Каковы особенности развития почки в пренатальном онтогенезе кратко

Обновлено: 05.07.2024

В эмбриогенезе у человека поочередно закладываются все три вида почек позвоночных животных: предпочка функционирует с третьей по шестую неделю, первичная почка - с шестой по восьмую неделю эмбрионального развития. Нефроны вторичной почки закла­дываются на 7 - 8 неделе и завершают формирование к 32 - 36 неде­лям внутриутробного развития. Окончательное формирование почек происходит в постнатальном развитии. В регуляции водно-солевого обмена у плода участвуют его почки, плацента и амнион. При этом происходит постоянный кругооборот воды и осмотически активных веществ: плод проглатывает амниотическую жидкость, часть которой всасывается в желудочно-кишечном тракте, поступает в кроваток, от­туда удаляется через плаценту или фильтруется почками плода. У новорожденных нефроны функционально незрелые. Для них характерны:

а) низкая величина клубочковой фильтрации;

б) сниженная способность к концентрации мочи;

в) ограниченная способность выведения избытка воды;

г) выведение с мочой глюкозы, лактозы, фруктозы.

В процессе роста ребенка изменяется и биохимический состав мочи. В первые три месяца после рождения в моче ребенка преобла­дает мочевая кислота с добавлением мочевины. Б период от трех до шести месяцев значительно нарастает экскреция мочевины и снижа­ется выведение мочевой кислоты. В отличие от взрослых моча у но­ворожденных гипотонична по отношению к плазме крови. У двух­летнего ребенка почка функционирует как у взрослого человека. Окончательное формирование морфологических структур почек про­исходит к двадцати годам.

Эволюция систем интеграции: нервной, эндок­ринной.

Нервная система.

Возникла у многоклеточных животных в связи с необходимостью быстро реагировать на изменения внешней среды.

Первоначально сигналы внешней среды воспринимались любыми покровными (зктодермальными) клетками. Постепенно из них выде­лились специальные клетки с особой чувствительностью к воспри­ятию сигналов - "чувствующие клетки". Они погрузились под покро­вы, с помощью длинных отростков установили связь между собой и с другими клетками, сформировав нервную систему, состоящую из нейронов и совокупности их отростков - нервов. Нервная система ста­ла воспринимать сигналы не только внешней, но и внутренней среды, превратившись в главную интегрирующую систему.

Нервная система простейшего строения (у кишечнополостных) состоит из клеток и нервных отростков, равномерно распределенных по всему телу. Такая нервная система получила название разлитой или диффузной.

У животных с двусторонней симметрией тела, в связи с диффе­ренцировкой его переднего конца и формированием на нем органов чувств и ротового отверстия, произошла концентрация нервных кле­ток с образованием нервных центров в виде нервных узлов (ганглиев)

и нервных стволов.

Дальнейшее прогрессивное развитие нервной системы у беспо­звоночных выразилось в цефализации, в увеличении числа нервных клеток, слиянии их в крупные нервные массы: "головной мозг", брюшной ганглий, подглоточный узел. Это связано с совершенство­ванием органов чувств, ротового аппарата и конечностей. Отдельные нейроны приобрели способность к секреции активных пептидов - нейрогормонов, выполняющих в начале местную, а позже дистантную регуляторную функцию.

Совершенно другой тип нервной системы свойственен хордовым, центральная нервная система которых является производным нервной трубки.

У предков хордовых на спинной стороне тела располагалась по­лоска чувствительного эпителия, воспринимающая световые, химические и механические сигналы. Она погрузилась в тело в виде жело­ба, а затем образовала замкнутую трубку (у ланцетника внутри нерв­ной трубки сохранились светочувствительные клетки в виде глазков Гессе). У позвоночных, передний отдел нервной трубки характеризу­ется прогрессивным развитием, увеличением в размерах, дифферен­цировкой на отделы, преобразованием в головной мозг, включающий центры регуляции деятельности всех внутренних органов и органов чувств.

