Essayoppgaver termin 1C-1D 2010 Utsatt eksamen. Oppgave 1 (10 poeng) Morfologi Jostein Halgunset

Transkript

1 Essayoppgaver termin 1C-1D 2010 Utsatt eksamen Morfologi Jostein Halgunset Oppgave 1 (10 poeng) En 52 år gammel kvinne, som to år tidligere var operert for brystkreft med påfølgende cellegiftbehandling, ble nå lagt inn på sykehus etter fem dager med hodepine og slapphet. I mottakelsen virket hun søvnig, og det var vanskelig å få presise opplysninger fra henne. Mannen hennes, som fulgte henne til sykehuset, kunne fortelle at hun var blitt økende sløv og fjern de siste dagene, og at han samme morgen knapt hadde fått kontakt med henne. Ved undersøkelsen ble funnet - blodtrykk: 114/80 mmhg (normalt) - puls 80 per minutt (normalt) - respirasjon 14 per minutt (normalt) - temperatur 37.2 C (normalt) Pasienten virket søvnig, men til å begynne med reagerte hun på enkle kommandoer, om enn litt tregt. I løpet av undersøkelsen ble hun gradvis mer fjern, og etter hvert reagerte hun bare på relativt sterke smertestimuli. Det var litt forskjell på pupillene, henholdsvis 3 og 4 mm, men med normal reaksjon på lys. Ved oftalmoskopi fantes ødematøse papiller med utviskede grenser på begge sider. Hun hadde et tilhelet operasjonsarr på brystet etter mastektomi, men for øvrig var det normal organstatus. I urinprøve ble det funnet spor av blod og protein, og mikroskopi viste rikelig leukocytter. En prøve ble derfor sendt til mikrobiologisk undersøkelse med dyrking av bakterier, og det kom oppvekst av E. coli. Akutt cerebral CT viste utvidede sideventrikler og utvidet tredje ventrikkel, samt multiple, små tumorsuspekte forandringer. Neste dag ble det gjort MR som viste det samme, men mer detaljert. Særlig var det forandringer i nærheten av akvedukten, med forsnevring av denne. Pasienten ble straks operert med avlastning av trykket i ventrikkelsystemet, og hun fikk behandling med antibiotika for sin urinvegsinfeksjon. Det ble gitt strålebehandling mot metastasene i hjernen, og etter dette anla nevrokirurgen en ventrikuloperitoneal shunt for mer permanent drenasje av cerebrospinalvæsken. Ved utskrivelsen var hun etter omstendighetene i ganske god form. 1. Pasienten hadde utvidet ventrikkelsystem i hjernen, med økt trykk og økt mengde cerebrospinalvæske. Beskriv hvor og hvordan cerebrospinalvæsken produseres,

2 hvordan den strømmer og hvor den blir av til slutt. I hvilke deler av ventrikkelsystemet vil man finne unormalt høyt trykk dersom obstruksjonen sitter på nivå med akvedukten? (2 p) 2. Ødematøse papiller i øyenbunnen er et tegn på forhøyet intrakranielt trykk. Hvordan kan dette forklares? (2 p) 3. Hos denne pasienten reagerte pupillene normalt på lys. Hvordan reguleres størrelsen på pupillen? Hvilke muskler er involvert, hvordan innerveres disse og hvordan går refleksbuen for pupillerefleksen? (2 p) 4. CT-undersøkelse er svært nyttig for å kartlegge strukturelle forandringer i hjernen. Forklar hovedprinsippene for CT. (2 p) 5. Pasienten hadde også en urinveisinfeksjon. Dette ble påvist ved undersøkelse av en urinprøve. Forklar hvorfor man finner blod og protein i urinen ved infeksjon, og hvorfor man ser leukocytter når man mikroskoperer urinen. (2 p) Embryologi Harm-Gerd K Blaas Oppgave 2 (10 poeng) Tove er gravid med siste menstruasjon 1. januar. Hun har tidligere født et barn med limbbody wall kompleks; barnet døde under fødselen. Limb-body wall kompleks er en tilstand hvor det ikke er dannet en kroppstilk (=navlestreng), men hvor abdominalveggen går over i en membran som ender bredbaset på placenta, dvs at bukhulen grenser direkte til placentaoverflaten. Som regel ser man en navlevene og en navlearterie som forløper i membranen, men det er ingen definert navlesnor. Barnet hadde også en uttalt kyfoskoliose med feilstilling av begge underekstremiteter, og et ryggmargsbrokk.

3 Man karakteriserer tilstanden som en foldningsdefekt, dvs et resultat av defekt embryonal folding. 1) Fortell når omtrent den embryonale foldningsprosessen finner sted, og beskriv selve prosessen. (5 p) 2) Fordi pasienten tidligere har mistet et barn med en alvorlig bukveggsdefekt, ønsker Tove nå en tidlig ultralydundersøkelse. Den 10. mars blir hun undersøkt med transvaginal ultralyd. Legen beskriver et embryo som er 28 mm lang, med en navlesnor som inneholder 3 kar, og som forløper til en placenta på fremre vegg. Man ser tydelig tarm i navlestrengen ved embryoets buk. Pilen på bildet peker på navlestrengen, og det hvite ekko representerer tarmsløyfer.

