Skip to end of metadata
Go to start of metadata

Sisäelimet ja homeostaasi C63-tyyliin

SiHo-tentti 18.4.2007

Fysiologia

1. Miten palautesäätely säätelee kivesten testosteronin tuotantoa? Miten tilanne muuttuu, jos aivolisäkkeen etulohkossa on kasvain, joka tuottaa LH:ta ja FSH:ta? Miten tilanne muuttuu, jos eläin/ihminen saa hoitona nandrologia (testosteronin kaltainen anabolinen steroidi)? 6 pistettä

nandrologi po. nandroloni

LH = luteinisoiva hormooni = lutropiini = http://en.wikipedia.org/wiki/Luteinizing_hormone
FSH = follikkelia stimuloiva hormoni = follitropiini = http://en.wikipedia.org/wiki/Follicle-stimulating_hormone
nandroloni = http://fi.wikipedia.org/wiki/Nandroloni tai http://en.wikipedia.org/wiki/Nandrolone

Vastausehdotelma

Testosteroni tuotetaan kiveksissä Leydigin soluissa kolesterolista. Lutropiinin (LH, uroksissa myös interstitial cell stimulating hormone, ICSH) sitoutuminen Leydigin solujen pinnalla oleviin reseptoreihin saa aikaan testosteronin synteesiä ja erittämistä. Osa eritetystä testosteronista päätyy Sertolin soluihin, jossa se muutetaan estradioliksi. Testosteroni ja estradioli inhiboivat GnRH:n erittymistä. Testosteroni inhiboi jossain määrin myös suoraan LH:n erittymistä. GnRH stimuloi LH:n erittymistä. Testosteroni aiheuttaa GnRH:n ja sitä kautta LH:n (ja huomattavasti vähemmässä määrin FSH:n) pulsoivan erittymisen. Kyseessä on nk. klassinen negatiivinen palautesäätely.

FSH ei vaikuta testosteronin tuotantoon.

Jos LH:ta muodostuu palautesäätelyn ulkopuolisessa kudoksessa, testosteronin tuotanto ja erittäminen lisääntyvät. Tämä vuorostaan aiheuttaa GnRH:n erittymisen vähentymistä johtaen tilanteeseen, jossa normaalin palautesäätelyn alainen LH:n ja FSH:n tuotanto voivat loppua jopa täysin.

Jos testosteronia esiintyy säätelyn ulkopuolisesti, GnRH:n ja osittain myös suoraan LH:n tuotanto vähenevät ja näin testosteronin tuotanto ja erittyminen vähenevät. Lopulta voidaan päätyä jälleen tilanteeseen, jossa palautesäätelyn alainen LH:n ja FSH:n tuotanto voivat loppua jopa täysin.

Sjaastad pp. 634–635

2. Haiman merkitys ruoansulatuksessa ja eksokriinisen haiman eritystoiminnan säätely. 5 pistettä

Vastausehdotelma

Haiman merkitys ruuansulatuksessa on:

  1. ruokasulan pH:n neutralointi
  2. rasvojen hajottaminen (päävastuu)
  3. proteiinien ja hiilihydraattien hajotus (osavastuu)

Ruokasulan pH:n neutraloi haimantiehyiden soluista haimanesteeseen erittyvä vetykarbonaatti, hajottamisen suorittavat haimanesteen toinen tärkeä komponentti: akinus-soluista erittyvät ruuansulatusentsyymit.

Eksokriinisen haima erittämiä ruuansulatusentsyymeitä ovat:

  1. pääproteaasit trypsinogeeni (→ tyrpsiini) ja kymotrypsinogeeni (→ kymotrypsiini)
  2. päälipaasit haima-lipaasi ja fosfolipaasi
  3. haima-amylaasi
  4. lisäksi haima erittää "muita" entsyymejä, esim. ribonukleaasia, deoxiribonukleaasia, proelastaasia (→ elastaasi) ja prokarboksipeptidaasia (→ karboksipeptidaasi)

Eksokriinisen haiman eritystoimintaa säätelevät peptidihormoonit gastriini, kolekystokiniini (CCK) ja sekretiini. Gastriini eritetään mahanportin ja duodenumin G-soluista ja CCK duodenumin I-soluista. Molemmat stimuloivat haiman entsyymituotantoa. Sekretiini eritetään duodenumin S-soluissa olevista Lüberkuhnin kryptista ja se stimuloi haiman vetykarbonaattituotantoa. Lisäksi joissain eläimissä (esim. hevonen ja sika) Vagus-hermon parasympaattiset signaalit säätelevät veden eritystä.

Sjaastad p. 539 (todella epämääräisesti selitetty)

3. Märehtijä A syö typpiköyhää rehua ja märehtijä B rehua, jossa on valkuaisaineita enemmän kuin märehtijän elintoiminnot vaativat. Vertaile urea muodostumista, käyttöä ja eritystä märehtijöissä A ja B. 4 pistettä

urea po. urean

Vastausehdotelma

Urea muodostuu maksassa ureasyklissä, joka kulkee jotakuinkin näin: 2 aminoryhmää (toinen ammonium-ionilta (NH4+ ja toinen L-aspartaatilta) ja yksi hiili (vetykarbonaatilta (HCO3--) muutetaan ureaksi ((NH2)2CO) purkamalla neljä korkeaenergista fosfaattisidosta (3 ATP:tä 2 ADP:ksi ja yhdeksi AMP:ksi). Hiilien ja typpien siirtäjä on ornitiini.

