Kontinuasjonseksamen, MEDSEM2/ODSEM2/ERNSEM2 høst 2007 Onsdag 20. februar 2008 kl. 09:00-15:00

Transkript

1 Kontinuasjonseksamen, MEDSEM2/ODSEM2/ERNSEM2 høst 2007 Onsdag 20. februar 2008 kl. 09:00-15:00 Alvorlige tilfeller av psoriasis kan gi betennelse og ødeleggelse av ekstracellulær matriks, som for eksempel bruskskiver i ledd. 7. Beskriv kort de ulike komponenter som sammen utgjør ekstracellulær matriks, og angi noen av funksjonene til den ekstracellulære matriks. Ulike komponenter i ECM: GAG (glykosaminoglykaner) er uforgrenede polysakkarider med repeterende disakkarider Proteoglykaner er kjerneproteiner bundet til ulike GAG Kollagener er kroppens vanligste protein. Mange ulike typer, fiberdannende, nettverkdannende og FACIT kollagener ( organiserings-kollagener ) Fibronektin og laminin er viktige bindingsmolekyler ECM har svært mangfoldige funksjoner som f.eks å motstå kompresjon, filterfunksjon, strekkstyrke, stabilitet/mekanisk styrke (eks. ben,tenner), kommunikasjon mellom forskjellige vev, reservoar. Stimuleringsmekanismene som benyttes av betennelsescellene anvender celleadhesjonsmolekyler som kalles integriner. 10. I hvilke to vanlige cellekontakter dominerer integriner som adhesjonsmolekyler? Hemidesmosomer og fokale kontakter. Her bør nok også aksepteres f.eks at det svares: ved leukocytters adhesjon til karvegg. Ordinær eksamen, MEDSEM/ODSEM/ERNSEM2 vår 2007 Torsdag 17. januar 2008 kl. 09:00-15:00 E. (26) Proteinkinase AKT er også implisert i reguleringen av cellebevegelse og cellers adhesjon til ekstracellulær matrix (ECM). 22. Beskriv kort ulike måter celler kan feste til ECM og hvordan disse cellekontaktene er forankret inne i cellen. Celler kan festes til ECM bl.a ved hjelp av hemidesmosomer eller fokale kontakter. Integriner på celleoverflaten bindes til molekyler i ECM. I hemidemosomer er integrinene intracellulært bundet til intermediær-filamenter og i fokale kontakter til aktin cytoskjellett-proteiner Et vesentlig trekk ved kreft er at kreftceller kan bryte gjennom basalmembranen og bevege seg gjennom ECM. 23. Beskriv kort den molekylære sammensetningen av basalmembranen. Angi noen av basalmembranenes funksjoner. Basalmembranen er sammensatt bl.a. av Kollagen IV, laminin og fibronektin. Det er en overgangsstruktur mellom celler/vev og ECM. Viktige funksjoner er: a) å etablere feste av celler/vev til ECM, b) fungere som molekyl/celle filter, c) strukturere/forme omliggende vev. 24. I hvilke vevstyper finner vi hovedsakelig: a) kollagen type I b) kollagen type II

2 c) kollagen type IV Hvilke strukturelle forskjeller er det mellom disse tre kollagenvariantene? a) kollagen type I er en fibrilldannende kollagenvariant, der fibrillene bindes sammen i paralell retning til tykke fibre, opptil 10 mikrometer tykke. Denne typen kollagen dominerer i bindevev (både løst og fast fibret), i benvev og i fiberbrusk. b) kollagen type II er også fibrilldannende, men danner ikke like tykke fibre som type I. Kollagen type II dominerer i hyalin brusk (og elastisk brusk), og kollagenfibrillene danner er et flettverk av fibriller i tilfeldige retninger. c) kollagen type IV danner ikke fibriller men istedet tredimensjonale nettverk, og finnes i basalmembraner. 25. Hvilke tre vevstyper er bildene A, B, og C hentet fra (se vedlegg 1)? Begrunn svaret. Bilde A er enlaget, flerradet epitel (også kalt psevdolagdelt epitel), flankert av løst bindevev på undersiden. Epitelet består dels av sylindriske celler som når fra basalmembran og opp til lumen; dels av kubiske celler som alle har kontakt med basalmembranen uten å strekke seg opp til overflaten. Det ses cilier på apikaloverflaten av epitelcellene (snittet er hentet fra luftveisslimhinne (trachea)). Bilde B er kompakt ben. Det ses Haverske systemer (osteoner) med konsentrisk lamellestruktur (årring-mønster) og Haverske kanaler i sentrum. Osteocyttenes canaliculi kan også sees. Bilde C er perifert nervevev. I bildet vises delvis tre fascikler av ulik diameter, bundet sammen av bindevev (epinevrium). Fasciklene er begrenset av perinevrium, inne i fasciklene sees myelininserte axoner i tverrsnitt, der de hvite