NMET1 omtentamen ht2014 den 14 mars 2015 (poäng 47 p) Svar på fråga 1-‐3 läggs i separat mapp (17 p) 1. Åt du några semlor på fettisdagen den 17 februari? Semlor består vanligen av en söt vetebulle, oftast kryddad med kardemumma, med avskuret lock. Under det florsockerpudrade locket finns en fyllning med mandelmassa och vispad grädde. En härlig blandning av kolhydrater och fett redo för kroppens digestion. a) Beskriv var och hur fett bryts ned i magtarmkanalen. (2 p) b) Beskriv var och hur kolhydrater bryts ned i magtarmkanalen. (3 p) c) Vilken roll har bakteriefloran vid nedbrytning av kolhydrater? (1 p) Svarsförslag: a) Påbörjas av enzymet lipas från tungan. Gallsalter kommer ut i duodenum och finfördelar fettet så att lipas från pankreas kan komma åt. Fettet spjälkas till fettsyror och monoacylglycerol som tillsammans med gallsalter hålls samman i små transportmolekyler (miceller). b) Munnen: mekanisk nedbrytning med tuggning och alfa amylas i saliven för spjälkning. Magsäcken: HCl frisätts och födan blir flytande genom motilitet, fortsatt nedbrytning av amylas i proximala delen av ventrikeln. Från pankreas frisätts alfa amylas som bryter ned stärkelse till maltos. Maltos, sackaros och laktos spjälkas till monosackarider (glukos, fruktos, galaktos) av lokala enzymer i tunntarmepitelcellernas mikrovilli membran (borstbrämsenzymerna). c) Tjocktarmens bakterieflora bryter ner odigererbara kolhydrater som passerat tunntarmen utan att brytas ned. 2. Det börjar vattnas i munnen och produceras saliv när du tänker på och läser om semlorna i första frågan. a) Det finns tre stora pariga salivkörtlar i munhålan. Namnge dessa samt ange var i munhålan de finns. (3 p) b) Saliv delas in i två undergrupper. Vilka? (1 p) c) Tanken, lukten och åsynen av semlan kommer även att påverka magsäckens sekretion av saltsyra. Vad kallas den syrasekretionsfas som börjar redan innan du äter och genom vilken mekanism sker detta? (2 p) Svarsförslag: a) öronspottkörteln (parotis), tungspottkörteln (sublingualis) och underkäksspottkörteln (submandibularis) b) seröst och muköst saliv. c) Kefal fas: Ökad syrasekretion genom ökad aktivitet i den parasympatiska innervationen till magsäcken, d.v.s. vagusnerven. 3. Bukspottkörtel (pankreas) är ett körtelorgan i kroppen och består av en exokrin del och en endokrin del. a) Vilken övergripande funktion har den exokrina respektive den endokrina delen? (2 p) b) Vilka neurotransmittorer och/eller hormon reglerar de exokrina acinuscellernas aktivitet? (1 p) c) De Langerhanska öarna består av alfaceller, betaceller och deltaceller. Vilken funktion har de olika cellerna och vilken celltyp dominerar? (2 p) Svar: a) Den exokrina delen producerar matspjälkningsenzym och den endokrina delen producerar hormoner som tex insulin. b) Parasympatisk aktivering via acetylkolin och VIP och hormonell aktivering via CCK och sekretin. c) alfaceller bildar glukagon, betaceller bildar insulin och deltaceller bildar somatostatin. Betaceller dominerar. Svar på fråga 4-‐6 läggs i separat mapp (12 p) Skelettmuskulaturen utgör ca 50 % av din kroppsvikt och har en stor glykogenreserv som primärt är ett lager av bränsle för den snabba glykolysen. Utöver det används lagrad ATP i form kreatin samt en tillförsel av fria fettsyror. 