Kontinuasjonseksamen i fordøyelse og ernæring (MEDSEM/ODSEM/ERNSEM4A) 4. semester, kull V-04, onsdag , kl

Transkript

1 Kontinuasjonseksamen i fordøyelse og ernæring (MEDSEM/ODSEM/ERNSEM4A) 4. semester, kull V-04, onsdag , kl Oppgaven består av 3 deler som alle må være bestått. Totalt 5 sider. Ingen hjelpemidler er tillatt. Del 1. Som fastlege får du besøk på kontoret av en 52 år gammel mann som ønsker en medisinsk sjekk og råd for sin overvekt. Han har lang arbeidsdag som IT konsulent i en jobb som er stor sett stillesittende. Han røker ca. 10 sigaretter daglig. Han driver ingen spesiell fysisk aktivitet på fritiden og om kveldene og i helgene blir det mye titting på TV-sporten. Hans far fikk diabetes i høy alder. Hans vekt er 95 kg, høyde 175 cm, livvidde 105 cm. BT 140/85. Du rekvirerer endel blodprøver og spør han ut om kostholdet hans. Blodprøvene som var tatt fastende viste bl.a. følgende (referanseområdet i parentes): Serum totalkolesterol 6,8 mmol/l (4,1-8,5) Serum HDL-kolesterol 0,8 mmol/l (0,8-2 mmol/l) Serum triglyserider 2,7 mmol/l (< 2,1 mmol/l) Serum glukose 6,3 mmol/l (3,5-6 mmol/l) Serum glukose 2 timer etter glukosebelastning viste 8,2 mmol/l (<7,8 mmol/l) Oppgaven 1. List opp de funn som er gjort hos pasienten som tilfredsstiller kriteriene for å si at hans diagnose er metabolsk syndrom. Livvidde over 102 cm, lav HDL-kolesterol, høye riglyceride, forhøyet fastende glukose og økt postprandial serumglukose. Blodtrykket er på grensen. 2. Hvilke er de mest sentrale risikofaktorer for utvikling av metabolsk syndrom. Overvekt, lite fysisk aktivitet og en genetisk disposisjon. 3. På bakgrunn av de opplysninger som er gitt om denne pasienten hvilke refleksjoner gjør du deg om hans aktuelle helsesituasjon og hans fremtidige risiko for sykdom. Med overvekt, redusert glukosetoleranse og andre laboratoriefunn forenlig med metabolsk syndrom har han høy risiko for utvikling av diabetes type 2. Sammen med 1

2 røking, lite fysisk aktivitet og forhøyet totalkolesterol fører dette til øket risiko for hjerteog karsykdom, spesielt hjerteinfarkt. Dertil kommer risiko for andre fedmerelaterte lidelser som forhøyet blodtrykk og slag, gallsten, leddplager. 4. Denne pasienten har uttalt såkalt abdominal- eller bukfedme. På hvilke hovedsteder er dette fettet lokalisert? Til hvilke hovedvener dreneres det venøse blodet fra dette fettet og fra hvilke hovedareterier får det sin arterielle blodtilførsel? Fettet er lokalisert på to hovedsteder: dels i bukveggens subcutis, dels i tarmkrøset og omentum majus og appendices epiploicae på colon. Fettet i tarmkrøs og appendices epiploicae dreneres til v. porta via v.mesenterica superior (tynntarmkrøset og appendices epiploicae fra colon ascendens og mesteparten av colon transversum, samt mesteparten av omentum majus), og v. mesenterica inferior fra resten av tarmen. Det subcutane fettet dreneres til azygos systemet ( cava) via bukveggens vener. Den arterielle blodforsyningen blir a. mesenterica superior og inferior til tynn-og tykktarmfettet, og hovedsakling lumbalarterier (fra aorta abdominalis) til det subcutane fettet. 5. Beskriv fettvevets mikroskopiske struktur. Fettvev er et meget cellerikt bindevev hvor fettcellen adipocytten er den helt dominerende celletypen. Adipocyttene varierer en del i størrelse, avhengig av hvor stor den ikke membrankledde fettdråpen i cellens cytoplasma er. Denne fettdråpen kan bli meget stor og presser de øvrige oranellene, inklusive kjernen, helt ut mot cellemembranen. Fettdråpen er en enkeltdråpe i det som kalles hvitt fettvev, mens adipocyttene i såkalt brunt fettvev inneholder multiple fettdråper. Mellom adipocyttene finnes retikulære og kollagene fibre som bidrar til å gi fettvevet et makroskopisk lobulært preg. I bindevevet er det mange kapillærer og tynne, overveiende umyeliniserte, nervefibre som gjenspeiler fettvevets rike vaskularisering og innervasjon fra det autonome nervesystem. 6. Beskriv de forskjellige stadier i den mest vanlige utvikling av diabetes type 2. Overvekt og fedme fører til nedsatt glukosetoleranse, dvs at glukose tas vanskeligere opp for utnyttelse i cellene. Fastende blodglukose vil gradvis øke som følge av manglende kontroll av hepatisk glukoneogenese og en glukosetoleransetest vil vise økende nivå av blodglukose etter inntak av glukose. Betacellene i pankreas reagerer med å øke utskillelsen av insulin og på den måten kan reguleringen av glukoseutnyttelse og blodglukosenivå fortsatt holdes ved like. Med økende insulinresistens vil etterhvert betacellene ikke klare å opprettholde insulinproduksjonen, den faller og før eller siden blir det nødvendig å tilføre insulin utenfra. Da er diabetes type 2 fullt utviklet. 7. Hvilke av de metabolske forstyrrelser som gjenspeiler seg i laboratorieresultatene og som oppstår som følge av insulinresistens kan du forklare? 2

