Перечислите и обоснуйте возникновение онтофилогенетических пороков легких у человека.

2) 1. Ланцетник: 100-150 жаберных щелей+нет капелляров (только жаб.артерии).

Рыбы: 4-5 жаберных щелей, покрыты капеллярами, жабры. Кистеперые - есть воздухоносный пузырь.

Амфибии: в личин.состоянии фунукц-т жабры, во взрослом – крупноячеистые легкие с малой дыхат.поверхностью (воздух в них попадает за счет глотат.движений), нет грудной клетки и диафрагмы, впервые гортань (легкие сразу от гортани); газообмен: легкие-30%, кожа-70%.

Рептилии: газообмен легкие – 100% (кожа ороговела). Не полностью отграничено пространство нос-рот. Деление: гортань – трахея – бронхи (2х порядков) – легкие (мелкоячеястые – большая дых.поверхность). Впервые диафрагма (но не участвует в дыхании, оно за счет сокращения межреберных мышц).

Млекопитающие: полное деление нос-рот (перекрест в глотке). Бронхи: многократно разветвляются (16 порядков) до бронхиол – альвиол (выстланы мерцательным эпителием), основная мышца – диафрагма.

Изменения органов дыхания.

У низших беспозвоночных специальные органы дыхания отсутству­ют, газообмен происходит через покровы — диффузное дыхание (кишечнополостные, плоские, круглые черви). Энергетический обмен таких животных отличается малой интен­сивностью. У многих беспозвоночных появляются приспособления, увеличивающие дыхательную поверхность в виде местных специализи­рованных органов дыхания. У водных форм органы дыхания пред­ставлены жабрами, у наземных — легкими и трахеями.

Ланцетник: функцию органов дыхания у низших хордовых (ланцетник) принимает на себя передняя часть кишечной трубки. В стенках глотки имеется 100—150 пар отверстий, или жаберных щелей. Органами дыхания служат межжаберные перегородки, в которых проходят кровеносные сосуды — жаберные артерии. Вода, проходя через жаберные щели, омывает перегородки, и кислород диффун­дирует через стенки артерий. Поскольку жаберные артерии ланцетника не разветвляются на капилляры, общая поверхность, через которую поступает кислород, невелика, окислительные процессы идут на низком уровне, поэтому ланцетник ведет малоподвижный, пассивный образ жизни.

Рыбы: появление на межжаберных перегородках многочисленных эпителиальных выростов - жаберных лепестков. Жаберные лепестки, распо­ложенные на одной перегородке, составляют жабру. Жаберные артерии рыб в отличие от ланцетника образуют в жаберных лепестках густую сеть капилляров. Дыхательная поверхность за счет лепестков резко увеличивается, поэтому число жаберных перегородок у рыб сокраща­ется до четырех. Эти изменения сочетаются с прогрессивными изменениями органов кровообращения. Жаберные щели у рыб возникают путем выпячивания стенки глотки. Сначала образуются парные слепые выросты — жаберные мешки, растущие по направлению к периферии. Навстречу каждому из них образуется впячивание кожных покровов. Выросты глотки и выросты кожи растут друг другу навстречу. На месте их соединения ткань прорывается и образуется щель, соединяющая полость глотки с наружной средой, т. е. жаберная щель. Позднее на перегородках образуются жаберные лепестки. У большинства рыб закладываются пять пар жаберных мешков.

У кистеперых рыб появляются, наряду с жабрами, органы для использования атмосферного кислорода - плавательный пузырь, представляющий собой парный мешковидный вырост брюшной стороны глотки, стенки которого богаты кровеносными сосудами. Пузырь соединен с глоткой короткой широкой камерой. Кровоснабже­ние происходит за счет 4-й жаберной артерии, окисленная кровь поступает прямо в сердце.