4. Om du hypotetiskt sett måste fly från ett lejon eller en argsint pekingese, beskriv detaljerat metabolismen och energiförsörjningen i dina muskler under din flykt: a. Tiden 0 till 3 minuter. (2 p) b. Tiden 3 till 120 minuter (pekingesen är väldigt uthållig och envis). (2 p) Svar: a) De initiala kontrktionerna i muskulaturen försörjs med fritt tillgängligt ATP. Detta kan dock endast pågå i 10-‐20 sekunder och därefter måste kreatinfosfat användas för att återskapa förbrukat ATP. Kreatinreserven räcker till 30-‐40 sekunders extra kontraktion. Simultant kommer den anaeroba glykolysen av blodglukos och muskelglykogen gradvis startas. Tillsammans ger dessa en snabb produktion av ATP, men mängden ATP begränsas då dessa processer ger ett lågt utbyte av ATP. b) De snabba reserverna har förbrukats och muskulaturen kan ej kontrahera lika snabbt. Det ökade blodflödet till muskulaturen har kontinuerligt försett muskulaturen med mer och mer syre och glukos. Detta möjliggör en aerob nedbrytning av glukos, både från blod och från glykogen, som ger avsevärt mycket mer energi men långsammare. Glukosreserverna är begränsade och succesivt ökar muskulaturens användning av fett som huvudsubstrat. Användningen av fett ger mer energi än glukos men går långsammare och därmed kan du inte springa lika fort. 5. Kroppen försöker på olika sätt hjälpa musklerna så att de kan jobba effektivare. Det handlar ju faktiskt om att överleva en förestående attack av en pekingese. a. Hur kommer utsöndring av adrenalin och kortisol att påverka din metabolism? (2 p) b. Vad är och vilken roll har Cori-‐cykeln och glukos-‐alanin cykeln? (2 p) Svar: a) Adrenalin ökar hjärtfrekvensen och blodtryck (generellt). Blodflödet till mag-‐ tarmkanalen minskar medan blodflödet till muskulatur ökar. Utöver detta så dilaterar adrenalin luftvägarna. Sammantaget sker detta för att öka blod och syre tillförseln till skelettmuskulaturen. Adrenalin ökar sekretion av glukagon och minskar frisättning av insulin för att förstärka sin egen effekt. Adrenalin och glukagon har liknande effekt. Adr ökar lipolys i fettväv för att frisätta FFA till muskulatur. Adr minskar syntes av glykogen och ökar nedbrytning av glykogen i både muskulatur och lever, samtidigt som det ökar glykolys i muskulatur. Detta för at öka tillgänglighet av och användning av glukos som substrat. b) Korrekt illustration eller beskrivning. Både Cori-‐ och glukos-‐alanin cykeln är ett sätt för kroppen att återanvända glukos som ffa muskulaturen behöver vid en ökad aktivitet. Glukos snabba nedbrytning till laktat, eller alanin om det finns ett överskott av kväve, genererar visserligen begränsade mängder energi men det sker snabbt. Laktat eller alanin passerar med lätthet till blodet och förs från muskulaturen till levern där levern genom glukoneogenes kan återbilda glukos från dessa substrat. Vinsten är nytt glukos och att det är levern som får stå för den energikrävande processen att återskapa glukos till muskulaturen. 6. Oberoende av vem av er som var snabbast så kommer både du och pekingesen att behöva återställa den förlorade energin. Förhoppningsvis kan du efter flykten inta en välförtjänt måltid, såvida det inte är du som är måltiden. a. Beskriv detaljerat hur glukos flödar/fördelas och tas upp av levern, skelettmuskulatur, fettväv och CNS efter din måltid. (2 p) b Beskriv detaljerat hur fett flödar/fördelas och tas upp av levern, skelettmuskulatur, fettväv och CNS efter din måltid. (2 p) Svar: a) Glukoskoncentrationen stiger och celler och organ börjar mer och mer gå över till glukos som huvudsubstrat då samtliga celler har ett basalt uttryck av GLUT-‐1. CNS kommer ej notera någon skillnad då den har ett glukosupptag som sker oavsett normala blodglukosvariationer. Muskulatur och fettväv kommer att, genom insulinsignallering, öka