3 Insulinresistens fører til øket blodglukose som nevnt under punkt 5. I fettvev fører insulinresistens til øket lipolyse med økning i plasma frie fettsyrer. Øket opptak av frie fettsyrer i lever fører til øket syntese av triglyseridrike VLDL og derved til økning av fastende triglyserider. 8. Beskriv kortfattet i hvilke lipoproteinfraksjoner i plasma kolesterol forekommer og hvordan disse er relatert til risiko for sykdom Kolesterol forekommer i kylomikroner, very low density lipoproteiner (VLDL), low density lipoproteiner (LDL) og high density lipoproteiner (HDL). LDL er det mest kolesterolrike lipoprotein og høy konsentrasjon av dette er forbundet med høy risiko for å utvikle aterosklerose og hjerteinfarkt. Høy konsentrasjon av HDL derimot er forbundet med redusert risiko for koronar hjertesykdom. Dette fordi HDL muligens har som funksjon å frakte kolesterol fra periferi til lever for utskillelse. 9. Nevn faktorer i mat og drikke som påvirker plasmalipidene. De mettede fettsyrene laurin, myristin og palmitinsyre (hhv 12, 14 og 16 karbonatomer) virker sterkt økende på totalkolesterol og LDL kolesterol. Myristinsyre er den fettsyren med kraftigst effekt. Transfettsyrer (fra delvis herdet fett eller i fett fra drøvtyggere f.eks. melkefett) virker også økende på LDL kolesterol. Transfettsyrer virker dessuten reduserende på HDL kolesterol. Flerumettede fettsyrer, spesielt linolsyre, virker reduserende på total- og LDL kolesterol. Oljesyre og stearinsyre (hhv 18:1 og 18:0) er nøytrale i sin virkning på serumkolesterol. De meget lange omega 3 fettsyrene (EPA og DHA) virker reduserende på VLDL kolesterol hos individer med en spesiell type hyperlipidemi. Kokekaffe øker LDL kolesterol. Alkohol øker HDL kolesterol. Visse typer løselige fibre reduserer totalkolesterol ved at de binder gallesyrer i tarmen og derved øker utskillelsen av kolesterol. En høy karbohydratandel øker serumtriglyceridene. De meget lange omega 3 fettsyrene (EPA og DHA) virker reduserende på serumtriglyceridene. 10. Hvilke konkrete råd mht kosthold og endring av andre livsstilsfaktorer vil du gi pasienten og hvordan vil du begrunne dem.? Både vektreduksjon og fysisk aktivitet vil redusere risiko for utvikling av diabetes type 2. Redusert energiinntak er derfor et sentralt element i kostendringen. Dette innebærer en fettfattig kost med bruk av vegetabilsk fett (rikt på en- og flerumettede fettsyer) på bekostning av animalsk fett (rikt på mettede fettsyrer). Økt andel frukt og grønnsaker, brød og potet vil gi en mer kabohydratrik, fiberrrik kost. Økt andel fisk, spesielt fet, på bekostning av kjøtt, spesielt rødt kjøtt, vil både redusere fettandel og føre til økt andel meget lange omega-3 fettsyrer. I tillegg til kostendring er motivasjon for mer fysisk aktivitet viktig hos denne pasienten. Røking er en dominerende risikofaktor for utvikling av sykdom. Spesielt i samspill med det metabolske syndrom vil røking øke risiko for utvikling av hjerte- og karsykdom. Han må derfor sterkt tilrådes å slutte å røke. 3