4 Hvordan forklares dette funnet? Har dette embryoet Limb-body wall kompleks? (5 p) Fasit 1) Foldningsprosessen finner sted omtrent 5 uker etter siste menstruasjon, ± 1-2 dager, eller 3 uker etter befruktning, ± 1-2 dager. Under foldningsprosessen foldes kantene av embryonalskiven slik at embryo blir omformet fra en skive til en sylindrisk kropp. Gjennom prosessen drar embryo amnionmembrankanten - som er i kontinuitet med embryoets ektoderm - rundt seg, slik at amnionmembranen møtes ved umbilikus og omslutter navlestrengen. Navlestrengen inneholder 2 umbilikalarterier og 1 umbilikalvene, samt ductus vitellinus, og rester av allantois. Foldingsprosessen fører altså til etablering av en sylindrisk kropp med kroppsvegger, umbilikus og navlestreng, og at embryo ligger i selve amnionkaviteten. 2) Omtrent 7 uker etter siste menstruasjon eller 5 uker etter befrukting er den sylindriske kroppen utviklet og tarmen begynner med sin lengdevekst. Tarmens forbindelse til plommesekken, ductus vitellinus (eller ductus omphalomesentericus) trekker i tynntarmen et lite stykke fra coecum. Tarmen legger seg i sløyfer, og store deler av tarmen vil i de kommende uker ligge i navlestrengscoelom. Samtidig vil tarmen rotere mot urviseren, totalt ca 270 grader. Rotasjonsaksen svarer til arteria mesenterica superior i forlengelse med ductus vitellinus. Etter omtrent 11 til 11 1/2 uker basert på siste menstruasjon, eller 9 til 9 1/2 uker etter befruktningen, vil tarmen trekkes tilbake i bukhulen. Det vil si at tarmen i navlestrengen hos et 9 uker gammelt embryo er en fysiologisk tilstand. Dette embryo har ikke Limb-body wall kompleks. Immunologi Vibeke Videm og Anders Sundan Oppgave 3 (10 poeng) Tora (25 år) har fått en akutt infeksjon med gule stafylokokker i et kutt på hånden. Hun har ikke tidligere vært infisert med denne bakterien.

5 A) Beskriv hvor og hvordan Toras naive B-celler fanger opp bakterierelatert antigen slik at de kan aktiveres. (1 p) B) Vi forutsetter at de viktigste antigenene i dette tilfellet er T-avhengige. Angi hvilke signaler utenfra den naive B-cellen må motta før den videre differensieringen til effektorceller kan skje. (2 p) C) Beskriv hvilke molekyler på B-cellens overflate som er involvert ved hvert av signalene i dette tilfellet, og angi hvilke ligander de bindes til. (3 p) D) Interleukin-4 (IL-4) er et viktig cytokin ved differensiering av B-celler til effektorceller. En av de viktigste konsekvensene av IL-4 binding til reseptorer på celleoverflata er aktivering av ny genekspresjon. Forklar kort hvordan IL-4 signalet medierer transkripsjon av gener. (2 p) E) Beskriv hva som menes med affinitetsmodning av antistoff, og forklar mekanismen for hvordan affinitetsmodning skjer. (2 p) Fasit A) Infeksjonen gir inflammasjon, som fører til økt lymfedrenasje fra området. Fagocytter kommer til inflammasjonsstedet. Deler av bakterier som er drept følger med lymfen til lokale lymfeknuter (underarm, aksille). Der kan antigen fanges opp direkte på antigenbindende reseptor på B-celler(B-cellereseptor = membranbundet IgM) med en passende spesifisitet av reseptor. I tillegg kan evt. follikulærdendrittiske celler fange opp komplementdekkede bakterieantigener med sine komplement-reseptorer, slik at B-cellene kan binde antigen derfra, men B-celler er ikke avhengig av antigenpresenterende celler. Enkelte ganger kan naive B-celler fange antigen i perifere vev (her: i hånden), og deretter vandre til en lokal lymfeknute. Men B-celler holder seg i hovedsak i lymfatisk vev og binder antigen der. B) Signal 1: priming = binding av antigen til reseptor (tilstrekkelig mange reseptorer må binde antigen) Signal 2: hjelp fra en Th2-celle = en CD4+ T-effektorcelle. Hvis antigenet har aktivert komplement og derved har nedbrytningsprodukter av C3 på seg (C3d, evt. ic3b), vil aktiveringsterskelen reduseres pga signalisering gjennom B- cellens koreseptor. Dette signalet kan imidlertid ikke erstatte T-cellehjelp, og aktivering kan finne sted også med antigener som ikke aktiverer komplement. Svar som inkluderer komplementaktivering som et tredje signal er ekstra godt; svar som har med komplementaktivering uten å inkludere T-cellehjelp, gir redusert antall poeng. Svar som dropper T-hjelperceller og isteden sier at signal 2 er kryssbinding av flere reseptorer til gjentagende epitoper på antigenet, er feil dette skjer ved T-uavhengige antigener.

