Кафедра биологии с экологией и курсом фармакогнозии Тема Филогенез систем органов позвоночных животных Д. б. н. Орлянская Татьяна Яковлевна
ПЛАН Основные направления эволюции систем Онто-филогенетически обусловленные пороки развития систем: 1. Мочевыделительной 2. Половой 3. Нервной 4. Эндокринной
О Н Зародышевого сходства – на Т О генез Ф ранних этапах эмбриогенеза зародыши различных групп животных сходны между собой И Л О ЗАКОНЫ К. Бэра 1828 Эмбриональной дивергенции – на поздних стадиях эмбриогенеза наблюдается расхождение признаков зародышей разных систематических групп Последовательности проявления признаков - в процессе эмбриогенеза признаки разного систематического ранга проявляются последовательно: типа, класса, рода, вида, особи
Цель: Показать эволюционно сформированную связь онто- и филогенеза в сравнительном ряду предшественников Н. sapiens; познакомиться с последствиями нарушения механизмов онтогенеза, приводящих к появлению эмбриопатий в популяциях человеческого рода.
Атавизмы Органы, считаемые атавизмами, являются генными аномалиями, а не наследством от прародитлей - животных
Рудименты Рудиментаные органы, играют каждый свою роль в функционировании организма
Онтофилогенетические механизмы возникновения пороков развития H. s. • Рекапитуляции • Параллелизмы (независимое проявление сходных признаков у H. s. и животных) , 3 пути развития наследственных признаков 1) нормальных для животных и аномальных для H. s. ; 2)аномальных для животных и H. s. 3) развитие сходных заболеваний НЕ наследственного характера (нефробластома H. s. и поросят) • Конвергенции (этот механизм НЕ является онтофилогенетически обусловленным)
Параллелизмы _ _ Двурогая матка у H. s. + Хищные животные 1 Расщелина верхней губы 2 _
ВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
Выделительная система - совокупность органов, выводящих из организма животных и человека ! избыток воды, конечные продукты обмена веществ (!углекислый газ, мочевина, мочевая кислота и др. ), ! соли и чужеродные вещества. Процессы выделения поддерживают постоянство химического состава и объем жидкостей внутренней среды
Мочевыделительная система Пути эволюции (5): 1. Последовательная смена трех типов почек: Pronephros – Mesonephros – Metanephros; 2. Увеличение выделительной поверхности;
Мочевыделительная система Пути эволюции Совершенствование 3. Элементарной функциональной единицы почек – нефрона; 4. Механизмов, стимулирующих обратное всасывание воды; 5. Закладки, развития и дифференцировки выделительных протоков.
Предпочка - Pronephros 1. Нефрон начинается воронкой с ресничками по краю. 2. Выделительный каналец короткий и прямой. 3. Сосудистый клубочек не связан с выделительным канальцем. 4. Сосудистый клубочек находится в выемке целома.
Pronephros
Первичная почка - Mesonephros 1. Нефрон сохраняет воронку. 2. В стенке выделительного канала формируется капсула Шумлянского с крупным сосудистым клубочком (мальпигиево тельце). 3. Выделительный канал удлиняется
Mesonephros
Вторичная почка - Metanephros 1. Нефрон начинается с капсулы Шумлянского-Боумена 2. Воронка редуцирована 3. Имеются дистальный и проксимальный извитые отделы канальца. 4. Формируется петля Генле
Metanephros
Мочеточник предпочки (пронефрический канал) Мюллеров канал (парамезонефральный) Вольфов канал (мезонефральный) Низшие позвоночные
Анамнии - самец Преобразование Вольфова канала (мезонефральный) Функция смешанная: мочеточника и семяпровода Преобразование Мюллерова канала (парамезонефральный): редуцирован
Анамнии - самка Преобразование Вольфова (мезонефральный) канала Функция !: только мочеточника Преобразование Мюллерова (парамезонефральный ) канала: яйцевод
Пронефрический канал А – нейтральное зародышевое состояние Б – Самка В – Самец 1 – предпочка; 2 -первичная почка; 3 – вторичная почка; 4, 5, 6 –половая железа; 8 – Вольфов канал (мезонефральный); 9 – Мюллеров канал (парамезонефральныйформируется заново); 11 – мочеточник вторичной почки; 7 – мочевой пузырь Схема развития мочеполовой системы амниот
самец 1 Амниоты 1 - почка (метанефрос); 4 -парамезонефральный проток (Мюллеров - редуцируется); 15 - мезонефральный проток – в семяпровод; 17— мочеточник (формируется заново) Metanephros
Анамнии (1) почка; (2 ) мочеточник (формируется заново…. задняя стенка Вольфова канала); 12 (12) мезонефральный проток (редуцируется); (4, 7, 8) парамезонефральный проток формируется заново Самка Metanephros
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)
Онтофилогенетически обусловленные пороки выделительной системы • Кистозная почка • Удвоение мочеточника (с одной или двух сторон) • Гипоплазия почки характеризуется нормальным гистологическим строением и отсутствием нарушения почечной функции (причина: недостаточность анаболий)
Онто-филогенетически обусловленные пороки выделительной системы • Аплазия почки (отсутствие или остановка в развитии вольфова протока) • Удвоение почки (больше нормальной, нередко бывает выражена ее эмбриональная дольчатость) • Дистопия почек (нарушение нормального перемещения первичной почки из таза в поясничную область)
Подковообразная почка Дистопия почки Гипоплазия почки Губчатая почка Поликистоз почек Солитарные кисты почек Схема пороков развития почек по М. Бределю .