hulrom representerer myelinskjeder (som er fettløselige og forsvinner under preparering av parafinsnitt) og de røde prikker midt i de hvite hulrom er selve aksonene. konte V Epidermis består av flerlaget forhornet plateepitel, som er motstandsdyktig mot mekanisk slitasje. Hvilke cellekontakter er spesielt viktige for å oppnå dette, og hvordan er disse forankret i cellene? Cellene i flerlaget plateepitel er forbundet med hverandre gjennom desmosomer. Disse er forankret i keratinfilamenter (en type intermediære filamenter) i cellenes cytoplasma. Nettverket av keratinfilamenter forbinder desmosomer på hver side av cellen med hverandre. På denne måten hindres både at cellen rives i stykker og at cellene rives løs fra hverandre. Videre er epitecellene bundet til basalmembranen via hemidesmosomer. Disse er også forankret i keratinfilamenter intracellulært og ekstracellulært til basalmembranen via integriner. Denne binding er avgjørende for at epitelet ikke skal spaltes fra det underliggende bindevevet. 2. Gjør rede for de viktigste gruppene av cellemembranbundne adhesjonsmolekyler. (spørsmålet er gjentatt i eksamensoppgave V-07 (spm.10), og V-04 (oppgave 27) og V-03(oppgave 18 og 19)), konte H-03 (oppg. 2), vår-01 (oppg. 11), Vår-06 (oppg. 7) Grupper av cellemembranbundne adhesjonsmolekyler som er undervist:

3 1. Cadheriner. Ulike typer. Finnes også i nervevev. Involvert i celle-celle adhesjon. Viktig for stabilitet og organisering av vev. 2. Integriner. Mange forskjellige varianter. Involvert i celle-celle og celle-matriks adhesjon. Viktige og mangfoldige funksjoner. 3. Selektiner. Adhesjon f.eks ved betennelsesprosesser. Bindes til carbohydrater. 4. Immunoglobulin-relaterte. Heterogen gruppe involvert i både celle-celle (for eksempel nervevev) og celle-matriks adhesjoner. Mangfoldige funksjoner. Studentene har fått undervist på forelesning at adhesjonsmolekylene også er viktige for signaltransduksjon. Dette er lite nevnt i lærebøker foreløpig og forventes derfor ikke for bestått besvarelse, men det er veldig positivt om det nevnes. Studentene bør huske 3 av disse 4 typer for bestått. 3. Underhuden inneholder områder med fettvev. Beskriv kort fettvevets histologiske oppbygning og to viktigste funksjoner. Hvitt fettvev er et løst bindevev med et stort antall adipocytter (fettceller)som danner et gitter/ hønsenetting -lignende mønster. Mellom fettcellene er det sparsomt med ekstracellulær matriks, enkelte spredte fibroblaster, samt kapillærer. I hvitt fettvev lagres fett som triglyserider i én enkelt fettdråpe som ligger fritt i cytoplasma. (Cellene kalles derfor uniloculære adipocytter). De to viktigste funksjoner er: 1) Omsetting og lagring av energi i form av fett. Glukose og fettsyrer tas opp fra blodet og omdannes til triglyserider. Disse mobiliseres som frie fettsyrer til blodbanen ved behov for energi. 2) Varmeisolering; oppsamling av fettvev i underhuden hindrer tap av varme til omgivelsene. 4. I tillegg til vanlig (hvitt) fettvev finnes brunt fettvev. Hva er hovedfunksjonen til brunt fettvev? Forklar kort hvordan mitokondrienes elektrontransportkjede medvirker til denne hovedfunksjonen. I brunt fettvev genereres varme for å opprettholde kroppstemperaturen. I fettcellene hydrolyseres fettsyrer ved beta-oksidasjon, og flere eksoterme reaksjonstrinn genererer varme. (Brunt fettvev består av multiloculære adipocytter. Disse er rike på mitokondrier, og fettet lagres som flere mindre dråper i cytoplasma. I tillegg er det langt flere kapillærer enn i hvitt fettvev). Elektronflyten gjennom mitokondrienes elektrontransportkjede kan her ikke brukes til å drive ATP-syntese. Den indre mitokondrielle membranen er her permeable for protoner, som derfor strømmer tilbake utenom ATPasen; mao. mitokondrienes respirasjon er fysiologisk frikoblet (utkoblet). Energien fra elektronflyten brukes derfor til å generere varme, ikke ATP. Embedseksamen i Medisin, Odontologi og Ernæring Andre semester (cellebiologi) kull H05 Torsdag 15/6-2006, Kl A. (21) Bukspyttkjertelen (Pankreas) er både en eksokrin og en endokrin kjertel. 1. Hvilken type vev er kjertler som hovedregel bygget opp av?

