NTNU Det medisinske fakultet Sensurfrist: 10. september 2012 Sensorveiledning Skriftlig utsatt eksamen MD4020 semester IC/D kull 10 20.august 2012 Kl. 09.00 15.00 (16.00) Oppgavesettet er på xxx sider inklusive forsiden Total poengsum er 100. FVO utgjør 60 % Det kreves 65 poeng for å bestå eksamen. Maksimalt antall poeng er angitt for hvert enkelt delspørsmål, og dette antyder omtrent hvor omfattende hvert enkelt spørsmål forventes besvart. Riktig svar på flervalgsspørsmål gir 0,6 poeng. Enkel kalkulator er tillatt NB! Det skal bare skrives på utleverte svarark. Det må ikke være mer enn ett fag på samme ark. Lag gjerne en skisse/tegning der det synes hensiktsmessig for å besvare spørsmålet. Vær i så fall påpasselig med navnsetting og tegnforklaring. Ekstra ark fås hos eksamensinspektørene. Husk å sette ditt kandidatnummer på alle ark som leveres inn.. Fagansvarlig på eksamensdagen: Haakon Skogseth telefon: 72573081-90958493 (mobil) Ingunn Bakke telefon: 72825299-98485755 (mobil) Studieseksjonen 73 59 88 62 Eksaminatorer Haakon Skogseth Sensor Nils Martinsen Ingunn Bakke
Oppgave 1 (10 poeng) Når du som kliniker skal behandle en pasient med en bakteriell infeksjon, er det viktig å kjenne bakteriens følsomhet overfor aktuelle antibiotika. a. I laboratoriet kan vi analysere bakteriers følsomhet overfor ulike antibiotika. Beskriv prinsippet for minst to ulike metoder for antibiotikaresistenstesting. (3p) 1)Agardiffusjon: standardisert agar (type agar, tykkelse), definert bakterieinokulum, definert antibiotikakonsentrasjon, avlesning av hemningssone etter definert tid. 2) fortynningsmetodikk (på enten flytende eller fast medium, MIC-bestemmelse): buljong med definert antibiotikakonsentrasjon, to-fold fortynninger, inokulasjon av definert bakteriekonsentrasjon i alle AB konsentrasjoner. Avlesning av vekst etter 24 t, MIC er den laveste konsentrasjon uten vekst. 3) agargradientmetode (Etest): plaststrips med antibiotika konsentrasjonsgradient på skål med definert bakterieinokulum, avles der vekstsone møter plaststrips. Gir tilnærmet samme informasjon som fortynningsmetodikk (Etest MIC). (Plusspoeng dersom en nevner at brytningspunkt for sonediameter ved agardiffusjon er utledet fra MIC-verdier ved regresjonkurve.) b. Det kan være flere måter å klassifisere bakterier som følsomme (S, sensitive) eller resistente (R) overfor antibiotika. Forklar hva som menes med henholdsvis det kliniske perspektivet og bakterieperspektivet (det mikrobiologiske perspektivet) på antibiotikaresistens. (2p) Det kliniske perspektivet: Når bakteriestammen tolererer en antibiotikakonsentrasjon som er høyere enn det som er oppnåelig in vivo slik at en ikke kan forvente behandlingseffekt ved behandling med aktuelle antibiotikum. Bakterieperspektivet: Når bakteriestammen tolererer en betydelig høyere antibiotika-konsentrasjon sammenlignet med andre isolater av samme art. c. Forklar hva det betyr at en bakterie er naturlig resistent mot et antibiotikum, og gi minst ett eksempel (bakterieart og antibiotikum). (2p) Bakterien har ingen ervervet resistensmekanisme men er likevel resistent overfor aktuelle antibiotikum. Dette kan skyldes at bakterien mangler det som er mål for antibiotikumets virkningsmekanisme, eller at AB har lav affinitet til target. Eksempel: enterokokker naturlig resistent overfor cefalosporiner. d. Av og til ser vi at bakterier som er naturlig følsomme utvikler resistens overfor et eller flere antibiotika. Beskriv hvilke resistensmekanismer som kan medføre at et antibiotikum ikke har effekt. (2p) Mekanismer: enzymatisk nedbrytning av AB (betalaktamase), redusert tilgjengelighet (redusert opptak eller økt utskillelse), endret angrepsmål (MRSA- alternativt PBP).