Направления эволюционных преобразований выделительной системы 1. Субституция (смена почек) 2. Полимеризация однородных структур (увеличение числа нефронов) 3. Усиление главной функции (фильтрация крови) 4. Разделение функций (формирование яйцевода и семяпровода)
Пути преобразования половой системы 1. Усиление связи с выделительной системой 2. Переход от наружного оплодотворения к внутреннему 3. Морфологическое усложнение полового аппарата 4. Специализация половых желез
Факторы формирования полового тракта 1. Генетический механизм (половые хромосомы, особые группы генов) 2. Внутренние эпигенетические факторы • -ферментные системы и гормоны 3. Внешние эпигенетические факторы • -заболевания матери • -курение • -алкоголь • -токсические вещества и др.
Этапы формирования полового тракта 1. Индифферентная стадия до 6 недель одинакова для обеих полов 3. Развитие внутренних и наружных половых органов По мужскому типу – факторами, секретируемыми яичками плода с 12 по 20 недели 2. Развитие гонады Детерминируется генами половых хромосом на 10 - 12 неделе Яичники не играют определяющей роли в развитии внутренних и наружных половых органов.
Этапы формирования полового тракта При агенезии или дисгенезии гонад внутренние и наружные половые органы независимо от структуры половых хромосом всегда развиваются по женскому типу. При наличии в гонаде смешанного типа тестостерон-секретирующей ткани возникают различные формы истинного гермафродитизма.
Этапы формирования полового тракта Э т а п ы ф о р м и р о в а н и я п о л о в о г о т р а к т а Индиффере нтная до 6 недель одинакова для обеих полов стадия Развитие гонады Развитие внутренних и наружных половых органов Детерминируется генами половых хромосом (Gordon J. , 1981), дифференцируются на 10 -12 неделе внутриутробного периода По мужскому типу – детерминируется факторами, секретируемыми яичками плода, формируются с 12 по 20 неделю внутриутробного периода Яичники не играют определяющей роли в развитии внутренних и наружных половых органов. При агенезии или дисгенезии гонад внутренние и наружные половые органы независимо от структуры половых хромосом всегда развиваются по женскому типу. При наличии в гонаде смешанного типа тестостеронсекретирующей ткани возникают различные формы истинного гермафродитизма.
Пороки развития половой системы: 1. Удвоение мочеполовых органов 2. Крипторхизм – не опущение яичка 3. Овотестис – гермафродитизм 4. 2 -х рогая матки 5. Удвоение матки 6. Удвоение полового члена
Онто-филогенетически обусловленные пороки репродуктивной системы • Крипторхизм (отсутствие яичка в мошонке Яичко задерживается в паховом канале или в брюшной полости Орхипексия - низведение яичка в мошонку.
Наиболее часто встречающиеся варианты удвоений: - матки и влагалища; - матки и влагалища с частичной аплазией одного влагалища; - двурогая матка: - матка с добавочным замкнутым функционирующим рогом; - седловидная матка; - матка с перегородкой (полной или неполной).