Амфибии обладают способностью жить в наземных условиях, что обусловило дальнейшее развитие органов дыхания в виде легких и кожи. Легкие земноводных гомологичны плавательному пузырю кистеперых рыб. Они представляют собой два мешка, соединенных с глоткой небольшой гортанно-трахейной камерой (впервые гортань, легкие сразу от гортани). Так же, как плавательный пузырь кистеперых рыб, они снабжаются кровью от 4-й жаберной артерии. Легкие амфибий весьма примитивны: крупноячеистые, стенки легочных мешков гладкие, с небольшими перегородками, дыхательная площадь мала. Количество кислорода через легкие - лишь 30-40%. Воздухоносные пути слабо дифференцированы. В связи с недостаточным развитием легких основным органом дыхания служит кожа, в которой имеется большое количество мелких кровеносных сосудов-капилляров.

Рептилии с переходом к жизни на суше происходит дальнейшее развитие дыхательной системы. Кожа рептилий выключа­ется из дыхания, поскольку толстая роговая чешуя, защищающая рептилий от высыхания, препятствует газообмену, и легкие становятся основным органом дыхания. Дыхательная поверхность легочных мешков резко увеличивается благодаря появлению на их стенках большого количества разветвленных перегородок, в которых проходят кровеносные сосуды. Одновременно наблюдаются прогрессивные изменения в воздухоносных путях. В трахее формируются хрящевые кольца, разделяясь, она дает два бронха. Начинается формирование внутрилегочных бронхов. Дистальные края перегородок покрыты мерцательным эпителием, а в наиболее крупных из них появляются хрящи. В результате образуются стенки внутрилегочных бронхов.

Млекопитающие полное деление от пищ.с-мы(нос-рот). Легкие наиболее сложного строения. Д.пути выстланы мерцательным эпителием. Характерен древовидный тип разветвления бронхов. Основной бронх делится большое количество вторичный бронхов, те в свою очередь распадаются на бронхи 3-го порядка, далее - многочисленные мелкие бронхи 4,..16 порядка, далее - тонкостенные трубочки - бронхиолы. На концах бронхиол находятся мелкие пузырьки - альвеолы. Стенки каждой альвеолы оплетены густой сетью капилляров, где и происходит газообмен. Количество альвеол достигает огромного числа, благодаря чему дыхательная поверхность резко возрастает. У ряда млекопитающих поверхность легких в 50—100 раз больше поверхности тела. Основная мышца-диафрагма.

У человека площадь легких составляет 90м² и превышает поверхность тела во много раз, ветвления бронхов составляют 23 порядка.

Основное направление эволюции дыхательной системы заключается в увеличении дыхательной поверхности, обо­соблении воздухоносных путей. В процессе эволюции возникают изменения в органах дыхания, обеспечивающие более высокий уровень окислительных процессов

3.Органы дыхания развиваются: энтодерма (глотка-гортань-трахея-бронхи-бронхиолы-легкие), нос.полость – эктодерма (?)

Эмбриогенез органов дыхательной системы:

Носовая полость развивается из ротовой бухты. Глотка является производным передней кишки. Зачаток органов дыхания: гортань, трахея, бронхи и легкие человека развиваются из общего зачатка, который появляется на 3-ей или 4-ой неделе эмбриогенеза путем выпячивания вентральной стенки передней кишки (гортанно-трахеальный вырост или респираторный дивертикул). Респираторный дивертикул отделяется от передней кишки двумя продольными эзофаготрахеальными (трахеопищеводными) бороздами, вдающимися в просвет передней кишки в виде гребней. Эти гребни, сближаясь, соединяются, и формируется эзофаготрахеальная перегородка. В результате передняя кишка разделяется на дорсальную (пищевод) и вентральную (трахея и легочные почки) части. Респираторный дивертикул, удлиняясь в каудальном направлении, формирует по средней линии будущую трахею, которая заканчивается двумя мешковидными выпячиваниями – легочными почками. Правая легочная почка делится на три, а левая на два главных бронха, из которых формируется бронхиальное дерево легких. К концу 6-го месяца в нем насчитывается 17 ветвлений. Образование терминальных бронхиол происходит на 5-6 месяце внутриутробного развития. Процесс ветвления бронхиол заканчивается после рождения.

