Ростовский государственный медицинский университет Тема: Эволюция дыхательной

Ростовский государственный медицинский университет Тема: Эволюция дыхательной системы Автор работы: Гриша Ирина Преподаватель: Захарченко Ирина Владимировна

Дых тельная сист мааа еа — система органов человека и других животных, которая служит для газообмена организма с окружающей средой. Кислород организмы могут получать из воздуха (воздушное дыхание), либо потреблять кислород, растворённый в воде (водное дыхание). Органы дыхания имеются только у аэробных организмов, у анаэробных они отсутствуют

Происхождение и функции дыхательной системы Дыхательная система животных организмов имеет энтодермальное происхождение, так как по происхождению она связана с пищеварительной системой. Функцией органов дыхания является газообмен между конкретным организмом и окружающей средой

Эволюция дыхательной системы в ряду беспозвоночных животных.

У низших беспозвоночных животных (кишечнополостные, плоские и круглые черви) специальные органы дыхания отсутствуют, газообмен между такими организмами и окружающей средой осуществляется через всю поверхность тела, то есть диффузно.

Впервые органы дыхания появляются у морских многощетинковых кольчатых червей – нереиды и пескожила. Жабры расположены на особых выростах тела – параподиях.

НЕРЕИДА ПЕСКОЖИЛ

Ракообразные У ракообразных имеются жабры, которые расположены на ножках и ногочелюстях под боковыми складками головогрудного щита, где постоянно омываются водой.

Паукообразные Дыхательная система паукообразных представлена либо листовидными лёгкими, либо трахеями. Лёгкие паукообразных гомологичны жабрам ракообразных.

Моллюски У моллюсков в основном органами дыхания являются жабры, за исключением наземных моллюсков , например, некоторых брюхоногих, которые утратили жабры, а их мантийная полость превратилась в легкое.

Эволюция дыхательной системы у хордовых животных.

Дыхательная система всех хордовых животных и по происхождению, и топографически связана с кишечником, то есть с энтодермой.

Функцию органов дыхания у низших хордовых (ланцетники) бе рут на себя жаберные щели, по перегородкам которых проходят жа берные артерии (100 пар). Поскольку деление артерий на капилляры в жаберных перегородках отсутствуют, общая поверхность поступле ния О 2 невелика и окислительные процессы идут на низком уровне. Соответственно этому ланцетник ведет малоподвижный образ жизни.

В связи с переходом позвоночных к активному образу жизни в ор ганах дыхания возникают прогрессивные изменения. Так, у рыб в жаберных лепестках, в отличие от ланцетника, появляется обильная сеть кровеносных капилляров, их дыхательная поверхность резко увеличивается, поэтому число жаберных щелей у рыб сокращается до четырех.

Помимо жабр у рыб имеются добавочные органы дыхания, позволяющие им использовать кислород воздуха. Таким органом у рыб является плавательный пузырь. Плавательный пузырь у большинства рыб развивается из дорзальных участков глотки и не является гомологом легких. Только у кистеперых рыб плавательный пузырь образуется как выпячивание вентральной части глотки и служит гомологом легких наземных животных, так как легкие позвоночных развиваются из брюшной части жаберного мешка.

Земноводные — первые животные, вышедшие на сушу, у которых развились органы атмосферного дыхания — легкие (из выпячивания кишечной трубки). В связи с примитивностью строения (легкие пред ставляют собой мешки с тонкими ячеистыми стенками), количество кислорода, поступающего через легкие, удовлетворяет потребность в нем организма только на 30 -40%, поэтому в дыхании принимает участие и кожа, содержащая многочисленные кровеносные капилляры (кожно-легочное дыхание).

Дыхание земноводных

У рептилий в связи с окончательным выходом на сушу происхо дит дальнейшее усложнение дыхательной системы: Кожное дыхание исчезает, а дыхательная поверхность легочных мешков увеличивается, благодаря появлению большого количества разветвленных перегоро док, в которых проходят кровеносные капилляры. Усложняются и воздухоносные пути: в трахее формируются хрящевые кольца, разде ляясь, она дает два бронха. Начинается формирование внутрилегочных бронхов.

У птиц в строении органов дыхания появляется ряд особенностей. Легкие у них имеют многочисленные перегородки с сетью кровеносных капилляров. От трахеи идет бронхиальное дерево, заканчиваю щееся бронхиолами. Часть главных и вторичных бронхов выходит за пределы легких и образует шейные, грудные и брюшные пары воз душных мешков, а также проникает в кости, делая их пневматичными. Во время полета кровь насыщается кислородом и на акте вдоха и на акте выдоха (двойное дыхание).

При подъеме крыльев воздушные мешки через легкие наполняются воздухом, при опускании крыльев воздух через легкие выходит наружу. Таким образом, во время полета у птиц осуществляется двойное дыхание. Во время покоя птица дышит лишь путем расширения и сужения грудной клетки.

Схема двойного дыхания у птиц Легкие у птиц губчатые, они не могут расширяться-сжиматься, как наши. Эту работу у птиц выполняют воздушные мешки. При вдохе воздушные мешки расширяются, и туда заходит воздух. В мешки № 2 заходит воздух, прошедший через легкие. В мешках № 1 запасается чистый воздух. При выдохе мешки сжимаются. Использованный воздух из мешков № 2 выдыхается сразу, а чистый воздух из мешков № 1, прежде чем выйти наружу, проходит через легкие.

