Эволюция общего плана строения кровеносной системы хордовых. Филогенез кровеносной системы эволюция артериальной системы у позвоночных

Эволюция кровеносной системы хордовых. Филогенез артериальных жаберных дуг и пороки развития

Эволюция общего плана строения кровеносной системы хордовых. Филогенез кровеносной системы эволюция артериальной системы у позвоночных

Эволюция кровеносной системы Хордовых идет по пути разделения потоков артериальной и венозной крови, где сосудистое русло дифференцируется на 2 круга кровообращения (большой и малый), а сердце модифицируется в четырехкамерное.

Ланцетник: Кровеносная система представлена одним кругом кровообращения. Роль сердца выполняет пульсирующий сосуд – брюшная аорта, от которой венозная кровь по приносящим жаберным артериям направляется в жабры и окисляется.

По выносящим жаберным артериям артериальная кровь поступает в парные корни спинной аорты, которые соединяются в один крупный сосуд – спинную аорту. Последняя ветвится и снабжает кислородом внутренние органы. Венозная кровь от передней части тела поступает в парные передние кардинальные вены, а от задней части тела – в задние кардинальные вены.

Передняя и задняя кардинальные вены соединяются на уровне заднего конца глотки кювьеровым протоком, впадающим в брюшную аорту.

Рыбы: Кровеносная система имеет общий план строения с ланцетником, но приобретает следующие прогрессивные изменения:

1) Часть брюшной аорты преобразуется в двухкамерное сердце (предсердие и желудочек). У низших рыб от желудочка начинается артериальный конус, внутри которого имеется ряд клапанов. У высших рыб артериальный конус рудиментарен. От артериального конуса отходит брюшная аорта, которая в начальном отделе образует эластичное вздутие – луковицу аорты. В сердце рыб содержится только венозная кровь.

2) Жаберные артерии распадаются на капилляры, увеличивающие дыхательную поверхность.

Земноводные: В связи с выходом на сушу появляется второй круг кровообращения и трехкамерное сердце (левое и правое предсердия, желудочек). Левое предсердие содержит артериальную кровь, поступающую из легких, правое предсердие – венозную, идущую от органов большого круга кровообращения. Желудочек содержит 3 вида крови: слева – артериальную, в середине – смешанную, справа – венозную.

Из желудочка выходит один сосуд – артериальный конус, разветвляющийся на 3 пары сосудов: кожно-легочные артерии (выносят венозную кровь в легкие), левая и правая дуги аорты (выносят смешанную кровь к органам) и сонные артерии (выносят артериальную кровь к головному мозгу). Дуги аорты огибают сердце слева и справа, после чего соединяются в непарную спинную аорту.

Вместо кардинальных вен появляются полые вены. Венозная кровь от задней половины тела собирается в две парные подвздошные вены, которые соединяются в непарную заднюю полую вену, впадающую в правое предсердие. Венозная кровь от передней части тела выносится по двум передним полым венам, которые также впадают в правое предсердие.

Малый круг кровообращения представлен кожно-легочными артериями и легочными венами, которые впадают в левое предсердие.

Большой круг кровообращения начинается дугами аорты, впадающими в спинную аорту (несут смешанную кровь), и сонными артериями (несут артериальную кровь).

Венозная кровь от органов поступает в парные передние полые вены и непарную заднюю полую вену. Все они впадают в правое предсердие.

Рептилии: Происходит дальнейшее разделение артериальной и венозной крови. Изменения касаются как строения сердца, так и дифференцировки сосудов. Сердце рептилий (за исключением крокодилов) трехкамерное – два предсердия и не до конца разделенный перегородкой желудочек.

В момент сокращения перегородка полностью разделяет желудочек на 2 половины – правую и левую. Из левой половины желудочка отходит правая дуга аорты, несущая артериальную кровь. От правой дуги отходят сонные артерии и сосуды, питающие челюстную мускулатуру и передние конечности животных.

Из середины желудочка идет левая дуга аорты, несущая смешанную кровь. Из правой половины желудочка выходит легочная артерия, несущая венозную кровь. Правая и левая дуги аорты соединяются позади сердца, образуя спинную аорту.

