Oefentoets Biologie: Hormoonstelsel - suikerregeling | VWO 4/VWO 5/VWO 6

Insuline.

Bij een bepaalde man wordt zo weinig insuline aan zijn bloed afgegeven dat de concentratie glucose in zijn bloed regelmatig te hoog is. Over de mogelijke oorzaak van de lage insulineconcentratie doen vier leerlingen een bewering:

Leerling 1: Bepaalde cellen in de alvleesklier van deze man zijn als gevolg van een ziekte minder werkzaam dan normaal.
Leerling 2: De celmembranen van de spiercellen van deze man zijn minder doorlaatbaar voor glucose dan normaal.
Leerling 3: De hypofyse van deze man produceert minder dan normaal van het hormoon dat de afgifte van insuline stimuleert.
Leerling 4: De concentratie koolhydraatsplitsende enzymen in het alvleessap van deze man is voortdurend te hoog.

Welke van deze leerlingen doet een juiste bewering?

Glucosegehalte.

Welk(e) van de hormonen adrenaline, glucagon en insuline kan(kunnen) een stijging van het glucosegehalte van het bloed bevorderen?

Glucosegehalte.

Als bij een mens de alvleesklier via het parasympathische zenuwstelsel wordt geprikkeld, verandert de hoeveelheid afgegeven hormoon en daardoor het glucosegehalte in het bloed.

Van welk hormoon zal de afgifte worden verhoogd?
Stijgt of daalt het glucosegehalte in het bloed hierdoor?

afbeelding

Insuline.

Insuline verandert de permeabiliteit (doorlaatbaarheid) van celmembranen voor glucose. De osmotische waarde van weefselvocht in de nabijheid van deze cellen verandert hierdoor ook.

Zal de permeabiliteit van de celmembranen voor glucose ten gevolge van verhoogde insuline-afgifte toenemen of afnemen?
Zal de osmotische waarde van het weefselvocht in de nabijheid van deze cellen stijgen of dalen?

afbeelding

Insuline.

Insuline beïnvloedt de doorlaatbaarheid van celmembranen voor glucose.

Wordt deze doorlaatbaarheid verhoogd of verlaagd door insuline?
Neemt hierdoor de hoeveelheid koolhydraten in de cellen toe of af?

afbeelding

Glucosegehalte.

Welk(e) van de hormonen adrenaline, glucagon en insuline bevordert/bevorderen een daling van het glucosegehalte van het bloed?

Glucosegehalte.
Zie figuur B 285 van de bijlage.

In het schema is een deel van de regeling van het glucosegehalte van het bloed weergegeven.

Zal tijdens een periode van rust na het gebruik van een koolhydraatrijke maaltijd de productie van hormoon R toenemen of afnemen?
En de productie van hormoon P?

afbeelding

Insuline.

Insuline leidt, onder andere in de spieren van de mens, tot vergrote doorlaatbaarheid van het celmembraan voor glucose.
Over de gevolgen van een te geringe insuline-afgifte worden vijf beweringen gedaan:

1. de levercellen nemen minder glucose op dan bij normale insuline-afgifte;
2. in de nierkapseltjes gaat minder glucose van het bloed naar de voorurine dan bij normale insuline-afgifte;
3. de spiercellen nemen minder glucose op dan bij normale insuline-afgifte;
4. het bloed bevat kort na een maaltijd meer glucose dan bij normale insuline-afgifte;
5. uit de haarvaten komt minder glucose in het weefselvocht terecht dan bij normale insuline-afgifte.

Welke beweringen zijn zeker juist?

Insuline.

Het hormoon insuline is een eiwit. Indien iemand een tekort aan insuline heeft, kan dit tekort worden aangevuld door dit hormoon in te spuiten. De concentratie van insuline in het bloed kan niet worden verhoogd door dit hormoon via de mond in te nemen.

De verklaring hiervoor is dat

Suikerregeling.

Hieronder staan vier uitspraken over de concentratie van de hormonen glucagon of insuline in het bloed, in relatie met de glucoseconcentratie van het bloedplasma van de mens.

Welke uitspraak is juist?

Glucoseregeling.

Iemand heeft een koolhydraatrijke maaltijd gebruikt en is direct daarna gaan slapen. De glucoseconcentratie in zijn bloed blijft gedurende deze rust vrijwel constant. Bij de stofwisseling spelen onder andere het bijniermerg, de eilandjes van Langerhans en de lever een rol.

