Филогенез систем органов позвоночных животных Кафедра биологии с экологией и курсом фармакогнозии Лекция 8 Доцент ЗУБАРЕВА Е.В.

ПЛАН Филогенез кровеносной системы. Пороки развития. Филогенез мочеполовой системы. Пороки развития. Филогенез нервной системы. Пороки развития. Филогенез эндокринной системы. Пороки развития.

Познание закономерностей эволюции систем органов позволяет врачу: - понять причины происхождения аномалий развития - появление рудиментов и атавизмов - найти оптимальные пути реконструкции органов - оценить возможности восстановления функций органов - увидеть доказательства животного происхождения человека

Эволюция кровеносной системы шла по пути: появления и дифференцировки сердца (от двух- к четырехкамерному) появления и дифференцировки сердца (от двух- к четырехкамерному) увеличения кругов кровообращения (от одного круга кровообращения к двум) увеличения кругов кровообращения (от одного круга кровообращения к двум) разделения артериального и венозного кровотока разделения артериального и венозного кровотока уменьшения числа и преобразования жаберных артерий (артериальных дуг). уменьшения числа и преобразования жаберных артерий (артериальных дуг).

Эволюция сердечно-сосудистой системы позвоночных РЫБЫ ЗЕМНОВОДНЫЕ ПТИЦЫ РЕПТИЛИИ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ

Ланцетник - 1 круг кровообращения - внутренние органы снабжаются артериальной кровью. - брюшная аорта – пульсирующий сосуд с венозной кровью, от которой отходят приносящие жаберные артерии и идут на жаберные перегородки, где и обогащаются кислородом.

РЫБЫ - 1 круг кровообращения - Внутренние органы и головной мозг рыб снабжаются артериальной кровью. - Сердце 2-х камерное: 1 предсердие и 1 желудочек -От желудочка отходит артериальный конус - брюшная аорта - 4 пары жаберных сосудов

ЗЕМНОВОДНЫЕ - 2 круга кровообращения - Сердце 3-х камерное: 2 предсердия и 1 желудочек - От правой части желудочка отходит 1 сосуд (брюшная аорта) - Брюшной сосуд : на 3 пары артериальных сосудов: а) кожно-легочные б)левая и правая дуги аорты в) сонные артерии - Внутренние органы снабжаются смешанной кровью.

РЕПТИЛИИ 1. Сердце 3-х камерное 2. От сердца отходят 3 сосуда: правая дуга аорты - от левой части желудочка левая дуга аорты - от средней части легочная артерия - от правой части желудочка 3. Внутренние органы снабжаются смешанной кровью 4. Сердце расположено каудально в связи с появлением шеи

У теплокровных животных птиц и млекопитающих Наблюдается: 1. Разделение сердца на правую (венозная кровь) и левую (артериальная кровь)половины 2. Сердце 4-х камерное (2 предсердия +2 желудочка)

Полное разделение артериальной и венозной крови От сердца отходят 2 сосуда: - дуга аорты (у птиц – правая, у млекопитающих - левая) - легочная артерия Все органы снабжаются артериальной кровью

Онтогенетически обусловленные пороки, связанным с нарушением развития сердца 1. Дефект межпредсердной перегородки 2. Дефект межжелудочковой перегородки 3. 3-х камерное сердце с 1 желудочком 4. Шейная эктопия сердца и др.

1:1000 новорожденных 2,5 –5 :1000 Дефект межжелудочковой перегородки (ДМЖП)

1. Дефект межжелудочковой перегородки 2. Стеноз (сужение) клапана легочной артерии 3. Утолщение стенки правого желудочка 4. Расположение аорты над дефектом межжелудочковой перегородки Тетрада Фалло 20-30% новорожденных

Преобразование жаберных артерий в сосуды у тетрапод В эмбриогенезе закладывается 6-7 пар жаберных артерий; В эмбриогенезе закладывается 6-7 пар жаберных артерий; 1,2, 5, 7 – редукция 1,2, 5, 7 – редукция 3 – сонные артерии 3 – сонные артерии 4 – дуги аорты (левая и правая, только левая, только правая) 4 – дуги аорты (левая и правая, только левая, только правая) 6 – легочные артерии (или кожно- легочные) 6 – легочные артерии (или кожно- легочные)

Атавистические пороки развития сосудов 1. Персистирование 2 дуг аорты 2. Редукция левой дуги и сохранение правой дуги аорты 3. Персистирование артериального (Баталова) протока и др.

Одна артерия отходит от сердца и формирует аорту и легочную артерию. Клапан может иметь только одну или две створки утолщенные и неэластичные

Клапан легочной артерии непроходим. Кровь не может поступать из правого желудочка в легочную артерию и легкие. Аорта соединена с правым желудочком, а легочная артерия соединена с левым желудочком (транспозиция) ТРАНСПОЗИЦИЯ

Тотальный аномальный дренаж легочных вен Легочные вены не соединены с левым предсердием и несут кровь в правое предсердие. Аномальный дренаж легочных вен проявляется утомляемостью, отставанием в физическом развитии, болями в сердце, одышкой, повторными пневмониями. Хирургические коррекции аномального дренажа легочных вен различаются в зависимости от типа порока.