Удвоения матки • Различные формы удвоения матки (1 случай на 1000 перинатальных вскрытий) - развиваются как результат нарушения срастания мюллеровых каналов. 1 10 1 - мюллеров канал 10 - матка
Интегративные системы: НС и ЭС НЕРВНАЯ СИСТЕМА – НС «Головной мозг держит в своем ведении все процессы, происходящие в теле»
Главная роль НС и ЭС • РЕГУЛИРОВАНИЕ • ИНТЕГРАЦИЯ • КООРДИНАЦИЯ важнейших форм жизнедеятельности
• Ж. Б. Ламарк отмечал огромную формирующую роль внешней среды и значение функции органов для становления их структуры: "Функция родит орган" воздух-суша вода-суша воздух-суша многообразие сред
НЕРВНАЯ СИСТЕМА
! Преимущества НЕРВНОЙ системы регуляции : быстрота проведения раздражения и более «прицельный» характер поведения. Передача раздражения по нервным путям скорее напоминает информацию, направленную !!! по определенному адресу. Гуморальные факторы сравнивают с сигналом, который !? ! «адресован всем» .
Пути эволюции нервной системы позвоночных 1. Дифференцировка нервной трубки на головной и спинной мозг. 2. Преобразование переднего отдела нервной трубки: от 3 мозговых пузырей к 5 мозговым пузырям к 5 отделам головного мозга. 3. Прогрессивные усложнения 5 основных отделов головного мозга.
Мозговые пузыри в эмбриогенезе мозга человека. А — стадия трех мозговых пузырей; Б — стадия пяти мозговых пузырей
Пути эволюции нервной системы позвоночных 4. Появление изгибов, приводящих к формированию объемной системы. 5. Увеличение количества нервных клеток и массы мозга. 6. Увеличение объема крыши мозга по отношению ко дну.
Пути эволюции нервной системы позвоночных 7. Возникновение и совершенствование коры переднего мозга, формирование борозд и извилин. 8. Увеличение количества контактов (синапсов) между нервными клетками. 9. Смена типов мозга: ихтиопсидный - зауропсидный (стриарный) маммальный (маммалийный).
Пути эволюции нервной системы позвоночных 10. Установление непосредственной связи между передним и спинным мозгом. 11. Усложнение восходящих путей среднего мозга. 12. Увеличение числа черепномозговых нервов. 13. Дифференцировка периферической н. с.
МЛЕКОПИТАЮЩИЕ ПТИЦЫ РЕПТИЛИИ РЫБЫ ЗЕМНОВОДНЫЕ Эволюция нервной системы позвоночных
Костные рыбы Тип мозга – ИХТИОПСИДНЫЙ Ведущий отдел – СРЕДНИЙ И МОЗЖЕЧОК 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
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 й изгиб – в области продолговатого мозга (затылочный)
ПТИЦЫ Тип мозга –ЗАУРОПСИДНЫЙ (СТРИАРНЫЙ) Ведущий отдел – ПЕРЕДНИЙ – ДНО (СТРИАРНЫЕ ИЛИ ПОЛОСАТЫЕ ТЕЛА) КОРА ТОНКАЯ (ГИПЕРСТРИАТУМ) Мощно развиты зрительные доли среднего мозга, мозжечок
Млекопитающие Тип мозга –МАММАЛИЙНЫЙ Ведущий отдел – ПЕРЕДНИЙ – КОРА ПОЛУШАРИЙ Мозжечок включает червь и два полушария Появляется 3 й изгиб – в области Варолиева моста (мостовой)
СЛОЖНО-ПРОСТРАНСТВЕННАЯ КОНФИГУРАЦИЯ головного мозга Изгибы мозга - 3: 1 -й В области среднего мозга (теменной) у рыб 2 -й В области перехода продолговатого мозга в спинной (затылочный) у рептилий 3 -й В области заднего моста (мостовой) у млекопитающих
ЖЕЛУДОЧКИ МОЗГА • Полушария большого мозга - 1 и 2 -й боковые желудочки • в промежуточном мозге – 3 -й • в среднем мозге: у анамний – желудочек мощно выявлен у амниот – узкий канал – Сильвиев водопровод • в продолговатом мозге – 4 -й, переходит в спинномозговой канал ! + желудочек в мозжечке анамний
Главные преобразования НС 1. Усиление координирующей функции (преобразования нейронов) 2. Субституция (смена типов мозга) 3. Расширение функций (новые центры, ВНД) 4. Смена функций (передний, средний мозг) 5. Гетерохрония (передний)
Преобразования нейронов
клетки-зерна пирамидные нейроны звездчатые крупные пирамидные двигательные нейроны веретенообразные неокортекс Особенности нейронной организации коры полушарий переднего мозга
Субституция Маммалийный Зауропсидный Ихтиопсидный
принцип ГЕТЕРОХРОНИИ – отклонения времени закладки органов Опережение развития переднего мозга млекопитающих
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 • неполное деление на полушария • отсутствие полушарий при сохранении черепа • нарушение дифференцировки коры (агирия) • ихтиопсидный, зауропсидный типы головного мозга и др.