Остальная часть нервной трубки преобразовалась в спинной мозг, сохранивший сегментарное строение. У наземных позвоночных его длина уменьшилась в связи с редукцией хвоста, а участки, связанные с регуляцией парных конечностей, получили дополнительное разви­тие (шейное и поясничное утолщение).

Как и у беспозвоночных, некоторые нейроны приобрели способ­ность к нейросекреции, к синтезу нейрогормонов. Отдел промежуточного мозга - гипоталамус - устанавливает связь и контроль над второй интегрирующей системой - эндокринной.

Роль нервной системы в организме.

3. связь с внешней средой

4. морфологическое обеспечение инстинктов, поведения, эмоций, памяти, сознания, членораздельной речи, абстрактного мышления, познания.

Основные эволюционные преобразования нервной систе­мы у позвоночных.

1. Усиление главной координирующей и регулирующей функции за счет увеличения числа нейронов, усложнения, дифференцировки, появления новых отделов и центров.

2. Постепенное замещение ихтиопсидного типа головного мозга позвоночных более прогрессивными зауропсидным, а затем маммалийным. Развитие переднего мозга за счет мантии -формирование новой коры, концентрация в коре высших цен­тров всех видов жизнедеятельности (субституция).

3. Расширение числа выполняемых функций, активное участие в гуморальной регуляции, преобразование в единую нейро-гуморальную регулирующую систему.

4. Смена функций - передний мозг, выполняющий функцию дви­гательного центра, становится главным координирующим и интегрирующим отделом мозга.

5. Дифференцировка спинного мозга в соответствии с сегмента­ми туловища, редукция его нижнего отдела в связи с исчезно­вением хвоста и формированием парных задних конечностей.

6. Гетерохрония. Передний мозг у млекопитающих опережает в развитии остальные отделы мозга (у других позвоночных раз­витие идет одновременно).

Онто-филогенетически обусловленные пороки развития

Нервной системы человека.

1. Отсутствие головного мозга - анэнцефалия.

2. Отсутствие переднего мозга - ариэнцефалия.

4. Отсутствие извилин в коре или их небольшое количество, не­большая глубина борозд или высота извилин, отсутствие изви­лин, отсутствие некоторых отделов коры

5. Общий желудочек переднего мозга

6. Несмыкание заднего шва нервной трубки спинного мозга

7. Отсутствие мозолистого тела

Эндокринная система.

Возникла на основе гуморальной регуляции, присущей всем жи­вым организмам от одноклеточных до человека. Она связана со спо­собностью клеток синтезировать физиологически активные вещества, регулирующие процессы в самой клетке и выделяющиеся в окру­жающую среду, через которую они действуют на другие клетки.

У одноклеточных организмов активные вещества выделяются для взаимодействия с другими особями. У многоклеточных - они выпол­няют функцию посредников в межклеточных взаимодействиях. В на­чале их действие было ограниченно ближайшими клетками, в связи с чем они получили название тканевых или локальных гормонов. Неко­торые из них являлись нейросекретами, так как синтезировались

нейронами и выделялись в окружающую среду их аксонами (адрена­лин, норадреналин, дофамин), скапливаясь в синапсах или распро­страняясь на ближайшие клетки. Нейросекреция свойственна всем многоклеточным.

В связи с усложнением и дифференцировкой многоклеточных организмов возникла необходимость в дистантных регуляторах, ко­торые бы обеспечивали координированную деятельность всех орга­нов. Ими стали истинные гормоны, вещества различной химической природы, поступающие в кровь, транспортируемые ею и действую­щие как химические регуляторы клеточных процессов.

У кольчатых червей впервые формируются нейрогемальные ор­ганы - небольшие депо нейросекретов, окруженные сетью расширен­ных кровеносных капилляров, через которые нейросекреты поступа­ют в кровь.

Таким образом, в филогенезе гормональной регуляции у беспо­звоночных прослеживается переход от внутриклеточной секреции ак­тивных регуляториых веществ к железам внутренней секреции, син­тезирующим нейрогормоны - пептиды или гормоны другой химиче­ской природы.

