Eksamen i fordøyelse og ernæring (MEDSEM/ODSEM/ERNSEM4A) 4. semester, kull V-04, fredag 14.10.05, kl. 09.00-13.00 Oppgaven består av 3 deler som alle må være bestått. Totalt n sider. Ingen hjelpemidler er tillatt. Del 1. Som fastlege har du besøk av en av dine pasienter på kontoret, en mann på 51 år, vekt: 62 kg, høyde: 185 cm. I en årrekke har han hatt periodevis diaré, men likevel holdt stabil vekt på ca. 70 kg. For 3 måneder siden fikk han lungebetennelse som ble antibiotikabehandlet. Under behandlingen fikk han diaré og vekttap. Diaréen først oppfattet som antibiotikaindusert - ville ikke gi seg. Han magret av nesten 10 kg og ble etter hvert meget sliten og medtatt. Diaréen var særlig merkbar etter inntak av melk. Han hadde problemer med å reise seg fra stolen og orket ikke å holde sitt lille barnebarn. Det har etter hvert utviklet seg betydelig muskelatrofi og han har ankel- og leggødemer. Pasienten har en søster med cøliaki. Pasienten forteller at han har hatt svært store tannlegeutgifter de siste tre årene. Du får mistanke om at pasienten har cøliaki og tar en blodprøve. Resultatet av denne viste positiv TG2 (vevstransglutaminase, type 2), en sterk indikasjon på cøliaki. Du henviser ham til en gastroenterologisk avdeling for tynntarmsbiopsi. Resultatet av denne bekrefter diagnosen cøliaki. Oppgaven 1. Cøliaki er en tarmsykdom. Redegjør for årsaksforholdene for denne sykdommen. Cøliaki er en ervervet sykdom som karakteriseres av overømfintlighet overfor gluten i hvete (og lignende proteiner fra rug og bygg). Disse proteinene forårsaker en skadelig immunreaksjon i slimhinnen i duodenum og øvre del av jejunum som fører til tottatrofi, manglende oppsugning av næringsstoffer, diaré og avmagring. De fleste med cøliaki er bærere av spesielle HLA-varianter som tyder på en genetisk disposisjon. 2. Etter at diagnosen er bekreftet skal pasienten ha behandling. Gjør rede for prinsippene for denne behandlingen. Pasienten skal settes på glutenfri kost. Dette innebærer mat uten hvete, rug og bygg. For å kompensere for bortfallet av vanlig brødmat må pasienten instrueres og læres til å benytte en rekke matvarer som ikke er så vanlige i det norske kostholdet (f.eks. hirse, bokhvete, mais, ris, diverse frøsorter). Kostendringen er livslang. 3. Gi en forklaring på hvorfor diaréen ble særlig merkbart etter inntak av melk. Melk inneholder laktose. Ved skade av tarmslimhinnen med tottatrofi reduseres laktaseaktiviteten slik at laktosen ikke spaltes til glukose og galaktose og derved ikke suges opp. I stedet vil den fermenteres i tarmen. Fermenteringsproduktene og dermed det osmotiske trykk øker og bidrar til å trekke mer vann inn i tarmlumen og øke diarétendensen ved cøliaki. 1
4. Gi en forklaring på hvorfor det under den akutte sykdomsfasen utviklet seg muskelatrofi, ankel- og leggødemer. Dette henger sammen med underernæring som er vanlig hos ubehandlete pasienter med cøliaki. Både protein- og energimangel bidrar til muskelatrofien. Lavt serumalbumin fører til ødemer. 5. En rekke mer spesifikke ernæringsmangler har sannsynligvis utviklet seg hos denne pasienten. Hvilke mangler dreier det seg om og hvilke laboratorieanalyser vil du rekvirere for å få bekreftet om så er tilfelle? Proteinmangel, mangel på fettløselige vitaminer (vitaminene D og K), enkelte vannløselige vitaminer (f.eks. folsyre), jern- og kalsiummangel. Prøvene som kan tas er serumalbumin, hemoglobin, serumjern, ferritin, serum kalsium, 25(OH)D, PTH, serum folsyre, B12, blødningstid (INR). 6. Den endelige sykdomsdiagnosen ble i dette tilfelle stillet på grunnlag av resultat av tynntarmsbiopsien. Beskriv de kriterier som patologen baserer seg på når hun/han stiller diagnosen cøliaki. Tottatrofi ( flat slimhinne), økt antall lymfocytter i epitelet, hypertrofi av kryptene. 