opgave 1Pallister-Killiansyndroom

Het Pallister-Killiansyndroom (PKS) wordt veroorzaakt door een zeer zeldzame chromosoomafwijking. PKS gaat gepaard met typische lichamelijke afwijkingen waarvan de ernst kan variëren. Opvallend zijn de gezichtskenmerken, korte ledematen en afwijkende pigmentatie. Vaak is er een opening in het middenrif. Kinderen met PKS ontwikkelen zich traag en zitten vaak in een rolstoel. Er zijn weinig volwassenen met dit syndroom.
Verondersteld wordt dat de basis voor PKS wordt gelegd bij de vorming
van geslachtscellen. Als een chromosomenpaar of de chromatiden van
een chromosoom tijdens meiose niet uit elkaar gaan (nondisjunctie), kan
dat leiden tot de vorming van een geslachtscel waarin een chromosoom te
veel of te weinig aanwezig is.
Nondisjunctie kan plaatsvinden tijdens meiose I en tijdens meiose II.
12pIs de kans op een extra chromosoom in een geslachtscel groter bij
nondisjunctie in meiose I, bij nondisjunctie in meiose II, of is de kans even
groot?

De kans is groter bij nondisjunctie in meiose I.

De kans is groter bij nondisjunctie in meiose II.

De kans is even groot.
Als een baby met PKS geboren wordt, duurt het soms lang voor de
diagnose wordt gesteld. Vaak wordt vanwege de uiterlijke kenmerken
gedacht aan het syndroom van Down. Om Down vast te stellen vindt
chromosoomonderzoek plaats van cellen uit een bloedmonster.
21pAan de hand van welk gegeven in een karyogram wordt geconcludeerd
dat er sprake is van het Downsyndroom?

Als bij de vorming van één van de geslachtscellen tijdens de meiose iets mis is gegaan met de verdeling van de chromosomen, kan een zygote ontstaan met een extra chromosoom 12 (trisomie 12). Waarschijnlijk ontstaat PKS doordat vroeg in de ontwikkeling van een embryo met een extra chromosoom 12, een mitotische deling plaatsvindt waarbij een dochtercel met een normaal karyotype ontstaat en een dochtercel met een extra ‘isochromosoom-12p’. In een chromosomenportret is dit isochromosoom-12p te zien als vier ter hoogte van het centromeer aan elkaar gehechte korte armen van het extra chromosoom 12. De lange armen van dit chromosoom 12 zijn verdwenen. Cellen met een intact extra chromosoom 12 gaan uiteindelijk dood. In dit embryo ontstaat dan een mozaïekpatroon van twee soorten cellijnen: cellijnen met het extra isochromosoom-12p, naast cellijnen met een normaal karyotype.
In de uitwerkbijlage is een onvolledig karyogram opgenomen.
32pVul de tekening aan, zodat duidelijk wordt dat
− het een karyogram is uit een cellijn van een jongetje,
− met in deze cellijn het extra isochromosoom-12p.
Door het mozaïekpatroon zijn de symptomen van PKS niet bij alle
patiëntjes even ernstig.
42pLeg uit waardoor, als gevolg van verschillen op celniveau, de ernst van de
symptomen van PKS tussen patiëntjes kan verschillen.
Alle mensen hebben openingen in het middenrif. Bij PKS-patiënten is er
vaak nog een extra opening die ademhalingsproblemen veroorzaakt.
Vier buisvormige organen of delen daarvan zijn:
1 aorta
2 luchtpijp
3 slokdarm
4 urineleider
52pWelke van deze organen of delen daarvan gaan door een opening in het
middenrif?

alleen 1 en 2

alleen 1 en 3

alleen 2 en 3

alleen 1, 3 en 4

alleen 2, 3 en 4

alle vier
Over de gevolgen van de extra opening in het middenrif bij een PKS-
patiënt worden twee beweringen gedaan:
1 Bij een diepe inademing kunnen de longen gaan uitpuilen in de
buikholte;
2 Bij een diepe uitademing kunnen buikorganen uitpuilen in de
borstholte.
62pWelke van deze beweringen beschrijft of beschrijven een mogelijk gevolg
van de extra opening in het middenrif?

