SYGE- & REEKSAMEN I SKRIFTLIG FYSIOLOGI. 6. semester 2. JULI Hovedopgaver og korte spørgsmål (5 timer)

Transkript

1 KØBENHAVNS UNIVERSITET Det sundhedsvidenskabelige fakultet Panum Instituttet Blegdamsvej København N SYGE- & REEKSAMEN I SKRIFTLIG FYSIOLOGI 6. semester 2. JULI 2003 Hovedopgaver og korte spørgsmål (5 timer) Der lægges vægt på, at besvarelsen er klart disponeret og sprogligt koncis, og at sprogbrugen er i overensstemmelse med fagets terminologi. Til hver eksaminand udleveres et eksemplar af Documenta Physiologica (eksamensudgave 2001), der skal afleveres igen ved prøvens afslutning. Der må ikke gøres notater i hæftet. Det er forbudt at medbringe og anvende hjælpemidler ud over en elektronisk regnemaskine. DET ER FORBUDT AT ANVENDE REGNEMASKINER MED INDLAGTE FORM- LER OG OPLYSNINGER, DER BRUGES I UNDERVISNINGEN I FYSIOLOGI Elektricitet (lysnet, elementer) stilles ikke til disposition. Millimeterpapir udleveres efter anmodning. SAMTLIGE OPGAVER SKAL BESVARES Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. De to første ark skal afleveres, det tredje kan beholdes. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette opnår man ved at skrive med kuglepen på hårdt underlag. AFLEVEREDE KLADDER TAGES IKKE I BETRAGTNING VED BEDØMMELSEN Ved bedømmelsen tillægges opgaverne følgende relative vægt: Hovedopgaver 50 % Korte spørgsmål 50 % HUSK 1) Mærk alle afleverede ark med lodtrækningsnummeret. 2) Paginer de afleverede ark fortløbende (side 1, 2, etc.).

2 Syge- & reeksamen i fysiologi, 2. juli 2003 med rettevejledning Side 2 Synssansen HOVEDOPGAVE 1 En ældre mand går på fortovet og læser nemt skiltene i gadebilledet. Han ser også de mange mennesker, han møder. En forbipasserende ven råber til ham. Han kan høre, hvem det er, men han kan ikke ved synets hjælp genkende vennens ansigt. Ved senere undersøgelse af synsstyrken (visus) med Snellens tavle er visus 6/6 i det centrale synsfelt (fiksationspunktet). 1. Definer visus 6/6 (= 1,0) 2. Beskriv de forhold i retina og centralnervesystemet, der forklarer den høje opløsningsevne i det centrale synsfelt. Da visus er så meget bedre i det centrale synsfelt lige ved fiksationspunktet end i det omgivende felt, er det væsentligt, at øjnene bevæges således, at objektet, man kikker på, projiceres netop i det centrale synsfelt. 3. Beskriv de mekanismer der sikrer, at man viljemæssigt eller refleksmæssigt fikserer relevante objekter. 4. Beskriv de mekanismer der sikrer, at et relevant objekt forbliver i det centrale synsfelt på trods af, at objektet bevæger sig eller, at personen selv bevæger sig (fx når man går). Den første analyse af billedet i kortex sker i det primære synskortex. 5. Definer begrebet receptivt felt. 6. Beskriv typiske receptive felter for celler i det primære synskortex. Den videre analyse og forståelse af de visuelle objekter sker uden for det primære synskortex. 7. Redegør for de projektioner og de områder, der er af speciel betydning for opfattelsen af, hvad vi ser fx bevægelse og genkendelse af ansigter. (forslag) 1. Øjets opløsningsevne er defineret som vinkelen mellem to punkter, der lige netop kan opfattes som adskilte. Den er ca. 1 bueminut (=1/60 grad). Snellens synstavle er konstrueret således, at kritiske detaljer ses under buevinklen 1 bueminut i de afstande, der er angivet ud for de forskellige rækker. Synsstyrken opgives i brøker, hvor tælleren angiver observationsafstanden (normalt 6 m) og nævneren den afstand, hvori de kritiske detaljer ses under synsvinkelen 1 bueminut. Synsstyrken 6/12 (=0,5) betyder således at man i 6 m afstand kan se detaljer, der hvis man stod på 12 m afstand ville ses under synsvinkelen 1 bueminut. 2. Den store opløsningsevne for det centrale syn afhænger af a. den store koncentration af receptorceller (tappe) i foveaområdet, den relativt lille konvergens til gangliecellerne (= små receptive felt for disse ganglieceller), og retinas organisation i foveaområdet (alle lag over receptorerne er skudt til side således, at lyset ikke behøver passere flere tykke neuronale lag, før det når til receptorerne) b. størrelsen af den centrale repræsentation i den retinotrope organisation af n. geniculatum laterale og primær synskortex breder fovea centralis på bekostning af resten af synsfeltet 3. Hurtige øjenbevægelser (saccader) sikrer fiksering af nye objekter dette kan ske viljemæssigt eller automatisk, når vi kikker på et kompliceret billede (eller læser en tekst) (i begge tilfælde er det tale om kortikale mekanismer) eller refleksmæssigt, når et nyt stimulus påkalder opmærksomhed (dette kan være synsstimuli i den perifere del af synsfeltet, en lyd eller en berøring) den refleksmæssigt udløste saccade involverer colliculus superior. 4. Langsomme øjenbevægelser sikrer, at man bibeholder fiksering af samme objekt på trods af at

3 Syge- & reeksamen i fysiologi, 2. juli 2003 med rettevejledning Side 3 c. objektet bevæger sig (visuelle følgebevægelser (= smooth persuit movements), der involverer synskortex), eller d. individet selv bevæger sig. Her bruges to mekanismer: den vestibulo-okulære refleks (der er meget hurtig og effektiv) og en optokinetisk refleks (betydeligt langsommere end den vestibulo-okulære refleks) 5. Receptivt felt = den del af synsfeltet (i relation til synssansen) fra hvilket den registrerede nervecelles aktivitet kan påvirkes 6. I kortex findes e. Simple celler Simple cells, der har aflange receptive felter (med exciterende og inhiberende felter afskilt). Det aflange receptive felt har en bestemt placering og orientering i synsfeltet. f. Komplekse celler complex cells har også aflange receptive felter og kræver en specifik orientering, men til forskel fra simple cells kan de aktiveres fra en meget større del af synsfeltet, og kræver oftest bevægelse i en bestemt retning for optimalt svar. [NB! En forklaring på hvordan disse receptive felter opstår ikke er efterspurgt]. Udover den oven for beskrevne følsomhed for orientering og bevægelse, findes også celler, der er følsomme for farve (bølgelængde); disse har en specifik konvergens for forskellige bølgelængder (farve-opponent specifikke) og ligger for sig selv i de kortikale søjler. 7. Udover primær synskortex er der et stort antal områder, som tager sig af den videre analyse. Flere af disse områder ligger i occipitallappen tæt på primær synskortex. I den videre brug af synssansen findes én projektion fra occipitallappen til parietallappen (via mediale områder i temporallappen), der er af betydning for analysen af bevægelser af synsobjekterne. Dette styrer såvel øjenbevægelser som håndens bevægelse mod et formål (reaching and grasping). En anden hovedprojektion går via V2 og V4 områderne i occipitallappen til (infra)temporallappen. Disse projektioner og områder er væsentlige for opfattelse af (betydningen af) det man ser fx genkendelse af ansigter selv om andre synsfunktioner er mere eller mindre intakte. PB(01):2 3; B&L(98): , 209; Ø(1) HOVEDOPGAVE 2 Kalcium-stofskiftet reguleringen af koncentrationen af kalcium i plasma 1. Beskriv kalciumdepoterne i legemet, udvekslingen mellem depoterne, samt forholdet til den daglige indtagelse og udskillelse. 2. a. Beskriv fordelingen på de forskellige tilstandsformer af kalcium i plasma. b. Redegør for betydningen af ph i plasma for plasmakoncentrationen af kalcium og for konsekvenserne af ph-inducerede ændringer i plasma-kalcium. 3. Beskriv den typiske intracellulære forekomst af kalcium, herunder dens fordeling på cellens organeller, og en redegørelse for de mekanismer, der opretholder den typiske intracellulære kalciumkoncentration, som skal anføres. 4. Redegør for de hormoner, der regulerer organismens kalciumindhold samt kalciumkoncentrationen i plasma, herunder: a. hormonernes dannelsessted, kemi og biosyntese i hovedtræk b. reguleringen af deres sekretion c. hovedtræk af deres virkninger og virkningsmekanismer. Gennem beskrivelsen bør organismens samlede reaktion på en faldende koncentration af kalcium i plasma fremgå. 5. Redegør for det forhold, at nyresygdom kan føre til hyperparathyroidisme. 1. indtagelse og udskillelse omkring 1,0 g, heraf størstedelen med fæces (800 mg) og 200 mg med urinen. Absorption 350 mg (men også sekretion/tab til tarmen = 150 mg); ekstracel