Welk van deze organen is of welke zijn actief bij het vrijwel constant houden van de glucoseconcentratie van het bloed van deze slapende persoon?

Glucoseregeling.

Bij ratten wordt de glucoseconcentratie van het bloed door dezelfde hormonen geregeld als bij de mens. Eén van deze hormonen wordt verder aangeduid met de letter H. Bij een rat werden telkens verschillende hoeveelheden glucose ingespoten. Na elke injectie werd de concentratie van H gemeten in de ader die het bloed van de alvleesklier afvoert. Hoe groter de hoeveelheid ingespoten glucose, des te hoger was de concentratie van H in de genoemde ader. Op grond van dit gegeven worden vier uitspraken gedaan.

Welke uitspraak is juist?

Frisdrank.

Een vrouw drinkt na het spelen van een hockeywedstrijd een aantal glazen frisdrank. In totaal drinkt zij een liter van deze drank die voornamelijk bestaat uit water en ruim 5% suiker.
Als gevolg hiervan veranderen de concentraties van hormonen in haar bloed.

Van welk van de hormonen adrenaline, glucagon, insuline en thyroxine stijgt de concentratie in haar bloed zeker als reactie op het drinken van de frisdrank?

Insuline.
Zie figuur A 341 van de bijlage.

Evenals bij de mens wordt bij de paling en bij de kabeljauw de glucoseconcentratie van het bloed mede geregeld door insuline. In een experiment wordt de invloed van runderinsuline en van kabeljauwinsuline op de glucoseconcentratie van het bloed van palingen onderzocht. Drie palingen van gelijke leeftijd, gelijke grootte en gelijk gewicht worden als volgt behandeld:

1. paling P krijgt alleen fysiologische zoutoplossing ingespoten;
2. paling Q krijgt een bepaalde dosering runderinsuline in fysiologische zoutoplossing ingespoten;
3. paling R krijgt kabeljauwinsuline in fysiologische zoutoplossing ingespoten in dezelfde dosering als Q aan runderinsuline.

Vervolgens wordt de glucoseconcentratie van het bloed bij deze palingen regelmatig gemeten.

De resultaten zijn in het diagram van de afbeelding weergegeven.

Over de insuline van rund, kabeljauw en paling worden de volgende beweringen gedaan:

1. runderinsuline en kabeljauwinsuline hebben dezelfde molecuulstructuur;
2. runderinsuline heeft in het lichaam van de paling een sterkere werking dan kabeljauwinsuline;
3. runderinsuline en kabeljauwinsuline werken in het lichaam van de paling antagonistisch.

Welke van deze beweringen is of welke zijn in overeenstemming met de in afbeelding A 341 weergegeven resultaten?



-

1/3 Glucose, insuline en nierfunctie.

Vier beweringen over de glucose- en de insulineconcentratie in het bloed bij de mens zijn:

1. Als door de dekweefselcellen van de dunne darm na een koolhydraatrijke maaltijd glucose wordt geresorbeerd, stijgt de afgifte van insuline.
2. Als iemand enkele uren niet heeft gegeten, stijgt de afgifte van insuline.
3. Als de insulineconcentratie in het bloed laag is, wordt door bepaalde organen, waaronder lever en spieren, weinig of geen glucose uit het bloed opgenomen.
4. Een hoge insulineconcentratie stimuleert de afgifte van glucose door de lever.

Welke van deze beweringen zijn juist?

2/3 Glucose, insuline en nierfunctie.

Als bij een patiënt met onbehandelde diabetes mellitus (= suikerziekte) de glucoseconcentratie van het bloed langdurig is verhoogd, kan glucose in de urine worden aangetoond.

Leg aan de hand van de nierwerking uit waardoor bij die patiënt glucose in de urine aanwezig is.

3/3 Glucose, insuline en nierfunctie.

De nierkanaaltjes zijn bekleed met dekweefselcellen.
Drie functies die dekweefsel kan hebben, zijn:

1. productie van slijm,
2. bescherming tegen het externe milieu,
3. resorptie.

Welke van deze functies heeft het dekweefsel van een nierkanaaltje?

1/2 Hormonen.
Zie figuur B 2390 van de bijlage.

