Tentamen Energiebalans 8A610

Tentamen Energiebalans
8A610
Woensdag 15 augustus 2012
14.00 – 17.00 uur
Dit is een gesloten boek tentamen. Gebruik van een GEWONE rekenmachine is toegestaan.
In totaal zijn er 100 punten te behalen.
Veel succes!
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Vraag 1. De functie van de pancreas (20 punten)
Deze vraag gaat over de pancreas en wat er gebeurt als de functie van dit orgaan is verstoord.
a) De pancreas speelt een belangrijke rol bij de vertering van bestanddelen van onze voeding.
Welke bestanddelen zijn dat?
b) Geef minimaal 3 voorbeelden van enzymen, die door de pancreas worden aangemaakt en
die betrokken zijn bij de vertering van de voedingsstoffen van vraag 1b.
c) Een voorbeeld van verstoorde functie van de pancreas is acute pancreatitis (AC) (ontsteking
van de pancreas). AC kan schade veroorzaken aan de pancreas zélf, maar ook aan andere
organen. Eén van de oorzaken van AC kan het afsluiten van de ductus pancreaticus (zie
Figuur 1) zijn. Leg uit waardoor de afsluiting van de ductus pancreaticus een AC kan
veroorzaken.
Figuur 1: Morfologie van de pancreas en de ductus pancreaticus (zie pijl).
d) Verklaar waardoor de toediening van protease remmers tijdelijk soelaas kan bieden in geval
van een AC.
e) In de pancreas bevinden zich de acinaire cellen, die een centrale rol spelen bij het aanmaken
van verteringssappen. Leg uit hoe de acinaire cel van de pancreas autodigestie voorkomt.
f) Betrouwbare klinische testen voor acute aandoeningen zijn van groot belang. Verklaar
waarom een verhoging in de activiteit van amylase en lipase in het bloed geen absolute
diagnostische test kan zijn voor AC.
g) De pancreas is ook van groot belang bij het handhaven van de glucoseconcentratie in het
bloed. Welke rol speelt de pancreas hierbij?
Vraag 2. De doorbloeding van het spijsverteringskanaal (12 punten)
De doorbloeding van het spijsverteringskanaal is van groot belang voor het optimaal verteren van
voedingsstoffen en de opname van de verteringsproducten. Daarnaast vertegenwoordigt dit deel van
de circulatie een groot bloedreservoir, dat sterk wordt gereguleerd.
a) Maak een schematische tekening van de zogenoemde splanchnic circulatie van het
spijsverteringskanaal en geef hierin de belangrijkste onderdelen aan.
b) Beschrijf de belangrijkste functies van de splanchnic circulatie.
c) Maak een globale schets van veranderingen in de activiteit van de splanchnic circulatie
gedurende de dag van een actieve sporter.
d) Leg uit waarom het onverstandig is om snel na een maaltijd stevig te sporten en waarom dit
tot kramp in de onderbuik kan leiden.
e) Beredeneer wat de gevolgen zullen zijn van zwaar bloedverlies voor de splanchnic circulatie
en voor de darmen.
Vraag 3. Glucose balans (15 punten)
Een te hoge of te lage concentratie glucose in het bloed is slecht voor de gezondheid. Om die reden
zijn er allerlei processen actief, die ervoor moeten zorgen dat de glucoseconcentratie binnen
fysiologisch aanvaardbare grenzen blijft.
a) Via welke mechanisme wordt glucose vanuit de interstitiële, extracellulaire ruimte door de
cel opgenomen?
b) Noem minimaal één voordeel en één nadeel van dit mechanisme t.o.v. opname via diffusie
over de celmembraan.
c) Maak een schematische tekening en geef een korte beschrijving van het mechanisme van
glucose opname vanuit het lumen van de dunne darm naar het bloed.
d) De lever wordt wel een “glucostaat” genoemd. Leg uit wat daarmee wordt bedoeld.
e) Welke processen in de lever zijn betrokken bij het handhaven van glucose balans in het
bloed? Wat zijn de effecten daarvan en welke hormonen zijn hierbij betrokken?
f) Verklaar om welke redenen lactaat een “geschikter” eindproduct van de anaerobe glycolyse
is dan pyruvaat.
g) Zowel een te lage als een te hoge glucoseconcentratie in het bloed is schadelijk. Leg uit
waarom dat zo is.