Дифференцировка легких проходит последовательно три этапа:

- первый: 5-15нед. дальнейшие ветвление воздухоносных путей, развитием хрящей трахеи и бронхов, появлением бронхиальных артерий;

- второй: 16-25нед. появление респираторных и терминальных бронхиол, а также канальцев (прообразов альвеолярных мешочков) и подрастанием к ним капилляров;

- третий: 26-40 нед. массовое преобразование канальцев в мешочки (первичные альвеолы), увеличение числа альвеолярных мешочков, дифференцировка альвеолоцитов и появлением сурфактанта.

Синтез и секреция сурфактанта осуществляется пневмоцитами 2-го типа. Функция сурфактанта – снижение сил поверхностного натяжения альвеол и повышение эластичности легочной ткани. Сурфактант предотвращает спадение альвеол в конце выдоха. К рождению легкие заполнены жидкостью, в большом количестве содержащей хлориды, белок, некоторое количество слизи, поступающей из бронхиальных желез, и сурфактант. Количество сурфактанта в жидкости возрастает, особенно в течение последних двух недель перед рождением. После рождения, с началом функционирования органов дыхания, большая часть легочной жидкости быстро резорбируется кровеносными и лимфатическими капиллярами; небольшое количество удаляется через бронхи и трахею. Сурфактант остается в виде тонкой пленки на поверхности альвеолярного эпителия.

В течение последних 2-х месяцев пренатального развития и нескольких лет постнатальной жизни число терминальных мешочков постепенно увеличивается. Зрелые альвеолы до рождения отсутствуют.

На 4-5-ой неделе эмбрионального развития вокруг гортанно-трахеального выроста образуется кольцевидное утолщение мезенхимы. На 8-9 неделе внутриутробного развития эта закладка дифференцируется в хрящи и мышцы трахеи. Раньше других формируется перстневидный хрящ, затем черпаловидные, клиновидные хрящи и позже других – щитовидный хрящ (вначале как парное образование). Надгортанник образуется в толще складки слизистой оболочки, расположенной кпереди от входа в гортань. После образования скелета гортани происходит формирование ее стенок, голосовых складок, складок преддверия, желудочков гортани. Из общего мышечного сфинктера, окружающего глоточную кишку, снаружи от хрящей развиваются мышцы гортани. К середине 3 месяца все хрящи и мышцы гортани приобретают форму, как у взрослого.

Энтодерма образует эпителий гортани, трахеи, бронхиального и альвеолярного дерева, а также железы. Мезенхима формирует соединительную, а также хрящевую и мышечную ткани стенок органов дыхательной системы, кровеносные и лимфатические сосуды. Плевра развивается из соматоплевры и спланхноплевры, выстилающих вторичную полость эмбриона.

4.Тесная связь с кровеносной и пищеварительной системами.

Особенно проявляется единство с пищ.с-мой при формировании пороков развития:

- носовая полость: незарощение твердого неба у млек-х;

- глотка (выполняет две функции – дых. и пищ-ную) могут быть пороки при нарушении эмбриогенеза во время закладки зачатков жаберных щелей – латеральные свищи и кисты шеи;

- пищевода и трахеи (эзофаготрахеальные свищи).

С кровеносной системой – при смещении легких и сердца из области закладки (позади головы) в грудную полость могут возникать анамалии строения и местоположения.

5.Онтофилогенетические пороки у человека:

- нарушение альвеолярной дифференцировки легочной ткани вызывает дизонтогенетические бронхолегочные кисты – округлые полости в легких;

- кистозная гипоплазия (недоразвитие) легких (недоразвитие возможно целой доли, умен.газообмен);

- гипоплазии диафрагмы (от небольших дефектов до полного отсутствия – несовместимого с жизнью).

Зубы в процессе эволюции образовались одновременно с появлением челюстей и зубочелюстной аппарат был одним из факторов, который предопределил расцвет челюстноротых. Зубная система современных млекопитающих и человека является результатом длительной эволюции. На представленном рисунке показаны морфологические особенности коренных зубов от пермских рептилий до современных млекопитающих.