4 Del 2. Vektløfter Hansen er 28 år og 178 cm høy, og en kraftkar på 110 kg. Som vektløfter går han inn for å bygge opp sine muskler så mye som mulig. Han trener 2-5 timer daglig, 5-6 dager i uken. Han spiser en diett som han mener er vanlig kost med mye proteinrik mat. I forbindelsen med en undersøkelse av kostholdet hos ulike idrettsutøvere har Hansen deltatt i en kostholdundersøkelse. Næringsberegningen går fram i vedlagte tabell. I en spesialforretning får Hansen tak i en høyverdig proteinblanding laget av soyabønner. For å bygge seg opp til et mesterskap begynner Hansen et halvt år i forveien å spise 150 g av denne proteinblandingen som daglig tilleggskost, og fortsetter å trene som før. Oppgaven 1. Gi på bakgrunn av data i tabellen en vurdering av Hansens inntak av næringsstoffer. Vurder spesielt proteininntaket og de fordeler og/eller ulemper det kan ha for han som vektløfter. Beregningene i tabellen viser at Hansen har et høyt energiinntak. Når man legger til energien fra kosttilskuddet er inntaket så høyt at det er tvilsomt om han klarer å forbruke alt uten å øke kroppens fettandel. Risikoen er derfor stor for utvikling av fedme. Når man spiser mye er konsekvensen at man får et høyt inntaket av de fleste næringgstoffer og det er ikke problem å få dekket behovet. Dette går også fram av tabellen idet Hansens inntak ligger over anbefalingene for alle næringgstoffene som er tatt med i tabellen. Der er skjevheter i kostens sammensetning. Andelen av energi fra fett er ca 40% og derfor høyere enn det som er anbefalt. Samtidig er mengden mettet fett høyere enn ønskelig. Intaket av kolesterol er også høyt. Dette betyr at kosten har en lite gunstig sammensetning i relasjon til risiko for utvikling av hjerte-og karsykdommer. Proteinandelen er høy. Samlet vil andelen fra kost og tilskudd utgjøre ca 25% av energiinntaket hvilket er omtrent det dobbelte i forhold til et vanlig kosthold. Den høye proteinandel vil ikke utgjøre noen helserisiko, men Hansen vil heller ikke ha noen nytte av tilskuddsproteinet idet mengden protein i kosten er så høy at det mer enn dekker behovet for muskeloppbygging. En ulempe er at et høyt proteininntak fører til øket veskebehov hvilket hvis det ikke tilfredsstilles vil kunne være kritisk i en konkurransesituasjon. 2. Beskriv hovedtrekkene i fordøyelse og absorpsjon av protein i tarmen samt transport og omsetning av opptatte aminosyrer (aminosyrer til de novo proteinsyntese er ikke en del av oppgaven). Delvis bearbeidet mat blir fraktet til magesekken som forestår en ytterligere mekanisk bearbeiding og oppbløting ved bla. tilsetting av HCl fra parietalcellene og proteasen pepsin fra hovedcellene. Partiell hydrolyse fører til en blanding av polypeptider og 4

