Эволюционные преобразования в дыхательной системе хордовых

Функции дыхательной системы

Вопрос 69. Филогенез пищеварительной и дыхательной систем хордовых животных. Онтофилогенетические пороки. Примеры.

Филогенез пищеварительной системы:

1. Усиление главной функции:

а) удлинение и дифференцировка кишечной трубки на отделы;

б) развитие в переднем отделе органов захвата и механической обработки пищи: челюстей, зубов, языка;

в) развитие пищеварительных желез;

г) развитие структур, обеспечивающих наиболее интенсивное всасывание питательных веществ (продольные и поперечные складки, ворсинки, микроворсинки тонкого кишечника).

2. Разделение органов и функций:

— разделение ротовой полости на отделы: дыхательный и пищеварительный.

4. Расширение количества выполняемых функций (пищеварительной, защитной, гормональной, синтеза витаминов, терморегуляторной).

Филогенез дыхательной системы:

Органы дыхания обеспечивают газообмен между организ­мом и окружающей средой.

Обмен газов осуществляется путем диффузии, и для того, чтобы она происходила, дыхательная поверхность должна удов­летворять следующим условиям:

— должна быть проницаемой для газов;

— образующий ее слой должен быть тонким, так как диффузия эффективна на расстоянии не более 1 см;

— должна быть влажной, так как кислород и СО2 диффундиру­ют в растворе;

— дыхательная поверхность должна быть большой, чтобы через нее могли обмениваться достаточные количества газов в со­ответствии с потребностями организма.

У простейших, губок, кишечнополостных, большинства червей обмен газов между клетками и средой осуществляется путем диффузии через всю поверхность тела. С усложнением организации и увеличением размеров тела появляются специ­альные органы, выполняющие функцию газообмена. У беспо­звоночных животных органы дыхания развиваются как впячивания или выпячивания наружных покровов, у позвоночных они являются производными кишечной трубки.

1. Газообмен между организмом и окружающей средой.

2. Экскреторная функция — выведение из организма продуктов диссимиляции СО2, Н2О.

3. Очищение, согревание, увлажнение воздуха в верхних от­делах дыхательных путей у млекопитающих.

4. Участие в звукообразовании у позвоночных.

5. Участие в обонятельной рецепции у позвоночных.

1. Усиление главной дыхательной функции:

а) увеличение поверхности газообмена;

б) дифференцировка воздухоносных и респираторных отде­лов;

в) совершенствование механизмов дыхания: появление грудной клетки, дыхательной мускулатуры.

2. Расширение количества выполняемых функций: очище­ние, согревание, увлажнение воздуха; терморегуляция, звуко­образование.

3. Субституция функций: дыхание с помощью жабр у назем­ных позвоночных замещается газообменом в легких.

4. Смена функций: плавательный пузырь древних кистеперых рыб преобразуется в орган дыхания.

5. Разделение функций и органов:

а) у наземных позвоночных отделение дыхательных путей от первичной пищеварительной трубки;

б) в легких позвоночных разделение воздухоносных и респи­раторных отделов.

Онтофилогенетические пороки развития пищеварительной системы:

Пороки развития пищеварительной системы выражаются в не­доразвитии (гипогенезия) или полном отсутствии развития (агенезия) участков кишечной трубки или ее производных, в отсутствии естественного отверстия (атрезии, например пищевода, ануса), сужении (стенозы) канала, персистировании эмб­риональных структур, незавершенном повороте и гетеротопии раз­личных тканей в стенку желудочно-кишечного тракта.

Существует несколько гипотез, объясняющих ме­ханизм их возникновения. По одной из них, это персистирование физиологической атрезии, заключающееся во временной закупорке просвета кишечной трубки на 6-й неделе развития в связи с нарушением реканализации. По другой — это сосудистая недоста­точность. В эксперименте на собаках путем перевязки у плодов верхней брыжеечной артерии удалось получить некоторые формы атрезии и стеноз. Есть гипотеза внутриутробного воспалительного процесса. Этиология этих пороков гетерогенна. Среди изолирован­ных пороков, по-видимому, большинство мультифакториальны.

Пороки начальных отделов пищеварительной трубки:

1.односторонняя или двусторонняя расщелина верхней губы, верхней челюсти;

2. незаращение твердого неба;

3.наличие дополнительных зубов, трем(промежутки между зубами), диастем (промежуток между центральными резцами на верхней или на нижней челюсти), кониче­ских зубов, сильно развитых клыков, нарушение прикуса;

4.отсутствие, недоразвитие барабанной полости, слуховых косточек, низкое расположение слуховых проходов;

5. латеральные кисты шеи;

6. эзофаготрахеальные свищи.

Пороки среднего и заднего отделов пищеварительной трубки:

7. гипоплазия — недоразвитие различных отделов пищева­рительной системы:

• укорочение пищевода, тонкого и толстого кишечника;

• недоразвитие или полное отсутствие слепой кишки с аппендиксом;

• недоразвитие печени и поджелудочной железы;

8. наличие меккелева дивертикула(локальное мешковидное выпячивание стенки подвздовшной кишки, образовавшеяся вследствие неполного заращения желточного протока, который участвует в питании плода)

9. неполное разделение клоаки на прямую кишку и мочепо­ловые протоки;

10. наличие фрагментов тканей поджелудочной железы в стенке желудочно-кишечного тракта, в печени, желчном пузыре и его протоке как следствие гетеротопии.

11. Из многочисленных вариантов врожденных пороков прямой кишки и анального отверстия наблюдается персистирование клоаки возникающее в результате нарушения разделения клоаки на мочеполовой синус и анус при этом мочеполовые пути и прямая кишка объединены.

Онтофилогенетические пороки развития дыхательной системы:

1. Пороки, отражающие первоначальную общность пищева­рительной и дыхательной систем:

а) незаращение твердого неба;

б) эзофаготрахеальные свищи — каналы, соединяющие пи­щевод и трахею;

в) бранхиогенные свищи и кисты.

2. Пороки легких человека, базирующиеся на остановке раз­вития легких на различных этапах органогенеза и отражающие филогенез легких позвоночных:

а) агенезия — остановка роста бронхолегочных почек на 3—4-й неделе эмбриогенеза, при этом легкое не развивается;

б) аплазия — есть только слепо заканчивающийся главный бронх. Бронхиальное дерево и паренхима легкого не развиваются;

в) гипоплазия — недоразвитие или неправильное формиро­вание структур легкого: пороки ветвления, редукция части бронхов и легочной паренхимы При остановке ветвления бронха возможно образование бронхолегочных кист.

Дата добавления: 2014-01-04