4 Syge- & reeksamen i fysiologi, 2. juli 2003 med rettevejledning Side 4 lulærvæsken: ca mg (kan beregnes ud fra et skøn over fri og bundet kalcium i plasma); skelettet ca g. Ved remodellering fås mobilisering/mineralisering af 500 mg til den hurtigt udskiftelige pool på 4000 mg. Tiden for fuldstændig turnover af en remodellering unit er omkring 90 dage. 2. koncentration i plasma på ca. 2,5 mmol liter 1 (står i Documenta), heraf er ca. 50 % ioniseret, 10% i kompleks-bundet, filtrerbar form (fx med fosfat) og altså 40 % proteinbundet. Ved stigende ph, fx udløst af hyperventilation, fås øget binding af ioniseret Ca 2+ til albumin og dermed faldende plasma-ca 2+. Herved øges den neuromuskulære excitabilitet (ændret fyringstærskel), og der kan udløses muskelkontraktioner (tetani) fx i ansigtet (Chvosteks symptom) samt carpopedalspasmer (kramper i hænde og fødder). 3. Intracellulær kalciumkoncentration i cytosol 10 7 mol liter 1. Kalciumdepoter i organeller (plasmamembran, endoplasmatisk retikulum (sarkoplasmatisk reticulum) og mitokondrier). Ca 2+ -ATPaser samt Ca 2+ /Na + -antiportører holder kalcium væk fra cytosolen. 4. a) Tre hormoner: PTH, kalcitonin og 1,25 dihydroxycholecalciferol (1,25-D 3 ). PTH og kalcitonin er peptid-hormoner (84 og 32 aminosyrer), som dannes ved processering fra prohormoner, mens 1,25-D 3 er deriveret fra 7-dehydrokolesterol (næstsidste trin i kolesterolsyntesen), som ved UV stråling i hud omdannes til prævitamin D 3, som hydroksyleres i 25-stillingen, og til sidst hydroksyleres i 1-stillingen i nyrerne. b) Kalcitonin- og PTHsekretionen styres af plasma-kalcium-koncentrationen via aktivering af en kalciumfølsom 7TM-receptor. Produktionen af aktivt D 3 sker ved hydroksyleringen i nyrerne, katalyseret af 1-alfa-hydroksylase, som styres af PTH-sekretionen og derigennem af plasmakalciumkoncentrationen. c) Kalcitonin aktiverer 7TM-receptorer på osteoklasterne og mindsker via camp-produktion deres resorptive aktivitet. 1,25-D 3 virker først og fremmest ved at øge den intestinale absorption af kalcium. 1,25-D 3 bindes til en intracellulær receptor, som ved bindingen kan fosforyleres og herefter translokeres til kærnen, hvor komplekset bindes til et D 3 -responsivt element og initierer transskription, bl.a. af calbindiner, som medvirker ved den øgede intestinale absorption af kalcium. Øger desuden knogleresorption, men har også betydning for knoglemineralisering (jf. engelsk syge og osteomalaci). PTH har især som effekt at øge plasma-kalcium ved aktivering af PTHreceptorer på nyrer og knogler. Ved høj PTH-koncentration øges knogleresorptionen med frigivelse af kalcium (og fosfat) til følge (mens mineraliseringen øges ved lav koncentration eller intermitterende indgift). I nyrerne aktiveres 1-alfa-hydroksylase til øget produktion af 1,25-D 3 (og heraf følgende øget absorption af Ca 2+ fra tarmen). Endvidere øges reabsorptionen af kalcium (og udskillelsen af fosfat) fra ascenderende ben af Henles slynge og distale tubuli. 5. Ved nyresygdom kan mangel på 1α-hydroxylase føre til nedsat 1,25(OH) 2 D- koncentration. Kalciumoptagelse i tarmen nedsættes efterfølgende og PTH-sekretionen stimuleres af den resulterende hypokalcæmi. Ved nyresygdom er endvidere fosfatudskillelsen nedsat, og stigningen af plasmafosfat stimulerer yderligere PTH-frigivelsen. Høje plasmafosfat koncentrationer fører til dannelsen af komplekser med kalcium, og den deraf følgende sænkning af den fri plasma-kalcium-koncentration stimulerer yderligere PTH. Også den tubulære reabsorption af kalcium kompromitteres, ledende til kalciumtab og yderligere nedsat plasma-kalcium. De høje PTH niveauer øger knogleresorptionen med frigivelsen af kalcium og fosfat til blodet. Normalt vil højt PTH øge den renale udskillelse af fosfat, men ved nyresygdom kan nyrerne ikke udskille fosfatet frigivet fra knoglerne. Plasmafosfat stiger, hvilket fører til en ond cirkel med høj PTH, knoglereabsorption og højt plasmafosfat. Endelig vil 1,25-D 3 -mangel betyde, at den negative feedback mellem vitamin D og PTH-sekretion, PTH-gentranskription og parathyroideacelle-proliferation bortfalder. PB(01): s.13, 16; B&L(98):