Таким образом, в спинной аорте рептилий кровь смешанная, но с более высоким содержанием кислорода, по сравнению с млекопитающими. Венозная кровь от органов собирается в правом предсердии по непарной нижней полой вене и парным верхним полым венам.

Млекопитающие: Прогрессивные изменения кровеносной системы заключаются в появлении полной перегородки в желудочке, благодаря чему сердце становится четырехкамерным.

Это приводит к полному разделению большого и малого кругов кровообращения.

Из желудочка выходят только 2 сосуда: из правого – легочная артерия, из левого – левая дуга аорты, которая огибает сердце с левой стороны и переходит в спинную аорту, несущую артериальную кровь.

Филэмбриогенезы в ходе эволюции кровеносной системы могут быть рассмотрены на примере преобразования артериальных жаберных дуг.

В эмбриональном периоде у всех классов позвоночных кровеносные сосуды в области глотки закладываются по единой схеме: от сердца вперед отходит непарный сосуд – брюшная аорта, а от нее к жаберным перегородкам отходят 6 пар крупных сосудов, охватывающих глотку и соединяющихся в два корня спинной аорты. Эти сосуды получили название артериальных, или жаберных дуг.

Судьба артериальных жаберных дуг в онтогенезах млекопитающих и человека повторяет основные этапы их эволюции. Первая и вторая артериальные дуги редуцируются. Третья пара дает начало сонным артериям. Правая дуга четвертой пары редуцируется, а левая – дает начало левой дуге аорты. Пятая пара редуцируется. Шестая пара жаберных артерий превращается в легочные артерии.

Аномалии развития сердечно-сосудистой системы человека:

1) незаращение предсердий и межжелудочковой перегородки, нарушение клапанного аппарата, уменьшение камерности сердца.

2) незаращение баталлова протока (протока, соединяющего в эмбриогенезе легочные артерии с дугами аорты)

3) функционирование обеих дуг аорты, в результате чего трахея и пищевод оказываются в «аортальном кольце», которое с возрастом нарушает проходимость воздуха и пищевых масс

4) функционирование правой, а не левой дуги аорты

5) транспозиция аорты и легочной артерии

Источник: http://ifreestore.net/5409/68/

Эволюция общего плана строения кровеносной системы хордовых

Эволюция общего плана строения кровеносной системы хордовых. Филогенез кровеносной системы эволюция артериальной системы у позвоночных

У ланцетника кровеносная система наиболее проста (рис. 15.28, Л). Круг кровообращения один. По брюшной аорте венозная кровь поступает в приносящие жаберные артерии, которые по количеству соответствуют числу межжаберных перегородок (до 150 пар), где и обогащается кислородом.

По выносящим жаберным артериям кровь поступает в корни спинной аорты, расположенные симметрично с двух сторон тела. Они продолжаются как вперед, неся артериальную кровь к головному мозгу, так и назад.

Передние ветви этих двух сосудов являются сонными артериями.

На уровне заднего конца глотки задние ветви образуют спинную аорту, которая разветвляется на многочисленные артерии, направляющиеся к органам и распадающиеся на капилляры.

После тканевого газообмена кровь поступает в парные передние или задние кардинальные вены, расположенные симметрично. Передняя и задняя кардинальные вены с каждой стороны впадают в кювъеров проток.

Оба кювьеровых протока впадают с двух сторон в брюшную аорту. От стенок пищеварительной системы венозная кровь оттекает по воротной вене печени в печеночный вырост, где формируется система капилляров.

Затем капилляры вновь собираются в венозный сосуд — печеночную вену, по которой кровь поступает в брюшную аорту.

Таким образом, несмотря на простоту кровеносной системы в целом, уже у ланцетника имеются основные магистральные артерии, характерные для позвоночных, в том числе для человека: это брюшная аорта, преобразующаяся позже в сердце, восходящую часть дуги аорты и корень легочной артерии; спинная аорта, становящаяся позже собственно аортой, и сонные артерии.

Основные вены, имеющиеся у ланцетника, также сохраняются у более высокоорганизованных животных. Так, передние кардинальные вены станут позже яремными венами, правый кювьеров проток преобразуется в верхнюю полую вену, а левый, сильно редуцировавшись, — в коронарный синус сердца.

Для того чтобы понять, как это происходит, необходимо сопоставить кровеносные системы всех классов позвоночных животных.