e. Forklar hvorfor økt antibiotikabruk gjerne fører til økt forekomst av antibiotikaresistens. (1p) Ved antibiotikabehandling vil følsomme bakterier hemmes mens resistente bakterier (naturlig og/eller ervervet resistens) vil få et fortrinn ved mindre konkurranse fra andre bakterier, og vil derved selekteres og dominere.
Oppgave 2 (10 poeng) OBS: Sensorveiledningen er tenkt som en veiledning til sensor for å vurdere riktigheten i kandidatenes svar, og den tar derfor høyde for en del tenkelige varianter av påstander som kan bli framsatt. Det er ikke trolig at noen kandidat vil levere en besvarelse som er så detaljert som dette. Full skår må gis ved betydelig mindre omfattende svar enn nedenstående. De store trekkene bør imidlertid være med for at en besvarelse skal aksepteres som tilfredsstillende. En 64 år gammel mann merket plutselig svakhet og nummenhet i høyre underekstremitet. Dette varte i 20 minutters tid før det gikk over. Slike episoder gjentok seg med økende hyppighet over flere uker. Etter hvert merket han at tilstanden ikke normaliserte seg fullstendig mellom anfallene, men at han fikk vedvarende følelse av nummenhet, og han fikk problemer med å gå på grunn av sviktende motorisk kontroll av høyre bein. Etter ti måneder med gradvis økende plager oppsøkte han lege. Pasienten opplyste at han hadde røykt i mange år og at han brukte betablokker på grunn av høyt blodtrykk. Ved undersøkelsen kunne legen se at han hadde nedsatt sensibilitet i huden på høyre arm og bein, mens leddsans og vibrasjonsfølelse var normale. De dype senerefleksene var asymmetriske med økt aktivitet på høyre side, der det også ble påvist invertert plantarrefleks. MR-undersøkelse av hjernen viste multiple lesjoner ulike steder i venstre hemisfære med atrofi av venstre parietal- og frontalkorteks, og det ble påvist okklusjon av venstre a. carotis interna. Det ble startet behandling med medikamenter som hemmer blodplatenes evne til å aggregere, og han ble anbefalt å slutte å røyke. Ref.: Engelen et al. Journal of Medical Case Reports 2011, 5:357 http://www.jmedicalcasereports.com/content/5/1/357 a. Hjernen er avhengig av kontinuerlig tilførsel av oksygenert blod, og den er ekstremt følsom for sirkulasjonsforstyrrelser. Beskriv forløpet av de store arteriene som fører blod til hjernen, inklusive deres hovedgreiner, og angi hvilke områder av hjernen de forsyner. Beskriv hvordan arteriene går i forhold til hjernehinnene. (3 p) Hjernen forsynes med blod via de to aa. carotides internae og de to aa. vertebrales. A. carotis interna går oppover på siden av halsen, fra karotisbifurkaturen, med nær relasjon til v. jugularis interna og n. vagus, til siden for svelget, med nær relasjon til tonsilla palatina, opp til basis cranii. Der går den inn i canalis caroticus på undersida av pars petrosa ossis temporalis. Den kommer derfra inn i skallen i fossa cranii media, like til siden for kilebenslegemet og sella turcica med fossa hypophysialis, går framover i sinus caroticus, videre gjennom dura mater og araknoidea, bøyer så bakover og deler seg i aa. cerebri anterior og media. Fremre del av circulus Willisii dannes på undersiden av hjernen, ved at de to aa. cerebri anteriores er forbundet med ramus communicans anterior. A. cerebri anterior går under pannelappen og deretter i en bue oppover og bakover på hemisfærenes medialflate, som den forsyner. A. cerebri media går lateralt og oppover-bakover i