alleen 1

alleen 2

beide
Moeders van een kind met een chromosoomafwijking hebben bij een
volgende zwangerschap automatisch een indicatie voor prenatale
diagnostiek.
De reden hiervoor is dat chromosoomafwijkingen vaak erfelijk zijn.
71pNoem een indicatie voor prenatale diagnostiek die niet gebaseerd is op
het bestaan van een erfelijke afwijking in de familie.
opgave 3Maagzweerbacterie reist mee met de mens

Tijdens de verspreiding van onze voorouders over de aarde bleef op elke vestigingsplek een groot deel van de populatie achter en trok een klein deel verder. De maagzweerbacterie (Helicobacter pylori) is 60.000 jaar geleden met de mens uit Afrika vertrokken en is sindsdien met hem meegereisd. Door de opeenvolgende migratiebewegingen is in de loop van de tijd de genetische diversiteit van populaties mensen gaan verschillen. Een soortgelijk proces deed zich voor bij de in de mensen meereizende maagzweerbacterie. Evolutiebiologen trachten door analyse van het DNA van H. pylori migratiepatronen van onze verre voorouders te reconstrueren. Daarvoor is een wereldwijd onderzoek uitgevoerd.
Besmetting met H. pylori leidt niet altijd tot een maagzweer. Meer dan de
helft van alle mensen is ongemerkt besmet met deze bacterie.
182pWelke benamingen passen op basis van deze informatie bij de
symbiotische relatie van H. pylori met de mens?

soms commensalisme, soms mutualisme

soms commensalisme, soms parasitisme

soms mutualisme, soms parasitisme

Genetici analyseerden het DNA van H. pylori-bacteriën dat verzameld was uit de magen van 769 proefpersonen die behoren tot verschillende etnische groepen, verspreid over de hele wereld. Van elk monster bacterie-DNA werd de basenvolgorde van zeven specifieke gen- fragmenten bepaald. In afbeelding 1 is van elke etnische groep de gevonden variatie in DNA van H. pylori weergegeven in relatie tot de migratieafstand vanaf Oost-Afrika. afbeelding 1 genetische variatie in DNA van H. Pylori 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 Legenda: migratieafstand vanaf Oost-Afrika (km) etnische groep
De ‘Out of Africa’-hypothese stelt dat de voorouders van de moderne
mens (Homo sapiens) in Oost-Afrika leefden en dat hun afstammelingen
zich over de rest van de wereld hebben verspreid.
De gegevens in afbeelding 1 ondersteunen deze hypothese.
192pLeg uit waardoor de genetische variatie van H. pylori die gevonden wordt
in de etnische groepen kleiner is naarmate deze mensen verder van Oost-
Afrika af wonen.
In het onderzoek werd ook de genetische variatie van de 769
proefpersonen bepaald. De delen van het DNA die werden gebruikt voor
dit onderzoek zijn bepaalde fragmenten (microsatellieten) waarin een
volgorde van twee tot zes basenparen wordt herhaald. Het aantal
herhalingen (repeats) varieert sterk tussen mensen.
Microsatellieten bevinden zich over het algemeen in niet-coderend DNA.
Daarin is de variatie tussen mensen meestal groter dan in coderend DNA.
202pLeg uit waardoor de genetische variatie meestal groter is in niet-coderend
DNA dan in coderend DNA.
De bacterie H. pylori produceert het enzym urease, dat ureum omzet in
ammoniak en CO2. Een snelle test om te onderzoeken of iemand besmet
is met de bacterie, de 13C-ureum ademtest, is hierop gebaseerd.
De proefpersoon krijgt, na een controle-ademmeting, een drankje met
ureum dat gelabeld is met de koolstofisotoop 13C. Een half uur later wordt
het gehalte 13C in de uitgeademde lucht bepaald.
Bij een andere test wordt een stukje weefsel uit de maag weggehaald,
waarna de H. pylori-bacterie in een kweek kan worden onderzocht.
212pBeredeneer dat bij de mensen die in het onderzoek naar migratie van de
maagzweerbacterie zijn opgenomen:
− in eerste instantie de 13C-ureum ademtest of een dergelijke methode
gebruikt is;
− maar dat daarna ook een maagbiopt is onderzocht.
opgave 4Hooikoorts
Ambrosia is van origine een plant uit Noord-Amerika die zich blijvend in
Nederland lijkt te vestigen. De verwachting is dat door uitbreiding van
Ambrosia 10 tot 20 procent van de Nederlanders hooikoorts zal
ontwikkelen na blootstelling aan ambrosiapollen.
Hooikoorts is een allergische reactie op stuifmeelkorrels (pollen) van
bepaalde planten. Mensen met een genetische aanleg daarvoor kunnen
een allergie ontwikkelen tegen ambrosiapollen.
In afbeelding 1 is in een zeer vereenvoudigd schema te zien dat
verschillende cellen aan de basis staan van de allergische reactie.
afbeelding 1
Het allergeen wordt, nadat het door het slijmvlies van de luchtwegen is
binnengedrongen, gepresenteerd door een bepaald celtype (1) aan een
ander celtype (2) dat het cytokine IL-4 gaat afgeven, waardoor een derde
celtype (3) tot differentiatie geactiveerd wordt. De hierdoor geactiveerde
mestcel geeft bij herhaald contact met het allergeen mediatoren af.
Bij hooikoorts is het effect een toename van de slijmproductie en rode,
tranende ogen.
222pWat zijn de namen van celtypen 1, 2 en 3 in afbeelding 1?