6 C) På B-cellen Ligand Signal 1 B-cellereseptor Antigen fra bakteriene (hele eller deler av drepte bakterier) (evt. tilleggssignal: Koreseptor, inkl. CR2 = komplementreseptor 2 = CD21) Signal 2 (C3d-dekket bakterieantigen) HLA klasse 2 lastet med peptidfra bakteriene (etter at reseptorog antigen er internalisert i B-cellen) T-cellereseptor på Th2-celle(og CD4- molekylet som gjenkjenner HLA) CD40 CD40L på Th2-cellen B7 CD28 på Th2-cellen Cytokinreseptorer Cytokiner fra Th2-cellen Adhesjonsmolekyler (for eksempel ICAM-1, ICAM-3, Adhesjonsmolekyler på Th2-cellen (for eksempel LFA-1 og CD2) LFA-1) (Pilene gir retningen på signalene, i tilfelle noen har laget tegning med dette) D) IL-4 bindes med høy affinitet til et kompleks som består av to Klasse I cytokinreseptorer, den ene er IL-4R, den andre er den såkalte common gamma chain, som også kan inngå i reseptorkomplekset for IL-2(eller IL-15, IL-7 og IL-9). Aktivering av dette reseptorkomplekset fører til rekruttering og aktivering av såkalte Janus kinaser (ved IL-4 er dette JAK1 og JAK3), som fosforylerer transkripsjonsfaktorer av typen STAT (i tilfellet IL-4 er dette i hovedsak STAT6, men også i noen grad STAT3). Når STAT fosforyleres på aminosyren tyrosin fører dette til en konformasjonsforandring og dermed dannelse av dimerer av STAT, som så går inn i cellekjernen og binder DNA i promotor-regionen av bestemte gener og derved starter transkripsjon. (Oppgaveforfatter legger til: Jeg synes studentene bør "stå" selv om de ikke vet de spesifikke navnene på reseptorer, kinaser og transkripsjonsfaktorer, - men hvis de vet hva slike betegnelser står for og omtrentlig hvordan denne typen molekyler er involvert i signaltransmisjonen). E) Med affinitetsmodning menes at antistoffene som produseres i forløpet av en infeksjon får gradvis høyere affinitet, dvs. de bindes til antigenene med stadig økende styrke.

7 Affinitetsmodning skyldes punktmutasjoner i genområdene for det antigenbindende stedet i tunge og lette kjeder (= i genområdene for variable regioner). Mutasjonene skjer i delende centroblaster etter aktivering. Cellene får derved endrede antigen-reseptorer. Cellene må bindes til en follikulærdendrittisk celle for å få overlevelsessignal. Jo større affinitet reseptoren på en gitt centrocytt har for antigenet som fremvises, jo sterkere bindes centrocytten. Centrocytter med reseptor med lavere affinitet blir utkonkurrert og dør i apoptose. Derved skjer en utvelgelse av centrocytter med reseptor med høyere affinitet. Disse utvikles til plasmaceller som lager antistoff med høyere affinitet. Endokrinologi Unni Syversen Oppgave 4 (10 poeng) Astri, 40 år, oppsøker lege i januar 2010 pga økende slapphet de siste ukene. Hun har hatt dårlig matlyst og tåler stress dårligere enn tidligere. Videre synes hun at hun er brunere enn hun pleier å være på denne årstiden. Legen måler lavt blodtrykk og finner blant annet at hun er pigmentert og har lavt blodsukker. Han mistenker binyrebarksvikt. a. Beskriv kortisols funksjoner og regulering (5 p) b. Hvordan reguleres aldosteron? (2 p) c. Hvor foregår androgenproduksjonen hos kvinner? (1 p) d. Hva er forklaringen på økt pigmentering hos denne pasienten? (2 p) Fasit a). Diabetogen effekt: gluconeogenese mobilisering av aminosyrer lipolyse perifert opptak og forbruk av glukose glykogenlager i lever (ikke muskel) Inflammatoriske responser Vasokonstriksjon, nedsatt kapillær permeabilitet Nedsatt migrasjon av hvite blodlegemer Nedsatt sårtilheling Svekket immun respons Kortisol stimuleres av ACTH fra hypofysen. Utøver negativ feedback på CRH (hypofyse) og også på ACTH. b) aldosteron stimuleres av: angiotensin II plasma Na+ og plasma K+ ACTH

8 c) Binyrebarken, zona reticularis og ovarier d) Når kortsiol faller får vi økt produksjon av proopiomelanocortin (POMC) som er forstadiet til ACTH og MSH. Begge disse har melanocyttstimulerende effekt og høyt nivå av disse vil derfor medføre økt pigmentering.