STUDIEÅRET 2010/2011 Individuell skriftlig eksamen IBI 210- Humanfysiologi i Onsdag 8. desember 2010 kl 10.00-14.00 Hjelpemidler: ingen Eksamensoppgaven består av 7 sider inkludert forsiden Sensurfrist: 10. januar 2011 1
DEL 1: (60 poeng) Start med å lese denne artikkelen som ble publisert i Aftenposten 26.nov 2010: Mirakelguttene i land etter 50 dager på havet Utmagrede og dehydrertet, fikk tenåringene endelig fast grunn under føttene. De tre tenåringene Samu Perez (15) Filo Filo (15) og Edward Nasau (14) la ut på fisketur i en liten aluminiumsbåt i begynnelsen av oktober. Inntil i går hadde ingen sett dem, og det var allerede avholdt minnestund for guttene i landsbyen på øya Atafu, som administreres av New Zealand. Men så skjedde det utrolige. En fiskebåt kom tilfeldigvis forbi guttene, som i løpet av de 50 dagene hadde drevet 1300 kilometer fra der turen startet. Skrek av glede Torsdag kom tenåringene i land på Fiji-øyene i Stillehavet. Utmagrede og kraftig dehydrerte, men ved godt mot, ble de tatt imot av redningsmannskaper. På grunn av helsetilstanden ble de umiddelbart tatt hånd om av leger. De klarer ikke å spise fast føde, og vil bli nøye overvåket på et militært sykehus de nærmeste dagene. Faren til Filo Filo, Tanu, opplyser til en newzealandsk radiostasjon at hele landsbyen ropte og skrek av glede da nyheten nådde dem. Dette er et mirakel sier han. Nå skal guttene flys hjem til Atufu, der familie og venner venter. Kritisk Guttene har fortalt at de overlevde på oppsamlet regnvann, noen få kokosnøtter de hadde tatt med seg og en sjøfugl de klarte fange. De siste dagene hadde de i desperasjon begynt å drikke saltvann, noe som i store mengder kan være svært skadelig. Tai Fredricsen er besetningsmedlem på fiskebåten som reddet guttene. Han forteller at båten ble funnet i et område der det vanligvis ikke går kommersiell skipsfart, og han tror ikke de hadde overlevd mye lenger. (Artikkelen er skrevet av Jon Dagsland Holgersen) 2
ENERGIOMSETNING 1. Guttene du leste om i artikkelen hadde neste ikke spist på 50 dager men klarte mirakuløst nok å overleve. Ta utgangspunkt i det du har lært om energiomsetning til å svare kort (gjerne med et eller et par ord) på følgende spørsmål. (10p) a) Finnes det så store lager av ATP i kroppen at guttene kan ha klart å overleve på disse lagrene? b) Hvor mye energi bruker vi normalt per døgn? c) Hvordan tror du guttenes energiforbruk har vært i perioden uten mat, sammenlignet med hva den var på en vanlig dag før de la ut på sin båttur? Svar lavere, uendret eller høyere. d) Hvilket hormon er det som i hovedsak regulerer energiomsetningen i kroppen vår? e) Hvor produseres dette hormonet? f) Guttene ser avmagret ut og har åpenbart gått ned i vekt i løpet av perioden uten mat. Forklart kort hva som er den direkte årsaken til at man går opp eller ned i vekt. g) Tror du disse guttene hovedsakelig har hatt aerob eller anaerob metabolisme i perioden uten mat? h) Hva kalles prosessen der det dannes ATP anaerobt i cellene? i) Det er mulig å måle hvor mye oksygen kroppen bruker, både i hvile og under fysisk aktivitet. Hva er egentlig oksygenopptak et indirekte mål på? j) Hvor i cella forgår glykolysen? TEMPERATURREGULERING 2. Guttene ble funnet i en liten åpen aluminiumsbåt. Om dagen er det normalt varmt i området hvor guttene befant seg, men om natta kan det imidlertid bli ganske kaldt, spesielt på dager med klart vær. Bruk det du har lært om temperaturregulering til å svare kort på spørsmålene under. (10p) a) På hvilke ulike måter kan guttene utveksle varme med omgivelsene? b) På varme dager kan det tenkes at de hoppet ut i vannet for å kjøle seg ned. Vanntemperaturen endres lite i dette området men på varme dager kjente sannsynligvis vannet kaldere ut med en gang de hoppet ut i vannet en på kaldere dager. Bruk det du kan om temperaturreseptorene sin sensitivitet til å forklare hvorfor. c) Hvor ligger temperaturreguleringssenteret? Nevn også tre andre senter som ligger i samme område. d) Lag en enkel formel som viser hvilke faktorer som påvirker størrelsen på varmeutveksling med omgivelsene. ( I formelen bør du ha med følgende begreper, isolasjon (I), areal hvor det kan foregå varmeutveksling (A) og temperaturforskjell mellom hud og omgivelser (ΔT)). 3