4 Både endokrine og eksokrine kjertler består som hovedregel av epitelvev. (Organene er på forsterstadiet dannet fra epiteloverflater ved nedvekst i underliggende bindevev. Eksokrine kjertler har bevart en epitelforbindelse til overflaten (utførselsgang), endokrine kjertler har ikke utførselsgang, men er istedet gjennomboret av blodkar med svært sparsomt omkringliggende bindevev. 2. Serøse og mukøse spyttkjertelceller har forskjellig lysmikroskopisk utseende. Nevn eller vis ved tegning de viktigste forskjellene vi ser ved vanlig H+E (hematoksylin + eosin) farging. Mukøse celler har blekt cytoplasma. Kjernene er små, mørke, perifert (basalt) lokaliserte og ofte flate/avlange. Serøse celler har kraftigere farget cytoplasma med synlige korn; kjernene er runde, lysere og ofte mer sentralt plasserte i cellen. (Mukøse cellers cytoplasma er fylt opp av vesikler med produktet mucin, et glykoprotein med svært mange og lange karbohydratkjeder. Disse har lite ladning, og farges dårlig i H+E, noe som gir blekt cytoplasma. Serøse celler inneholder vesikler med forskjellige proteiner med mindre grad av glykosylering. Disse farges bedre, og kan ses som sekretkorn i cytoplasma.) 3. Spyttsekresjon er et eksempel på regulert sekresjon. Hvilke ultrastrukturelle (elektronmikroskopiske) trekk er karakteristiske ved f.eks. serøse spyttkjertelceller. Alle celler som eksporterer protein i stor mengde har en kjerne med tydelig nucleolus. (Kromatinstrukturen varierer, dels avhengig av hvor mange ulike proteiner som produseres.) I cytoplasma finner man et høyt antall ribosomer i på overflaten av endoplasmatisk retikulum, også kalt rer (ru endoplasmatisk retikulum). (Man kan også se flere Golgi-apparater). Siden sekresjonen er regulert, vil transportvesiklene med eksportproteinene lagres i cytoplasma i påvente av et signal. Dermed vil det observeres tallrike sekretvesikler, noe man ikke ser ved konstitutiv sekresjon (f.eks. plasmacelle). Når kreftceller invaderer underliggende vev observeres som regel betydelige endringer i cellecelle og celle-matriks adhesjoner. 8. Mange adhesjonsmolekyler kan samles og etablere "spesialiserte cellekontakter". Beskriv kort struktur og funksjon til disse. Jeg vil her fram til de cellekontaktene der de beskrevne adhesjonsmolekylene i forrige oppgave danner store "clustere". Endel studenter vil trolig inkludere tight og gap junctions i besvarelsen. Dette er strengt tatt ikke helt riktig, men bør ikke telle negativt i en besvarelse. Adherensbelter. Cadheriner i homofile bindinger. Binder celler sammen. Festet til actin intracellulært Desmosomer. Cadheriner i homofile bindinger. Binder celler sammen. Gir vev stor strekkstyrke. Festet til intermediærfilamenter intracellulært