У позвоночных, обнаруживаются все уровни гуморальной регуля­ции: клеточный с помощью метаболитов и цАМФ, тканевой при по­мощи локальных гормонов (простогландинов, серотонина, дофамина, адреналина), органный и системно-органный с помощью истинных гормонов, поступающих в кровь и действующих дистантно.

У позвоночных формируется эндокринная система, объединяю­щая железы внутренней секреции, особое место в которой занимает гипоталамус. Его нейроны совмещают способность проводить нерв­ные импульсы и секретировать нейрогормоны. Он осуществляет связь нервной и эндокринной систем. Благодаря гипоталамусу, эндокринная система получает возможность реагировать на внешние и внут­ренние сигналы. Следовательно, гипоталамус является нейросекре­торным органом. (Кроме гипоталамуса способность к нейросекреции сохранили эпифиз, мозговое вещество надпочечников, нейроны веге­тативной нервной системы). Гипоталамус образует единую систему с гипофизом. Нервные импульсы, приходящие в гипоталамус, активи­руют секрецию рилизинг - гормонов (либеринов и статинов), каждый из которых регулирует синтез в гипофизе тропинов, с помощью ко­торых гипофиз контролирует деятельность других желез внутренней секреции, процессы роста и др. Нейрогормоны гипоталамуса депони­руются в задней доле гипофиза, которая по существу является нейро­гемальным органом, аналогичным таким же у беспозвоночных.

Многие железы внутренней секреции у позвоночных образова­лись путем специализации клеток различных тканей (тимус, половые железы, поджелудочная, щитовидная), продукты которых - гормоны - стали поступать в кровь,

Железы внутренней секреции у позвоночных формировались из разных зачатков, разными способами. В процессе филогенеза проис­ходило слияние отдельных секреторных клеток в группы (щитовид­ная железа), объединение метамерно расположенных участков секре­тирующей ткани в общую железу (тимус, мозговое и корковое веще­ство надпочечников), включение инкреторных клеток в другой орган (ультимобранхиальные железы, поджелудочная железа), смена функ­ции (эпифиз, щитовидная железа), смещение места закладки (щито­видная железа).

В процессе филогенеза формировались новые отделы и появля­лись новые гормоны (гипофиз, надпочечники),

Некоторые железы образовались путем соединения двух частей, происходящих из разных зачатков (гипофиз, надпочечники).

Основные эволюционные преобразования в эндокринной

Системе хордовых.

1. Переход от диффузной эндокринной системы к высокоспециа­лизированной регуляторной системе, объединяющей железы внутренней секреции.

2. Усиление главной регуляторной и интегрирующей функция, увеличение числа секреторных клеток, появление в железах новых отделов и новых гормонов (задняя доля гипофиза, ми­нералокортикоиды появились у наземных позвоночных)

3. Смена функции (переход некоторых желез от внешней секре­ции к внутренней, от способности воспринимать световые сиг­налы к секреции гормонов)

4. Олигомеризация - соединение нескольких зачатков в крупную железистую массу (тимус, мозговое вещество надпочечников, поджелудочная железа)

5. Гетеротопия - смешение места закладки органа (щитовидная железа, гипофиз)

6. Совершенствование связи с нервной системой, формирование единой нервно-гуморальной регуляции.

Онто-филогенетические пороки эндокринной системы че­ловека.

1. Недоразвитие и гипофункция задней доли гипофиза.

2. Эктопия аденогипофиза (группа железистых клеток под слизи­стой оболочкой крыши полости рта).

3. Персистирование кармана Ратке (киста кармана Ратке между передней и средней долями гипофиза)

4. Щитоязычный проток - тяж клеток с полостью внутри (след гетеротопии щитовидной железы)

5. Эктопия щитовидной железы и срединные шейные свищи.

6. Срединные кисты шеи, располагающиеся по ходу движения закладок щитовидной железы.

8. Добавочные дольки щитовидной железы, отдельные клетки, синтезирующие тироксин на вентральной стороне глотки.

9. Гетеротопия поджелудочной железы (островки железистой ткани в стенке тонкой кишки или желудка).

Обсуждаются особенности патологии почек у детей, связанные с развитием дисфункции почек на фоне их формирования в постнатальном онтогенезе.