7. Redegjør for faktorer som kan forklare hvorfor cøliaki er ledsaget av diaré. Vannopptak i tarmen skjer i tottene, ved reduksjon av disse reduseres vannopptaket. Vannutskillelse skjer i kryptene, ved hyperplasi av dem øker vannutskillelsen. Manglende opptak av næringsstoffer øker den intraluminale ionekonsentrasjon (økt osmotisk trykk) og bidrar til vannretensjon i lumen, manglende opptak av laktose og fett bidrar spesielt til diaréen. 8. Har du noen forslag til forklaring på hvorfor pasienten har hatt store utgifter til tannlege de siste 3 årene? Tannemaljeskader er ikke uvanlig hos pasienter med cøliaki. Underernæringen, spesielt hva gjelder kalsium og vitamin D, kan bidra. Dessuten kan øket sukkerinntak pga. negativ energibalanse, som ofte ses hos slike pasienter, bidra. (Ikke krevet: I tillegg er glutenfrie brøderstatninger stivelsesrike og legger seg som belegg på tennene og gir økt sjanse for kariesdannelse.) 9. Gjør rede gjerne med en tegning - for oppbyggingen av hele veggen i den delen av tarmen som er affisert ved cøliaki. Hvilke(n) hovedarterie(r) forsyner denne delen av tarmen? Det er snakk om duodenum og jejunum. Veggen viser de karakteristiske bygningstrekk for GItraktus: tunica mucosa med epitellaget (énlaget sylinderepitel), lamina propria med kjertlene og muscularis mucosae, submucosa, og tunica muscularis med det indre sirkulære og det ytre longitudinelle laget med glatte muskelceller. Det forventes at kandidatene også beskriver nerveplexi i submucosa og mellom ringlaget og lengdelaget i lamina muscularis. Ytterst mesotellaget (énlaget plateepitel i peritoneum). Kandidaten bør få med de Brunnerske kjertlene i submucosa i duodenum. 2
Kandidaten skal spesielt beskrive oppbyggingen av jejunum med plicae circulares som består av både mucosa og submucosa, videre av villi intestinales (tarmtottene) som er folder av lamina epithelialis og lamina propria, og endelig av microvilli på overflaten av absorpsjonscellene. Kandidaten må få frem lymfekapillæren (laktealen) sentralt i hver tarmtott. Duodenum får sin blodforsyning fra både truncus coeliacus og arteria mesenterica superior, mens jejunum i sin helhet er forsynt fra a. mesenterica superior. Del 2. En 53 år gammel noe overvektig kvinne innlegges i medisinsk avdeling fordi hun den senere tid er blitt tiltagende gul i huden og i sclerae (det hvite i øynene). Det kommer frem at hun lenge har vært plaget med magesmerter lokalisert i høyre øvre del av buken. Smertene kom gjerne etter inntak av fettrik mat, men har etter kortere eller lengre tid gått over av seg selv. Ved undersøkelsen angir hun ømhet ved palpasjon under høyre costalbue. Oppgaven 1. List opp hvilke hypoteser du vil gå ut fra for en videre utredning av denne pasienten. Primær sykdom i lever (f.eks. hepatitt, cirrose, kreft), sekundær sykdom i lever (f.eks. metastaser), sykdom i galleveiene (smerteanfall etter fettrik mat kan tale for det), pankreaskreft. 2. Gul farge i hud og sclerae kalles ikterus. Hvilket fargestoff er det som forårsaker denne fargen og hvordan dannes og omsettes det? Gulfargen skyldes økning av fargestoffet bilirubin i serum. Ved nedbryting av hemoglobin avspaltes først globindelen og jern mens hemedelen gjennom flere enzymatiske trinn i makrofager blir omdannet til biliverdin så bilirubin. Bilirubin bindes til albumin og transporteres til lever. Her blir bilirubin konjugert med glukuronsyre til et vannløselig konjugat som skilles ut i gallen. I tarmen vil bakterier omforme bilirubin til andre farvete forbindelser (urobilinogen, sterkobilin) som gir avføringen dens karakteristiske brune farge. En del av disse omdannelsesprodukter vil reabsorberes og via portvenen tas opp i lever og på ny utskilles med gallen. En liten andel vil også skilles ut med urin og gir dennes gule farge (urobilin). 3. En av leverens viktigste funksjoner er utskillelse av galle. Gi en oversikt over sammensetningen av galle og dens viktigste funksjoner. Galle består av vann, gallesyrer, kolesterol, fosfolipider, gallefargestoffer (bilirubin etc.), kroppsfremmede stoffer som er gjort vannløselige (f.eks. medikamenter). Gallesyrer og fosfolipider er kraftige detergenter som bidrar til emulgering av fett og dannelse av miceller i tarmen. Dette er helt nødvendig for at fett skal kunne suges opp i tarmen. 4. Gi en beskrivelse av de anatomiske strukturer gallen passerer fra den dannes og til den tømmes i tarmen. 3