Urea kuuluu ryhmään ei-proteiinilähtöinen typpi (NPN). Pötsin mikrobit käyttävät sitä aminohapposynteesiinsä eli mikrobivalkuaistuotantoon, mikä on olennainen ravintoainelähde märehtijöillä. Lisäksi urea on vähätoksinen, korkeatyppipitoinen aine eli turvallinen tapa kuljettaa typpeä elimistössä.

Urean eritys tapahtuu nisäkkäissä kahdessa vaiheessa: ensin maksan ureasyklissä ammoniakista ja ammonium-ioneista tehdään ureaa, ja tämän jälkeen urea eritetään munuaisten kautta virtsaan tai verenkierron kautta sylkeen. Osa ammonium-ioneista eritetään myös suoraan virtsaan.

Märehtijä A syö siis vähätyppistä ja märehtijä B runsastyppistä rehua. Typestä muodostuu pötsissä ammoniakkia, ja ammonium-ioneita. Märehtijän A pötsissä muodostuu vähän näitä toksisia typpiyhdisteitä, märehtijän B pötsissä enemmän. Kummankin märehtijän pötsin mikrobit käyttävät osan yhdisteiden typestä proteiinisynteesiinsä. Märehtijän A pötsin mikrobien proteiinisynteesi saattaa olla vähätyppisen ravinnon vuoksi rajoitettua, mikä aiheuttaa sen ettei märehtijä saa käytettyä hyväkseen kaikkea syömäänsä ravintoa (siis ei saa niitä kasvuun tai maidontuotantoon, kun niistä ei muodostu mikrobivalkuaista vähän typen vuoksi). Märehtijän B pötsin sisällön ja porttilaskimoveren ammoniumionipitoisuus kasvaa, jolloin maksa joutuu muuttamaan ylimäärän ammoniumioneita ureaksi. Jos ureasyklin teho ei riitä, ammoniumkonsentraatiot kasvavat ja märehtijä kuolee hyvinkin nopeasti.

Sen lisäksi, että ylimääräisen proteiinin syöttäminen märehtijälle B on kallista, se aiheuttaa metabolisesti kalliin ureasyklin liikatoimintaa ja onnistuessaankin (eläin ei kuole) johtaa ylimäärätypen erittymiseen eläimen virtsassa, mikä on vakava ympäristöhaitta.

Sjaastad p. 525

4. Laktoosi eli maitosokeri on glukoosin ja galaktoosin muodostama disakkaridi. Miten, missä ja mistä märehtijä tuottaa nämä monosakkaridit? Missä maitorauhasen epiteelisolun organellissa laktoosi muodostuu ja miten se eritetään maitoon? 4 pistettä

Vastausehdotelma

Hiilihydraatit fermentoidaan haihtuviksi rasvahapoiksi (VFA = asetaatti, propionaatti ja butyraatti) pötsissä. Näistä vain propionaatista voi tehdä glukoosia maksan glukoneogeneesissä. Glukoosia voi samassa paikassa tehdä myös aminohapoista, jotka ovat pääosin peräisin mikrobivalkuaisesta. Galaktoosi tuotetaan maitorauhasen epiteelisolujen Golgin laitteissa glukoosista. Samoissa organelleissa tehdään laktoosia glukoosista ja siitä muodostetusta galaktoosista. Lopuksi Golgin laite pakkaa laktoosia vesikkeleihin ja puskee sitä maitorauhasen luumeniin, josta se päätyy maitoon.

Sjaastad p. 684

5. Kuva esittää nefronia. Kuvaa veden suodattumista, erittymistä ja takaisinimeytymistä ja näihin vaikuttavia tekijöitä nefronissa alkaen munuaiskeräsestä ja päätyen kokoojaputkeen. 6 pistettä

päätyen po. päättyen

Vastausehdotelma

Vaikuttavat tekijät: vasopressiini (neurohypofyysi), joka vähentää veden erittymistä virtsaan, aiheuttamalla akvaporiinien (1, 2, 3, ja 4) siirtymistä epiteelisolujen luumeninpuoleiselle seinämälle proksimaalisessa kiemuratiehyessä, proksimaalisessa tubuluksessa, Henlen lingon ohuessa laskevassa osassa, sekä koko kokoojaputken matkalla alkavasta, kortikaalisesta medullan sisäiseen ja ulkopuoliseen asti. Vesi kulkee valikoidusta näistä kanavista ulos.

Vasopressiinin eritykseen vaikuttaa veren osmolaalisuus, jota mittaa hypotalamuksen osmoreseptorit, jotka taas vaikuttavat vasopressiinin tuotantoon ja vapautumiseen neurohypofyysistä.

6. Kovatehoisen liikuntarasituksen aikana veren ja kudosten H+-konsentraatio kohoaa (maitohappoasidoosi), jolloin tapahtuvat seuraavat reaktiot: H+ + HCO3- → H2CO3 → CO2 + H2O. Kun hiilidioksidi poistuu uloshengitysilmaan, vähenee bikarbonaatin määrä. Miten ja millä mekanismeilla munuainen korjaa tätä tilannetta? 5 pistettä

Vastausehdotelma

Munuainen säästää lähes kaiken (99 %) munuaisiin päätyvästä bikarbonaatista eli palauttaa sen verenkiertoon eikä hukkaa sitä virtsaan. Lisäksi munuaisen distaalisessa tubuluksessa tapahtuu bikarbonaatin uudismuodostusta karboanhydraasi-entsyymin katalysoidessa hiilihapon muodostusta hiilidioksidista ja vedestä. Näin tehdystä hiilihaposta eritetään bikarbonaatit vereen ja protonit alkuvirtsaan joko aktiivisesti tai Na/H+-vaihtajalla. Vettä on saatavilla koko ajan ja hiilidioksidi tulee joko diffundoituneena vereen tai läheisistä epiteelisoluista.

