som ingår i proteinet så bestämmer sidokedjornas interaktion med varandra på nära håll genom vätebindningar (den sekundära strukturen) och den tertiära strukturen genom interaktion med sidokedjor som ligger längre ifrån varandra i aminosyrasekvensen. Det gör att peptidkedjan veckas på ett specifikt sätt som är unikt för varje proteinslag; vätebindningar, jonbindningar (saltbryggor), disulfidbindningar (kovalenta bindningar), van der Waalsbindningar och hydrofoba interaktioner är bindningar och interaktioner som uppstår mellan aminosyrornas sidokedjor (tertiära strukturen). Bestämmer proteinets struktur och stabiliserar den. Proteiner har antingen globulär eller fibrillär struktur. e) På grund av N-terminalen och C-terminalen som är aminogrupp, NH2 resp NH3+ prespektive COOH resp COO- beroende på ph, samt på grund av de aminosyror vars sidokedjor är laddade och fungerar som syror och baser (innehåller COOH grupp eller NH2 grupp i sidokedjan). Vid isoelektriska punkten tar alla laddningar ut varandra och proteinet uppträder oladdat i ett elektriskt fält. Vid ph under isoelektriska punkten är proteinet positivt och över negativt laddat. 14
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 15(21) Mål: C8, C14 15
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 16(21) Jill bestämmer sig till sist för att genomgå konstgjord befruktning via spermadonator. Graviditeten kan sedan identifieras på olika sätt, antingen via detektion av hormoner eller via ultraljud. Detektion av ett hormon brukar ligga bakom olika kommersiella graviditetstester som man idag kan köpa vid apoteket, pressbyråer och t.o.m. på bensinmackar. Fråga 13 (4 poäng): Vilket är det hormon som vanligen ingår i de kommersiella graviditetstesterna? Beskriv var hormonet produceras och vilken primär funktion det har! Svar: koriongonadotrofin (hcg) produceras av trofoblastet (syncitiotrofoblastet) som ökar i massa under implantationen och strax därefter, och som utsöndras i urin och därmed detekteras av ett enkel testsystem (graviditetssticka). hcg binder till luteala celler via LHCG receptor och därmed (via sin alfa-subenhet, som är bl a identiskt till FSH och LH) stimulerar progesteron produktion av corpus luteum och undviker därmed dess luteolys. Mål: C9-C11 16
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 17(21) Graviditetstesten visar sig vara positiv och Jill blir mycket glad Fråga 14 (4 poäng): Strax efter kläckning från zona pellucida kommer blastocysten att gräva sig in i endometriet under den sk implantationen. Beskriv denna process och dess konsekvenser! Svar: Blastocysten består av en embryonal cellklump (ICM) omgett av en trofoblast, som under dag 7 efter befruktning, tar kontakt med endometriets ytepitel och påbörjar en tillväxt via mitos med bildande av cytotrofoblastet som snart borrar sig mellan epitelceller och penetrerar lamina proprian, Denna invasiva processs gör att embryot så småningom inkluderas i slemhinnan under epitelet som snart återbildas. Mitoshastigheten av cytotrofoblastet ökar vilket leder till att ett syncitium bildas (dvs en inkomplett mitos, med kärndelning som följs av cytoplasma separation, och som leder till en stor multinukleär celltyp. Detta syncitium skall dominera invasiviteten och leda utvecklingen av den hemokoriala placentan och en reaktion av endometriet: deciduan. Mål: C7 17
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 18(21) Jills graviditet framskrider normalt Fråga 15 (3 poäng): Beskriv embryots utveckling från morulastadiet till slutet av andra veckan! (Du behöver inte redogöra för implantationen igen.) Svar: Morulan omvandlas till blastocyst. Detta sker mot slutet av vecka 1 (ca dag5) och sker genom att vissa celler kondenseras i en inre cellmassa (eller embryoblast) som - senare ger upphov till själva embryot. Andra celler kommer lägga sig perifert, få en plattare morfologi och bilda trofoblastet (eller yttre cellmassan). Samtidigt bildas mellan dessa en blastocysthåla. Inre cellmassan delas sedan i övergången mellan vecka 1 och 2 upp i hypoblast (ventralt -mot blastocysthålan) och epiblast. Amnionhålan bildas i början av vecka 2 dorsalt om epiblastet och den primära gulesäcken bildas ventralt om hypoblastet. I mitten av vecka 2 bildas korionhålan perifert om gulesäcken (ungefär samtidigt som den senare omvandlas till sekundär gulesäck). Mål: C7 18
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 19(21) Under graviditeten behöver Jill öka sitt energiintag, för att fostret växer och för att bygga upp en fettreserv inför den kommande amningen. Fråga 16 (6 poäng): Fettlagren i kroppen består av fettsyror, förestrade till triacylglycerol. Beskriv hur olika typer av näringsämnen kan ge upphov till fettsyror? Svar Mål: C18, C20 19
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 20(21) Såsmåningom nedkom Jill med en liten flicka, Maria, som dock var lätt (2450 g) och kort (46 cm) för sin gestationsvecka (v 37) när hon föddes. Maria växte bra och när hon var ett år hade hon genomsnittlig vikt och längd (0 SDS både för vikt och längd). Vid 12 års ålder var hon fortfarande normalstor. Fråga 17 (1 poäng): Vad är beteckningen för den process som leder till den beskrivna förändringen i längd och vikt under Marias första levnadsår? Beskriv också vad denna process innebär? Svar: Catch-up. Kroppens förmåga att återhämta sin designerade storlek efter en period av dålig tillväxt t ex pga svält i fetallivet eller sjukdom under uppväxten. Mål: C5, C10 Fråga 18 (2 poäng): Vilka hormoner är viktiga för tillväxt i den fetala tillväxtfasen och under det första året postnatalt? Var i kroppen bildas dessa hormoner och hur beskriver man dess effekter beroende på om de verkar genom att transporteras med blodet eller om verkningen är lokal? (2p) Svar: Insulin och IGF-I. Bildas i pancreas respektive lever plus flertal andra vävnader t ex tillväxtplattan. Verkning efter transport via blodet är Endokrin och vid lokal frisättning Parakrin/Autokrin. Mål: C5, C10 20
Omtentamen Läkarutbildningen T1:B höstterminen 2012 21(21) Fråga 19 (2 poäng): Vilka hormon-axlar är viktiga för normal tillväxt hos flickor i 12-års åldern? Vilka hypofyshormoner driver på utveckling av gonaderna? Svar: GH- IGF-I-axeln och Gonad-axeln viktigast (även thyroidea och binjureaxeln har betydelse). LH/FSH från hypofysen (styrt av GnRH från hypothalamiske neuron) stimulerar gonader till tillväxt och hormonproduktion. Mål: C5, C10 21