5 Embetseksamen i Medisin, Odontologi og Ernæring Andre semester (cellebiologi) kull V04 Torsdag 12/1-2006, Kl En av de spesialiserte celle-celle kontaktene kalles zonula occludens (tight junctions). Beskriv kort struktur og hovedfunksjoner. Transmembranproteiner (krever ikke navn) danner en forsegling mellom celler. Hovedfunksjonene er å forhindre 1. lekkasje av molekyler mellom celler (vanligvis epitelceller) og 2) sidelengs flyting av membrankomponenter (mebranproteiner og -lipider) mellom basolaterale og apikale membrandoméne i (polariserte) epitelceller. 30. Beskriv også kort funksjon og oppbygning av følgende to cellekontakter: a) zonula adherens b) desmosom (macula adherens) a) Zonula adherens har form som et belte i hele cellens omkrets i et plan, og gjerne rett basalt for en zonula occludens. Funksjonen består i å binde to celler sammen i et område, og hindre at disse kan bli revet fra hverandre. Dette oppnås ved at bindingsproteinene er forankret til aktinfilamenter inne i cellene. Mange celler har et spesielt solid cytoskjelett- nettverk i dette planet (kalt terminalvev/terminalfletning, bestående av aktin, myosin og spectrin, men det kreves ikke beskrevet). b) Macula adherens, oftere kalt desmosom, er en punktformet kontakt mellom to celler. Funksjonen er igjen adhesjon, altså å hindre at cellene kan rives fra hverandre. Bindingsproteinene er av lignende type som i zonula occludens (cadheriner), men forankret i intermediære filamenter istedet for aktinfilamenter (i epitelceller ofte keratinfilamenter). Embetseksamen i Medisin, Odontologi og Ernæring 2. semester (Cellebiologi) kull H juni 2005 kl Mye av grunnlaget for vår nåværende kunnskap om adhesjonsmolekylers betydning for målrettet vandring av celler har kommet gjennom studier av leukocytter. Beskriv hvilke ulike adhesjonsmolekyler, og i hvilken rekkefølge, en granulocytt anvender ved bremsing og feste til karvegg. Karbohydratligander på granulocytten bindes til selektiner på karveggen i den første "bremsefasen" (rulling). Dernest binder integriner på granulocytten til Ig-relaterte adhesjonsmolekyler på karveggen og cellen festes til endotelet. 5. Kreftceller og en del normale celler har egenskaper som muliggjør bevegelse gjennom den ekstracellulære matriks (ECM). Hva er den viktigste gruppen adhesjonsmolekyler celler som skal feste seg til ECM gjennom fokale kontakter anvender? Integriner 6. Hvilken type cytoskjelettmolekyl må adhesjonsmolekylene i fokale kontakter være forbundet med for å bidra til cellebevegelse? Angi skjematisk med tegning forbindelsen mellom ECM og cytoskjelettet. Integriner er via intracellulære bindingsmolekyler bundet til aktin-cytoskjelettet. En tegning bør her vise at integrinene er transmembranproteiner som ekstracellulært binder seg til ECM, og intracellulært binder seg til aktinfilament-assosierte proteinkomplekser. At vi har innskutt proteiner mellom transmembranproteinene og cytoskjelettet er et generelt viktig prinsipp (går igjen i flere sammenhenger, som f eks dystrofin for tverrstripete muskelceller).