Histologia

1. Selosta, miten ruuansulatuskanavan limakalvon rakenne vaihtelee kanavan eri osissa. 4 pistettä

Kielessä kerrostunutta sarveistunutta levyepiteeliä, jossa nystyjä eli papilloja.
Ruokatorvesta eteenpäin seinämän ylin kerros on limakalvo (tunica mucosa), jossa on "epiteeli" ja tyvikalvo.
Ruokatorvessa epiteeli on keratinisoitunutta levyepiteeliä, ruokatorven ja mahalaukun liitoksessa kerrostunut levyepiteeli muuttuu jyrkästi yhdenkertaiseksi lieriöepiteeliksi, mahalaukussa epiteeli korkeata yhdenkertaista lieriöepiteeliä, jonka vaihtuvuus suuri. Mahalaukun limakalvo vahvasi poimuuntunut. Ohutsuolessa limakalvossa on viittä (5) erilaista solutyyppiä:

  1. enterosyyttejä (absorboivat ravintoaineita suolesta)
  2. pikarisoluja (tuottavat limaa)
  3. Panethin soluja (erittävät antimikrobiaalisia aineita)
  4. enteroendokriinisiä soluja (tuottavat hormoneja para- ja endokriinisesti)
  5. M-soluja (microfold cells) (pyydystävät mikrobeja ja makromolekyylejä imusolujen tunnistettaviksi)

Paksusuolessa limakalvossa on Lieberkühnin kryptiua, jotka avautuvat suolen pinnalle, ei ole nukkalisäkkeitä, löytyy absorboivia ja limaa erittäviä soluja, joista jälkimmäisten osuus lisääntyy peräsuolta kohti mennessä.

Peräsuolessa epiteeli on ihon epiteelin kaltaista kerrostunutta keratinisoitunutta levyepiteeliä, joka jakautuu kolmeen alueeseen:

  1. Kolorektaalinen tai kolumnaarinen vyöhyke (zona columnaris ani)
    • Solut yksinkertaista lieriöepiteeliä kuten peräsuolessa
  2. Välivyöhyke (zona intermedia)
    • Kerrostunut, keratinisoitumaton levyepiteeli
  3. Kutaaninen vyöhyke (zona cutanea)

2. Selosta lyhyesti märehtijän etumahojen rakenteelliset erityispiirteet. 2 pistettä

  • pötsi (rumen)
    • seinämässä samat kerrokset kuin ruokatorvessa, paitsi epiteeli sarveistunut, limakalvon lihaskerros puuttuu ja ulkokerroksena ohut serosa
    • nystyt (papilla ruminis)
      • runsaasti verisuonia
      • ei lihasta
  • verkkomaha (reticulum)
    • seinämän kerrokset kuten pötsissä, paitsi että suurimpien harjanteiden yläosassa on limakalvon lihaskerros
    • harjanteita (crista reticuli)
    • nystyjä (papilla reticuli)
  • satakerta (omasum)
    • seinämän kerrokset kuten pötsissä, paitsi että limakalvossa on lihaskerros
    • lehdet (lamina omasi)
      • pinnoilla nystyjä (papilla omasi)
      • suurissa lehdissä kolme lihaskerrosta (molemmin puolin limakalvon lihaskerros ja niiden välissä ulomman lihaskerroksen rengasmaista osaa)

3. Lisääntymiselimet endokriinisina eliminä. Kuinka endokriiniset toiminnot näkyvät elinten histologiassa? 4 pistettä

4. Munuaisliuskan (lobulus renalis) histologinen rakenne. 4 pistettä

munuaisliuskat (lobulus corticalis!)

  • keskellä ydinjuoste (pars radiata eli stria medullaris)
  • ydinjuosteen ympärillä labyrintti (pars convoluta eli labyrinthus renalis)
  • labyrintti (pars convoluta)
    • munuaiskeräset (corpusculum renale)
      • hiussuonikeränen (glomerulus)
      • keräsen kotelo (capsula glomeruli)
      • macula densa: solutihentymä keräsen läheisen distaalisen kiemuratiehyen seinämässä
      • kerästen ympärillä proksimaaliset ja distaaliset kiemuratiehyet (tubulus contortus proximalis et distalis)
    • proksimaaliset: hieman suurempia, usein tähtimäinen lumen, harjasmainen sisäpinta, vähemmän tumia
    • distaaliset: hieman pienempiä, sileämpi sisäpinta
  • ydinjuosteet (pars radiata)
    • Henlen lingon laskevat (tubulus rectus proximalis) ja nousevat (t. rectus distalis) paksut osat ** proksimaaliset ja distaaliset osat erotettavissa kuten labyrintissa

Biokemia

1. Selitä miten ateriointi ja sitä seuraava hormonaalinen säätely vaikuttavat maksan glukoosiainevaihduntaan 3 pistettä

2. Lipidien (ja niistä syntyneiden yhdisteiden) merkitys aivojen, maksan sekä rasva- ja lihaskudoksen energialähteenä pitkällisen paaston aikana 3 pistettä

SiHo-tentti 28.5.2007

Fysiologia

1. Selvitä lyhyesti miten munuaisen akvaporiinien puuttuminen vaikuttaisi veren ja virtsan koostumkseen. 6 pistettä

Vastausehdotelma

Koska vesi pääsee munuaiskeräsen fenestroista munuaistiehyisiin, mutta sitä ei voida akvaporiinien puuttuessa ottaa takaisin, virtsan (vasopressiinisäädelty) väkevöittäminen ei ole mahdollista. Tämä johtaisi diabetes insipidus -taudin (jonka perinnöllinen nefrogeeninen versio perustuukin akvaporiini-2-geenin mutaatioon) kaltaiseen tilaan, jossa erittyy suuri määrä laimeaa virtsaa. Jos elimistöstä erittyy suuri määrä vettä, eikä sitä korvata, veren volyymi pienenee nopeasti, mikä aiheuttaa kudosten kuivumista (koska sieltä otetaan vettä vereen, ettei tule noutaja).