Vraag 4. De vertering, de opname en het transport van vetten (25 punten)
Deze vraag gaat over de verschillende processen, waarbij vetten worden opgenomen, omgezet en
opgeslagen in het lichaam.
a) De vertering en opname van bouwstenen van voedingsvetten is lastiger dan die van
koolhydraten en eiwitten. Leg uit waarom dat zo is.
b) Welke organen en/of klieren spelen een sleutelrol bij de vetvertering in het
spijsverteringskanaal? Leg kort uit wat hun functie is.
c) Beschrijf minimaal 2 belangrijke functies van gal bij de vertering en opname van vetten
vanuit de voeding.
d) Beschrijf de verschillende routes voor het transport van vetzuren vanuit het lumen van de
dunne darm naar het bloed.
e) Leg uit hoe vetten worden opgeslagen en gemobiliseerd in het lichaam. Welke organen zijn
daarbij betrokken? Teken een schema om je antwoord te ondersteunen.
f) Vetweefsel speelt een belangrijke rol in vet opslag, mobilisatie en metabolisme. Noem 2
verschillende soorten vetweefsel en leg uit wat hun functies zijn.
g) Noem minimaal 2 verschillende ketonlichamen. Wat is het belang van ketonlichamen voor
energie homeostase? Wat is het potentiële gevaar van de vorming van ketonlichamen?
h) Naast vetten worden ook koolhydraten vanuit de voeding in het lichaam opgeslagen. Wat
zijn de voordelen van vetopslag ten opzichte van opslag van koolhydraten?
i) Carnitine speelt een belangrijke rol bij de verbranding van vetzuren. Beschrijf die functie en
leg uit in welk celorganel dit proces is gelokaliseerd.
Vraag 5. De synthese en het gebruik van ATP (16 punten)
Deze vraag gaat over de processen die betrokken zijn bij de productie en het gebruik van ATP en de
regulering hiervan.
a) Het uitvoeren van energie-vragende processen in het lichaam kost ATP, wat in belangrijke
mate in de mitochondriën wordt geproduceerd. Hoe wordt dit proces genoemd? Geef een
compacte beschrijving van dit proces.
b) Geef aan bij welke stappen in de oxidatieve afbraak van palmitinezuur (met 16 C-atomen)
ATP verbruikt en geproduceerd wordt.
c) Verbindingen als dinitrophenol of membraan-eiwitten als “uncoupling protein” worden
ontkoppelaars genoemd. Wat wordt daarmee bedoeld en via welk mechanisme oefenen
deze moleculen hun ontkoppelende “functie” uit?
In het 31P-magnetische resonantie spectrum van skeletspier (figuur 2) komen pieken voor van o.a.
fosfocreatine (PCr), adenosine trifosfaat (ATP) en anorganisch fosfaat (Pi). 31P-MRS is een belangrijk
instrument in het onderzoek naar in vivo energiemetabolisme.
PCr
ATP
PDE
PME P
i
10
5
0
-5
31
-10
-15
-20
P [ppm]
Figuur 2. 31P-MRS spectrum van een skeletspier
d) Beschrijf op welke manier 31P-MRS kan worden gebruikt om informatie te verkrijgen over de
in vivo functie van mitochondriën in skeletspier.
e) Welk enzym katalyseert de omzettingen van fosfocreatine, die met 31P-MRS worden
gemeten? Geef de vergelijking van de biochemische reactie, die door het enzym wordt
gekatalyseerd.
f) Wat zijn de belangrijkste functies van het bedoelde enzym in het handhaven van
energiebalans in bijvoorbeeld de skeletspiercel?
g) Geef een korte beschrijving van de belangrijkste processen, waarbij ATP wordt verbruikt
tijdens de contractie en de relaxatie van skeletspier.
Vraag 6. Inspanning (12 punten)
Tijdens een middelzware training van een atleet zijn de verbranding van vetzuren en glucose de
belangrijkste energiebronnen.
a) Wanneer de atleet start met zijn inspanning komen er hormonen vrij die de verbranding van
deze energiebronnen reguleren. Welke hormonen zijn dit en op welke manier beïnvloeden ze
deze regulatie?
b) Waarom wordt er bij voorkeur vetzuur verbrandt in plaats van glucose?
c) Welke mechanismen gebruikt het lichaam om ervoor te zorgen dat er vooral vetzuren
geoxideerd worden? Wat is hier de directe invloed van?
d) Verklaar wat wordt bedoeld met de uitdrukking: “Lipids burn in a carbohydrate flame”.
e) Na verloop van tijd krijgt de atleet moeite met ademhalen. Welk effect heeft dit op de
prestaties van de atleet en hoe komt dit effect tot stand?
Metingen toonden aan, dat de atleet tijdens de training 135 gram glucose (C6H12O6) en 64 gram
palmitinezuur (C16H32O2) aeroob heeft verbrand.
f)
Bereken het respiratoir quotiënt (RQ) van de atleet tijdens de training.
Notabene: RQ = CO2 geproduceerd / O2 verbruikt.