e) Ta utgangspunkt i formelen og forklar kort hva guttene kunne ha gjort for å redusere varmetapet på kalde netter. SIRKULAJON 3. Sirkulasjonssystemet vårt sørger for transport av viktige stoffer rundt til alle celler i kroppen. Bruk det du har lært om sirkulasjonssystemet til å svare kort på spørsmålene under. (20p) a) Lag en enkel skisse av sirkulasjonssystemet med hjerte og blodårer. Sett på navn og piler som viser blodets retning gjennom hele systemet. b) Det er viktig at blodet bare strømmer en vei. Det finnes klaffer ulike steder i dette systemet for å sikre at blodet strømmer riktig vei. Lag en liste med navn på de ulike klaffene du vet om og hvor disse er lokalisert. c) Ta utgangspunkt i formelen du har lært for slagvolum og forklar hvorfor slagvolum normalt faller når du reiser deg fra liggende til stående stilling. d) Under dynamisk fysisk aktivitet, for eksempel jogging, er slagvolum høyere en når du står stille. Nevn 5 punkter som bidrar til dette, skriv bak hvert punkt hvordan akkurat dette punktet påvirker EDV eller ESV. e) Begrepet compliance brukes i mange sammenhenger innen fysiologifaget. Hva skjer med compliance etter en periode med langvarig sengeleie? Øker den eller vil den avta? f) Under muskelarbeid øker blodstrømmen til aktiv muskulatur. Nevn kort hvordan denne reguleringen skjer og hvilken blodåretype som har størst betydning for dette. g) Hva består blod av? h) Hva menes med hematokrit? i) En type hvite blodceller er lymfocytter. Disse cellene har en svært viktig rolle i vårt immunforsvar. Hva er det som er så spesielt med disse cellene? j) Se nøye på figuren under. P 1 står for væsketrykk i den ene enden av røret og P 2 er trykket i den andre enden. Diameteren på rør A og B er lik. Lengden på rørene er også lik. Bruk det du har lært om trykk, motstand og væskestrøm til å svare på hvordan væskestrømmen i rør A er i forhold til rør B. Du skal svare enten mindre, lik eller større. Du trenger ikke begrunne svaret. 4
NYRER 4. Nyrene er et av kroppens viktigste organer og dersom de svikter vil vi dø. Hos guttene du las om i artikkelen i starten på dette eksamenssettet, har nyrene spilt en viktig rolle de 50 dagene de har vært på havet. Bruk det du har lært om nyrenes fysiologi til å svare kort på spørsmålene under. (20p) a) Lag enkel skisse over nyrenes makroskopiske anatomi der du setter navn på nyrer, binyrer, urinrør, urinblære og urinledere. b) Lag en skisse over nyrenes mikroskopiske anatomi der du tegner et nefron. Sett på navn på de ulike delene av nefronet, sett også navn på de viktigste blodårene som har tilknytning til nefronet. c) I artikkelen står det at guttene var svært dehydrerte da de ble funnet. Hvordan tror du osmolariteten i blodet til guttene var når de ble reddet sammenlignet med hva den normalt er? Ta utgangspunkt i det du har lært om nyrenes rolle når det gjelder regulering av blodets osmolaritet og forklar punktvis eller ved hjelp av en boksfigur hva som skjer når vi blir dehydrert. Start med hvordan dette registreres i hjernen og avslutt med at nyrene skiller ut konsentrert urin. (Du trenger ikke gå inn på hvorfor osmolariteten innerst i nyremargen er så høy). d) I artikkelen står det også at guttene de siste dagene har drukket sjøvann. I området hvor disse guttene befant seg er sjøen ganske salt. Det som skjer når man drikker saltvann er at man tilføres væske som har høyere osmolaritet enn blodet. Nyrene spiller en viktig rolle når det gjelder regulering av mengde natrium i kroppen. Hva er natrium sin skjebne når det passerer nyrene? e) Hva kalles måten natrium reabsorberes på? f) Det finnes to hormoner som deltar i reguleringen av natriumkonsentrasjonen i blodet. Hva heter disse hormonene, hvor produseres de og hvordan tror du nivået av de ulike hormonene er hos en person som akkurat har drukket sjøvann? g) Hva er normalt skjebnen til glukose i nyrene? h) Vil du si at nyrene bidrar til å regulere blodsukkeret? i) Kalium er et ion som har en viktig rolle i cellene våre. Hva er skjebnen til kalium når det passerer nyrene? j) Hvor i nyrene produseres enzymet renin? I hvilke situasjoner produser nyrene renin? 5