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 nabohepatocytter 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 (énlaget kubisk epitel), og som ligger sammen med v. portae- og a. hepaticagrener i bindevevet mellom leverlobuli - såkalte levertriader. Disse samler seg igjen til gradvis større galleganger. 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 deretter som ductus choledochus (som ligger i den frie kanten av omentum minus) til duodenum, der den munner sammen med utførselsgangen for pancreas i papilla Vaterii. 5. Man skiller mellom 3 typer hovedårsaker til ikterus. Nevn disse og gi eksempler på hver av dem. Hemolytisk ikterus. Skyldes unormal hurtig ødeleggelse av erytrocytter (hemolyse) slik at det dannes mer bilirubin enn levercellene kan skille ut med gallen. Økt hemolyse kan f. eks. henge sammen med enkelte typer anemi. Intrahepatisk ikterus. Skyldes at leveren p.g.a. ulike typer leversykdommer ikke er i stand til å skille ut i gallen de normale mengder bilirubin som dannes i organismen. Kan ses ved leversykdommer som hepatitt og cirrose. Hos nyfødte vil man kunne se ikterus fordi den umodne lever ikke klarer å utskille bilirubin i tilstrekkelige mengder. Ekstrahepatisk ikterus. Henger sammen med blokkering av gallegangene. Oftest dreier det seg om gallesten som blokkerer utførselsgangen, men også kreftsvulst vil kunne forårsake blokkering. 6. Sett i lys av klinikk, hva er en rimelig årsak til ikterus hos denne pasienten? Det at smertene ikke er konstante, men kommer i forbindelse med fettrike måltider, tyder på gallesten som sitter fastkilt i choledochus. Fettrike måltider fører nemlig til kontraksjon av galleblære og utvidelse av gallegangen, og smertene vil intensifieres i forbindelse med disse kontraksjonene. 7. Hvilken diagnose er det rimelig å sette opp som differensialdiagnose. Kreft i pankreas som også vil kunne blokkere gallegangen. 8. Hvor sitter vanligvis gallesteiner? Gallesten dannes vanligvis i galleblæren. 9. Nevn hvilke undersøkelser du vil ha foretatt for å sikre diagnosen hos pasienten. Ultralyd lever/galle, visualisering av galleganger f.eks. med rtg, laboratorieprøver med henblikk på leverfunksjon: serum-alat (alanin aminotransferase), serum-asat (aspartat 4
aminotransferase), serum-gammagt (gammaglutamyltransferase), bilirubin. Også inkludere serum-amylase for å utelukke pankreasaffeksjon. 10. Spiller kostholdet noen rolle som disponerende faktor for gallestein? Forklar. Gallesten ses hyppig hos overvektige personer med energirik og fettrik kost. Slike individer har gjerne øket plasmakolesterol. Dette fører til økning av utskillelsen i galle både av kolesterol og gallesyrer. Blir konsentrasjonen av kolesterol for høy i gallen i forhold til gallesyrer og fosfolipid, som begge virker til å holde kolesterol i løsning, vil kolesterol ikke kunne holdes i oppløst form og vil derved felles ut og gi grunnlag for dannelse av større eller mindre steiner. Del 3. 1. Redegjøre for de tre fasene i svelgingen. Svelging kan deles inn i tre faser: Den orale fasen: I denne fasen er det en frivillig fase hvor munnen lukkes og tungen presser den ferdige tyggete bolus bakover slik at den presses mot den bløte gane og bakre munnhule. Dette utløser svelgerefleksen. Det er autonom styring av sen oral fase og resten av svelgingen. Tverrstripet muskulatur erstattes av glatt muskulatur i esophagus. Pharynx-fasen: Den bløte gane løftes opp og dekker inngangen til nesen, tungebenet løftes opp og epiglottis dekker inngangen til larynks samtidig som stemmebåndene kontraherer for å hindre aspirasjon av bolus inn i larynks og ned i lungene. Respirasjonen opphører i denne fasen. Esophagus-fasen: Den øvre svelgsnøreren åpner seg og peristaltiske bevegelser frakter bolus mot nedre svelgsnører som slipper maten inn i magesekken. 