2. Koiralla/ihmisellä on hypotalamuksessa TSH:ta tuottava kasvain. Miten kilpirauhashormonien palautesäätely toimii tässä koirassa/ihmisessä ja miten koiran/ihmisen elimistön toiminta eroaa terveen koiran/ihmisen elimistön toiminnasta? 4 pistettä

Vastausehdotelma

Normaalitilanteessa hypotalamuksessa tuotetaan TSH:n (tyrotropiini, thyroid stimulating hormone) säätelijää, TRH:ta eli thyrotropin releasing hormone:a. Tietenkin kasvaimessa voi olla mitä tahansa soluja, jotka voivat tuottaa mitä tahansa aineita.

TSH:n määrä ei vaikuta TSH:n tuotantoon. TRH:n tuotantoon, joka määrää TSH:n tuotannon vaikuttavat tyroksiinin (T4) ja trijodityroniinin (T3) konsentraatiot veressä. Jos TSH:ta vapautuu palautesäätelyn ulkopuolitse, kilpirauhaset tuottavat ylimäärän T4:sta ja T3:sta.

T4 muuttuu kudoksissa aktiiviseen muotoonsa T3:ksi. T3 vaikuttaa nopeuttavasti käytännössä kaikkiin elimistön aineenvaihduntatapahtumiin, kuten esim. kasvuun, ruumiin lämpötilaan ja sydämen sykkeeseen. Liian suuri T3-tuotanto johtaa hypertyroksinemiaan, joka on oireiltaan samankaltainen kuin hypertyreoosi (jos ajatellaan, että hypertyreoosissa liikatuotannon syy on kilpirauhasessa). Näkyviä oireita ovat esim. laihtuminen, väsymys, hermostuneisuus, apatia, masentuneisuus, polyuria (pissaa paljon), polydipsia (juo paljon), hikoilu, alhainen libido, pahoinvointi, oksentelu, rytmihäiriöt, osteoporoosi, ripuli, lihasvärinä, korea (tanssitauti), erilaiset myopatiat, sydänkohtaus ja kuolema.

3. Miten rehun tärkkelys- ja selluloosa-molekyylien hiiliatomit päätyvät maidon laktoosiin märehtijässä, hevosessa ja koirassa. 6 pistettä

selluloosa-molekyyli po. selluloosamolekyyli
kysymyslauseen loppuun kysymysmerkki

Vastausehdotelma

Maidon laktoosin päätyy vain glukoosia, mutta ei hätää: tärkkelys ja selluloosa ovat glukoosipolymeereja. Tärkkelystä voidaan hajottaa nisäkkäiden omilla entsyymeillä, mutta selluloosan pilkkomiseen tarvitaan metanogeenisiä bakteereita. Onnekkaasti märehtijöiden pötsissä ja takasuoliferementoijien (hevonen) takasuolessa on juuri sopivia bakteereita.

Märehtijässä rehun tärkkelys muuttuu pötsissä haihtuviksi rasvahapoiksi, joista propionaatista voidaan tehdä maksan glukoneogeneesillä glukoosia. Selluloosan pilkkovat pötsin mikrobit, tuottavat selluloosan hiilestä proteiineja eli mikrobivalkuaista, joka päätyy ohutsuolen kautta verenkiertoon ja jonka aminohapoista voidaan myös tehdä maksan glukoneogeneesillä glukoosia.

Koirassa tärkkelys pilkkoutuu ohutsuolessa ja sen epiteelisoluissa monosakkarideiksi, jotka päätyvät maksan glukoneugeneesin kautta glukoosiksi. Selluloosan hiilet kulkevat suoliston läpi pilkkoutumattomina.

Hevonen on yksimahainen, kuten koira, joten tärkkelys imeytyy sen ohutsuolesta samalla tavalla kuin koiralla. Hevonen on kuitenkin myös takasuolifermentoija, joten se pystyy hyödyntämään syömänsä selluloosan syöttämällä sen paksusuolensa mikrobistolle, jonka kuollessa hevonen voi absorboida mikrobivalkuaisen muodossa selluloosan hiilistä tehtyjä proteiineja, hajottaa ne aminohapoiksi, ja tehdä niistä maksassaan glukoosia.

4. Missä kudoksessa ja mihin märehtijä käyttää pötsifermentaatiossa muodostuneita asetaattia, propionaattia ja butyraattia? 6 pistettä

Vastausehdotelma

Asetaatista tehdään asetyyli-CoA:ta ja sitä kautta käytetään energiantuotantoon (sitruunahappokierto, kaikki kudokset) tai tehdään rasvahappoja (maksa ja rasvakudos).
Propionaatista tehdään maksassa glukoosia.
Butyraatti muuttuu beta-hydroksibutyraatiksi (ketoaine) kulkiessaan pötsin epiteelin läpi. Beta-hydroksibutyraatista voidaan joissain kudoksissa tehdä asetoasetaatin kautta asetyyli-CoA:ta (ei maksassa) ja sitä kautta joko energiaa tai rasvahappoja.