B-lymfocyt macrofaag T-helpercel

B-lymfocyt T-helpercel macrofaag

macrofaag B-lymfocyt T-helpercel

macrofaag T-helpercel B-lymfocyt

T-helpercel B-lymfocyt macrofaag

T-helpercel macrofaag B-lymfocyt
232p− Welk organel zal in grootte zijn toegenomen in de geactiveerde cel
nummer 3 van afbeelding 1?
− Wat is de functie hiervan voor de afweer?
Na herhaald allergeencontact komen grote hoeveelheden mediatoren,
waaronder histamine, uit de granula van de mestcellen vrij (degranulatie).
242pWat is de prikkel voor deze degranulatie?

de hechting van IgE-antistoffen aan de mestcel

de koppeling van het allergeen aan meer dan een IgE-molecuul

de presentatie van het allergeen door een APC

de stimulatie door cytokinen afkomstig van geactiveerde T-cellen

Aangenomen wordt dat de ‘normale’ productie van IgE en de daaropvolgende sensibilisatie (gevoelig worden) van mestcellen van oorsprong een belangrijke rol speelden in de afweer tegen parasitaire wormpjes. In westerse landen zijn deze parasieten nauwelijks aanwezig en richt dit afweersysteem zich soms op ongevaarlijke stoffen.
Het vrijkomen van mediatoren uit mestcellen veroorzaakt oedeemvorming
door het plaatselijk verwijden van bloedvaten en een verhoogde
doorlaatbaarheid van haarvatwanden.
252pLeg uit hoe de combinatie van het verwijden van bloedvaten en
verhoogde doorlaatbaarheid daarvan, de afweer tegen een infectie
bevordert.
262pBeschrijf hoe een macrofaag met behulp van specifieke antistoffen een
parasiet kan opruimen.
De mediatoren (zie afbeelding 1) veroorzaken ook benauwdheid door het
samentrekken van spierweefsel in de luchtwegen.
272pWelk type spierweefsel trekt samen, in welk deel van de luchtwegen?