5 oligopeptider. Maten forlater magen over i duodenum. Blir tilsatt NaHCO3 fra eksokrine pankreas med påfølgende ph økning fra ca 3 til ca 7 som er nødvendig for at pankreasproteasene trypsin, chymotrypsin og elastase skal kunne spalte peptidene ytterligere ned til ologo-, tri- og dipeptider. Frie aminosyrer dannes ved hjelp av carboxypetidasene A og B. I jejenum foregår en videre hydrolyse ved hjelp av en rekke, overflate endo og eksopeptidaser. I proksimale ileum vil primært absorpsjon av di- og tripeptider foregå. Frie aminosyrer blir tatt opp via en Na+ avhengig mens di- og tripeptider blir tatt opp via en luminal symportmekanisme som er avhengig av H+, samt en basolateral K+-Na+ pumpe. Di- og tripeptider blir ytterligere spaltet inne i endotelcellene og frigjort til portåren som frie aminosyrer. Portåren frakter alle aminosyrer til leveren. Leveren metaboliserer en del av aminosyrene, men slipper igjennom det meste av Val Leu og Ile. I muskel finnes det en forgrenet α-ketosyre dehydrogenase som bidrar til en betydelig mengde energi fra de 3 aminosyren. Aminogruppen kan overføres mellom α-ketogrupper og aminosyrer. Endeproduktet er hovedsakelig alanin,( glutamin fra muskel), og danner forbindelse mellom aminosyre- og sukkermetabolismen. Deaminering gir ammoniakk som i form av urea blir utskilt i urinen. 3. Leveren har en sentral funksjon i omsetning av protein. Beskriv leverens normale makro- og mikroskopiske anatomi. Leveren er kroppens største kjertel. Den ligger oppunder diafragma i epigastriet og høyre hypochondrium med en liten del i venstre hypochondrium. Leveren er et intraperitonealt organ. En fold av peritoneum - lig. falciforme - er resten av det ventrale krøset. Det fester leveren til fremre bukvegg, og markerer grensen mellom leverens høyre og venstre lapp. Fra undersiden av leveren slår peritoneum seg over på forflaten av duodenum og frem til curvatura minor på magesekken som det lille omentet, omentum minus. På leverens nedre flate finner vi leverporten, porta hepatis, der årene trer inn i leveren og gallegangen trer ut. Leveren får arterielt blod fra a. hepatica, som er en gren fra truncus coelicaus. Det meste av blodet kommer fra milten, pancreas, ventrikkelen og tarmene gjennom v. porta (dannet av v. lienalis, v. mesenterica superior, v. mesenterica inferior og vener fra ventrikkelen). A. hepatica forsyner leveren med en stor del av det oksygenet den trenger, mens portvenen bringer venøst blod rikt på næringsstoffer - og andre mer eller mindre giftige stoffer som er tatt opp i GI-tractus. (Selv om portveneblodet er venøst dekker det omtrent 40% av leverens oksygenbehov). Blodårene grener seg opp i stadig finere grener i bindevevet i leverparenchymet, som på sin side er delt opp i smålapper, lobuli. Innenfor hver leverlobulus danner levercellene (hepatocyttene) sammenhengende plater (palisader) som ser ut til å stråle radiært ut fra en vene i sentrum av hver leverlobulus. Denne venen kalles sentralvenen. Mellom platene av leverceller er det spalteformede blodrom, sinusoider. V. portae og a. hepaticagrenene tømmer seg i sinusoidene i periferien av leverlobulus. Herfra strømmer blodet forbi platene av hepatocytter inn til sentralvenen, som igjen fører blodet ut av 5

6 leverlobulus. Fra sentralvenene ledes blodet videre til vv. hepaticae, som tømmer blodet over i v. cava inferior. Veggen i leversinusoidene er dannet av flate endotelceller som er fenestrerte, og som ikke har basalmemembran. Mellom hepatocyttene og endotelcellene har vi et spalteformet rom - Disse's rom. Mellom endotelcellene i veggen av leversinusoidene finner vi et stort antall makrofager - Kupffercellene. Mellom to og to leverceller er det mikroskopiske gallekapillærer hvor gallen - produsert av hepatocyttene - skilles ut. Gallekapillærene har ikke egne vegger, men dannes ved at cellemembranene til to naboceller viker litt fra hverandre. Tette cellekontakter mellom naboleverceller hindrer gallen i å bre seg diffust utover i leverparenchymet. I utkanten av leverlobuli forener gallekapillærene seg til små galleganger med egne vegger, og som ligger sammen med. v.portae og a. hepaticagrener i bindevevet mellom leverlobuli - såkalte levertriader. Gallegangene fra høyre og venstre leverlapp forener seg til gallegangen, ductus hepaticus, som kommer ut av leverporten. Gallegangen avgir en sidegren, ductus cysticus, til galleblæren, og fortsetter derretter som ductus choledochus (som ligger i den frie kanten av omentum minus) til duodenum, der den munner sammen med utførselsgangen for pancreas. 6