5. Mahalaukun merkitys ruoansulatuksessa 4 pistettä

lauseen loppuun jokin välimerkki

Vastausehdotelma

  1. ruokavarasto
  2. ruokasulan sännöstely ohutsuoleen
  3. hieman ruuan proteiinien ja hiilihydraattien pilkkomista
  4. HCl tappaa bakuja (eli vähän niinku desinfiointi)
  5. gastriinin eritys ja sitä kautta näläntunteen aiheuttaminen
  6. sisäisen tekijän eritys (parietaalisolut)

Sjaastad p. 527, 536–537

6. Selvitä lyhyesti, miten hypotalamuksen lämmönsäätelykeskus säätelee elimistön lämpötilaa? 2 pistettä

ei ole kysymyslause, ei tule kysymysmerkkiä

Vastausehdotelma

Hypotalamuksessa on sisäinen lämpötilataju, se vertaa tätä jotain haettavaa lämpötilaa elimistön ytimen ja pinnan lämpötilasensorien viesteihin ja käynnistää joko lämpöä tuottavia tai poistavia mekanismeja pitääkseen elimistön lämpötilan vakiona. Lämpöä poistavia mekanismeja ovat esim. hikoilu ja läähättäminen, lämmöntuotannon vähentäminen ja kutaanien verisuonten vastuksen vähentäminen (mikä siis aiheuttaa verenkierron vilkastumista iholla). Lämpöä säästäviä tai tuottavia mekanismeja ovat esim. vähentämällä verenkiertoa iholla (lisäämällä kutaanien verisuonten vastusta), lisäämällä eristystä (nostamalla karvat pystyyn), aiheuttamalla lämmöntuottoa värinällä (shivering), kiihdyttämällä aineenvaihduntaa (tuottaa lämpöä).

Sjaastad p. 610

7. Selvitä lyhyesti, mitä tarkoitetaan käsitteillä metabolinen asidoosi ja metabolinen alkaloosi. Anna esimerkkejä näiden syistä. 2 pistettä

Vastausehdotelma

Metabolinen asidoosi on tila, jossa elimistön pH on normaalin vaihteluvälin alla, metabolinen alkaloosi tila, jossa pH on normaalin vaihteluvälin yläpuolella. Normaali vaihteluväli on 7.35–7.45.

Asidoosi voi aiheutua esim. voimakkaasta liikunnasta (maitohappoasidoosi) tai huonosta ruokavaliosta (ketoasidoosi).
Alkaloosi voi aiheutua protonien menettämisestä (esim. oksentaminen, hypokalemia) tai bikarbonaatin ylimäärästä (esim. kroonisen respiratorisen asidoosin vastareaktiossa).

Histologia

1. Kuinka ruuansulatuskanavan eri osien tehtävät näkyvät niiden histologisessa rakenteessa? Huomioi erot eri kotieläinlajien välillä. 6 pistettä

Suussa on sarveistunut kerrostunut levyepiteeli, jotta se kestäisi kulutusta ja nystyjä, jotta maistettaisiin myrkyt ja muut. Suuonteloon laskee sylkirauhasia ja muita nesteitä.
Ruokatorvessa on selkeät pitkittäiset ja poikittaiset lihaskerrokset, jotta ruoka saadaan kuljetettua mahalaukkuun. Epiteeli on kerrostunutta levyepiteeliä ilman sen suurempia funktioita.
Mahalaukun tehtävä on varastoida ruokaa ja aloittaa sen käsittely. Varastoinnin mahdollistavat sulkijalihasrakenteet eri kohdissa. Lisäksi mahalaukussa on runsaasti muutakin lihasta, että ruokaa saadaan liikuteltua. Lisäksi siellä on syviä erikoistuneita rauhasrakenteita, jotka erittävät mahanestetiä ja joiden suilla on erityisiä suojaavaa limaa tuottavia rauhassoluja.
Ohutsuolessa on paljon imeytymispinta-alaa. Siinä on isot rengaspoimut, pinnalla on nukkalisäkkeet ja näiden pinnalla mikrovillukset, jotka kaikki kasvattavat suolen imeytymispinta-alaa. Epiteeli on yhdenkertainen lieriöepiteeli eli se on erikoistunut absorboimaan aineita suolen luumenista. Ohutsuolessa on poikittainen ja pitkittäinen lihaskerros, jotka mahdollistavat suolen sisällön kuljettamisen.
Paksusuolessa ei enää ole mikrovilluksia tai muuten moninkertaista pinta-alaa. Sen sijaan on paljon rauhasrakenteita ja limaa tuottavia pikarisoluja. Paksusuolen tehtävä on siis imeä vettä ja liikuttaa suolen sisältöä eteenpäin.
Peräsuolessa on sulkijalihasrakenteita, jotta defekaatiota voitaisiin säännöstellä. Lisäksi löytyy anaalirauhasia.

2. Selitä lyhyesti seuraavat termit 2 pistettä

  • Munuaiskeränen = munuaisten filtraation perusyksikkö, hiussuonikeränen, josta veri suodattuu munuaisiin, ympärillä Bowmanin kapseli
  • Adenohypofyysi = aivolisäkkeen etulohko. erittää hormooneja (esim. TSH, LH, PRL jne.) hypotalamuksen säätelemänä.
  • Aivohiekka = kalsfioituneita rakenteita käpylisäkkeessä, vanhoilla enemmän kuin nuorilla
  • spermatosyytti = urospuolinen gameetosyytti, tulee spermatogeneesillä spermatogonioista. primäärit diploideja, secundäärit haploideja

3. Kuvaa lyhyesti munasarjan histologinen yleisrakenne sanallisesti. Vastaukseen voi myös liittää piirroksia. Selosta tai piirrä munarakkulan (follikkelin) kehitysvaiheet ja niiden erityispiirteet. 6 pistettä

Neljä rakennetta kuoren sisällä:

  1. germinaaliepiteeli
  2. tunica albuginea
  3. eriasteisia follikkeleita
  4. keltarauhasia
    Ytimessä veri- ja imusuonia, hermoja ja löyhää sidekudosta.