6 Embedseksamen i Medisin, Odontologi og Ernæring Andre semester (cellebiologi) kull V04 Torsdag 13/1-2005, Kl Hva kjennetegner epitelvev? (spurt etter H-04 oppg. 19) Epitelvev kjennetegnes ved at cellene ligger side ved side uten ekstracellulærmatriks, og at de er adskilt fra omkringliggende vev av en basalmembran. I tillegg er det ikke blodkar i epitelvev (men dette gjelder også andre vev). 20. Hva utgjør de to hovedkomponentene i ekstracellulær matriks? (spurt etter H-04 spm 20) Ekstracellulær matriks består av amorf grunnsubstans og fibre. Grunnsubstansen består av vann, salter og proteoglykaner (glykosaminoglykaner koblet til proteiner) i tillegg til en rekke småmolekylære substanser og løselige proteiner. Fibrene deles i kollagene, elastiske og retikulære. 21. Beskriv forskjellene på ekstracellulær matriks i (spurt etter H-04 spm. 21. Konte V-02 oppg. 15 spør etter det samme for hyalin brusk og benvev. Legger ut sensorveiledning for denne oppgaven også, mer fyldig.) a) løst bindevev b) fast fibret bindevev c) benvev d) hyalin brusk e) fiberbrusk a) Løst bindevev har mye amorf grunnsubstans og spredte kollagene fibre. Også en del elastiske fibre. b) Fast fibret bindevev har mindre grunnsubstans og elastiske fibre, men svært mye kollagene fibre, der fibrene er tykke og enten parallelle (eks. sene) eller har forskjellige retninger (eks. leddkapsel). c) I benvev er den amorfe komponenten mineralisert av kalsium og fosfationer (presist hydroksyapatitt, men kreves ikke beskrevet), i tillegg kollagene fibre. d) I hyalin brusk er ikke kollagenfibrillene organisert i tykke fibre, men i fibriller som har tilsynelatende tilfeldige retninger. Består av kollagen type II. Ellers er glykosaminoglykaninnholdet for en stor del kondroitinsulfat, som forklarer den kraftige farging med hematoksylin (negativt ladede sulfatgrupper). f) Fiberbrusk har i tillegg til tynne fibriller også organiserte fibre av kollagen type I. Sensorveiledning for konte V-02 spm 15: Ekstracellulær matriks i brusk er spesielt rik på GAGer, som gir leddbrusken støtdempende evne. Leddbrusk er vanligvis hyalin, dvs. spesielt rik på GAGer og med fintrådete kollagenmolekyler (type II). Kollagentrådene hindrer at brusken presses utover i en stor flat skive ved sammentrykking. [Der hvor brusken er gjenstand for vedvarende kompresjonskrefter (f. eks. i mellomvirvelskiven) er

7 kollagenet i stedet av type I, som danner mye sterkere, grovere fiberbunter ( fiberbrusk ). Noen steder har vi brusk med rikt innhold av elastiske fibre ( elastisk brusk ), f. eks. i ytre øre og nesen, som gjør at fasongen raskt gjenvinnes etter opphør av deformerende krefter]. Normal brusk er ikke kalsifisert. Benvev inneholder lite GAGer, men derimot store mengder kollagen type I, og er dessuten rikt mineralisert med kalsiumfosfatkrystaller (hydroksyapatitt Ca x(H 3 O + ) 2x (PO 3-3 ) 6 (OH - ) 2 samt ulike andre ioner, som magnesium-, kalium-, karbonat- og sitrat-ioner). Mineraleriseringen gir vevet mekanisk stivhet slik at det motstår sidelengs deformasjon, hvilket gjør det egnet som reisverk (skjelett). Prisen å betale er at cellene inne i benvevet ikke lenger kan dele seg, fordi de bokstavelig talt er murt inne i en uettergivelig matriks. Benvev kan dermed bare vokse ved påleiring på overflaten (apposisjonell vekst). Brusk kan derimot vokse både ved påleiring på overflaten og ved celledeling og vekst inne i bruskvevet (interstitiell vekst). (Lengdevekst av rørknokler skjer derfor ved interstitiell vekst i bruskskiver (epifyseskiver), og fortløpende erstatning av ytterlaget av bruskskiven med benvev). konte V-04 OPPGAVE F Leverparenchymet hører til vevsgruppen epitel. 12. Gi en beskrivende definisjon av epitelvev. Vev der cellene sitter tett sammen uten intercellulær substans, de er bundet til hverandre med spesielle cellekontakter, og de er atskilt fra underliggende vev med basal lamina. 13. Hvilke hovedgrupper av oppgaver ivaretar de ulike epitelvevene? a) Dekkepitel har funksjoner som er mekaniske, hindrer uttørring, gir glatte overflater og er ansvarlig (delvis) for absorpsjon. b) Kjertelepitel er ansvarlig for sekresjon av ulike substanser. Leveren er både en eksokrin og en endokrin kjertel. 14. Forklar forskjellen på eksokrin og endokrin sekresjon. Eksokrin sekresjon foregår til et av kroppens hulrom (e.g. fra lever går galle til galleleder og tarm), endokrin sekresjon foregår til omliggende