Таким образом, и при вдохе, и при выдохе через легкие птицы проходит свежий воздух. Именно поэтому птичье дыхание называется «двойным» . Кстати, обратите внимание: воздух через легкие птиц движется все время в одном и том же направлении, что облегчает организацию противотока. За счет двойного дыхания и противотока птицы получают гораздо больше кислорода, чем мы.

Млекопитающие имеют легкие альвеолярного строения, благода ря чему их поверхность в 50 -100 раз больше поверхности тела. Брон хи древовидно разветвлены и заканчиваются тонкостенными брон хиолами с гроздьями альвеол, густо оплетенных кровеносными ка пиллярами. Хорошо развиты гортань и трахея.

Дыхательная система человека У человека лёгкие находятся в грудной клетке, по обе стороны от сердца и аорты, покрыты плеврой. У человека правое лёгкое имеет три доли, левое – две. Доли делятся на сегменты, сегменты – на дольки. Лёгкие состоят из миллионов маленьких пузырьков (альвеол) диам. 0, 15— 0, 25 мм. Альвеолы тесно прилежат друг к другу. При вдохе в них проникает воздух, содержащий кислород. Через стенки альвеол молекулы кислорода попадают в кровь, которая несёт его ко всем органам, а углекислый газ из крови поступает в альвеолы и выдыхается.

Сравнение легких млекопитающих и птиц У птиц в процессе эволюции сформировались губчатые легкие из-за потребности в усиленном газообмене (75 % кислорода участвует во вторичном газообмене). В связи с высоким перепадом давления грудная клетка птиц практически неподвижна и система альвеол не может осуществлять газообмен. У млекопитающих сформированы альвеолярные легкие , подвижная грудная клетка, в связи с отсутствием необходимости сохранять кислород.

Таким образом, основное направление эволюции дыхательной системы заключается в увеличении дыхательной поверхности, ус ложнении строения воздухоносных, путей и их обособлении от респи раторных.

Аномалии и пороки развития дыхательной системы у человека.

Аномалии развития легких и нижних дыхательных путей можно разделить на несколько групп : 1. Пороки, связанные с недоразвитием органа в целом или его анатомических, структурных, тканевых элементов 2. Пороки, связанные с наличием избыточных (добавочных ) дизэмбриогенетических формирований 3. Необычное расположение анатомических структур легкого 4. Локализованные нарушения строения трахеи и бронхов 5. Аномалии кровеносных и лимфатических сосудов легких

1. Пороки, связанные с недоразвитием органа в целом или его анатомических, структурных, тканевых элементов: 1. 1. Агенезия легкого — легкое и главный бронх отсутствуют. 1. 2. Аплазия легкого — существует лишь слепо заканчивающийся главный бронх. 1. 3. Гипоплазия легкого простая — относительно равномерное недоразвитие органа. 1. 4. Гипоплазия легкого кистозная (поликистоз) — наиболее частая аномалия, имеющая важное клиническое значение — недоразвитие легкого с формированием множественных кистоподобных расширений бронхов.

1. 5. Трахеобронхомегалия (синдром Мунье-Куна) — резко выраженное расширение трахеи и крупных бронхов. 1. 6. Синдром Вильямса-Кемпбелла — врожденная гипоплазия или аплазия хрящей сегментарных бронхов и их ветвей, ведущая к генерализованной бронхоэктазии. 1. 7. Врожденная долевая эмфизема — резкое увеличение объема одной из долей вследствии эмфизематозных изменений и ее вздутия. 1. 8. Врожденная односторонняя эмфизема (синдром Маклеода) — развитие прогрессирующей эмфиземы в одном из легких

2. Пороки, связанные с наличием избыточных (добавочных ) дизэмбриогенетических формирований: 2. 1. Добавочное легкое (доля) с обычным кровоснабжением. 2. 2. Внедолевая секвестрация — существует добавочное легкое (доля) с аномальным кровоснабжением (чаще только большой круг кровообращения). 2. 3. Киста легкого — полость внутрилегкого бронхогенного происхождения, заполенная воздухом или жидкостью. 2. 4. Внутридолевая секвестрация — киста легкого с аномальным кровоснабжением, не сообщается с просветом бронха и содержит жидкость. 2. 5. Гамартома — эмбриональная опухоль, содержащая избыток хряща.

3. Необычное расположение анатомических структур легкого: 3. 1. «Зеркальное» легкое — два симметричных легких. 3. 2. Обратное расположение легких — справа имеется две доли, а слева — три. 3. 3. Трахеальный бронх — отхождение крупного бронха от трахеи выше бифуркации. 3. 4. Доля непарной вены — часть верхней доли отделена веной и глубоко вдается в средостение.

4. Локализованные нарушения строения трахеи и бронхов: 4. 1. Стенозы трахеи и бронхов. 4. 2. Дивертикулы трахеи и бронхов. 4. 3. Трахео- и бронхопищеводные свищи. 4. 4. Сочетание перечисленных аномалий.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!