Возникновение нефрологии, ее оформление в самостоятельное направление науки произошли во второй половине ХХ в. и были связаны с консолидацией широкого круга наук, каждая из которых вносит вклад в понимание роли структуры и химизма процессов, лежащих в основе функций и дисфункций почки [1–3]. Они способствуют пониманию патологии почек, необходимы для диагностики нарушений ее функции и терапии [4–6]. Новые методы открывают возможность оценить генетическую обусловленность ряда форм патологии, их экологическую зависимость [5, 7]. В течение нескольких десятилетий второй половины ХХ в. сформировался ряд направлений нефрологии, в т. ч. связанных с формулированием представлений о физиологии и патологии почки у детей [5, 8, 9]. Этот раздел нефрологии требует новых подходов к пониманию особенностей течения патологических процессов в почке ребенка, безусловно подтверждая мысль М.С. Игнатовой: “В настоящее время трудно представить, что существовало мнение: ребенок – это уменьшенная копия взрослого человека” [5].

Использование достижений фундаментальной науки в клинической практике – шаг от фундаментальной науки к решению прикладных проблем – задача непростая, не имеет прямого и простого решения. Выдающиеся достижения науки ХХ в., связанные с применением методов молекулярной биологии, молекулярной генетики, открывают невиданные ранее возможности для клинициста. Очень важно: многие либо не понимают, либо забывают, что в клинике эти результаты могут быть использованы только на фундаменте классической морфологии, физиологии и биохимии в концепции организма как целого.

В ХХ в. произошла смена представлений о роли почки в организме, понимании ее функционального назначения в жизни и у животных, и у человека. Функциональный образ почки трансформировался от признания за ней роли только органа выделения, экскреции к пониманию ключевой роли почки в стабилизации объема и химического состава крови, поддержания постоянства физико-химических характеристик крови, жидкостей внутренней среды, обеспечению гомеостаза [1, 10, 11]. Для клинициста и специалиста в области клинической нефрологии детского возраста существенно оценивать стадию морфофункционального созревания и состояния почек в данный период развития ребенка и форму патологии. Проблема выбора способа лечения затруднена тем, что десинхронизация
функций может быть обусловленной не только характером патологического процесса, но и тем, что заболевание развивается в растущем организме. В почке в постнатальном онтогенезе не только увеличивается масса органа, но и меняется соотношение между основными процессами, обеспечивающими мочеобразование, – гломерулярной фильтрацией, канальцевой реабсорбцией и секрецией. Почка – важнейший инкреторный орган, и эта функция имеет исключительное значение в
растущем организме. Следовательно, одна из трудностей для педиатра-нефролога состоит в оценке соотношения степени развития патологического процесса и торможения созревания функций почки из-за влияния заболевания.

В физиологии почек признано, что имеется сходство тенденций становления данной функции в ходе индивидуального развития организма и ее дисфункции в клинике при патологическом процессе. Л.А. Орбели обосновал положение о значении клинических исследований для понимания развития функций: “…перед нами открываются еще новые возможности – это использование клинического материала. Я должен сказать, что недаром вопросы эволюционной физиологии подняты не биологами, а врачами. Это кажется парадоксом, но вполне объяснимо тем, что клиника натолкнула на мысль, что в
известных случаях некоторые симптомы болезни представляют собой отголоски того, что имело место на более ранних этапах эволюции, что в некоторых случаях в патологии мы имеем дело с отголоском эволюционного процесса, с возвращением к функциональным отношениям, характерным для более ранних периодов развития” [12].

Сочетание онтогенетического и клинического методов изучения функционального состояния почек – сопоставление данных о состоянии функции почек в ходе постнатального онтогенеза на фоне развивающегося патологического процесса, открывает новые возможности для анализа развития
и количественной оценки состояния функций у пациента, особенно при сопоставлении с изучением патологического процесса при заболеваниях почек у взрослых. Такой подход имеет значение для выявления новых механизмов развития патологического процесса и построения обоснованной схемы
лечения на их основе. Речь идет об анализе хода изменения функции, когда патологический процесс развивается одновременно со становлением функции, т. е. в постнатальном онтогенезе, что может помочь выявить влияние дисфункции на становление функции, возможно, определить новые грани
физиологических функций и найти более адекватные способы лечения. Специального обсуждения заслуживает вопрос о соотношении данных классической нефрологии и огромного объема новой информации благодаря появлению методов молекулярной биологии и молекулярной генетики.