sulcus lateralis og forsyner det meste av hemisfærenes lateralflate, samt store deler av de dype strukturer i hemisfærene og diencephalon. A. vertebralis går oppover på hver side dypt i nakken gjennom foramina transversaria i nakkevirvlenes processus transversi, inn gjennom foramen magnum, perforerer dura mater og araknoidea, legger seg på sidene av medulla oblongata hvoretter de to arteriene forenes til a. basilaris på fremre flate av hjernestammen på nivå med overgangen mellom medulla oblongata og pons. A. basilaris går oppover clivus, på fremre flate av pons og ender i de to aa. cerebri posteriores, som utgjør i bakre del av circulus Willisii. Bakre og fremre del av sirkelen forbindes med de to rami communicantes posteriores. Circulus Willisii omslutter hypofysestilken, chiasma opticum og fossa interpeduncularis. A. cerebri posterior går i krok rundt n. oculomotorius, bakover under tinninglappen og oksipitallappen, og forsyner disse delene av hemisfærene. A. cerebelli inferior posterior avgår fra a. vertebralis, mens a. cerebelli inferior anterior og a. cerebelli superior avgår fra a. basilaris. Arteriene til cerebellum forsyner denne fra de flater som har samme navn som arteriene. Fra a. basilaris avgår også greiner til pons. Hovedstammene av arteriene forløper i subaraknoidalrommet, legger seg etter hvert inn mot pia mater, og de perforerer så pia med mindre greiner som forsyner underliggende hjerneområder. En skjede av bindevev fra pia mater følger arteriene innover i hjernevevet, til å begynne med med en tynn spalte mellom karveggen og det piale bindevev (Virchows-Robin-rom), men etter hvert smelter strukturene sammen, for til sist å forsvinne på kapillærnivå. b. Skadene som ble påvist i hjernen ved MR, var egentlig tallrike små infarkter i korteks og i dypere deler av høyre hjernehemisfære. Forklar hva som menes med infarkt, hvordan ulike typer infarkt ser ut og hva som er de vanligste årsaksmekanismene ved infarkt. Forklar ut fra dette hvordan blodplatehemmere kan redusere risikoen for nye hjerneinfarkt hos den aktuelle pasienten. (4 p) Med infarkt menes et vevsområde med nekrose på grunn av utilstrekkelig lokal blodgjennomstrømming. Årsaken kan være enten primær hindring av arteriell tilførsel av blod eller hindring av venøst avløp, som i neste omgang forplanter seg via redusert kapillær gjennomstrømming til redusert innstrømming av arterielt blod. Når tilførselen av oksygen og transporten av karbondioksid og andre metabolitter kommer under en viss vevsspesifikk grense, vil vevet ta skade og dø ved nekrose. Hinder for blodstrømmen kan skyldes klem på blodkar utenfra, f.eks. strangulering ved torsjon av organ, inkarserasjon av hernie, eller lignende, eller reduksjon av lumen på grunn av karveggforandringer, som f.eks. arteriosklerose, eller gjenplugging av lumen på grunn av trombose eller emboli, sistnevnte vanligvis tromboemboli. Arteriell trombose sees ofte i kombinasjon med karveggskade som atherosklerose. Mikroinfarkter kan skyldes tilstopping av svært små blodkar, som kapillærer, ved f.eks. sepsis og/eller DIC.Trombose og/eller tromboemboli er de vanligste årsaker til klinisk betydningsfulle infarkt (hjerte, hjerne, nyre, lunge). Makroskopisk kan infarkt være bleke eller anemiske, dvs lysere på farge enn vevet omkring, eller hemorragiske, dvs mørke av diffus blodutredelse i vevet. Det siste skjer særlig dersom det siver