7 Del 3. (Oppgavene nedenfor besvares kort). 1. Gjør rede for funksjonen av tiamin og de viktigste reaksjoner dette vitaminet inngår i. Tiamin er nødvendig for nedbrytningen av karbohydrat i cellene. Det inngår som koenzymet tiaminpyrofosfat i dekarboksyleringsreaksjoner. De viktigste reaksjonene er dekarboksylering av pyruvat til acetyl-coa (pyruvat dehydrogenase), nedbryting av alfaketoglutarat til succinyl-coa (α-ketoglutarat dehydrogenase). Tiamin er også nødvendig i pentosefosfatveien som omdanner glukose til ribose. 2. Redegjør for reaksjonsveiene som er ansvarlige for omsetningen av alkohol i organismen. Ca. 90% av inntatt alkohol oksideres i leveren til acetaldehyd og eddiksyre. Det viktigste enzymet som er ansvarlig for denne oksidasjonene er alkohol dehydrogenase som er lokalisert i cytosol. Noe kan oksideres av cytokrom P450 i endoplasmatisk retikulum (kalt MEOS = mikrosomalt etanol oksiderende system). I begge tilfeller vil den dannete acetaldehyd oksideres videre til eddiksyre av acetaldehyd dehydrogenase. Noe alkohol kan også oksideres av katalase i peroksisomene. 3. Redegjør for de viktigste funksjoner som er knyttet til pankreas. Pankreas har en eksokrin og en endokrin funksjon. Den eksokrine har sammenheng med utskillelse av bikarbonat som buffrer syren som kommer fra mavesekken, samt utskillelsen av en rekke enzymer som er nødvendig for nedbryting av fett, protein og karbohydrat. Den endokrine funksjon henger sammen med utskillelsen av hormonene insulin som produseres i ß-cellene, og glukagon som produseres i α-cellene. 4. Pankreas produserer en rekke enzymer. Hvilke er de viktigste og hvilke reaksjoner inngår de i. Pankreas produserer enzymer som kan spalte både protein, fett og karbohydrat. De proteinspaltende enzymer skilles ut fra kjertelcellene i inaktiv form. Trypsin skilles ut som trypsinogen. I tynntarmen vil et protein spalte av et peptidfragment av trypsinogenmolekylet slik at trypsin dannes. Dette vil i sin tur aktivere mer trypsinogen. Lipase og amylase vil spalte hennholdsvis fett og polysakkarider (stivelse og glykogen). 5. Hva heter de viktigste spyttkjertlene, hvor finner man dem, og hvor i munnhulen tømmer de sitt innhold? Parete kjertler: 1) glandula parotis, ørespyttkjertelen, like foran øret, tømmes via hovedkanal i kinnet, 2) glandula submandibularis, under underkjeven, hovedkanal til under tungen, 3) glandula sublingualis, under tungen i munngulvet, flere utførselsganger til munngulvet under tungen). 7

8 6. Gjør rede for den autonome regulering av spyttsekresjonen. Både sympatikus (noradrenalin) og parasympatikus (Ach) stimulerer spyttsekresjonen. Økt aktivitet i sympatikus fører til en liten sekresjonsøkning og et tyktflytende sekret; økt aktivitet i parasympatikus gir stor sekresjonsøkning og et tyntflytende sekret. Under måltid dominerer parasympatikus, mellom måltid har vi en basal aktivitet i parasympatikus. 7. Hvilke mekanismer for opptak av karbohydrat finnes i tynntarmen og hvilke karbohydrater kan absorberes? Aktiv glukose/galaktose Na + -avhengig symport står for opptak av glukose, galaktose. Fruktose taes opp av GLUT5. Andre sukkerarter taes ikke opp, men fraktes videre til tykktarm hvor de fermenteres av bakterier. 8. Hva gjør intrinsic faktor, og hva er følgen ved mangel på intrinsic faktor? Fremmer opptak av vitamin B 12. Mangel gir anemi 9. Hvilke hormoner stimulerer syresekresjonen i magesekken? Gastrin og histamin 10. Beskriv duodenums inndeling og peritoneale forhold. Duodenum deles i en pars superior (intraperitoneal), pars descendens fra flexura duodeni superior (retroperitoneal), pars horizontalis fra flexura duodeni inferior (retroperitoneal) og pars ascendens opp til flexura duodenojejunalis (retroperitoneal) 11. Hva forstås med slow waves i tarmen, og hvor oppstår de? Oscillasjoner i membranpotensialet i de glatte muskelcellene i tarmveggen. Oppstår i interstitielle celler (Cajal celler). 12. Hvilke funksjoner har jern i kroppen? Jern inngår i O 2 -transport, O 2 -lager i muskler og i katalytiske enzymer (f.eks. elektrontransport, peroksidnedbrytning). 13. Forklar mekanismen for den toksiske effekten av paracetamol. Paracetamol metaboliseres i hovedsak i lever ved konjugering med glukuronsyre og sulfat. En liten andel av dosen (ca 4 %) metaboliseres via cytokrom P450 til en reaktiv metabolitt. Ved vanlige doser blir denne metabolitten konjugert med glutation. Ved 8