1. Бойко Т.А. Шаповалова Е.Ю. Апоптоз и пролиферация клеток обеспечивают расцвет и редукцию первичной почки у эмбрионов человека // Таврич. мед.-биол. вестник. – 2009. – Т. 12. – № 4 (48). – С. 16–18.

2. Петренко В.М. Развитие восходящей поясничной и непарной вен в эмбриогенезе человека // Архив анат. – 1990. – Т. 98. – № 6. – С. 65–70.

3. Петренко В.М. Закладка начального отдела грудного протока в эмбриогенезе человека // Архив анат. – 1990. – Т. 99. – № 11. – С. 43–50.

4. Петренко В.М. Начальные этапы формирования корней грудного протока // Лимфангион. – Л.: изд-во ЛСГМИ, 1990. – С. 17–24.

5. Петренко В.М. Морфогенез корней нижней полой вены в эмбриогенезе человека // Морфология. – 1998. – Т. 114. – № 5. – С. 56–59.

6. Петренко В.М. Особенности морфогенеза начального отдела грудного протока в пренатальном онтогенезе крысы // Морфология. – 1999. – Т. 115. – № 2. – С. 33–36.

7. Петренко В.М. Морфогенез нижней полой вены в эмбриогенезе // Междунар. журнал приклад. и фунд. исслед-й. – 2013. – № 11. – Ч. 2. – С. 33–37.

8. Петренко В.М. Происхождение лимфатического эндотелия. I. Эмбриогенез человека // Соврем. наукоемк.технол-и. – 2014. – № 1. – С. 71–74.

9. Петренко В.М. Морфогенез задней полой вены в эмбриогенезе млекопитающих животных // Междунар. журнал приклад. и фунд.исслед-й. – 2014. – № 3–1. – С. 50–53.

10. Петренко В.М. Происхождение лимфатического эндотелия. II. Эмбриогенез млекопитающих животных // Успехи соврем. естествознания. – 2014. – № 4. – С. 39–41.

11. Шаповалова Е.Ю., Бойко Т.А., Барановский Ю.Г., Каракулькина О.А., Барановский А.Г. Сравнительный анализ пролиферации и гибели клеток органов, производных разных зародышевых листков, у человека в процессе раннего эмбрионального гистогенеза // Вопросы морфол-и XXI века. – СПб.: изд-во ДЕАН, 2015. – Т. 4. – С. 212–216.

12. Le Brun D. P., Warnke R. A., Cleary M. L. Expression of Bcl-2 in fetal tissues suggests a role in morphogenesis // Am.О.J. Pathol. – 1993. – Vol. 142. – N 3. – P. 743–753.

13. Zhumykina O. I., Pritulo O.A., Shapovalova Y.Y. Proliferation, apoptosis and its negative regulator Bcl-2 at different stages of psoriasis // Tavricheskiy Mediko-Biological Vestnik. – 2007. – Vol. 10. – № 10. – P. 103–105.

14. Zusman I. Immune systems and human intrauterine development / Itzhak Zusman, Pavel Gurevich, Herzel Ben-Hur. – Transworld Research Network: Kerala, India, 2008. – 239 p.

Я описывал развитие почек в эмбриогенезе человека и млекопитающих животных ранее, главным образом в связи с развитием вен и лифатической системы [2–10], но при этом в той или иной мере рассматривал их взаимоотношения с аортой и ее ветвями. Именно данный аспект дегенерации мезонефросов является главной темой предлагаемой статьи.

Цель исследования: изучить анатомотопографические взаимоотношения почек, мезонефросов и их сосудов в эмбриогенезе для объяснения механики дегенерации мезонефросов.