5 Syge- & reeksamen i fysiologi, 2. juli 2003 med rettevejledning Side 5 KORTE SPØRGSMÅL 1. Redegør kort for to mekanismer, der kan bruges til lokalisering af lyd. 1. Forskellen i tid eller fase for lydens ankomst til de to ører 2. Intensitetsforskelle mellem de to sider af hovedet 3. Forskel i lydbilleder forårsaget af auriculas facon. NB! ikke pensum PB(01): 3; B&L(98): 165; Ø(1) 2. Hos en siddende person, som ikke bruger muskelpumpen, måles en ødemdannelseshastighed i fodryggen på 0,9 ml (100 g min) 1. Beregn ud fra rimelige antagelser, som skal anføres, fodryggens kapillærfiltrationskoefficient. CF = CFC [(P c P i ) (π c π i )]. Det antages, at P c er lig det lokale venetryk (idet den lokale axonrefleks vil modvirke at stigningen i det arterielle blodtryk vil påvirke kapillærtrykket nævneværdigt), og at P i = 0 mm Hg, π c = 28 mm Hg og π i = 3 mm Hg. Afstanden fra hjerteniveau til fod er 100 cm og P v i horisontal stilling er 8 mm Hg. 0,9 ml (100 g min) 1 = CFC [(85* 0) (28 3)] ml (100 g min) 1. CFC = 0,015 ml (100 g min mm Hg) 1. *Denne værdi fremkommer, når blods vægtfylde på 1,056 anvendes. Sættes vægtfylden til 1,000, fås en værdi på 81. PB(01): 6; B&L(98): Angiv de kardiale og renale effekter af en pludselig distension af højre atrium. Via strækreceptorer aktiveres de autonome nerver, som innerverer sinusknuden med en stigning i hjertefrekvensen til følge, mens ventriklens kontraktilitet ikke påvirkes nævneværdigt. Urinproduktionen øges fortrinsvis via en hæmning af vasopressinsekretionen, og natriumudskillelsen stiger via en stigning i ANP-produktionen og et fald i den sympatiske aktivitet til nyrerne. PB(01): 6; B&L(98): 383, Redegør kort for Bohreffekten og Haldaneeffekten. Såvel O 2, H + og CO 2 er hæmoglobinligander. Bindes der meget H + eller CO 2 mindskes affiniteten for O 2 (Bohreffekten), bindes der meget O 2 mindskes affiniteten for H + og CO 2 (Haldaneeffekten). (Årsagen er hæmoglobinets konformationsskift mellem T-form, der har ringe iltaffinitet og forholdsvis høj affinitet for H + (der bindes i brintbroer), og R-formen, der har høj iltaffinitet men mindre affinitet for H +. Når ilten afgives i vævene og [H + ] stiger, dannes T-formen. Omvendt i lungerne. T-formen har desuden højere affinitet for CO 2 i karbaminobinding end R- formen. T-R skiftet er gennemgået ved forelæsning, men omtales ikke i West, hvorfor første halvdel af svaret må være tilfredsstillende). PB(01): 8; W: kap. 6 P 2 5. En normal, hvilende person ånder ren ilt ved 2 atmosfæres tryk. Beregn a,o 2 samt Pv,O i det blandede veneblod ( P ). v,o 2

6 Syge- & reeksamen i fysiologi, 2. juli 2003 med rettevejledning Side 6 P a,o 2 = P A,O = P = = 1433 mm Hg. 2 A,CO 2 - P A,H 2 O (I virkeligheden vil den ligge lidt lavere pga. fysiologisk shuntning). i det blandede veneblod ( P ): Forudsat [Hb] = 150 g liter 1 og en iltbinding på 1,34 Pv,O 2 v,o2 ml O 2 (g Hb) 1 er c a,o 2 = 150 1, = 242,5 ml liter 1. (Ilts absorptionskoefficient er 22 ml liter 1 ). Med et arterio-venøst iltdeficit på 50 ml liter 1 bliver cv,o 242,5-50 = 192,5 ml liter 1. Dette svarer til en mætning på ca. 192 (150 1, = 0,955 (idet den fysisk opløste ilt, som kan beregnes til 1,7 ml, anses for at kunne negligeres). Af dissociationskurven fås P v,o = 75 mm Hg. 2 PB(01): 8; W: kap Ventriklen a. Beskriv de motoriske funktioner af fundus og corpus ventriculi og deres regulering b. Skitser de potentialvariationer, der ses ved intracellulær registrering af den elektriske aktivitet i muskulaturen i fundus og corpus. Fundus har to opgaver: 1) at tillade tilstrømning af fødemængder på op til 1,5 liter uden større trykstigning, den receptive relaksation. Denne medieres af vagusfibre med VIP/NO som relakserende transmittere; 2) efter fyldning at udøve en let tonisk kontraktion som fører indholdet ned mod antrum. I overensstemmelse hermed ses der næsten ingen variationer i den elektriske aktivitet i funduscellerne. I korpus ses begyndende slow waves i den øvre del, med stigende amplitude mod den nederste del, samt enkelte spikes distalt. PB(01): 10-11; B&L(98): , fig I forbindelse med indtagelse af føde stiger ph i ventrikelindholdet ofte på grund af fødemidlernes buffervirkning. Redegør for de ændringer i ventriklens syresekretion, der udløses af denne bufring, herunder for de involverede parakrine og endokrine mekanismer. Det stigende ph registreres af de somatostatin-producerende D-celler i de antrale kirtler, hvorved afgiften af somatostatin falder. Derved bortfalder en del af den parakrine hæmning af de antrale gastrinceller, som øger deres sekretion af gastrin til blodbanen. Det cirkulerende gastrin binder sig til CCK-B receptorer på ventrikel-slimhindens ECL-celler (enterochromaffin-like cells), som derfor øger deres produktion af histamin. Histaminet påvirker parakrint parietalcellerne hvorved konduktansen af Cl -kanalerne i den apikale membran forøges hvilket er en essentiel betingelse for aktivering af K + -H + -ATPasen (syrepumpen). (Desuden indsættes flere kanaler og pumpemolekyler, og tubulovesiklerne smelter sammen med canaliculi). Herved øges syresekretionen, og ph falder i ventrikellumen.) PB(01): 12; B&L(98): Hos en rask forsøgsperson beregnes fritvandsclearance til 0,5 ml min 1. Dernæst drikker forsøgspersonen 1,5 liter vand. Umiddelbart efter tømmes blæren. I den efterfølgende periode på 2,5 time opsamles urinen kvantitativt. Urinvoluminet er 1,2 liter og osmolariteten er 120 mosm liter 1. a. Beregn ud fra rimelige antagelser fritvandsclearance i perioden. b. Beskriv de mekanismer der er ansvarlige for ændringen af fritvandsclearance. a. Cl H2O =V(1 U osm P osm 1 ) V= diuresen, U osm = urinosmolaritet, P osm = plasmaosmolaritet

7 Syge- & reeksamen i fysiologi, 2. juli 2003 med rettevejledning Side 7 V = 1200 ml (150 min) 1 = 8 ml min 1 Cl H2O = 8 (1 ( )) ml min 1 = 4,69 ml min 1. b. Når der indtages et større volumen vand falder plasmaosmolariteten. Dette registreres af osmoreceptorer i hypothalamus og medfører nedsat sekretion af antidiuretisk hormon (ADH) fra neurohypofysen. ADH har en halveringstid i plasma på ca. 10 minutter, hvorfor plasmaets ADH-koncentration hurtigt falder. Nedsat ADH-koncentration medfører faldende aktivering af V 2 -receptorer på samlerørenes basolaterale membran. Som følge af dette fusionerer færre aquaporinholdige vesikler med den luminale membran, og denne bliver derfor mindre vandpermeabel. Den osmotiske vandreabsorption falder derfor, og tubulusvæsken i samlerørene forbliver hypoton. Dermed sker der en stigning i vandudskillelsen (en stigning i fritvandsclearance). PB(01): 15; B&L(98): Hos en rask forsøgsperson opnås ved kontinuerlig intravenøs infusion i 4 timer en konstant koncentration af plasma-inulin på 50 mg liter 1. Derefter afbrydes infusionen af inulin og samtidig tømmes blæren (t=0). Urinen opsamles herefter i 24 timer. Plasmainulin er efter 24 timer 0 mg liter 1. Det samlede urinvolumen er 1,8 liter, og koncentrationen af inulin er 472 mg liter 1. Det kan antages, at eliminationen af inulin følger 1. ordens kinetik med en hastighedskonstant, k, på 0,0077 min 1, og at inulin kun elimineres renalt. Beregn GFR. GFR = inulin-clearance (Cl in ) V d = fordelingsvolumen for inulin = (1,8 liter 472 mg liter 1 ) (50 mg liter 1 ) 1 = 17 liter (ECV) GFR = k V d = 0, = 0,131 liter min 1 PB(01): 14; B&L(98): Normalt elimineres (assimileres) en intravenøst indgiven glukosemængde med en hastighed, der svarer til mindst 1,2 % af den tilbageværende mængde per min. En person gives 25 g glukose intravenøst som en bolus-injektion. Der måles følgende koncentrationer af glukose i plasma på de angivne tider efter indgiften Tid (min) Koncentration (mmol liter 1 ) 13,5 12,6 11,8 11,0 10,2 9,6 Angiv efter en beregning om personens glukosetolerance er normal. Glukosekoncentrationen plottes semilogaritmisk, hvorved fremkommer en ret linie. T ½ aflæses eller beregnes til 100 min, og k er derfor 0, = 0,7 % min -1. Klart for lavt. PB(01): 16