Аномалии…
Анэнцефалия плод , лишенный головы
* Платиневрия (рахизхиз) – не замыкание нервной трубки * Олигофрения с нарушением рефлексов * Микроцефалия и ацефалия * Прозенцефалия – недоразделение полушарий и недоразвитие коры – агирия – отсутствие извилин – олигирия – мало извилин - пахигирия – утолщение извилин
Мозговая грыжа: Циклопия недоразвитии черепных костей или их выступают мозговая оболочка и мозговая ткань расщепление
Анэнцефалия Препарат человеческого плода с врожденным отсутствием головного мозга.
и Нервные импульсы Нервная система Н Т Е Г Р А Высвобождение химических веществ Эндокринная система Гормоны Ц И Я Через кровь!
Мириады клеточных элементов единое целое Регуляция Нервная система Эндокринная система функционально единый механизм (гомеостаз)!!!
Эндокринные железы • Гипофиз • Щитовидная и околощитовидные железы • Надпочечники • железы со смешанной функцией • Половые железы • Поджелудочная железа • Основная роль: влияние на процессы обмена веществ, роста, физического и полового развития. •
Филогенез эндокринной системы (ЭС) • Появление новых элементов тканей, органов, химических соединений- усложнение строения • Усиление регуляторной и интегрирующей функций • Олигомеризация (надпочечники, тимус) • Гетеротопия ((щитовидная, гипофиз)
• • • Филогенез эндокринной системы (ЭС) Централизация ЭС Концентрация ЭС Ассоциация 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 - это небольшая железа, расположенная в основании черепа, в костном углублении- турецком седле. В передней доле гипофиза - 6 тропных гормонов, стимулирующих другие эндокринные железы. Промежуточная доля - меланостимулирующий гормон Задняя доля, или нейрогипофиз - депо гормонов, синтезированных в гипоталамусе.
Нарушение функции гипофиза
Гипофиз, гормоны…
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 + добавочные дольки
Нарушение щитовидной железы -Эндемический зоб -Микседема -Кретинизм -Базедова болезнь
Врожденный зоб
Аномалии щитовидной железы: 1—нормальное расположение. железы, 2— место эмбриональной закладки железы, 3 — варианты аномального расположения железы; стрелками показано направление перемещения зачатка щитовидной железы в эмбриогенезе эктопия щитовидной железы
Тимус (вилочковая железа) Контролирует преждевременное половое созревание, развитие вторичных половых признаков
Дети с лимфатикогипопластическим диатезом пастозны, малоподвижны Вилочковая железа при данном диатезе функционально неполноценна
Надпочечники !!! Эволюция шла в направлении объединения 2 -х отделов (коркового и мозгового) в единую компактную структуру
Гиперпигментация кожи Нарушение обмена меди (Аддисонова болезнь) проявляется в виде гепатоцеребральной дистрофии, при которой медь откладывается в почках, печени, роговице, мозге.
Надпочечники • Рыбы: корковое и мозговое вещества разделены, у костных – находятся в одной области! • Амфибии: - корковое и мозговое вещества сближены, - между ними связь, - они непарные, - Мозговое вещество вкраплено в корковое вещество
Надпочечники • У высших : корковое и мозговое слои покрывает общая капсула, но функции разные! • У рептилий тесная связь коркового (к. в. ) и мозгового (м. в. ) веществ - У птиц в массе к. в. остатки м. в. - У млекопитающих м. в. окружено к. в. К. в. - 40 гормонов ( половые, минерало- и глюкокортикоиды) М. в. – адреналин, нораденалин. .
Прогерия • У больных прогерией может появиться второй ряд зубов, кожа становится очень бледной, почти прозрачной. Такие дети заболевают тем, чем обычные люди страдают в пожилом возрасте. Оури Барнетт родился 16 апреля 1996 года.
Barbara Walters Progeria Это крайне редкое заболевание (1/1 000…
? ? ? Прогерия • Сейчас в мире известны всего 42 случая заболевания людей прогерией. . . • Из них 14 человек проживают на территории Соединенных Штатов, • 5 - в России, • остальные в Европе. . . • Выяснилось. . . что родители детей. . заболевших прогерией, до рождения последних употребляли марихуану! Давно уже известно что употребление марихуаны может вызвать изменения на генетическом уровне…
? ? ? Его Жизнь зависит от ? ……. .
Спасибо за внимание
Скачать презентацию Кафедра биологии с экологией и курсом фармакогнозии Тема
Филогенез_систем_органов_леч_24фев2015.ppt