9 overdosering brukes cellenes lager av glutation opp, og metabolitten vil da reagere med cellulære makromolekyler. Dette forårsaker celleskade. 14. Forklar ved hvilke effekter de kasiumregulerende hormoner kan gjennopprette et fall i konsentrasjonen av kalsium i blodet. Ved fall i kalsiumkonsentrasjonen stimuleres parathyroideakjertelen til øket sekresjon av PTH. Dette hormon øker frigjøring av kalsium fra skjelettet samtidig som det stimulerer til øket omdannelse av 25-hydroksyvitamin D til 1,25-dihydroksyvitamin D. Dette hormon forsterker PTHs effekt på kalsiumfrigjøringen fra ben, øker opptaket av kalsium fra tarm og reduserer noe utskillelsen av kalsium i nyretubuli. Samlet fører dette til øket konsentrasjon av kalsium i blod. 15. Beskriv kort hvordan vitamin A metaboliseres i kroppen. Vitamin A finnes i kosten som karotenoider i grønnsaker og frukt, og som retinylester i animalske matvarer. Karotenoidene og retinylester spaltes til retinol i tarmen. Retinol reforestres til retinylester og inkorporeres i kylomikroner, utskilles i tarmlymfen og deretter i blodet. Retinylester forblir i kylomikronpartiklene under omdannelsen til kylomikron restpartikkel og tas opp med denne i leverens parenkymceller. I lever lagres retinol som retinylester i stjernecellene (stellatceller.) Etter utskillelse fra lever bindes retinol til et retinolbindende protein (RBP). I målcellene kan retinol omdannes til aktive metabolitter, retinal eller retinsyre. 16. Beskriv kort A-vitaminets viktigste funksjoner. I øyets staver og tapper er retinal budet til opsinproteiner og på den måte nødvendig for normal synsprosess. Retinol i form av retinsyre er nødvendig for normal cellevekst og differensiring og spesielt opprettholdelse av normalt epitel. Mekanismen for denne funksjonen er at retinsyre bindes til spesifikke kjernereseptorer som fungerer som transkripsjonsfaktorer. 9

10 Vedlegg til Del 2. Hansens inntak av energi og noen næringsstoffer per dag beregnet ut fra kostundersøkelsen. I tillegg tar han som kosttilskudd 150 g soyapulver som gir 50 g protein og ca. 2 MJ energi (altså ikke inkludert i tabellen). Anbefalinger Energi, kcal MJ 17, * kcal 4060 Protein, g 200 Karbohydrat 426 Derav sukker 78 kostfiber 40 3 g/1 MJ Fett, g 171 Derav mettet fett, g 63 Enumettet fett, g 60 Flerumettet fett, g 33 Kolesterol, mg 709 Vitamin A ret eq. μg ** Vitamin D, μg 6,2 7,5** Tiamin, mg 2,99 1,5** Riboflavin, mg 3,0 1,7** Jern, mg 19,5 9** Kalsium, mg ** Vitamin C, mg ** Andel energi fra: Protein, % ca Fett, % ca. 40 <30 Karbohydrat, % ca * For energi gjelder ikke anbefaling, men referanseverdier. Tallene viser verdier beregnet for menn med høy fysisk aktivitet kroppsvekt 100 kg. ** Anbefalinger 10