mindre mengder blod inn i nekrotisk vev med nekrotiske blodkar, som f.eks. i lunge eller tarm, eller det sees ved primær venøs okklusjon, evt ved emboli dersom embolus flytter seg eller går i oppløsning etter infarseringen. Anemiske infarkt er det vanlige i hjerte, nyre, milt osv, og mikroskopisk sees initialt koagulasjonsnekrose, med skyggeaktig bevarte rester av vevsarkitekturen, gjerne med en liten brem av blødning i overgangen mot omkringliggende vev. Etter noen dager sees betennelse i periferien, og etter hvert innvekst av granulasjonsvev og videre organisering og overgang til arrvev. Trombedannelse skyldes aktivering av hemostasemekanismer, det vil si blodplateaggregering og koagulasjon, som gjensidig forsterker hverandre, inne i blodkar, ofte på steder med endotelskade. Medikamentelle platehemmere hindrer trombocyttenes aggregeringstendens, typisk ved å hemme prostaglandinsyntesen, og reduserer dermed risikoen for nye tromber. c. Pasienten hadde nedsatt følesans for visse sansekvaliteter. Beskriv hovedtrekkene i forløpet av de viktigste somatosensoriske baner fra periferien til cortex cerebri, med angivelse av deres relestasjoner (der signalet overføres fra et nevron til det neste i rekken). Angi hvilke sansekvaliteter som følger de ulike banene. (3 p) De somatosensoriske baner fører nervesignaler fra frie nerveender og spesialiserte sanselegemer i hud og bløtvev, med informasjon om mekanisk deformasjon, temperaturavvik, vevsskade osv til sentralnervesystemet og til sist til somatosensorisk korteks, hvoretter informasjonen kan gi opphav til bevisst opplevelse ved aktivering av omliggende kortikale og subkortikale områder. Sensoriske signal i spinalnerver går inn i medulla spinalis gjennom bakre røtter, via nerver som har sine perikarya i spinalgangliene. Det er to viktige systemer: Tractus spinothalamicus: Første nevron ender i synapse i grå substans i bakhornet, mens andre nevron krysser over til motsatt side på omtrent samme nivå og går oppover fortil i sidestrengen, funiculus lateralis, går videre lateralt i hjernestammen og til laterale thalamus. Tredje nevron går fra thalamus via capsula interna til primær somatosensorisk korteks (gyrus postcentralis). Særlig informasjon om overflatisk smerte, temperatur og lett berøringssans ledes i dette systemet. Bakstrengssystemet: Første nevron går inn via bakhornet til bakstrengen, funiculus posterior, på samme side, og fibre fra gradvis høyere spinalnivå legger seg etter hvert mer lateralt i bakstrengen. Første nevron ender i synapse i nucleus gracilis eller nucleus cuneatus baktil i medulla spinalis. Andre nevron går umiddelbart ventralt og krysser midtlinja mellom centralkanalen/fossa rhomboidea og pyramiden, og danner deretter lemniscus medialis, som kaudalt er ganske nært midtlinja, men etter hvert mer lateralt og nærmer seg tractus spinothalamicus, slik at de to fortsetter sammen fra mesencephalon til synapse i thalamus. Tredje nevron går fra thalamus til primærsensorisk korteks. Særlig informasjon om dyp smerte, leddstilling, vibrasjonssans og topunktsdiskriminasjon ledes i dette systemet (lavterskel, hurtigadapterende mekanoreseptorer - rask og presis informasjon fra hud og bevegeapparat presis informasjon om små endringer i rom og tid).
Oppgave 3 (10 poeng) Gjennom livet vil alle oppleve ulike typer ubehag. Dette kan være i forbindelse med ulykker, møte med skremmende ting som edderkopper og lignende. a. Gjør kort rede for hva som er forskjellen mellom frykt og angst? (2p) Frykt: reaksjon på reel fare. Angst reaksjon på ikke reel fare. b. Beskriv de vanligste kroppslige symptomene man opplever, og eventuelt om det er forskjeller i reaksjonene, ved angst og frykt? (2p) Symptomer: Rask puls, skjelvinger, rødming, svetting, utvidelse av pupillene, tørr i munnen, hete/kulde tokter, kroppslig uro, kvalme osv. Ingen forskjell i kroppslige reaksjoner ved frykt og angst. 4 sentrale symptomer 1 poeng, 6 gir 2 poeng. c. Hvilke områder (kjerner og strukturer) i hjernen blir aktivert ved angst/frykt? (3p) Om studentene har med emosjonelle hjernen : Limbiske system, spes. Amygdala (gyrus cinguli, hippocampus og Hypothalamus-hypofyse). NB: Bilde under er en del av sensorveiledningen.