Munarakkulan kehitysvaiheet:

  1. primordiaalinen
    • keskellä munasolu (ovocytus), jota ympäröi follikulaarisolut (yksinkertainen levymäinen epiteeli)
  2. primaarinen
    • levymäinen epiteeli on muuttunut yksinkertaiseksi kuutioepiteeliksi
  3. sekundaarinen
    • follikulaarisolut ovat kerrostuneet granuloosasoluiksi
  4. tertiäärinen eli Graafin follikkeli
    • granuloosasolujen väliin on revennyt antrum folliculare
    • cumulus oophorus, zona pellucida, corona radiata, theca
  5. rappeutuva
    • täyttyvät sidekudoksella
  6. keltarauhanen (vain ovuloituneet)

Biokemia

1. Kuvaile tapahtumakulku ja siihen liittyvä hormonisätely, jonka tuloksena ravinnosta peräisin olevat rasvahapot päätyvät rasvasoluihin varastoitaviksi. 3 pistettä

2. Kuvaile miten rasvakudoksen varastorasvat muuntuvat eri kudosten energialähteiksi (mukaan lukien aivot ja punasolut) pitkäkestoisen paaston aikana. 3 pistettä

SiHo-tentti 11.6.2007

Fysiologia

1. Mitkä tekijät vaikuttavat veren osmolaalisuuteen ja millä mekanismeilla elimistö pyrkii korjaamaan osmolaalisuuden muutoksia. 6 pistettä

kysymyslauseen loppuun kysymysmerkki

Vastausehdotelma

Osmolaalisuus tarkoittaa liuenneiden ionien määrää (mooleja) kilogrammassa vettä, sen yksikkö on osmoolia/kg H2O tai hyödyllisemmin milliosmoolia/kg H2O.

Veren osmolaalisuuteen voi vaikuttaa kahta kautta: muuttamalla veren vesimäärää tai muuttamalla veren ionimäärää. Vesimäärä voi muuttua seurauksena munuaisten toiminnan muutoksiin, hikoiluun tai massiiviseen verenvuotoon. Ionien määrä voi muuttua myös hikoilemalla tai jos ravinnosta ei imeydy riittäviä määriä ioneja, jos on vaikka ripuli.

Elimistölle muutokset veren osmolaalisuudessa havaitaan osmoreseptoreilla, joita on esim. hypotalamuksessa. Osmolaalisuuden muutoksiin reagoidaan erittämällä ADH:ta. Jos osmolaalisuus kasvaa, ADH:n eritys kasvaa ja päinvastoin. Lisäksi avohaavojen ympäristöstä pyritään sulkemaan verenkiertoa ja lämmönsäätelykeskuksen avulla vaikuttamaan hikoiluun.

2. Lypsylehmän plasman kalsiumtasapaino ja sen säätely maidontuotantokauden alussa. 4 pistettä

Vastausehdotelma

Lehmän (n. 500 kg) verivolyymi on luokkaa 30 L (6cL/kg). Kalsiumin kokonaiskonsentraatio veressä on n. 2,5 mmol/L. Kalsiumia on siis n. 40g/mol x 2,5 mmol/L = 100 mg/L = 3000 mg/lehmä = 3 g/lehmä tarjolla perustilassa. Normaaliolosuhteissa kalsiumia saadaan ravinnosta, varastoidaan luuhun ja menetetään virtsan, hien ja ulosteen mukana. Kalsiumin konsentraatiota veressä lisää lisäkilpirauhasesta erittyvä lisäkilpirauhashormooni (PTH) ja vähentää kilpirauhasesta erittyvä kalsitoniini.

Maidontuotantokauden alussa, eli tiineyden loppuvaiheessa sikiön kasvuun lisättynä normaaliolosuhteiden kalsiumpoistumaan nostaa päivässä tarvittavan vapaan kalsiumin määrän n. 10 g/päivä. Ternimaidon tuotanto juuri ennen poikimista ja muutamia viikkoja poikimisen jälkeen asettaa vielä merkittävämmät kertoimet vapaan kalsiumin määrälle: ternimaitoon menetetään kalsiumia jopa 50 g/päivä.

Tällöin erityisesti vanhemmat lehmät, joiden luuston muutokset ovat hitaampia, sillä kasvu on päättynyt, ovat vaarassa saada hypokalsemian, joka märehtijöillä kulkee nimellä maitokuume tai poikimahalvaus (parturient paresis). Poikimahalvauksen oireet eivät johdu hormoonitasapainon järkkymisestä, vaan se on puhtaasti kvantitatiivinen ongelma, kalsiumia ei vain ole tarpeeksi tarjolla.

Poikimahalvauksen voi estää stimuloimalla naudan kalsiumin käyttöä ennen ternimaidon valmistuksen alkamista. Jos naudalle syöttää pari viikkoa ennen poikimista kalsiumköyhää ravintoa, sen elimistö ehtii mobilisoimaan kalsiumvarastoja luusta ja opetella hyödyntämään ravinnosta saatavaa kalsiumia paremmin. Kun tämän jälkeen syöttää naudalle kalsiumrikasta ruokaa juuri ennen poikimista ja muutaman ensimmäisen päivän poikimisen jälkeen, nauta pystyy reagoimaan riittävästi poikimisen ja ternimaidon tuotannon aiheuttamaan äkilliseen piikkiin kalsiumtarpeessaan, eikä halvausoireita nähdä.