glad spierweefsel, in bronchiën

glad spierweefsel, in bronchiolen

dwarsgestreept spierweefsel, in bronchiën

dwarsgestreept spierweefsel, in bronchiolen
Een hooikoortsaanval gaat vaak gepaard met niesbuien. Het niezen is
een reflex die volgt op prikkeling van het neusslijmvlies.
282pWelk deel van het centrale zenuwstelsel maakt deel uit van deze
reflexboog? Welke spieren trekken samen bij het uitniezen?

het verlengde merg
bepaalde tussenribspieren

het verlengde merg

reukcentrum in grote hersenen bepaalde tussenribspieren

reukcentrum in grote hersenen de middenrifspieren
opgave 5Benzodiazepinen
Uit gezondheidsoverwegingen wordt in Nederland geprobeerd het gebruik
van bepaalde kalmerende middelen, de benzodiazepinen, terug te dringen
door ze niet meer te vergoeden via de zorgverzekering. Probleem is dat
bij langdurig gebruik van benzodiazepinen, zoals valium, gewenning en
zelfs verslaving optreedt.

Op basis van het werkingsmechanisme zijn zowel de positieve als de negatieve kanten van benzodiazepinen te verklaren. Benzodiazepinen beïnvloeden de werking van GABA -receptoren in A celmembranen van bepaalde neuronen. Na binding van de neurotransmitter GABA aan een GABA -receptor functioneert deze als A ionkanaal dat voornamelijk chloride-ionen doorlaat. Binding van benzodiazepinen aan GABA -receptoren versterkt het effect van GABA. A
Het transport van een bepaald ion door een celmembraan is onder andere
afhankelijk van:
1 de concentratie van het ion aan weerszijden van het membraan;
2 het potentiaalverschil over het membraan.
292pWelke van deze factoren kan of welke kunnen de richting bepalen van de
nettoverplaatsing van Cl--ionen over het celmembraan van een neuron?

alleen 1

alleen 2

zowel 1 als 2

Een GABA -receptor bestaat uit vijf subeenheden. Er zijn A bindingsplaatsen voor GABA en er is een aparte bindingsplaats voor benzodiazepinen. In afbeelding 1 is de receptor schematisch weergegeven. α β β γ GABAA receptor α celmembraan afbeelding 1 Door binding van GABA aan de receptor wordt de centraal gelegen opening wijder, waarna selectief Cl--ionen kunnen passeren. Binding van benzodiazepinen aan de receptor leidt niet tot het wijder worden van de centrale opening, maar leidt er wel toe dat bij dezelfde GABA-concentratie meer Cl--ionen doorgelaten worden.
302pWordt in afbeelding 1 de secundaire, tertiaire of quaternaire structuur van
GABA schematisch weergegeven?