Более активный образ жизни рыб предполагает более интенсивный метаболизм. В связи с этим на фоне олигомеризации их артериальных жаберных дуг в конечном счете до четырех пар отмечается их высокая степень дифференцировки: жаберные сосуды распадаются на капилляры, пронизывающие жаберные лепестки.

В процессе интенсификации сократительной функции брюшной аорты часть ее преобразовалась в двухкамерное сердце, состоящее из предсердия и желудочка и располагающееся под нижней челюстью, рядом с жаберным аппаратом. В остальном кровеносная система рыб соответствует строению ее у ланцетника (рис. 15.

28, Б).

Рис. 15.28. Строение кровеносной системы и сердца хордовых животных.

А — ланцетника; Б — рыбы; В — земноводного; Г— пресмыкающегося; Д — млекопитающего.

I — брюшная аорта, 2 — жаберные артерии, 3 — сонная артерия, 4 — передняя кардинальная вена, 5 — спинная аорта, 6 — задняя кардинальная вена, 7 — печеночная вена, 8 — чревная артерия, 9 — воротная вена печени, 10 — кювьеровы протоки,

II — сердце, 12 — артериальный конус, 13 — предсердие, 14 — венозный синус, 15 — желудочек, 16 — яремная вена, 17 — левая дуга аорты, 18 — подключичная артерия, 19 — передняя полая вена, 20 — легочная артерия, 21 — легочная вена, 22 — задняя полая вена, 23 — правая дуга аорты, 24 — межжелудочковая перегородка

В связи с выходом земноводных на сушу и появлением легочного дыхания у них возникает два круга кровообращения. Соответственно этому в строении сердца и артерий появляются приспособления, направленные на разделение артериальной и венозной крови. Перемещение земноводных в основном за счет парных конечностей, а не хвоста обусловливает изменения в венозной системе задней части туловища.

Сердце амфибий расположено каудальнее, чем у рыб, рядом с легкими; оно трехкамерное, но, как и у рыб, от правой половины единственного желудочка начинается единственный сосуд — артериальный конус, разветвляющийся последовательно на три пары сосудов: кожно-легочные артерии, дуги аорты и сонные артерии.

Как и у всех более высокоорганизованных классов, в правое предсердие впадают вены большого круга, несущие венозную кровь, в левое — малого с артериальной кровью. При сокращении предсердий в желудочек, внутренняя стенка которого снабжена большим количеством мышечных перекладин, одновременно попадают обе порции крови.

Полного их смешения из-за своеобразного строения стенки желудочка не происходит, поэтому при его сокращении первая порция венозной крови поступает в артериальный конус и с помощью спирального клапана, находящегося там, направляется в кожно-легочные артерии.

Кровь из середины желудочка, смешанная, поступает таким же образом в дуги аорты, а оставшееся небольшое количество артериальной крови, последней попадающей в артериальный конус, направляется в сонные артерии.

Две дуги аорты, несущие смешанную кровь, огибают сердце и пищевод сзади, образуя спинную аорту, снабжающую все тело, кроме головы, смешанной кровью. Задние кардинальные вены сильно редуцируются и собирают кровь только с боковых поверхностей туловища. Функционально их замещает возникшая заново задняя полая вена, собирающая кровь в основном от задних конечностей.

Она располагается рядом со спинной аортой и, находясь позади печени, вбирает в себя печеночную вену, которая у рыб впадала непосредственно в венозный синус сердца. Передние кардинальные вены, обеспечивая отток крови от головы, называют теперь яремными венами, а кювь- еровы потоки, в которые они впадают вместе с подключичными венами, — передними полыми венами (рис. 15.

28, В).

В кровеносной системе пресмыкающихся возникают следующие прогрессивные изменения: в желудочке их сердца имеется неполная перегородка, затрудняющая смешение крови, поступающей из правого и левого предсердий; от сердца отходит не один, а три сосуда, образовавшихся в результате разделения артериального ствола.

Из левой половины желудочка начинается правая дуга аорты, несущая артериальную кровь, а из правой — легочная артерия с венозной кровью. Из середины желудочка, в области неполной перегородки, начинается левая дуга аорты со смешанной кровью.