sitt uttryck av GLUT-‐4 som aktiveras intermediärt av glukos. Muskulatur lagrar glukos som glykogen och fettväv som triglycerider. När glukos finns tillgängligt i hög koncentration så använder alla celler/organ det. Levern aktiveras senare pga sina GLUT-‐2 men när de väl kommer igång så tar de upp mycket och kommer primärt lagra detta som glykogen. b) Absorption av fett och frisättning av kylomikroner i tarmen är en långsam process. Triglycerider kommer inte nå levern först då kylomikroner frisätts till lymfan och når därmed muskulatur och fettväv först. Dessa kommer ta upp (lipolys) 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. På grund av den tidskrävande bearbetningen av fetter till kylomikroner samt frisättningen av dessa till lymfan så kommer blodfetterna stiga i blodet långt efter glukos och aminosyror efter en måltid. Svar på fråga 7-‐11 läggs i separat mapp (18 p) 7. Eva 20 år har sedan en tid besvär från urinvägarna. På vårdcentralen får hon lämna ett urinprov. Analysen av urinprovet visar positivt för albumin (dvs det finns albumin i urinen) vilket är patologiskt. a) Vilka strukturer i ”filtrationsbarriären” måste albumin passera för att hamna i urinen? (1,5 p) b) Finns det andra faktorer som försvårar filtrationen av albumin? (1 p) Svarsförslag: a) Endotel i glomerulus, Basalmembran, Podocyternas ”slit pores”. b) Negativa laddningar i glomerulus epitel. 8. GFR (Glomerulär filtrations hastighet) förutsätter att det finns ett Netto Filtrations Tryck (NFP). Vilka tre faktorer bestämmer NFP? (1,5 p) Svarsförslag: Hydrostatiskt tryck i glomerulus, Tryck i Bowmans kapsel, Kolloidosmotiskt tryck. 9. Studera graferna nedan. a) Vilka slutsatser kan du dra utifrån dessa två grafer? Förklara fysiologiskt den övre grafens utseende med tanke på vad den undre grafen visar. (3 p) b) Redogör för de mekanismer som åstadkommer ”platåfasen” i den övre grafen. (3 p) Svarsförslag: a) Trots variationer i BT, lågt till högt, ca 80-‐180mmHg, ligger renalt blodflöde och den glomerulära filtrationshastigeheten konstant. Ökar BT ökar också urinproduktionen. b) Platåfasen orsakas av autoreglerande och hormonella mekanismer. Autoreglerande mekanismer om BT ökar är tuboglomerulär feedback samt myogen mekanism. Sjunker BT aktiveras RAAS som förhindrar minskning av RBF och GFR. 10. Aldosteron och ADH är två hormon som bidrar till reglering av vätske-‐ och elektrolytbalansen. Beskriv för respektive hormon: (4 p) a) Varifrån de insöndras b) Vad som stimulerar till deras insöndring till blodet c) Deras fysiologiska effekter d) Var i njuren de utövar sin effekt Svarsförslag: a) Binjurebark och neurohypofysen. b) ATII , Ökad osmolalitet c) Reabs av Na+ och utsöndring K+, Reabs. av vatten. d) Distala tubuli och kortikala samlingsrör, samlingsrör. 11. Nedan anges arteriellt blod/gas värden vid dag 1 (prov 1) och efter två dygn (prov 2) hos en patient. Arteriellt blod/gas värde dag 1 (prov 1). pH 7,52 PCO2 5,1 BE +10,5 StHCO3 33 Arteriellt blod/gas värde dag 2 (prov 2). pH 7,44 PCO2 6,9 BE 10,3 StHCO3 31 a) Vilken syra/bas balansrubbning visar det första exemplet? b) Vad har hänt med blod/gas värdena i det andra provet? c) Förklara orsaken till blod/gas värdena i det andra provet. (1 p) (1 p) (2 p) Referensvärden: pH 7,35, PCO2 5,0-‐5,6 kPa, BE -‐3-‐+3mmol/l, StHCO3 21-‐ 27mmol/l Svarsförslag: a) Metabol alkalos. b) En kompensation har skett. c) I njurarna: Ökad uts. av HCO3-‐, inte tillräckligt med H+ för att kunna reabsorbera HCO3-‐. I lungorna: hypoventilation vilket ökar PCO2. Lycka till!