Poikimahalvauksen voi myös hoitaa injektoimalla kalsiumia kertaluonteisesti halvausoireiden ilmetessä.

3. Ruokahalu ja sen säätely. 4 pistettä

Vastausehdotelma

WTF? Ruokahalu ja sen säätely on n. yhden tiedekunnan kokoinen kysymys. Ja siitä on tarjolla 4 pistettä? Just joo.

Esim. Wikipedia sanoo näin:

Appetite regulation is an immensely complex process involving the gastrointestinal tract, many hormones, and both the central and autonomic nervous systems.

The hypothalamus, a part of the brain, is the main regulatory organ for human appetite. The neurons that regulate appetite appear to be mainly serotonergic, although neuropeptide Y (NPY) and Agouti-related peptide (AGRP) also play a vital role. Hypothalamocortical and hypothalamolimbic projections contribute to the awareness of hunger, and the somatic processes controlled by the hypothalamus include vagal tone (the activity of the parasympathetic autonomic nervous system), stimulation of the thyroid (thyroxine regulates the metabolic rate), the hypothalamic-pituitary-adrenal axis and a large number of other mechanisms.

The hypothalamus senses external stimuli mainly through a number of hormones such as leptin, ghrelin, PYY 3-36, orexin and cholecystokinin; all modify the hypothalamic response. They are produced by the digestive tract and by adipose tissue (leptin). Systemic mediators, such as tumor necrosis factor-alpha (TNFα), interleukins 1 and 6 and corticotropin-releasing hormone (CRH) influence appetite negatively; this mechanism explains why ill people often eat less.
In addition, the biological clock (which is regulated by the hypothalamus) modifies hunger. Processes from other cerebral loci, such as from the limbic system and the cerebral cortex, project on the hypothalamus and modify appetite. This explains why in clinical depression and stress, energy intake can change quite drastically.

Sjaastad kuittaa homman kahdessa sivussa pp. 499–500 näin:

Hypotalamus on tärkein säätelyelin, siellä on nälkäkeskus ja kylläisyyskeskus. Nälkäkeskus vaikuttaa suoraan ruokahalua lisäävästi, kylläisyys keskus inhiboimalla nälkäkeskusta. Ruokahalun säätelyyn on kolme teoriaa:

  1. glukostaattinen
  2. CCK
  3. lipostaattinen

Näistä kaksi ensin mainittua ovat lyhytaikaisesti vaikuttavia ja viimeinen pitkäaikaisesti vaikuttava. Glukostaattinen teoria perustu siihen, että jos lihansyöjälle injektoi glukoosia tai märehtijälle haihtuvia rasvahappoja ennen ruoka ja ruuan aikana, se syö vähemmän. CCK teoria perustuu siihen, että kylläisyyskeskukseen vaikuttavaa CCK:ta vapautuu sekä aivoista että ohutsuolesta silloin, kun ohutsuolen luumenin peptidi- ja rasvahappokonsentraatiot nousevat. Lipostaattinen teoria perustuu ajatukseen, että eläimet pyrkivät säilyttämään tietyn ihannepainon erittämällä rasvakudoksesta leptiiniä. Vaikutus jakautuu pitkälle aikavälille eikä toimi ilman lyhyen aikavälin säätelymekanismeja.

Näin helppoa. Ei terve.

4. Poro syö talvella jäkälää, jonka typpipitoisuus on noin 2% ja syyskesällä sieniä, joissa on typpeä jopa 15%. Miten ravinnon typpipitoisuuden vaihtelu vaikuttaa pötsin mikrobien valkuaisaineaineenvaihduntaa, poron maksan toimintaan ja poron munuaisten toimintaan? 6 pistettä

valkuaisaineaineenvaihduntaa po. valkuaisaineaineenvaihduntaan
%-merkin ja luvun väliin tulee välilyönti → 2 %, 15 %

Melkeinpä sama kysymys kuin 18.4.2007 tentin kysymys 3.

Vastausehdotelma

Poro syö talvella vähätyppistä ja syyskesällä runsastyppistä rehua. Typestä muodostuu pötsissä ammoniakkia, ja ammoniumioneita. Poron pötsissä syntyy talvisin vähän näitä toksisia typpiyhdisteitä, syyskesällä enemmän. Kumpanakin aikana pötsin mikrobit käyttävät osan typestä proteiinisynteesiinsä. Talvella poron pötsin mikrobien proteiinisynteesi saattaa olla vähätyppisen ravinnon vuoksi rajoitettua, mikä aiheuttaa sen ettei märehtijä saa käytettyä hyväkseen kaikkea muuta syömäänsä ravintoa (siis ei saa niitä käyttöönsä omaan kasvuunsa, kannetun sikiön kasvuu tai maidontuotantoon, kun niistä ei muodostu mikrobivalkuaista vähän typen vuoksi). Syyskesällä poron pötsin sisällön ja porttilaskimoveren ammoniumionipitoisuus kasvaa, jolloin poron maksa joutuu muuttamaan ylimäärän ammoniumioneita ureaksi.

Urea muodostuu maksassa ureasyklissä, joka kulkee jotakuinkin näin: 2 aminoryhmää (toinen ammonium-ionilta (NH4+ ja toinen L-aspartaatilta) ja yksi hiili (vetykarbonaatilta (HCO3--) muutetaan ureaksi ((NH2)2CO) purkamalla neljä korkeaenergista fosfaattisidosta (3 ATP:tä 2 ADP:ksi ja yhdeksi AMP:ksi). Hiilien ja typpien siirtäjä on ornitiini.