Обе дуги аорты, как и у предков, срастаются позади сердца, трахеи и пищевода в спинную аорту, кровь в которой смешанная, но более богата кислородом, чем у земноводных, в связи с тем, что до слияния сосудов только по левой дуге течет смешанная кровь.

Кроме того, сонные и подключичные артерии с обеих сторон берут начало от правой дуги аорты, в результате чего артериальной кровью снабжается не только голова, но и передние конечности. В связи с появлением шеи сердце располагается еще более каудально, чем у земноводных. Венозная система пресмыкающихся принципиально не отличается от системы вен земноводных (рис. 15.28, Г)-

Прогрессивные изменения кровеносной системы млекопитающих сводятся к полному разделению венозного и артериального кровотоков. Это достигается, во-первых, завершенной четырех- камерностъю сердца и, во-вторых, редукцией правой дуги аорты и сохранением только левой, начинающейся от левого желудочка.

В результате все органы млекопитающих снабжаются артериальной кровью. В венах большого круга кровообращения также обнаруживаются прогрессивные изменения: возникла безымянная вена, объединяющая левые яремную и подключичную вены с правыми, в результате чего остается лишь одна передняя полая вена, располагающаяся справа.

Левый кювьеров проток в виде рудиментарного сосуда sinus coronarius теперь собирает венозную кровь только от миокарда, а непарная и полунепарная вены — рудименты задних кардинальных вен — имеют существенное значение в основном в случаях формирования обходных путей венозного оттока через кава-кавальные анастомозы, формируемые ими (рис. 15.28, Д).

В эмбриональном развитии млекопитающих и человека рекапитулируют закладки сердца и основных кровеносных сосудов предко- вых классов.

Сердце закладывается на первых этапах развития в виде недифференцированной брюшной аорты, которая за счет изгибов, появления в просвете перегородок и клапанов, становится последовательно двух-, трех- и четырехкамерным (рис. 15.29). Однако рекапитуляции здесь неполны в связи с тем, что межжелудочковая перегородка

1

А Б в

Рис. 15.29. Развитие перегородок сердца у зародыша человека в возрасте 30 сут (А), 35 сут (Б) и 2 мес (В).

млекопитающих формируется иначе и из другого материала по сравнению с рептилиями.

Поэтому можно считать, что четырехкамерное сердце млекопитающих формируется на базе трехкамерного сердца, а межжелудочковая перегородка является новообразованием, а не результатом доразвития перегородки пресмыкающихся.

Таким образом, в филогенезе сердца позвоночных проявляется девиация: в процессе морфогенеза этого органа у млекопитающих рекапитулируют ранние филогенетические стадии, а затем развитие его идет в ином направлении, характерном лишь для этого класса.

Место закладки и положение сердца в филогенетическом ряду позвоночных полностью рекапитулируют у млекопитающих и человека.

Так, закладка сердца у человека осуществляется на 20-е сутки эмбриогенеза, как у всех позвоночных, позади головы.

Позже за счет изменения пропорций тела, появления шейной области, смещения легких в грудную полость осуществляется и перемещение сердца в переднее средостение.

Нарушения развития сердца могут выражаться как в возникновении аномалий строения, так и места его положения. Возможно сохранение к моменту рождения двухкамерного сердца. Этот порок совершенно не совместим с жизнью.

Чаще встречаются дефекты межпредсердной перегородки (1 случай на 1000 рождений), межжелудочковой перегородки (2,5—5 случаев на 1000 рождений), вплоть до трехкамерного сердца с одним общим желудочком (рис. 15.31, В).

Известен и такой порок, как шейная эктопия сердца, при которой оно находится в шейной области. Этот порок связывают с задержкой сердца в области его первоначальной закладки. При этом ребенок обычно погибает сразу после рождения.

Перечисленные пороки сердца наиболее часто встречаются не в изолированном виде, а в комплексе с другими аномалиями сердца, сосудов, а нередко и других органов. Это свидетельствует о том, что в морфогенезе сердца большое значение имеют онтогенетические корреляции (см. разд. 13.4).

Состояние больных при таких пороках зависит от того, насколько сильно нарушается гемодинамика и осуществляется смешение крови в кровеносном русле.

Источник: https://studme.org/269273/prochie/evolyutsiya_obschego_plana_stroeniya_krovenosnoy_sistemy_hordovyh

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.