2. Hvilke nerver innerverer tungen?. Smaksopplevelsen formidles gjennom n. facialis (den fremre 2/3 av tungen) og n. glossopharyngeus (den bakre 1/3 av tungen). Annen sensorisk funksjon finner sted fra n. lingualis gjennom n. trigeminus (den fremre 2/3 av tungen) og gjennom n. glossofaryngeus (den bakre 1/3 av tungen). Muskulaturen er innervert av n. hypoglossus. 3. Beskriv virkningen av de hormoner som bidrar til å holde konsentrasjonen av kalsium i plasma konstant. De viktigste er 1,25-dihydroksyvitamin D3 (1,25(OH)2D3) og paratyroideahormon (PTH). Calcitonin har antagelig relativt mindre betydning hos mennesket. 1,25(OH)2D3 stimulerer oppsugningen av kalsium fra tarm, øker frigjøring av kalsium fra benvev og øker i noen grad reabsorpsjon av kalsium i nyretubuli. PTH øker frigjøring av kalsium fra benvev, øker reabsorpsjon av kalsium i nyretubuli og stimulerer enzymet som er ansvarlig for omdannelsen av 25(OH)D3 til 1,25(OH)2D3 i nyene. (PTH øker også i noen grad utskillelsen av fosfat i nyrene). Kalsitonin hemmer i noen grad frigjøring av kalsium fra benvev. 5
4. Redegjør for hvordan oppsugningen av kalsium fra tarmen tilpasses inntak og fysiologiske behov. Ved redusert inntak vil plasmakonsentrasjonen av kalsium synke. Dette fører til utskillelse av PTH som i sin tur stimulerer til øket dannelse av 1,25(OH)2D3. Dette hormonet vil så stimulere til økt opptak av kalsium fra tarm. Ved øket fysiologisk behov f.eks. under vekst og graviditet vil hormoner som har anabol virkning - som veksthormon, insulin og østrogen - stimulere til økt dannelse av 1,25(OH)2D3, som så fører til økt opptak av kalsium i tarm. 5. Beskriv (gjerne med figur) dannelsen av vitamin D i kroppen og dets videre metabolisme. Under innvirkning av ultrafiolette stråler (bølgelenge 290 til 315 nm ) omdannes provitaminet (forstadiet) 7-dehydrokolesterol til previtamin D3 ved at den ene ringen i molekylet åpnes. Ved en termisk reaksjon omdannes så dette til vitamin D3. Dette binder seg til et vitamin D-bindene protein som transporterer vitaminet i plasma. Vitaminet tas opp i lever hvor det hydroksyleres på karbonatom 25 til 25-hydroksyvitamin D. Denne metabolitten skilles ut fra lever og binder seg til det samme vitamin D-bindene protein. Konsentrasjonen av 25-hydroksyvitamin D3 i plasma er et mål på vitamin D-status. 25-hydroksyvitamin D3 tas opp i nyrene hvor det hydroksyleres på karbonatom 1 til 1,25-dihydroksyviamin D3. Dette er et aktivt kalsiumregulerende hormon. 6. Beskriv de viktigste kliniske og laboratoriemessige funn ved rakitt. Dårlig vekst, slappe muskler, myke og deformerte knokler (hjulbenthet), økning av epifyseskivene som fører til fortykkelser av endene av de lange rørknokler, eventuelt kramper. I plasma finnes lave konsentrasjoner av 25-hyroksyvitamin D3, fosfat og kalsium, høye konsentrasjoner av PTH og alkalisk fosfatase. 7. List opp kriterier som benyttes for å stille diagnosen Metabolsk syndrom. Diagnosen stilles dersom 3 av følgende kriterier er oppfylt: Abdominal fedme (bukomkrets > 102 cm hos menn og > 88 cm hos kvinner). Forhøyet blodtrykk ( > 140/90, eller under blodtrykksbehandling) Forhøyet plasma triacylglycerol (> 1,7 mmol/l) Lav HDL-kolesterol (< 0.9 mmol/l hos menn og < 1,0 mmol/l hos kvinner) Forhøyet fastende blodglukose (> 6,0) (eller andre holdepunkter for insulinresistens). (Øket albumin i urin er også foreslått som kriterium) 8. Hvilke fettsyrer i kosten påvirker konsentrasjonen av kolesterol i blodet og i hvilke matvarer finner vi disse fettsyrene. Mettede fettsyrer (bortsett fra stearinsyre) og transfettsyrer øker blodkolesterol. Mettede fettsyrer finnes i animalsk fett samt i enkelte vegetabilske oljer som kokosolje og palmeolje. Transfettsyrer finnes i delvis herdete planteoljer samt i fett fra drøvtyggere, f.eks. i melkefett. Flerumettede fettsyrer senker blodkolesterol. Slike fettsyrer finnes i vegetabilske oljer som f.eks. soyaolje, rapsole og solsikkeolje. Den enumettede fettsyren oljesyre, som det finnes mye av i olivenolje, har en nøytral effekt på blodkolesterol. 6