DEL 2: (40 poeng) Les teksten under nøye før du går i gang med oppgaven. På de neste sidene er det oppgitt 40 riktige påstander og 20 som ikke er riktig. Oppgaven din går ut på at du skal plukke ut de riktige påstandene og notere nummeret på disse på utdelt gjennomslags ark Du kan maksimalt sette opp 40 nummer. Se eksempel på besvarelse under. Eksempel på hvordan svaret ditt kan se ut: DEL2 Jeg mener at følgende påstander er riktige : 1, 2, 4, 7, 9, 11, 12, 13, 15, 16, 17, o.s.v.. For hver riktig påstand du nevner får du 1 poeng. Om du skriver opp nummeret på en påstand som ikke er riktig for du minus 1 poeng. Du får ikke minuspoeng om du lar være å skrive en påstand du er usikker på, det vil derfor lønne seg å ikke skrive opp nummeret på påstander du er usikker på. Det er ikke mulig å få minuspoeng totalt, så minste mulig poengsum totalt på denne delen av eksamen er 0 poeng. 1. Veggen i venstre ventrikkel er normalt tykkere en i høyre ventrikkel 2. Det finnes celler i kroppen som mangler cellekjerne 3. Enzymet karbonsyreanhydrase finnes det mye av inne i røde blodceller 4. Røde blodceller mangler mitokondrier 5. Slagvolum = Endediastolisk volum (EDV) Endesystolisk volum (ESV) 6. ADH skilles ut fra hypofysens forlapp 7. I glykolysen dannes det netto 2 ATP per glukosemolekyl 8. Thyrioideas produksjon av hormonene T 3 og T 4 reguleres av hormoner fra hypofysens baklapp 9. ADH fører til økt reabsorbsjon av vann i distale tubuli i nyrene 10. MAP = MV x TPM 11. ADH produseres i hypotalamus 12. Respirasjonssenteret ligger i hypotalamus 13. Hyperventilering fører til økt ph i blodet 14. Renin fører til redusert produksjon av aldosteron 15. Sinusknuten ligger i høyre atrium 16. Energimengden i 1gram protein er lik energimengden i 1 gram fett 17. Angiotensin II fører til vasokonstriksjon i arterioler 18. Fettløslige hormoner har kortere halveringstid enn vannløslige 19. Hovedeffekten til hormonet glukagon er at det reduserer blodsukkeret 20. Vannløslige hormoner transporteres fritt i blodet 21. Det er mye glatt muskulatur i bronkioleveggen 6
22. Det er ikke glatt muskulatur i veggen til store vener 23. Cellene som produserer slim i trachea kalles Begerceller 24. Gassen karbondioksid (CO 2 ) bindes på samme plass på hemoglobinet som oksygen 25. Surfaktant reduserer overflatespenningen i alveolene 26. Insulin produseres av α-celler i binyrene 27. En venstreforskyvning av hemoglobinets mettningskurve fører til at hemoglobinets affinitet for oksygen i vevet vil øke 28. ADH fører til vasokonstriksjon i afferente arterioler i nyrene 29. Sentrale kjemoreseptorer en sensitive for pco 2 i arterieblodet 30. Aldosteron produseres i binyrebarken 31. Karbonmonoksid (CO) bindes til hemoglobinet på samme plass som O 2 32. ANP fører til vasokonstriksjon i afferente arterioler i nyrene 33. Insulin produseres av β-celler i pancreas 34. T-takken i EKG signalet viser repolarisering av atriene 35. Transmittersubstansen i n.vagus er acetylcholin 36. DNA finnes i alle celler i kroppen 37. Hyperventilering fører til redusert H + -konsentrasjon i blodet 38. Det er mye glatt muskulatur i kapillærveggen 39. Ventilatorisk minuttvolum kan komme opp i 200 l/min ved hard fysisk aktivitet 40. Hjertets minuttvolum i hvile er normalt ca 5 l/min hos godt trente 41. Økt H + -konsentrasjon i blodet fører til en høyreforskyvning av hemoglobinets mettningskurve 42. Hypoventilering fører til mer basisk blod 43. Det produseres ingen hormoner i hypofysens baklapp 44. Økt H + fører normalt til vasokonstriksjon av arterioler 45. P-takken i EKG signalet viser når atriene depolariseres 46. Økt H + fører normalt til vasokonstriksjon av arterioler 47. Hormonet ANP har motsatt virkning som aldosteron 48. Angiotensin II fører til dilatasjon av efferente arterioler i nyrene 49. Luft strømmer alltid fra høyt mot lavt lufttrykk 50. Oksygenkonsentrasjonen i luften er lik ved havnivå og på Mt. Everest 51. Fettløslige hormoner har sine reseptorer inne i målcella 52. I glykolysen dannes ATP aerobt 53. Binyremargen reguleres direkte via sympatiske nerver fra det autonome nervesystem 54. PO 2 i lungearterien er normalt 13,3 KPa 55. Adrenalin produseres i binyremargen 56. Slagvolum i hvile hos voksne utrente er normalt ca 70 ml/ slag 57. Insulinkonsentrasjonen øker normalt i blodet etter et karbohydratrikt måltid 58. Oksygen som er bundet til hemoglobin påvirker ikke partialtrykket for O 2 i blodet 59. Sitronsyresyklusen foregår i matrix inne i mitokondriene 60. En av effektene til adrenalin er høyere hjertefrekvens 7