8 KØBENHAVNS UNIVERSITET Det sundhedsvidenskabelige fakultet Panum Instituttet Blegdamsvej København N ORDINÆR EKSAMEN I SKRIFTLIG FYSIOLOGI 6. semester 11. JUNI 2003 Hovedopgaver og korte spørgsmål (5 timer) Der lægges vægt på, at besvarelsen er klart disponeret og sprogligt koncis, og at sprogbrugen er i overensstemmelse med fagets terminologi. Til hver eksaminand udleveres et eksemplar af Documenta Physiologica (eksamensudgave 2001), der skal afleveres igen ved prøvens afslutning. Der må ikke gøres notater i hæftet. Det er forbudt at medbringe og anvende hjælpemidler ud over en elektronisk regnemaskine. DET ER FORBUDT AT ANVENDE REGNEMASKINER MED INDLAGTE FORM- LER OG OPLYSNINGER, DER BRUGES I UNDERVISNINGEN I FYSIOLOGI Elektricitet (lysnet, elementer) stilles ikke til disposition. Millimeterpapir udleveres efter anmodning. SAMTLIGE OPGAVER SKAL BESVARES Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. De to første ark skal afleveres, det tredje kan beholdes. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette opnår man ved at skrive med kuglepen på hårdt underlag. AFLEVEREDE KLADDER TAGES IKKE I BETRAGTNING VED BEDØMMELSEN Ved bedømmelsen tillægges opgaverne følgende relative vægt: Hovedopgaver 50 % Korte spørgsmål 50 % HUSK 1) Mærk alle afleverede ark med lodtrækningsnummeret. 2) Paginer de afleverede ark fortløbende (side 1, 2, etc.).

9 Ordinær eksamen i fysiologi, 11. juni 2003 med rettevejledning Side 2 Energiomsætningshastighed HOVEDOPGAVE 1 En veltrænet person omsætter i hvile 3,8 g protein, 3,4 g fedt samt 15 g kulhydrat (glukose) i timen. Han begynder nu et længerevarende arbejde på en ergometercykel. Efter en indledende fase er han i respiratorisk og metabolisk steady-state. Fedtomsætningen er nu steget til 27,5 g og kulhydrat (glukose) omsætningen til 104,7 g i timen, mens proteinomsætningen er uændret. 1. Beregn hans energiomsætningshastighed i hvile og under arbejdet. 2. Beregn hans respiratoriske kvotient under arbejdet. 3. Beregn - på basis af rimelige antagelser, der skal anføres - hvor lang tid han vil være om at udføre et arbejde på 90 kj. 4. Beregn på basis af rimelige antagelser, der skal anføres hjertets minutvolumen under arbejdet. 5. Beregn på basis af rimelige antagelser, der skal anføres den alveolære ventilation under arbejdet. 1. EOH,hvile = (3, ,4 38, ,7) 60 1 = 7,21 kj min 1 EOH,arb. = (3, ,5 38, ,7 15,7) 60 1 = 46,3 kj min 1 2. CO,arb = (3,8 0, ,5 1, ,7 0,746) 60 1 = 2,006 liter(stpd) min 1 V 2 V O 2,arb = (3,8 0, ,5 2, ,7 0,746) 60 1 = 2,294 liter(stpd) min 1 1 RQ = V CO 2,arb VO 2,arb = 2,006 2,294 1 = 0, Antagelse: nyttevirkningen er 0,23 EOH-stigningen pga. arbejdet er 46,3 7,21 = 39,09 kj min 1 Arbejdseffekten 39,09 0,23 = 8,991 9 kj min 1 = 150 watt. 90 kj udføres på 10 min. 4. Antagelse: det gennemsnitlige arterio-venøse iltdeficit under arbejdet sættes til 120 ml liter 1 (vid ramme er acceptabel, men det skal være steget mærkbart over hvileværdien på 50 ml min 1 ). Fra øv. 7 ved studenterne, at 150 watt for utrænede er ret hårdt arbejde). Q = V O2 (a- v -deficit) 1 = 19,1 liter. 5. Antagelse: P A,CO 2 = P a,co ved moderat hårdt arbejde. Normalt barometertryk. 2,normal F A,CO 2 = PA, CO 2 (PB - P HO ) 1 = 40 (760-47) -1 = 0,056 2 V A V CO2 ( F A, CO2 ) 1 = = 2,006 0,056-1 = 35,8 liter min 1. NB! Skulle eksaminanden antage en let hyperventilation, er det acceptabelt (ses ved MEGET hårdt arbejde), derimod er antagelse af hypoventilation fejlagtig. PB(01): 6, 9,10; Ø(7); W: 9; N: 3-9

10 Ordinær eksamen i fysiologi, 11. juni 2003 med rettevejledning Side 3 Jernmangel HOVEDOPGAVE 2 En i øvrigt normal kvinde på 25 år, der er gravid i anden måned og vejer 70 kg, indlægges til udredning af en mulig blodmangel. Ved blodprøver konstateres det at hun har nedsat hæmoglobin, plasma-jern og jern/transferrin ratio. Desuden måles en nedsat plasma-ferritin, hvorfor en sandsynlig diagnose er anæmi pga. af jernmangel. Hun sættes straks i behandling med jerntilskud. Fire uger senere er hendes plasma-jern normal og anæmien er kureret. 1. Angiv a. hvor meget jern der i gennemsnit indtages af en voksen person på en normal dansk kost per døgn b. hvor meget af dette jern, som i gennemsnit absorberes. 2. Angiv om normalt menstruerende kvinder og gravide absorberer mere eller mindre jern end mænd, og i givet fald hvor meget. 3. Angiv tre vigtige proteiner, som indeholder jern. Uorganisk jern i kosten indtages overvejende som ferri-jern, Fe Beskriv betydningen af C-vitamin og fosfat i kosten og af lavt ph i tarmlumen for absorptionen af uorganisk jern. 5. Redegør for absorptionen af de to vigtigste former af jern i mave-tarmkanalen gennem epitelceller til plasma, herunder i hvilken form ikke-hæmbundet jern cirkulerer med blodet. 6. Redegør for reguleringen af jernindholdet i mennesket med særligt henblik på absorptionen af jern. 7. Beregn mængden af jern som udveksles mellem erytrocytter og plasma per dag i kvinden, når henfaldet af erytrocytter er normalt. 8. Beregn med passende forudsætninger hvor meget bilirubin (Fig. 1) kvinden udskiller i galden per døgn. Molekylevægten for protoporfyrin er ca. 600 Da og for jern ca. 56 Da. 9. Kort efter intravenøs injektion i kvinden af erytrocytter mærket radioaktivt med 51 Cr- EDTA måles radioaktiviteten i en blodprøve til 300 cpm ml 1. Beregn radioaktiviteten i hendes blod 40 dage senere. Der kan ses bort fra fald i radioaktiviteten som følge af radioaktivt henfald. Fig. 1. Protoporfyrins omdannelse til bilirubin