9. Hvor finner vi jern i kroppen? Bundet i hemoglobin, myoglobin, cytokromer samt enkelte andre redoks-aktive enzymer (eks. jern-svovelproteiner). Transferrin og laktoferrin transporterer jern. Ferritin og hemosiderin lagrer jern. 10. Jernmangel er ikke helt uvanlig. Hvilke laboratorieprøver benyttes for å påvises jernmangel? Hvilke kostråd vil du gi en pasient med jernmangel (det forutsettes at andre sykelige prosesser er utelukket som årsak). Vanlig anemiutredning (B-Hb, S-B 12, S-folsyre, S-TIBC, MCV) samt serum-jern og serumferritin. Dette siste er det viktigste kriterium på kroppens jernlager. Informere om næringsmidler som er gode jernkilder, som kjøtt, lever og blodmat, presisere at kjøtt også stimulerer opptak av jern. Informere om betydningen av askorbinsyre (vitamin C) for opptak av jern. 11. Forklar hvorfor overdoser med paracetamol kan gi leverskade. En liten andel av dosen omdannes via cytokrom P450 til en reaktiv metabolitt. Ved overdoser overskrides kapasiteten til å konjugere den reaktive metabolitt med glutation. Metabolitten vil i stedet reagere med cellulære makromolekyler som resulterer i celleskade. 12. Glukagon og insulin er hovedregulatorer av energistoffskiftet. Hvilke metabolske prosesser påvirkes av disse hormoner i fettvev og lever? Fettvev: Insulin hemmer hormonsensitiv lipase og derved lipolyse, og stimulerer syntese av triacylglycerol. Glukagon stimulerer lipolyse. Lever: Glykogenolyse hemmes av insulin og stimuleres av glukagon. Glykogensyntese, glykolysen og lipidsyntese stimuleres av insulin. Glukoneogenese stimuleres av glukagon og hemmes av insulin. 13. Forklar forskjellen på den ketonlegemedannelse som skjer under faste og ved ubehandlet diabetes type 1 og den kliniske konsekvens ved de to situasjoner. Dannelse av ketonlegemer i lever kommer som en konsekvens av øket mobilisering av fettsyrer fra fettvev. Økning i blodets innhold av ketonlegemer fører til fall i ph. Under faste vil lipolysen styres av balansen mellom insulin og stresshormonene (spesielt glukagon og veksthormon). Under slike forhold vil ikke blodets ph overskride blodets bufferkapasitet. Ved ubehandlet diabetes type 1 vil insulinvirkningen falle bort, både lipolysen og ketonlegemedannelsen øker dramatisk og ketose med livstruende lav ph i blodet blir resultatet. 14. Hvilke av tarmens strukturer er involvert i henholdsvis opptak og utskillelse av væske. Opptak av vann skjer i tarmtottenes epitel mens sekresjon skjer i kryptene. 15. Hvilke lipoproteinfraksjoner finnes i fastende plasma og hvilke lipider finnes i de enkelte fraksjonene? 7
I alle lipoproteinfraksjoner er det kolesterol, fosfolipider, triglycerid og apolipoproteiner. De letteste og fettrikeste fraksjonene inneholder minst apolipoproteiner. Kylomikroner vil normalt ikke finnes i fastende plasma. De inneholder nesten bare triglyserider. VLDL inneholder mye triglyserider og noe kolesteryl ester IDL inneholder en del triglyserider og kolesteryl ester LDL inneholder mye kolesteryl ester HDL (umodne) inneholder lite bortsett fra kolesterol, fosfolipider HDL (modne) inneholder en del kolesteryl ester 16. Hvordan er lipider i plasma relatert til risiko for sykdom? Høye LDL-kolesterolverdier gir økt risiko for hjerte-karsykdommer, mens høyt HDL gir redusert risiko for hjerte-karsykdommer. Høye triglyseridverdier i plasma gir en moderat økning i risikoen for hjerte-karsykdommer og akutt pankreatitt. 8