Urea kuuluu ryhmään ei-proteiinilähtöinen typpi (NPN). Pötsin mikrobit käyttävät sitä aminohapposynteesiinsä eli mikrobivalkuaistuotantoon, mikä on olennainen ravintoainelähde kaikilla märehtijöillä. Lisäksi urea on vähätoksinen, korkeatyppipitoinen aine eli turvallinen tapa kuljettaa typpeä elimistössä.

Urean eritys tapahtuu nisäkkäissä kahdessa vaiheessa: ensin maksan ureasyklissä ammoniakista ja ammonium-ioneista tehdään ureaa, ja tämän jälkeen urea eritetään munuaisten kautta virtsaan tai verenkierron kautta sylkeen. Osa ammonium-ioneista eritetään myös suoraan virtsaan. Jos ureasyklin teho eli kyky muuttaa toksisia typpiyhdisteitä ureaksi ei riitä, ammoniumkonsentraatiot kasvavat ja poro kuolee. Jos ureasyklin tehot riittävät, poro kusee syksyisin väkevästi typpipitoista lientä ja talvisin joko ei juuri kuse tai kusee laihaa pissaa.

Sjaastad p. 525

5. Vertaile toisiinsa aivolisäkkeen etulohkon ja takalohkon hormonieritystä, sen säätelyä ja erittyvien hormonien rakennetta. 4 pistettä

mistä lähtien fysiologiaan ovat kuuluneet hormonien rakenteet? se on biokemiaa.

Vastausehdotelma

Takalohko eli neurohypofyysi on vain varasto hypotalamuksessa tehtäville hormooneille ADH ja oksitosiini.

Etulohkosta eli adenohypofyysistä eritetään siellä valmistettuja hormooneja hypotalamuksen käskyjen mukaan. Adenohypofyysistä erittyvät hormoonit ovat:

basofiilien vapauttamat

  1. follitropiini (FSH)
  2. lutropiini (LH, ICSH)
  3. kortikotropiini (ACTH)
  4. thyrotropiini (TSH)

asidofiilien vapauttamat

  1. prolaktiini (PRL)
  2. endorfiinit
  3. somatotropiini (GH, STH)

Adenohypofyysin hormoonit ovat peptidihormooneja, neurohypofyysin hormoonit glykoproteiineja.

6. Vastasyntyneellä koiranpennulla on kylmä. Miten ja millä mekanismilla lihakset ja ruskea rasva osallistuvat ruumiinlämmön ylläpitoon? 3 pistettä

7. Miten munuainen osallistuu asidoosin korjaamiseen. 3 pistettä

kysymyslauseen loppuun kysymysmerkki

Vastausehdotelma

Erittämällä protoneita ja olemalla erittämättä bikarbonaattia. Protonien erittäminen tapahtuu distaalisen tubuluksen epiteelisoluissa, joissa muodostetaan hiilidioksidista ja vedestä
karboanhydraasi-entsyymin avulla bikarbonaattia ja protoneita. Bikarbonaatit eritetään vereen ja protonit tubuluksen luumeniin eli virtsaan. Luumenissa protonit yhdistyvät virtsassa olevaan bikarbonaattiin, muodostaen hiilihappoa, joka dissosioituu hiilidioksidiksi ja vedeksi, joista hiilidioksidi diffundoituu takaisin epiteelisoluihin.

Munuaisissa tapahtuu myös bikarbonaatin uudismuodostusta pitkälti samalla mekanismilla kuin yllä, mutta sillä erolla, että luumeniin eritetty protoni pusketaan fosfaattiin tai ammoniakkiin ja eritetään virtsassa. Munuaisissa tuotetaan myös ammonium-ioneita glutamiinista, mikä aiheuttaa protonien erittymistä ammoniumina virtsan kautta.

Histologia

1. Maksaliuskan histologinen rakenne ja tärkeimmät solutyypit sekä veren ja sappineisteen kulku maksaliuskassa 6 pistettä

2. Valitse joku seuraavista: lisämunuainen, lisäkilpirauhanen, aivolisäke. Selosta histologinen rakenne lyhyesti. Miten rakenne heijastaa elimen toimintaa? Mikä endokrinologisten elinten rakenteelle on yhteistä? 6 pistettä

3. Selosta lyhyesti seuraavat termit 2 pistettä

  • Podosyytti
  • Langerhansin saareke
  • Munuaispyramidi
  • Sertolin solu

Biokemia

1. Ruokintakertojen välillä veren glukoosipitoisuus laskee yksimahaisilla. Kuvaile alentuneesta glukoosipitoisuudesta seuraavat hormonaaliset muutokset ja selitä ko. muutosten vaikutukset maksan glukoosiaineenvaihduntaan. 3 pistettä

2. Kuvaile ravinnon saantia seuraavat metaboliset tapahtumat rasvakudoksessa. Kerro myös mikä vaikutus tapahtumilla on varastorasvan määrään. 3 pistettä


Annetaan lupa kopioida, jaella ja/tai muokata tätä asiakirjaa Creative Commonsin Nimeä-Epäkaupallinen-Tarttuva-lisenssin version 3.0 Muokkaamaton tai myöhemmän lisenssin mukaisesti. Kopio lisenssistä löytyy osiosta nimeltä Creative Commons -lisenssi.

Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike license version 3.0 Unported or later. A copy of the license can be found in the section entitled Creative Commons license.

Copyleft © 2007–2009 Jan Mattila, Creative Commons License

Labels
  • None