de secundaire structuur

de tertiaire structuur

de quaternaire structuur
GABA is een remmende neurotransmitter in het centrale zenuwstelsel. Als
GABA bindt aan GABAA-receptoren in het membraan van een neuron,
verplaatsen Cl--ionen zich door het membraan.
312p− Zullen Cl--ionen als gevolg van het binden van GABA aan een
GABAA-receptor netto de zenuwcel instromen of juist uitstromen?
− Verklaar het remmende effect van GABA als gevolg van deze
ionenverplaatsing.
De werking van benzodiazepinen verschilt van die van klassieke
kalmerende middelen doordat benzodiazepinen op een andere plek aan
de receptor binden.
Wanneer lichaamseigen boodschappermoleculen binden aan de actieve
bindingsplaats van een membraanreceptor, volgt doorgaans een signaal
in de cel. Andere stoffen die aan deze actieve plaats binden en ook dit
signaal veroorzaken, worden agonisten genoemd.
Middelen die aan de actieve bindingsplaats hechten, en de
signaaloverdracht blokkeren, heten antagonisten (zie afbeelding 2).
afbeelding 2
lichaamseigen boodschapper
Middelen die niet aan de actieve bindingsplaats maar elders hechten,
kunnen het signaal versterken of verzwakken. Deze stoffen worden
allosterische modulatoren genoemd (zie afbeelding 3).
afbeelding 3
allosterische bindingsplaats
Klassieke kalmerende middelen zijn veelal agonisten.
Benzodiazepinen horen bij de groep versterkende modulatoren.
Stoffen die de effectiviteit van neurotransmitters beïnvloeden, zijn
geneesmiddelen die alleen op recept verkrijgbaar zijn. Voor een goede
dosering is advies van een arts nodig.
Allosterische modulatoren blijken in geval van een overdosering minder
gevaarlijk te zijn dan de meeste agonisten of antagonisten.
322pGeef hiervoor een verklaring.
In de loop van de evolutie zijn door het optreden van mutaties
verschillende varianten ontstaan van receptoren die reageren op dezelfde
signaalmoleculen.
332pLeg uit dat er tussen deze receptoren meer variatie te verwachten is in
bindingsplaatsen voor allosterische modulatoren, dan in de
bindingsplaatsen van agonisten en antagonisten.
Bij langdurig gebruik van benzodiazepinen is een hogere dosis nodig voor
hetzelfde effect. Deze gewenning kan toegeschreven worden aan
veranderingen in en rondom neuronen.
Drie veranderingen zijn:
1 Toename van het aantal GABAA-receptoren in het presynaptische
neuron;
2 Afname van het aantal GABAA-receptoren in het postsynaptische
neuron;
3 Toename van het aantal GABA-transporteiwitten voor heropname van
GABA in het presynaptische neuron.
342pWelke van deze veranderingen kan of welke kunnen een verklaring zijn
voor de gewenning aan benzodiazepinen?

alleen 1

alleen 2

alleen 3

zowel 1 als 2

zowel 1 als 3

zowel 2 als 3
Ook al zijn ze veiliger bij overdosering, benzodiazepinen zijn medicijnen
met een kalmerende en slaapbevorderende werking, die in het dagelijks
leven tot problemen kunnen leiden. De overheid in New York probeert ook
daarom het gebruik van benzodiazepinen terug te dringen.
Een van de problemen is het mogelijk verhoogd risico op het oplopen van
botbreuken door een ongeval binnen of buitenshuis.
352pVerklaar het verhoogd risico op een ongeval aan de hand van het effect
van benzodiazepinen op twee delen van het centrale zenuwstelsel.
In de staten New York en New Jersey is onderzoek gedaan naar de
relatie tussen het gebruik van benzodiazepinen en botbreuken.
De keuze was op deze staten gevallen omdat ze naast elkaar liggen en in
New York een maatregel van kracht werd die het gebruik van
benzodiazepinen terugdrong. In beide staten werd het gebruik van
benzodiazepinen en het aantal heupfracturen bij bewoners in kaart
gebracht voor en na het invoeren van de maatregel.
In afbeelding 4 zijn enkele resultaten van het Amerikaanse onderzoek
weergegeven.
afbeelding 4
diagram1
gebruikbenzodiazepinen(%vrouwen)
Het onderzoek is een voorbeeld van een quasi-experiment: in dit geval
werd gedurende enige tijd de medische geschiedenis van verschillende
groepen gevolgd, voor en na een bepaalde verandering.
361pWaarin verschilt de opzet van een experimenteel onderzoek met een
dergelijk quasi-experiment? Beschrijf een verschil.
373p− Formuleer een hypothese die past bij het Amerikaanse onderzoek.
− Beargumenteer of de resultaten in afbeelding 4 deze hypothese wel of
niet ondersteunen.
Bronvermelding
Een opsomming van de in dit examen gebruikte bronnen, zoals teksten en afbeeldingen, is te vinden in het bij dit examen
behorende correctievoorschrift, dat na afloop van het examen wordt gepubliceerd.