d. Sentralt i behandling av angstlidelser står begrepene habituering, betinging og sensitivisering, unnvikelse og trygghetsatferd. Gi en kort redegjørelse for hver av begrepene: habituering, sensitivisering og klassisk betinging. (3p) Habituering: Redusert intensitet i reaksjon/ubehag/opplevelse som resultat av gjentatt eksponering. Godt eksempel på dette er reduksjon i angstreduksjon hos pasienter med edderkoppfobi som resultat av gradvis og langvarig eksponering/kontakt med edderkopp. Sensitivisering: Økt intensitet i reaksjon/ubehag/opplevelse som resultat av gjentatt eksponering. Eksempel på dette er gradvis økt opplevd ubehag og irritasjon over kran som drypper når man forsøker å sove. Klassisk betinging: Ved å presentere nøytral stimulus som eksempelvis lyd eller lys samtidig med stimulus som naturlig fremprovoserer en reaksjon, kan det oppstå en assosiasjon slik at lyden eller lyset i seg selv vil kunne fremprovoserer den aktuelle reaksjonen. Det klassiske eksemplet er hunder som blir presentert for en lyd samtidig som de får mat (ubetinget stimulus) som naturlig øker produksjonen av spytt (ubetinget respons). Lyden (betinget stimulus) blir etter hvert assosiert med maten og vil da kunne fremprovoserer økt produksjon av spytt (betinget respons). Ligger bak «klikker- trening» med hund. 1 poeng for hvert begrep, maks 3.
Oppgave 4 (10 poeng) En ung og gift mannlig gårdbruker på Frosta driver et variert bruk med både melkeproduksjon og produksjon av tomater og agurk i drivhus. I drivhuset bruker han et insektsmiddel som heter Pirikarb og som har Karbamat som virkningsstoff. a. Nevn tre andre arbeidsmiljøfaktorer enn plantevernmidler som kan være av vesentlig betydning når det gjelder melkebønders helse, og gi korte beskrivelser av mulige risikosituasjoner (1,5 poeng) Sv. a) minst tre av disse faktorene skal være med: Ulykker og skader i forbindelse med håndtering av store dyr og bruk av tunge maskiner. Gjødselgass (H2S) fra fraukjeller Silogass (CO2 og NOx) ved legging av silo Mikroorganismer bl.a. i forbindelse med muggvekst i fuktig høy. Psykososiale faktorer (jobber alene, økonomiske bekymringer, lite avløsning) Andre som bedømmes som relevant kan sikkert også godkjennes Imidlertid synes bonden at insektangrep på plantene på tross av bruken av Pirikarb reduserer kvaliteten så mye at fortjenesten blir liten. Derfor skulle han gjerne hatt et mer effektivt middel og har av en venn som er banandyrker i Costa Rica fått høre om et middel som heter dimetoat (Rogor L20), som er et organofosat og som «tar alt». Vennen advarer imidlertid mot at stoffet også er giftig for mennesker og forteller at det hvert år skjer flere dødsfall hos landbruksarbeidere i hans hjemland. b. Beskriv opptak og virkningsmekanismer for organofosfater som dimetoat (Rogor L20). (3 poeng) Sv. b) Organofosfater tas opp gjennom huden og lungene. Opptak kan også skje via magetarmsystemet, men det er aktuelt bare i helt spesielle tilfeller. Organofosfater er, som også karbamater, acetylkolinesterasehemmere. Rogor L20 (dimetoat) inneholder svovelatomer i stedet for oksygen i fosfoestergruppen i molekylet, og dimetoat må dermed metaboliseres via CYP-enzymer slik at svovelet erstattes med oksygen, særlig det som er dobbelbundet til fosforatomet, for å gi effekt på nervesystemet. Acetylkolin syntetiseres og lagres i de kolinerge nervers terminalsystem i synapsen. Ved nervestimulering frisettes acetylkolin som binder seg til postsynaptiske reseptoren. Acetylkolin brytes imidlertid raskt ned av acetylkolinestrase til kolin og eddisyre. Ved forgiftning med organofosfater settes acetylkolinesterasen ut av funksjon ved at organofosfaten binder seg bedre til enzymet enn acetylkolin og dermed konkurrer ut acetylkolin. Nedbrytningen av acetylkolin blir dermed svært redusert. Acetylkolin vil stimulere de kolinerge resptorer til disse blir uttrettet. Acetylkolin finnes som transmittersubstans i mange deler av nervesystemet, og i den kolinerge