Een proefpersoon in rust krijgt op tijdstip 0 een injectie met een bepaald hormoon. Daarna wordt elk uur de concentratie glucose in het bloed bepaald. Vijf uur na het begin van het experiment wordt opnieuw een hormoon ingespoten. In het diagram van de afbeelding zijn de resultaten van de bepalingen gedurende 9 uur weergegeven.

Welk van de hormonen adrenaline, glucagon en insuline werd op tijdstip 0 ingespoten?

2/2 Hormonen.

Welk of welke van de hormonen adrenaline, glucagon en insuline kan vijf uur na het begin van het experiment zijn ingespoten?

1/4 Insuline.
Zie figuur B 2456 en figuur A 451 van de bijlage.

In cellen van de eilandjes van Langerhans in de alvleesklier bevindt zich het pre-pro-insuline. Dit is een eiwit waaruit via pro-insuline insuline wordt gevormd. In figuur B 2456 is dit proces schematisch weergegeven. Figuur A 451 geeft een pro-insulinemolecuul in detail weer. De aminozuren waaruit het pro-insulinemolecuul is samengesteld, zijn met lettercombinaties aangegeven. Een insulinemolecuul bestaat uit 51 aminozuren.

Over de vorming van insuline uit pro-insuline worden twee beweringen gedaan:

1. wanneer een binding tussen de aminozuren arginine (Arg) en glycine (Gly), en de binding tussen de aminozuren alanine (Ala) en arginine (Arg) wordt verbroken, kan insuline uit pro-insuline ontstaan;
2. bij de vorming van insuline uit pro-insuline wordt water verbruikt.

Welke van deze beweringen is of welke zijn juist?

2/4 Insuline.

Insuline kan zich binden aan receptoren in celmembranen. Het aantal van deze insulinereceptoren is bij één persoon niet steeds hetzelfde. Er zijn verschillende opvattingen over de oorzaak daarvan. Sommige onderzoekers veronderstellen dat het aantal receptoren afhankelijk is van de hoeveelheid insuline die gedurende langere tijd in het bloed aanwezig is geweest: hoe meer insuline in het bloed, des te minder receptoren bevinden zich in de celmembranen.
Drie personen worden vergeleken:

- persoon 1 sport altijd veel en eet matig,
- persoon 2 beweegt weinig en eet altijd veel brood en aardappelen,
- persoon 3 gebruikt dagelijks een koolhydraat-arm dieet.

Bij welke van deze personen neemt volgens bovenstaande opvatting op den duur het aantal receptoren voor insuline per cel af?

3/4 Insuline.

Als een vrouw zwanger wordt, verandert haar hormonenhuishouding. Eén van de effecten daarvan is dat haar lichaamscellen minder gevoelig worden voor insuline. Tijdens een normale zwangerschap wordt dit gecompenseerd doordat de cellen van de eilandjes van Langerhans meer insuline gaan afgeven.
Een vrouw heeft diabetes mellitus (= suikerziekte) doordat zij geen insuline produceert.
Zij spuit zichzelf dagelijks insuline in. Deze vrouw wordt zwanger.

Moet zij volgens bovenstaande gegevens tijdens haar zwangerschap minder, evenveel of meer insuline inspuiten dan vóór haar zwangerschap?

4/4 Insuline.
Zie figuur B 2415 van de bijlage.

In een experiment werd bij een hond de alvleesklier weggehaald. Als gevolg daarvan wordt in vetcellen het enzym lipase, dat door insuline wordt geremd, geactiveerd. Onder invloed van dit lipase geven de vetcellen vetzuren aan het bloed af.
De concentraties vetzuren en glucose in het bloed van de hond werden gemeten. De resultaten werden uitgezet in een diagram. Een deel van dit diagram en de toelichting werden door waterschade onleesbaar. Wat leesbaar bleef, is te zien in de afbeelding.
Het verloop van de glucoseconcentratie in het bloed gedurende de meetperiode na het wegnemen van de alvleesklier is in de afbeelding niet meer te zien.

Wat is het verloop van de grafiek van de glucoseconcentratie in de afbeelding geweest?

1/4 Regulatie.
Zie figuur B 2604 van de bijlage.

In een onderzoek wordt bij een proefpersoon in rust het verloop van het glucosegehalte van zijn bloed bepaald voor en na het nuttigen van een koolhydraatrijke maaltijd.

