Возникновение и эволюция циркуляторных систем животных

1. Возникновение и эволюция циркуляторных систем животных

В отечественной учебной литературе
отсутствует руководство по систематическому
изложению
структурно-функциональных
взаимоотношений в системе кровообращения.
Имеющиеся пособия в большинстве своем
освещают частные вопросы физиологии и
анатомии сердца и сосудов и нередко трудны для
самостоятельного изучения школьниками и
студентами.

2.

Из открытого банка заданий ФИПИ
Среди беспозвоночных животных только
кольчатые черви имеют:
1) членистое тело
2) брюшную нервную цепочку
3) двустороннюю симметрию тела
4) замкнутую кровеносную систему
Примеры беспозвоночных, имеющих замкнутую кровеносную систему:
головоногие моллюски, немертины, ланцетник.

3. Размер имеет значение

• По мере увеличения размеров и сложности
организации животных возрастают количества
веществ, поступающих в организм и
подлежащих выводу из него. Возрастают также
и расстояния, которые эти вещества должны
преодолевать внутри тела, в связи с чем
возникает необходимость в более
эффективном способе их транспортировки.
• Таким способом становится перенос их с током
жидкости.

4. Циркуляторные системы

• Системы в живых организмах, которые
обеспечивают транспортировку веществ в
жидкой среде.
• У большинства животных одной диффузии
недостаточно для распределения
питательных веществ по организму. Это
предопределяет появление циркуляторной
системы, по которой органические
вещества разносятся с током жидкости.

5. Аналогия с теплопередачей

• Конвекция - вид
теплообмена, при
котором внутренняя
энергия передается
струями и потоками.
• Теплопроводность –
передача внутренней
энергии через
соприкасающиеся
тела.

6. Циркуляторные системы на основе внешних жидкостей.

• Кишечная полость стрекающих и
гребневиков.
• Мантийная полость моллюсков.
• Атриальная полость ланцетника.

7. Гастроваскулярная система сцифоидной медузы

8.

Пищеварительная система ланцетника связана с дыхательной.

9.

Пищеварительная система ланцетника связана с дыхательной.

10.

11.

Некоторые пиявки. Целомические мешки могут сокращатья
Люмен – внутреннее
пространство кровеносного сосуда

12. Циркулирующие жидкости у пиявок

1 - целом,
2 - брюшная нервная
цепочка,
3 - брюшной кровеносный
сосуд,
4 - кишка,
5 - спинная лакуна,
6 - боковая лакуна,
7 - брюшная лакуна,
8 - спинной кровеносный
сосуд
Мускулистые стенки.
Появляются клапаны
Кровеносные сосуды исчезают.

13.

• У беспозвоночных животных люмен
окружён только матриксом (базальной
мембраной).
• У позвоночных – эндотелием.

14.

Функции первичной полости:
1. Опорная функция (гидроскелет)
2. Транспортная (Перенос веществ
от кишечника к мускулатуре и
половой системе. Частично вынос
продуктов обмена).
Функции целома:
1. Опорная (гидроскелетная)
2. Распределительная (в целом поступают
питательные вещества из кишечника).
3. Выделительная (в целоме происходит
накопление продуктов обмена).
4. Половая (в целоме происходит
созревание половых клеток).

15. Другие функции целома и псевдоцелома

• Защита от трения при движении.
• Пространство для развития органов.
• В целоме ЛОКАЛЬНАЯ циркуляция жидкости в
противоположность кровеносной системе,
пронизывающей септы сегментированных
животных.

16.

• Целом ограничен мезодермальным эпителием –
мезотелием.
• Апикальная сторона мезотелиальных клеток обращена в
люмен.
• Полость заполнена целомеческой жидкостью с клетками
– целомоцитами.
• В целомической полости не развивается насосная
система (исключение – некоторые пиявки).
• Циркуляция жидкости осуществляется ресничками
мезотелия и (или) сокращением мезотелиальных клеток
(т.н. миоэпителиальными клетками) или сокращением
мускулатуры стенки тела.

17.

18. Эндотелий – линия эпителиальных клеток с базоапикальной полярностью, выстилающих внутреннюю поверхность кровеносных и

лимфатических сосудов, а также полостей сердца.
• Суммарный вес эндотелиальных клеток
составляет 1,5-2 кг (как у печени!), а площадь его
поверхности равна площади футбольного поля.

19.

Наиболее распространённый
Фенестра — истончённый
участок эндотелиальной
клетки, где облегчается
транспорт (в кишечнике,
почечных канальцах и др.).
В органах кроветворения
Базальная мембрана
прерывистая
А — капилляр с непрерывным эндотелием, Б — с фенестрированным эндотелием,
В — капилляр синусоидного типа.

20. Перицит - отростчатая клетка соединительной ткани.