Эволюционные преобразования Усиление главной функции (транспорт) Расширение функций (гуморальная, защита) Изменения, обусловленные сменой среды обитания: - редукция АЖД - появление 2 кругов - смещение сердца и др.

Мочевыделительная система Пути эволюции: 1. Последовательная смена трех типов почек: Pronephros – Mesonephros – Metanephros; 2. Увеличение выделительной поверхности

Мочевыделительная система Совершенствование 3. Элементарной функциональной единицы почек – нефрона; 4. Механизмов, стимулирующих обратное всасывание воды; 5. Закладки, развития и дифференцировки выделительных протоков.

Предпочка - Pronephros Нефрон (в количестве 2-12) начинается воронкой с ресничками по краю. Выделительный каналец короткий и прямой. Сосудистый клубочек не связан с выделительным канальцем. Сосудистый клубочек находится в выемке целома. Функционирует у личинок рыб и земноводных

Первичная почка – Mesonephros Нефрон (до нескольких сотен) сохраняет воронку. В стенке выделительного канала формируется капсула Шумлянского с крупным сосудистым клубочком (мальпигиево тельце). Выделительный канал удлиняется Функционирует у взрослых рыб и земноводных

Вторичная почка – Metanephros Каждый нефрон (до 1 млн. ) начинается с капсулы Шумлянского-Боумена Воронка редуцирована Имеются дистальный и проксимальный извитые отделы канальца. Формируется петля Генле Функционирует у взрослых пресмыкающихся и млекопитающих

Мочеточник предпочки (пронефрический канал) Мюллеров канал Вольфов канал Эволюция мочеполовых протоков

Анамнии - самец Вольфов канал: функция смешанная - мочеточника и семяпровода. Мюллеров канал редуцируется

Анамнии - самка Вольфов канал - функция только мочеточника Преобразование Мюллерова канала в яйцевод

Амниоты – самец 1- почка (метанефрос); 4 - Мюллеров - редуцируется 15- Вольфов канал – семяпровод; 17 мочеточник (формируется заново) самец самка

Амниоты – самка 1 почка; 2 мочеточник формируется заново 4 – Мюллеров канал - яйцевод 12 Вольфов канал (редуцируется) 20 мочевой пузырь самка самец

Онтофилогенетически обусловленные пороки выделительной системы аномалии количества (агенезия, аплазия, добавочная почка) аномалии положения: - дистопия - сращение почек - подковообразная почка аномалии структуры (простая киста почки, поликистоз почки)

Подковообразная почка I-образная почка L-образная S -образная Поликистоз почек Аномалии сращения почек

Направления эволюционных преобразований Субституция (смена почек) Полимеризация однородных структур (увеличение числа нефронов) Усиление главной функции (фильтрация крови) Разделение функций (формирование яйцевода и семяпровода)

Пути преобразования половой системы Усиление связи с выделительной системой Переход от наружного оплодотворения к внутреннему Морфологическое усложнение полового аппарата Специализация половых желез

Пути эволюции нервной системы позвоночных Дифференцировка нервной трубки на головной и спинной мозг. Преобразование переднего отдела нервной трубки: от 3 мозговых пузырей к 5 мозговым пузырям к 5 отделам головного мозга. Прогрессивные усложнения 5 основных отделов головного мозга.

Пути эволюции нервной системы позвоночных Появление изгибов, приводящих к формированию объемной системы. Увеличение количества нервных клеток и массы мозга. Увеличение объема крыши мозга по отношению к дну.

Пути эволюции нервной системы позвоночных возникновение и совершенствование коры переднего мозга, формирование борозд и извилин. Увеличение количества контактов (синапсов) между нервными клетками. Смена типов мозга: ихтиопсидный - зауропсидный (стриарный) - маммальный (маммалийный).

Пути эволюции нервной системы позвоночных установление непосредственной связи между передним и спинным мозгом. увеличение числа черепно- мозговых нервов. дифференцировка периферической н.с.

РЫБЫЗЕМНОВОДНЫЕ РЕПТИЛИИ ПТИЦЫ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ Эволюция нервной системы позвоночных

Тип мозга – ИХТИОПСИДНЫЙ Ведущий отдел – СРЕДНИЙ Передний мозг НЕ разделен на полушария, НЕ содержит на крыше клеточных элементов, функция – только обонятельный центр 10 пар черепно-мозговых нервов 1 изгиб – в области среднего мозга Костные рыбы

ЗЕМНОВОДНЫЕ Тип мозга – ИХТИОПСИДНЫЙ Ведущий отдел – СРЕДНИЙ Передний мозг разделен на два полушария, функция – обонятельный центр 10 пар черепно-мозговых нервов