8 intercellulærvæske og derfra til sirkulasjons-systemet (e.g. fra lever går plasmaproteiner til blodplasma). 15. Angi med en enkel tegning hvordan kjertelvev utvikles fra entoderm. Hva menes med uttrykket entoderm? Kjertelvev utvikes fra entoderm ved innvekst av strenger med epitelceller inn i bindevev, strengen danner etter hvert et rør, i bindevevet dannes det celleklumper eller follikler. Dersom cellene beholder kontakt med overflaten blir kjertlene eksokrine, dersom de mister kontakten blir de endokrine. - Entoderm beskriver et enlaget epitel som utgjør det andre laget i det trelagete foster. Dette omgir plommesekken og danner utgangspunktet for bl.a. alle innvollsorganer. 16. Hvordan vil ulike funksjonstyper avspeiles i oppbygning av undergrupper av epitel? Flerlaget epitel gir beskyttelse, enlaget epitel gir evne til absorpsjon, kubisk/sylinder epitel er sekretorisk. Overgangsepitel gir evne til å strekkes, ciliert epitel gir evne til mukociliær transport. konte V-03 (sensorveiledning er ikke lagt ut) Oppgave A. 1. Hva vet du om tarmepitelets hovedfunksjon(er)? Begrunn hvilken type epitel du forventer dekker tarmoverflaten. 2. Hva slags vev forventer du er lokalisert umiddelbart under epitelet? Beskriv med stikkord hovedforskjellene i organiseringen av disse to vevstypene. Konte H-02 (tilsvarende oppgave er gitt H-01 oppg. 12) I typiske synapser i sentralnervesystemet holdes pre og postsynaptiske stukturer sammen vha adhesjonsmolekyler. 3. Beskriv struktur og funksjon til desmosomer og hemidesmosomer. Sensorveiledning er ikke gitt. Nedenfor følger derfor sensorveiledning for H-01. Det ble ikke spurt etter hemidesmosomer, men om disse står det skrevet i lille Cell kap. 21: Desmosomer er spesialiserte cellekontakter, mest framtredende i epitel og hjertemuskel. Adhesjonesmolekylene i desmosomer er cadheriner som er bundet via bindingsproteiner intracellulært til cytoskjelettet. Cadherin på en celle bindes (homofilt) til cadherin på nabocellen. Desmosomer holder cellene stabilt sammen og gir i tillegg vevet en stor strekkstyrke via binding til cytoskjelett. Konte V-02 E.

9 Kroppens grunnsubstans består i tillegg til proteiner av bl.a. glykosaminoglykaner (GAG) og proteoglykaner (PG). 15. Beskriv kort, eventuelt med hjelp av en skisse, den molekylære strukturen til typiske PG, og angi noen av de viktigste egenskapene til GAG og PG. Glykosaminoglykaner er lange, uforgrenede polysakkaridkjeder som i hovedsak består av to sakkaridgrupper i mønsteret ABABAB., der den ene gruppen har substituert en hydroksyl med en amingruppe. De har ved vanlig ph negativ ladning grunnet innhold av sulfat- eller karboksylgrupper. GAGene er vanligvis bundet til proteiner. Proteinsakkaridkompleksene kalles da proteoglykaner. To viktige GAGer som ikke er proteinbundet er hyaluronsyre og heparin. GAGene er sterkt hydrofile, både pga. det rike innholdet av hydroksylgrupper og ikke minst pga. de multiple negative ladningene som binder kationer med tilhørende vannkapper. Den vannbindende evnen gjør at miljøet rundt lett danner gel -fase, der vannet ikke flyter fritt. Bindevev rikt på GAGer får dermed evne til å motstå kompresjon (f. eks. støtdemping for brusk). GAGer kan også binde andre proteiner rike på positive ladninger, hvilket bl.a. er av betydning for tettpakking av eksportproteiner i sekretblærer og for binding/oppkonsentrering av ulike typer proteiner på celleoverflaten (f. eks. visse vekstfaktorer).