De resultaten zijn weergegeven in het diagram van de afbeelding. Tijdstip 0 is het tijdstip waarop hij deze maaltijd heeft beëindigd. Hij eet niet meer tot tijdstip S.

Teken in de bijlage het verdere verloop van de grafiek in het traject R-S.

2/4 Regulatie.

Het glucosegehalte in traject R - S wordt geregeld door insuline en glucagon.

Hoe veranderen de concentraties van deze hormonen in de eerste twee uur na tijdstip R?

3/4 Regulatie.
Zie figuur A 532 van de bijlage.

Bij een baby worden gedurende de eerste uren na de geboorte het glucosegehalte en het insulinegehalte van het bloed bepaald. De baby krijgt gedurende deze tijd nog geen voeding. Enkele resultaten zijn weergegeven in het diagram van de afbeelding.

Vier leerlingen geven een verklaring voor de daling van het glucosegehalte van het bloed zoals die in de afbeelding is weergegeven.

Leerling 1: Het glucosegehalte daalt doordat de glucose-aanvoer uit de placenta ophoudt.
Leerling 2: Het glucosegehalte daalt doordat in de lever nog te weinig glycogeen is gevormd.
Leerling 3: Het glucosegehalte daalt doordat de productie van adrenaline nog niet op gang is gekomen.
Leerling 4: Het glucosegehalte daalt doordat het energieverbruik van de baby na de geboorte stijgt.

Welke van deze leerlingen geeft of welke geven een verklaring waarin een of meer juiste oorzaken voor de daling van het glucosegehalte van het bloed zijn genoemd?

4/4 Regulatie.
Zie figuur B 2605 van de bijlage.

In de afbeelding zijn de nieren van de mens schematisch weergegeven met aan- en afvoerende vaten. Vier plaatsen zijn aangeduid met P Q, R en S.
Bij een persoon wordt de gemiddelde glucoseconcentratie op de aangegeven plaatsen vergeleken.

Tussen welke twee plaatsen is het verschil in glucoseconcentratie het grootst?

Stofwisseling.
Zie figuur E 43 van de bijlage.

Een proefpersoon gaat na het nuttigen van een maaltijd twee dagen vasten. Tijdens die 48 uur worden de concentraties van verschillende stoffen in de lever en in het bloed gemeten:

1. de concentratie glucose in het bloed;
2. de concentratie glycogeen in de lever;
3. de concentratie tri-acylglycerol (TAG) in het bloed;
4. de concentratie vrije vetzuren in het bloed.

De resultaten van deze metingen zijn weergegeven in de vier diagrammen van de afbeelding.

In de diagrammen van de afbeelding worden de perioden I, II en III onderscheiden.

In welke van deze perioden is de afgifte van insuline het grootst?

Diabetes mellitus.

Diabetes mellitus (= suikerziekte) kan ontstaan door verschillende oorzaken.
De ziekte kan het gevolg zijn van het feit dat er onvoldoende insuline wordt geproduceerd (diabetes type 1).
Bij diabetes type II produceren de eilandjes van Langerhans wel insuline, maar nemen de cellen in het lichaam te weinig glucose uit de weefselvloeistof op door een ontregeling van het opname-mechanisme.
Bij het opname-mechanisme speelt de insuline-receptor een rol.
Men veronderstelt dat er bij diabetes type II te weinig insuline-receptoren zijn of dat de receptoren te weinig affiniteit met insuline hebben.
Bij beide typen diabetes wordt het teveel aan glucose in het bloed uitgescheiden met de urine.

Is het insulinegehalte in het bloed van onbehandelde patiënten met diabetes type II gemiddeld per 24 uur lager dan, gelijk aan of hoger dan dat bij gezonde mensen?

Een infuus.

Na een operatie kan een patiënt van voedingsstoffen worden voorzien door middel van een infuus. Hierbij wordt een holle naald in een bloedvat gestoken. Via een slangetje wordt dan vloeistof met voedingsstoffen in het bloed gebracht. De samenstelling van de infuusvloeistof is afhankelijk van de behoefte van de patiënt.

Onder bepaalde omstandigheden is het nodig om aan een bepaalde patiënt een infuusvloeistof met 40% glucose toe te dienen. Om te voorkomen dat deze infuusvloeistof de koolhydraathuishouding van de patiënt zal verstoren, wordt aan het infuus een bepaald hormoon toegevoegd.

Krijgt deze patiënt adrenaline, glucagon of insuline?