11 Ordinær eksamen i fysiologi, 11. juni 2003 med rettevejledning Side 4 1. a. Ca mg. b. ca. 1 mg. 2. Gravide og menstruerende kvinder absorberer i alt ca. 1,5-2 mg jern pr. døgn, hvilket er ca. 0,5 1 mg mere end mænd. 3. a. Hæm-bundet jern, hæmjern, i hæmoglobin og myoglobin, b. hæmjern og ikkehæmjern i enzymer c. transferrin-jern og ferritin-jern. 4. Idet C-vitamin reducerer ferri-jern til ferro-jern, der er den form af uorganisk jern som absorberes, fremmer C-vitamin jern-absorptionen. Fosfater danner komplekser med Fe 3+ og Fe 2+ og forhindrer derved jern- absorptionen. Lavt ph holder både ferri- og ferro-jern i opløsning hvorved absorptionen fremmes. 5. De to vigtigste former for jern, som absorberes, er hæmjern og ferro-jern. Absorptionen foregår overvejende i duodenum og øverste jejunum. Ferro-jern tages op af epitelcellerne gennem en specifik transportør, bæres i cytoplasmaet af det jernbindende protein mobilferrin, hvorfra ferro-jern enten bindes til apoferritin med henblik på lagring som ferritin eller frigøres fra mobilferrin og transporteres gennem den basolaterale cellemembran med en specifik transportør. Efter oxidering til ferri-jern, bindes ferri-jern til plasma apotransferrin og cirkulerer som transferrin-bundet jern. Hæmjern absorberes ved endnu ukendt endocytose. I epitelcellernes cytoplasma frigøres ferro-jern fra hæm ved degradering af hæm med hæm-oxygenase. Den frigjorte ferro-jern bindes til mobilferrin og videreabsorberes som beskrevet ovenfor. 6. Mængden af absorberet jern i tarmen styres nøje af mængden af jern-transferrin. Transferrin har en receptor i tarmepitelcellernes basolaterale membran. Her igennem signaleres til cellens proteinsyntese om fremme eller hæmning af syntesen af luminal- og basolateral-transportør, mobilferrin og apoferritin-syntese, hvorved den transcellulære passage af jern kan styres. Overskudsjern i kosten bindes til apo-ferritin og forlader kroppen som ferritin med afstødte tarmceller gennem fæces. 7. I følge Documenta Physiologica er der 150 g hæmoglobin i 1 liter blod, hvilket svarer til 750 g Hgb i alt. Hvert gram Hgb indeholder 3,3 mg jern. Kvinders blod indeholder i alt 2475 mg jern, hvoraf 1/120 omsættes per døgn, dvs. ca. 20 mg. 8. Mængden af bilirubin per døgn i kvindens galde: 20 mg (56 g) g = 214 mg. Se i øvrigt Fig Idet faldet af bunden radioaktivitet er lineær og elimineret efter 120 døgn er der på 40- tyvende dagen forsvundet en tredjedel. Den målte cpm ml 1 vil således være 200 cpm ml 1. PB(01): 4, 12-13; B&L(98) , ; DP: 8, 20 KORTE SPØRGSMÅL 1. Patellarrefleksen a. Angiv elementerne i refleksbuen, som aktiveres ved udløsning af patellarrefleksen. b. Redegør kort for hvorledes en forøget aktivitet i Ia-afferenter fra knæ-fleksorer påvirker størrelsen af patellarrefleksen. a. muskelten, Ia-afferent, synapsen mellem Ia-afferent og alfa-motorneuron, alfamotorneuronets axon, motorisk endeplade, muskelfiber b. Ia-afferenter fra antagonisterne (knæfleksorerne) vil via et interneuron inhibere alfamotorneuronerne, som innerverer m. quadriceps. Reflekssvaret bliver derfor mindre (reciprok inhibition). PB(01):3; B&L(98):

12 Ordinær eksamen i fysiologi, 11. juni 2003 med rettevejledning Side 5 2. Redegør kort for miktions-refleksen. Det sensoriske input udgøres af stræk-(mekano) receptorer i blærevæggen, der exciteres af passiv udstrækning samt kontraktion af blærevæggens muskler. Hos normale voksne er blærekontrollen supraspinal: ved refleks-miktion exciterer mekanoreceptorerne neuroner, der projicerer til miktionscentret i pons (samt inhiberer sympatiske neuroner, hvis aktivitet forhindrer blæretømning). Det pontine miktions-center projicerer via reticulospinale baner til lumbale og sakrale medulla spinalis. Sympatikus-kontrol af blæren hæmmes og parasympatiske forbindelser til blære medfører kontraktion af muskulatur i blærevæg. Samtidigt hæmmer de reticulospinale forbindelser fra pons m. sphincter uretrae ext., hvilket tillader blæretømning. PB(01):4; B&L(98): Redegør for de kredsløbsmæssige konsekvenser af et 3. grads atrio-ventrikulært blok. Ved et 3. grads a-v-blok falder hjertefrekvensen til ca. 30 min 1. Dette medfører, at hjertets minutvolumen ikke kan opretholdes, da reduktionen i hjertefrekvensen ikke kan kompenseres med en tilsvarende stigning i slagvolumen. Et faldende blodtryk vil søges kompenseret med en stigende total perifer modstand, men ofte vil denne kompensation ikke være tilstrækkelig. Hvis blodtrykket falder så meget, at hjernens autoregulering ikke kan sikre den cerebrale cirkulation, vil patienten enten blive svimmel eller besvime og eventuelt få kramper (Adam- Stokes syndrom). PB(01): 4; B&L(98): Anfør de faktorer, som er af betydning for et vævs ilttension. Dette bør omfatte: den alveolære ilttension, lungediffusionskapaciteten, hæmoglobinkoncentrationen, hæmoglobindissociationskurvens beliggenhed, kapillærtætheden, diffusionsafstanden fra blod til væv, vævets gennemblødningshastighed og vævets metaboliske hastighed. PB(01): 5; B&L(98): ; W: Redegør for at hæmatokritværdien i venøst blod er lidt større end i arterielt blod. I vævene optager blodet CO 2, som i erytrocytterne hydreres til H 2 CO 3, der dissocieres til H + (der for størstedelen buffes af hæmoglobinet) og HCO 3, hvoraf noget udveksles med Cl fra plasma. Nettoresultatet er et øget antal ioner intracellulært, hvorved erytrocytindholdets osmotiske aktivitet øges, hvorfor erytrocytterne optager vand fra plasma. PB(01): 9; W: kap. 6). 6. Skitser det neuronale netværk i tarmvæggen, der ligger til grund for peristaltik. Skitsen bør inkludere sensoriske neuroner (følsomme for henholdsvis kemisk og mekanisk stimulation i mukosa og for strækning i muskellaget); en række interneuroner samt proksimale excitatoriske motorneuroner (med acetylkolin og Substans P som transmittere) og distale inhibitoriske motorneuroner (med NO og VIP som transmittere), som er ansvarlige for henholdsvis den ascenderende kontraktion og den descenderende relaksation. PB(01): 10-11; B&L(98): , fig Til en normal person infunderes 2 liter hyperton (300 mm) saltvand.