• Способен к сокращению,
регулированию функций эндотелия
и макрофагальной активностью.
• К каждому перициту подходит
окончание аксона симпатического
нейрона , которое как бы
инвагинируется в его
плазмалемму, образуя
синапсоподобную структуру для
передачи нервных импульсов.
• Перицит передает эндотелиальной
клетке импульс, в результате чего
она набухает или теряет жидкость.
Это и приводит к периодическим
изменениям просвета капилляра.
• В настоящее время перицит
считается
малодифференцированным
клеточным элементом,
участвующим в образовании
стенки сосудов.
• При дифференцировке он
способен превратиться в
фибробласт, гладкомышечную
клетку или макрофаг.

21. 4 функции эндотелия

1.Регуляция тонуса сосудов – поддержка нормального
артериального давления.
2.Расширение и восстановление сети кровеносных
сосудов. Именно эндотелиальные клетки во всей сосудистой
системе взрослого организма делятся, передвигаются и создают
новые сосуды.
3.Регуляция свертывания крови. Эндотелий препятствует
образованию тромбов и активирует процесс свертывания крови
при повреждении сосуда.
4. участвует в процессе местного воспаления. При
воспалении эндотелий начинает в этом месте пропускать из
крови через стенку сосуда в ткань защитные антитела и
лейкоциты.
Эти функции эндотелий осуществляет, вырабатывая и
выделяя большое количество разных биологически активных
веществ. Но главной молекулой, вырабатываемой эндотелием,
является NO – оксид азота. Именно открытие ключевой роли NO
в регуляции сосудистого тонуса (Нобелевская премия в 1998 г.).

22. Большинство трёхслойных животных обладают как целомической циркуляторной системой так и кровеносной

• Кровеносная система в организме животных и
человека – это система сосудов и полостей, по
которым происходит циркуляция крови или
гемолимфы.

23. Состав кровеносной системы.

• Сосуды, синусы, гемоцель и (или) насосная
система.
• Кровеносный насос:
– У аннелид – миоэпителиальные клетки создают
перистальтические волны.
– Сосуды позвоночных, сокращаясь, НЕ толкают кровь.

24. В чём может быть недостаток незамкнутой КС?

• К дистальным органам меньше кислорода
и питательных веществ.
• В замкнутой КС более регулируемое
распределение кислорода и питательных
веществ.
• В замкнутой КС легче создавать депо крови,
которое есть и у позвоночных, и у
беспозвоночных (головоногих моллюсков).

25. Лакунарный тип циркуляции

• Незамкнутая (открытая) циркуляторная система заполнена
гемолимфой, которая нагнетается сердцем по сосудам в
межтканевые пространства, лишенные собственных
стенок (их роль выполняют клетки паренхимы).
• Эти пространства носят название синусов или лакун, в них
происходит контакт гемолимфы с клетками.
• Существующие гипотезы полагают, что лакунарная
циркуляция беспозвоночных гомологична лимфатической
системе позвоночных.

26.

Замкнутая КС
• Гемолимфа является
непосредственной
средой для клеток
паренхими.
• Объем жидкости в
незамкнутых системах
велик и циркулирует
она при низком
среднем давлении.
Незамкнутая КС
• Средой для клеток
является тканевая
жидкость,
обменивающаяся с
кровью через
капиллярную стенку.
• Объем жидкости в
незамкнутых системах
не велик и
циркулирует она при
низком высоком
давлении.

27. Деление на замкнутую и незамкнутую КС – сильное упрощение.

• У многих моллюсков и ракообразных
(десятиногие раки) кровь от сердца идёт
сначала через серию разветвляющихся
сосудов.
• Остатки лакунарного типа циркуляции
имеются даже у млекопитающих (кровоток
в печени, селезенке, костном мозге и
хорионной оболочке плаценты).

28. Это краб?

Это рак-отшельник (надсемейство) из отряда десятиногих раков
Редуцирована пятая пара ходильных ног
Это краб?

29. Отряд десятиногие ракообразные, инфраотряд Крабы

30. Почти замкнутая КС десятиногого рака

31. Вопросы

• Назовите возможные причины упрощения
незамкнутой КС у насекомых и многоножек
по сравнению с паукообразными?
• Почему членистоногие могли позволить
себе регрессию целома?
Функции гидроскелета взял экзоскелет

32. Лимфатическая система незамкнутая

• Высокое давление – обеспечение
дренирование в лимфу.

33. Лимфатическая система лягушки.

• Лимфатических узлов нет.
• Обычно лимфатические полости не имеют
собственных стенок, и только под кожей
наблюдаются особые
соединительнотканные перегородки между
ними.

34. Лимфатические сердца

• Имеют 1 или 2 камеры, а непосредственно перед впадением в
вены — клапаны.
• Имеются у большинства групп позвоночных — круглоротых,
рыб, амфибий и рептилий, а также у эмбрионов птиц (и у
некоторых взрослых).
• У бесхвостых земноводных во взрослом состоянии их две пары,
у головастика по бокам основания хвоста есть по пять
лимфатических сердец.
• У хвостатых земноводных (саламандры, аксолотля) число их
доходит до 20 пар, и они расположены по бокам тела, вдоль
боковых линий.
• У пресмыкающихся есть лишь задняя пара лимфатических
сердец, лежащая на границе тела и хвоста на поперечных
отростках позвонков или рёбрах.