transmisjon skiller man mellom to prinsipielt forskjellige reseptorer, nemlig muskarin- og nikotinreseptorer. Muskarinreseptorene finnes hovedsakelig i glatt muskulatur, mend niktoinrespetorene finnes i tverrstripet muskulatur og autonome ganglier. Symptomene på forgiftning inkluderer økt bronkialsekresjon og økt spyttflod, ufrivillig vannlating/avføring, kramper, kvalme, oppkast, bradykardi (muskarineffekter), miose, takykardi (nikotineffekter), blekhet, uro, angst, forvirring, Cheyne-Stokes respirasjon og koma. c. Forklar hvorfor Rogor L20 (organofosfat) er mer helseskadelig enn Pirikarb (Karbamat). (1poeng) Sv. c) Fordi organofosfater i mye større grad tas opp gjennom huden enn det som er tilfelle for karbamater. Generelt regnes organofosfater for å være mer toksiske enn karbamater fordi de binder seg sterkere til Ach-esterasen, i tillegg kan de «eldes» og gi «dying-back» nevropatier. d. Hvorfor brukes atropin, som er et antikolinergikum, som behandling? ( 1 poeng) Sv d) Atropin brukes som behandling fordi det blokkerer muskarinreseptorene fullstendig. Dermed vil ikke den økte mengden acetylkolin i den synaptiske kløften stimulere de muskarine kolinerge reseptorene. Kona på gården er som mange bondekoner sterkt engasjert i arbeidet på gården. Til tider føler hun lett uro, forbigående innsovningsvansker og lett nedstemthet. Hennes trøst er imidlertid en liten urtehage hvor hun dyrker forskjellige urteplanter. Hun lager ofte teblandinger av urtene og drikker daglig te som er laget på en spesiell urt (Johannesurt) som er sagt å virke på det ubehaget hun til tider føler. Hun begynte med P-pille for en kort stund tilbake da det passet dårlig med barn i den perioden av livet hun og hennes mann var i for øyeblikket med mye arbeid for nyetableringer på gårdsbruket. Hun blir derfor overrasket da hun blir gravid. Hun kontakter fastlegen for å få en mulig forklaring på dette. Kunne det ha noe med miljøet på gården å gjøre eller andre årsaker? Hun får imidlertid ikke noe godt svar. e. Vurder hennes situasjon og prøv å komme frem til en mulig forklaring på hennes overraskende svangerskap. Gå i mer detalj gjennom mulige mekanismer som kan være involvert. (3,5 poeng) Sv. e) Det er kjent fra flere «case-reports» og mekanistiske studier at urten «johannesurt» (som kan ha en gunstig virkning på innsovningsvansker og lette depresjoner) er en sterk induktor av leverenzymet CYP3A4 (cytokrom P-450) og at flere overraskende svangerskap er fremkommet etter samtidig inntak av P-piller og johannesurt. Østrogenkomponenten i P-pillen nedbrytes (metaboliseres) over det samme CYP3A4 leverenzymet som johannesurt induserer. Ved samtidig inntak betyr dette at nedbrytningen (metabolismen) av østrogenkomponenten i P-pillen vil øke ved regelmessig bruk av johannesurt slik at en kan komme under det terapeutiske nivået for klinisk effekt av P-pillen. En er i så fall ikke lenger beskyttet mot graviditet, selv ved regelmessig og foreskrevet inntak av pillen.