13 Ordinær eksamen i fysiologi, 11. juni 2003 med rettevejledning Side 6 a. Beregn med rimelige antagelser, som skal anføres ændringerne i størrelsen af det intra- og ekstracellulære væskevolumen. b. Redegør kort for ændringerne i sekretionen af ADH og aldosteron. a. Antagelser inden infusionen Totale Osmol (mosm) Volumen (liter) Osmolaritet (mosm liter 1 ) Ekstracellulærvæsken Intracellulærvæsken Total legemsvand Infusionen af 2 liter hyperton saltvand øger total legemsvand (TBW) med 2 liter og tilfører 1200 mosmol til det ekstracellulære rum. Volumen (liter) Osmolaritet (mosm liter 1 ) Totale Osmol (mosm) Ekstracellulærvæsken 17, Intracellulærvæsken 26, Total legemsvand Dvs. ekstracellulærvæsken øges med 3,2 liter, og intracellulærvæsken aftager med 1,2 liter. b. Det øgede ekstracellulærvolumen vil føre til en nedsættelse af aldosteronsekretionen, hvorimod stigningen i osmolariteten vil stimulere sekretionen af ADH. PB(01): 14-15; B&L(98): Ved en clearance-undersøgelse findes følgende værdier Plasma-inulin Urin-inulin Plasma-kreatinin Urin-kreatinin Diurese mmol liter 1 ml min 1 0,002 0,120 0,010 0,700 2,000 Beregn med rimelige antagelser, som skal anføres hvor stor en fraktion af det i urinen udskilte kreatinin, der er secerneret i tubuli. GFR = V U in P in 1 = 0,12 2 0,002 1 ml min 1 = 120 ml min 1. Udskilt mængde kreatinin: V U crea = 2 0,7 µmol min 1 = 1,4 µmol min 1 Filtreret mængde kreatinin: GFR P krea = 120 0,01 µmol min 1 = 1,2 µmol min 1 Secerneret mængde kreatinin = udskilt filtreret = 1,4 1,2 µmol min 1 = 0,2 µmol min 1 Forholdet (secerneret udskilt 1 ) = 0,2 1,4 1 = 0,14, dvs. 14 % PB(01): 14; B&L(98): Redegør kort for effekten af langvarig behandling med eksogene glukokortikoider på binyrebarkens tre zoner. Eksogene glukokortikoider fører til nedsat ACTH pga. hæmning af hypothalamus-hypofysebinyre-akse (negativ feedback). Lav eller manglende ACTH-sekretion fører til atrofi af binyrebarkens zona fasciculata og reticularis, og kortisolsekretionen er nedsat. Zona glomerulosa cellerne (i modsætning til z. fasciculata og reticularis) har angiotensin-ii-receptorer, og Angiotensin II er i stand til at stimulere steroidsekretionen ligesom ACTH. Mineralokortikoidsekretionen er vedligeholdt, og patientens elektrolytter og blodtryk er normale.

14 Ordinær eksamen i fysiologi, 11. juni 2003 med rettevejledning Side 7 PB(01): 16, 17; B&L(98): , 936, , 950, En patient lider af træthed, vægtøgning, kuldskærhed og depression. Yderligere undersøgelse viser, at hun har struma, tør og fortykket hud og høj plasma-tsh-koncentration. Under et videnskabeligt eksperiment, hvor der indgives radioaktivt mærket jodid, vil der vise sig en kraftig optagelse af radioaktivitet i gld. thyreoidea. a. Angiv en sandsynlig årsag til patientens symptomer. b. Redegør for hendes respons på jodid-testen. a. Patienten lider af hypothyroidisme sekundært til en nedsat jod-indtagelse. b. Lav eller manglende jod-indtagelse fører til nedsat syntese af thyroidea-hormoner, som forklarer patientens symptomer. Pga. lav koncentration af thyroidea-hormoner er der en manglende negativ feedback på hypofysen, og TSH-sekretionen er derfor forhøjet. Høj TSH-stimulering fører til gld. thyroidea-vækst (struma) og øget aktivitet af thyroideahormonernes syntesevej, men T 3 - og T 4 -syntesen er nedsat pga. manglende jodid. Ved indgift af radioaktivt jodid ville der være en hurtig optagelse i gld. thyroidea (øget aktivitet af jod-pumpen) og akkumulation af radioaktivt thyroideahormon (øget aktivitet af peroxidase-enzymet). PB(01): 16, 17; B&L(98): 880, 912, 913, 916, 917, 926, 927; Ø(10)

15 KØBENHAVNS UNIVERSITET Det sundhedsvidenskabelige fakultet Panum Instituttet Blegdamsvej København N SYGE- & REEKSAMEN I SKRIFTLIG FYSIOLOGI 6. semester VINTER Hovedopgaver og korte spørgsmål (5 timer) Der lægges vægt på, at besvarelsen er klart disponeret og sprogligt koncis, og at sprogbrugen er i overensstemmelse med fagets terminologi. Til hver eksaminand udleveres et eksemplar af Documenta Physiologica (eksamensudgave 2001), der skal afleveres igen ved prøvens afslutning. Der må ikke gøres notater i hæftet. Det er forbudt at medbringe og anvende hjælpemidler ud over en elektronisk regnemaskine. DET ER FORBUDT AT ANVENDE REGNEMASKINER MED INDLAGTE FORM- LER OG OPLYSNINGER, DER BRUGES I UNDERVISNINGEN I FYSIOLOGI Elektricitet (lysnet, elementer) stilles ikke til disposition. Millimeterpapir udleveres efter anmodning. SAMTLIGE OPGAVER SKAL BESVARES Besvarelserne skal renskrives på det udleverede NCR-papir, uden at de tre ark skilles fra hverandre. De to første ark skal afleveres, det tredje kan beholdes. Skriv tydeligt og tryk så kraftigt, at der også er klar skrift på kopierne. Dette opnår man ved at skrive med kuglepen på hårdt underlag. AFLEVEREDE KLADDER TAGES IKKE I BETRAGTNING VED BEDØMMELSEN Ved bedømmelsen tillægges opgaverne følgende relative vægt: Hovedopgaver 50 % Korte spørgsmål 50 % HUSK 1) Mærk alle afleverede ark med lodtrækningsnummeret. 2) Paginer de afleverede ark fortløbende (side 1, 2, etc.).