РЕПТИЛИИ - ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ Тип мозга –ЗАУРОПСИДНЫЙ Ведущий отдел – ПЕРЕДНИЙ – ДНО (СТРИАРНЫЕ ИЛИ ПОЛОСАТЫЕ ТЕЛА) ПОЯВЛЯЮТСЯ ЗАЧАТКИ КОРЫ (латеральные и медиальные участки) 12 пар черепно-мозговых нервов Появляется 2 изгиб – в области продолговатого мозга (затылочный)

Тип мозга –ЗАУРОПСИДНЫЙ (СТРИАРНЫЙ) Ведущий отдел – ПЕРЕДНИЙ – ДНО (СТРИАРНЫЕ ИЛИ ПОЛОСАТЫЕ ТЕЛА) КОРА ТОНКАЯ (ГИПЕРСТРИАТУМ) Мощно развиты зрительные доли среднего мозга, мозжечок ПТИЦЫ

Млекопитающие Тип мозга –МАММАЛИЙНЫЙ Ведущий отдел – ПЕРЕДНИЙ – КОРА ПОЛУШАРИЙ Мозжечок включает червь и два полушария Появляется 3-й изгиб – в области Варолиева моста (мостовой)

Главные преобразования НС Усиление координирующей функции (преобразования нейронов) Субституция (смена типов мозга) Расширение функций (новые центры, ВНД) Смена функций (передний, средний мозг) Гетерохрония (передний)

Обусловленные онтофилогенетически пороки ЦНС Механизм возникновения – рекапитуляция. - отсутствие дифференцировки на 2 полушария, недоразвитие коры (прозэнцефалия), порок формируется на 4 неделе эмбриогенеза, несовместим с жизнью.

Обусловленные онтофилогенетически пороки ЦНС - отсутствие полушарий при сохранении черепа - нарушение дифференцировки коры (агирия, олигогирия, пахигирия) - ихтиопсидный, зауропсидный типы головного мозга и др.

Грыжи головного мозга: -Менингоцеле -Энцефалоцеле -Энцефалоцистоцеле Грыжи спинного мозга: -Менингоцеле -Миеломенингоцеле -Миелоцистецеле -Рахишизис - Spina bifida occulta

Филогенез эндокринной системы (ЭС) Появление новых элементов тканей, органов, химических соединений - усложнение строения Усиление регуляторной и интегрирующей функций Олигомеризация (тимус) Гетеротопия (щитовидная)

Филогенез эндокринной системы (ЭС) Централизация ЭС Концентрация ЭС Изменение и расширение функций гормонов Совершенствование связи с НС и иммунной системами

Эндокринная система: Пространственное разнесение в организме желез; Действие на удаленные от ЭС органы; Высокая биологическая активность гормонов Специфичность гормонов

Гипофиз Гипофиз - это центральная железа ЭС, расположенная в основании черепа, в костном углублении - турецком седле. В передней доле гипофиза (аденогипофиз) - тропные гормоны, стимулирующих другие эндокринные железы (ТТГ, АКТГ, ГТГ, СТГ). Промежуточная доля - меланостимулирующий гормон, пролактин Задняя доля (нейрогипофиз) - депо гормонов, синтезированных в гипоталамусе (вазопрессин, окситоцин).

Нарушение функции гипофиза

Щитовидная железа Изначально- цельная структура, у костных – на левую и правую половины, состоящих из большого числа фрагментов; У наземных- компактизация в две доли, у млекопитающих + перешеек Гормоны йодсодерджащие – тироксин, трийодтиронин. Парафолликулярные клетки (ультимобранхиальные тельца) синтезируют не содержащий йод – кальцитонин (уменьш. Са).

Врожденный зоб Паращитовидные железы – выделяют паратгормон (увеличивают Са в крови, но уменьшают его количество в костях). У млекопитающих срастаются со щитовидной железой.

Тимус (вилочковая железа) Контролирует преждевременное половое созревание, развитие вторичных половых признаков, участвует в иммунитете. У человека образуется из IIII, IV пар жаберных мешков.

Надпочечники Эволюция шла в направлении объединения 2-х отделов (коркового и мозгового) в единую компактную структуру. Гормоны: в мозговом веществе – адреналин и норадреналин, в корковом веществе – альдостерон, кортизон, кортикостерон, мужские половые гормоны (андрогены) и др.

Поджелудочная железа Развивается из энтодермального выпячивания первичной кишки. Островки Лангерганса выполняют эндокринную функцию. Гормоны: глюкогон, инсулин.

Половые железы В семенниках (яичках) помимо половых клеток вырабатываются мужские половые гормоны – тестостерон, андрогены. В яичниках помимо половых клеток вырабатываются эстрогены и прогестерон.

Эмбриопатии эндокринной системы: 1. Аплазия 2. Гипоплазия, гиперплазия 3. Гипертрофия 4. Эктопия 5. Дисфункция 6. Персистирование 7. Добавочные доли и пр.

Спасибо за внимание!