16 Syge- & reeksamen i fysiologi, januar 2003 med rettevejledning Side 2 Sanser og EEG HOVEDOPGAVE 1 En mand vælter på sin cykel og slår hovedet mod kantstenen. Han er kortvarigt bevidstløs og bringes til skadestuen. På grund af hørenedsættelse på højre øre og hovedpine indlægges manden. Hørenedsættelsen er en følge af blod i mellemøret. 1. Redegør for a) transmissionen af lyd fra luften til det indre øre. b) funktionen af ydre øre, trommehinden og mellemøret. 2. Redegør for hvorfor væske i mellemøret giver hørenedsættelse. 3. Redegør for inddelingen af hørenedsættelse. 4. Redegør for hvordan man med en stemmegaffel kan skelne mellem forskellige årsager til døvhed. 5. Tegn et audiogram med angivelse af størrelser på akserne for en normalt hørende 20-årig person. Patienten har svært ved at holde ligevægten og kan ikke stå oprejst på grund af skade på det indre øre. 6. Angiv a) hvilke perifere receptorer der medvirker til kontrol af den stående stilling. b) hvilken del af det indre øre der signalerer hovedets position i rummet. Patienten udvikler nystagmus. 7. Beskriv nystagmus og redegør for en mulig årsag til patientens nystagmus. Patienten bliver tiltagende konfus, og der tages EEG. 8. Redegør for hvorledes EEG kan registreres. 9. Beskriv a) det normale EEG for en vågen person, der har lukkede øjne b) ændringerne i EEG et når personen åbner øjnene 10. Redegør for a) de forskellige faser i EEG under søvn b) søvnfasernes fordeling under en normal søvn 11. Angiv ændringer i fordelingen af søvnfaserne med alderen. 1. Det ydre øre har betydning for retningsopfattelsen. Ørekanalen har en resonans frekvens på ca Hz og tjener til at fremhæve frekvenser i det hørbare område. Membrana tympani og mellemøreknoglerne har 2 funktioner. 1) De øger impedans-tilpasningen og 2) forstærker lydtrykket på grund af forskellene i arealer mellem membrana tympani og det ovale vindue og mellemøreknoglernes vægtstangsarm. 2. Væske i mellemøret vil nedsætte impedanstilpasningen og føre til refleksion af lyden. 3. Døvhed kan deles i lednings- og nervedøvhed. 4. Ved nervedøvhed vil Webers prøve, hvor en stemmegaffel sættes på vertex, medføre at lyden lateraliseres til det raske øre. Ved ledningsdøvhed vil Rinnes prøve vise bedre knogleledning end luftledning. Stemmegaflen holdes ud for øret, og når lyden ikke kan høres mere sætte stemmegaflen på proc. mastoid.

17 Syge- & reeksamen i fysiologi, januar 2003 med rettevejledning Side 3 5. B&L(98): Fig eller Ø(1): Fig. 6 eller Fig. 7, graf A (Hvis Fig. 7, graf A bruges, skal det anføres, at der i audiogrammet er kompenseret for ørets forskellige følsomhed for frekvenser.) 6. Den ståede stilling opretholdes ved hjælp af sensorisk information fra proprioceptive receptorer omkring ankel og i nakken samt fra synet og fra utriculus og sacculus i øret. 7. Nystagmus er rykvise bevægelser af øjnene hvor nystagmus retning angives ud fra den hurtige komponents retning. Nystagmus kan fremkomme ved irritation af buegangene. 8. EEG er potentialer registreret med elektroder placeret på vedtagne punkter i et gitter på kraniet. 9. Normalt EEG registreret over parietal- og occipitallappen fra vågen person med lukkede øjne kaldes α-rytme og består af kurver med frekvenser fra 8 til 12 Hz og en amplitude på omkring 50 µv. Åbner personen øjnene desynkroniserer EEG et og frekvensen stiger samtidig med at amplituden falder. Rytmen kaldes ß-rytme. 10a. Under søvn gennemgår personen flere stadier i søvnen, benævnt stadie I til IV samt REM søvn. 10b. I stadie I falder frekvensen; i stadie II falder frekvensen yderligere, men iblandes korte perioder af højere frekvens, søvn spindler; i stadie III og IV falder frekvensen yderligere til 0,5 til 2 Hz, svarende til δ-rytme med relativ stor amplitude. Efter en periode med dyb søvn i stadie IV gennemgår EEG et stadierne i omvendt rækkefølge og går fra stadie IV til I og videre til REM søvn, hvor EEG et ligner EEG målt fra en vågen person med åbne øjne. Under REM søvn er muskeltonus lav, og der er hurtige øjenbevægelser. Personer gennemgår 3-4 perioder med skiftet i søvnstadierne og REM søvn. 11. Den relative del af REM søvn falder med alderen fra 50 % til 20 %. PB(01):3-4; B&L(98): , ; Ø(1); Ø(3) Galde og fedtfordøjelse HOVEDOPGAVE 2 Redegør for galdens betydning for fordøjelse og absorption af fedtstoffer. Redegørelsen skal omfatte: 1. Galdens væsentligste bestanddele. 2. Betydningen for fedtfordøjelsen af galdens bestanddele. 3. Galdesyrernes struktur og nomenklatur i hovedtræk. 4. Betydningen af konjugeringen af galdesyrerne. 5. Levercellernes betydning for opretholdelsen af en pool af fuldt funktionsdygtige galdesyrer. 6. Reguleringen af sekretionen samt udskillelsen af galden til tarmen. 7. Galdesyrernes skæbne efter denne udskillelse, herunder det enterohepatiske kredsløb. 8. Betydningen af galdesyrerne for fedtabsorptionen over tyndtarmsepitelet.

18 Syge- & reeksamen i fysiologi, januar 2003 med rettevejledning Side 4 1. Væsentligste bestanddele: galdesyrer (65 % af tørstof), fosfolipider (især fosfatidylkolin) kolesterol, bilirubin og elektrolytter, især bikarbonat (mindre vigtigt: protein, mucus immunglobulin). 2. Fosfolipiderne og galdesyrerne har betydning som stabilisatorer af emulsionen af fedt i chymus (emulgering vigtig for at sikre en stor lipid-vand interfase, hvor lipaserne virker). Galdesyrerne desuden ved at danne miceller, hvori fedthydrolyseprodukterne kan opløses (1000 x mere end i vand uden miceller) og på micellar form transporteres over det uomrørte vandlag til enterocyt børstesømmen. Bikarbonat ved at sikre ph optimum for pankreaslipaserne (sammen med det pankreatiske bikarbonat). 3. De primære galdesyrer er derivater af kolesterol med 3 (cholsyre) eller 2 hydroksylgrupper (chenodeoxycholsyre) på samme side af molekylet. Sekundære galdesyrer dannes i tarmen (på grund af bakterier) ved tab af hydroksylgrupper (deoksycholsyre, lithocholsyre, ursodeoxycholsyre). Konjugerede galdesyrer dannes ved konjugering med glycin eller taurin (taurocholsyre, cholyltaurin), glykocholsyre (cholylglycin); endvidere evt. sulfatering (sulfocholylglycin, sulfocholyltaurin). 4. De ikke-konjugerede galdesyrer er svage syrer, som delvist er uopløselige, danner uopløselige Ca 2+ -salte og kan absorberes ved passiv diffusion i duodenum, dvs. de virker ikke. De konjugerede er stærkere syrer og derfor dissocierede og opløselige, absorberes ikke i duodenum (men specifikt i ileum) og derfor virksomme ved miceldannelse. 5. Levercellerne er ansvarlig for den primære syntese af galdesyrerne, og deres konjugering. Allerede ved udskillelsen til galdekanaliculi overskrides den kritiske micellare koncentration, således at de nu findes på micellar form (hvori galdens kolesterol kan befinde sig). Da syntesekapaciteten er begrænset er det vigtigt, at de galdesyrer, der strømmer med portal-blodet til leveren, kan genoptages og evt. repareres: rehydroksyleres (de sekundære) og rekonjugeres. Meget effektiv re-uptake mekanisme (ekstraktionsfraktion: 0,85), bl.a. i sekundært aktiv cotransport med Na Ny syntese styres negativt af tilstrømningen af galdesalte til levercellerne. Væskesekretionen stimuleres af sekretin. Galden opkoncentreres op til 20 gange i galdeblæren (idet elektrolytterne absorberes og vandet følger med). Ved tilstedeværelse af måltidskomponenter (især fedt og proteinnedbrydningsprodukter) frigives cholecystokinin fra tyndtarmsslimhinden. Dette hormon fremmer bl.a. galdeblæretømning, motilitet i galdevejene og åbning af sfinkter Oddi. 7. I ileum optages de konjugerede galdesyrer specifikt i co-transport med Na + ("IBAT" : ileal Na + /bile acid co-transporter) passerer over den basolaterale membran, optages i blodet og bindes til albumin og transporteres tilbage til leveren (det enterohepatiske kredsløb). Herved kan poolen af galdesyrer (ca. 5 g) genbruges mange gange om dagen (ca. 10 gange) og sikre en samlet galdesyresekretion på ca. 50 g døgn Efter at lipase- (og colipase-) -aktiviteten på fedtdråberne har fyldt micellerne med lipid transporteres disse til enterocytoverfladen, hvor lipiderne kan afgives til enterocytterne (faciliteret af "fatty acid binding proteins") og af en Na + /H + -exchanger, som protonerer de fede syrer, som derfor passerer lettere (nonionisk diffusion). PB(01): 12-13; B&L(98): , KORTE SPØRGSMÅL Opgave 1 I et autonomt ganglion aktiveres de præganglionære axoner ved elektrisk stimulering, hvorved der frigøres acetylkolin. a. Angiv hvilke receptorer acetylkolin aktiverer i det postganglionære neuron. b. Redegør kort for de heraf følgende ændringer i membranpotentialet.

19 Syge- & reeksamen i fysiologi, januar 2003 med rettevejledning Side 5 a. Acetylkolin aktiverer nikotine (ionotrope) receptorer og muskarine (metabotrope, G- proteinkoblede) receptorer. b. Aktivering af nikotine receptorer udløser et kortvarigt EPSP og aktivering af muskarine receptorer udløser et langvarigt EPSP, evt. efterfulgt af et langvarigt IPSP. PB(01): 3; B&L(98): Opgave 2 a. Angiv de tre faktorer som har betydning for nyrens reninproduktion. b. Redegør kort for konsekvenserne af en øget reninproduktion. a. Nyrens perfusionstryk; den sympatiske nerveaktivitet til nyren; NaCl-tilbuddet til macula densa. b. Øget reninsekretion medfører øget omdannelse af angiotensinogen til angiotensin I, som omdannes til angiotensin II via angiotensin converting enzyme (ACE). Øget koncentration af angiotensin II fører til øget aldosteronsekretion og vasokonstriktion. Begge disse ændringer vil medføre stigende blodtryk. PB(01): 7; B&L(98): 732 Opgave 3 a. Beskriv (gerne vha. en skitse) forløbet af impulsudbredningen, som fører til depolarisering af venstre atrium. b. Definer begrebet atrieflimmer. c. Angiv om atrieflimmer påvirker hjertets minutvolumen. a. Impulsen udgår fra den sinu-atriale knude i højre atrium og udbredes via et specielt ledningsbundt (Bachman s ledningsbundt) til venstre atrium. b. Ved atrieflimmer forstås ukoordinerede kontraktioner af atrierne. c. Kontraktionerne medfører ineffektiv uddrivning af blod. Hvis tilstanden medfører hurtig, uregelmæssig ventrikelkontraktion, vil minutvolumen blive reduceret fordi den diastoliske fyldning ikke bliver optimal, men hvis ventrikelaktionen er normal og regelmæssig vil minutvolumen være normalt, da atriesystolen normalt kun spiller en beskeden rolle for den slutdiastoliske fyldning af ventriklen. PB(01): 4-5; B&L(98): fig , 345, , Opgave 4 En respirationslammet patient ventileres med 12 indblæsninger pr. minut og et indblæsningstryk på 7 cm H 2 O. Hans compliance for (lunger og brystvæg) er 0,1 liter (cm H 2 O) 1. Apparaturets og patientens døde rum er til sammen 200 ml (BTPS). Hans P aco2 måles til 43,1 mm Hg. PB = 760 mm Hg. a. Beregn hans alveolære ventilation. b. Beregn hans energiomsætningshastighed, idet det antages, at han kun forbrænder glukose, og at der er diffusionsligevægt mellem blod og alveoleluft. a. V A = 7 0, ,2 = 6 liter (BTPS) min 1 = 6 (760 47) ( ) 1 = 4,96 liter (STPD). b. = 43,1 (760 47) 1 = 0,0603 F ACO2

20 Syge- & reeksamen i fysiologi, januar 2003 med rettevejledning Side 6 V CO 2 = O 2 = 4,96 0,0603 = 0,299 liter (STPD) min EOH = 0, = 6,28 kj min 1. PB(01): 7, 9, 10; W(00): 168, kap 2 og 7; Ø(7) V 1 Opgave 5 Hos en rask ung mand er PAO P 6 mm Hg i siddende, men kun 3 mm Hg i liggende stilling. Redegør kort for årsagen 2 ao2 hertil. Q Den af tyngdekraften forårsagede skævhed i V A / mellem lungernes apikale og basale dele bortfalder i liggende stilling. Den resterende forskel skyldes dels fysiologiske shunts (vv The- besii og vv bronchiales), dels den mindre V A / Q -forskel mellem de forreste og bageste dele af lungerne i liggende stilling. PB(01): 8; W(00): kap. 5 Opgave 6 Den luminale cellemembran i en aktiv parietalcelle er bestykket med H +,K + -ATPaser (protonpumper), klorid-kanaler og kalium-kanaler. Det sekretoriske potential over den luminale cellemembran for parietalceller kan sættes til +40 mv med cellens cytoplasma som reference. Beregn det elektrokemiske potential som protonpumperne skal arbejde imod, idet parietalcellens cytoplasma har et ph på 7,15 og ph i kirtellumen er målt til 0,85. Protonpumpen skal både pumpe mod et elektrisk potential og mod en kemisk koncentrationsgradient. Elektrisk gradient: +40 mv Koncentrationsgradienten giver anledning til en potentialforskel på: E = 61,5 (log [H + ] lu - log [H+] cp ) = 61,5 (- ph lu - (-ph cp )) = 61,5 (7,15-0,85) = + 387,5 mv. I alt skal protonpumpen pumpe mod en elektrokemisk gradient på 427,5 mv. PB(01): 19-20; B&L(98): ; Ø(8) Opgave 7 Beskriv gerne vha. en skitse modstrømsforstærkning i nyren. Angiv eksempler på hvor disse mekanismer findes i nyren. Modstrømsforstærkning sker i Henles slynge. Modstrømsforstærkning karakteriseres ved, at det er en aktiv proces, hvor der forbruges energi og dannes en langsgående osmolaritetsgradient. (Yderligere oplysninger: Den energikrævende proces er reabsorptionen af NaCl i den tykke del af Henles slynge (enkelteffekten). Der dannes en transversel gradient på 200 mosm mellem lumen i det ascenderende ben af Henles slynge og interstitset på hvert niveau som følge af at epitelet er impermeabelt for vand. Denne gradient opforstærkes gennem de modsat rettede strømninger i ascenderende og descenderende ben af Henles slynge til en meget større langsgående gradient. På hvert niveau i det descenderende ben af vasa recta er osmolariteten noget lavere i lumen end i interstitset. Det betyder, at på hvert niveau af den descenderende ben af vasa recta er der en tendens til, at vand transporteres fra vasa recta til interstitset. Stoffer som Na +, Cl og urinstof går den modsatte vej. I det ascenderende ben af vasa recta er osmolariteten i lumen på hvert niveau lidt højere end i interstitset. Dette betyder at vand går