Материалы и методы исследования

Развитие почек и окружающих органов и сосудов изучено на 52 трупах эмбрионов и плодов человека 5–72 мм теменно-копчиковой длины (4–12 нед.), а также на 30 трупах зародышей 13–21 сут. и новорожденных белой крысы, 10 эмбрионов свиньи и 10 эмбрионов овцы 8–26 мм теменно-копчиковой длины (4-я – 5-я нед). После фиксации в 10 % растворе нейтрального формалина или в жидкости Буэна материал заливали в парафин, изготавливали серийные срезы толщиной 5–7 мкм в трех основных плоскостях. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван Гизон и Вергеффу, по Маллори, азур-II-эозином, альциановым синим (рН = 2,0–3,0) в комбинации с ШИК-реакцией, толуидиновым синим (рН = 1,0–5,0), импрегнировали солями серебра по Карупу и Футу.

Результаты исследования и их обсуждение

Проанализируем в заданном аспекте данные, представленные мною в статьях [2–10].

pet1.tiff

pet2.tif

Рис. 2. Эмбрион человека 12 мм длины (6 недель): Ао – брюшная аорта; ПА – пупочная артерия; ТП – тазовая почка; ПП – первичная почка; АПП – артерии первичной почки; Г – гонада. Гематоксилин и эозин. Ув. 120

Заключение

Место проведения занятия 533 аудитория

Цель: Изучить основные этапы эволюции выделительной сис­темы у беспозвоночных и позвоночных животных, выделить основные эволюционные преобразования выделительной сис­темы у позвоночных животных. На основе сравнения развития выделительной системы в процессах фило- и онтогенеза позвоночных уметь обосновать возможность формирования филоге­нетически обусловленных врожденных пороков выделительной и половой систем у человека.

№ Название этапа Время (мин)
1. Проверка присутствующих 1-2
2. Вступительное слово 10-11
3. Контроль исходных знаний а) программ. контроль ( вводный ) б) фронтальный опрос 3-5 10-15
4. Самостоятельная работа студентов 70-80
5. Контроль конечных знаний а) программ. контроль ( итоговый ) 5-7
6. Подведение итогов, просмотр тетрадей 10-12

Итого: 120 минут

( 3-х часовое занятие)

2.Вступительное слово преподавателя.

Преподаватель называет тему занятия (можно спросить студента), его цели, значение и обоснование темы. Преподаватель знакомит студентов с организацией и правилами ведения учебных тетрадей.

3.Выявление исходного уровня знаний студентов.

Вопросы для самоподготовки

1. Какова роль выделительной системы в поддержании гомеостаза?

2. Каковы основные этапы развития выделительной системы у позвоночных?

3. Каковы основные эволюционные преобразования в выде­лительной системе позвоночных животных?

4. Как осуществляется связь с кровеносной системой у предпочки, первичной и вторичной почек?

5. Каковы прогрессивные черты в строении и функции нефрона первичной почки по сравнению с нефроном предпочки?

6. Каковы прогрессивные черты в строении и функции нефро; на вторичной почки по сравнению с нефроном первичной почки?

7. Какие признаки выделительной системы у разных классов позвоночных можно считать приспособительными?

8. Чем объяснить замещение (субституцию) предпочки более прогрессивными первичной, а затем вторичной почками?

9. В чем выражается связь выделительной системы с половой у позвоночных животных?

10. Какую функцию выполняет парамезонефральный проток (мюллеров канал) у самцов и самок анамний?

11. Какую функцию выполняет мезонефральный проток и па­рамезонефральный проток (вольфов и мюллеров каналы) у самцов и самок амниот?

12. Как объяснить развитие некоторых врожденных аномалий выделительной и половой систем?

Выделительная система возникла у животных в связи с не­обходимостью поддержания постоянства внутренней среды пу­тем выведения из организма продуктов диссимиляции. У одно­клеточных животных и губок функцию выделения и осморегуляции выполняют сократительные вакуоли. У кишечнополост­ных специальных органов выделения не выявлено. У более вы­сокоорганизованных беспозвоночных животных в связи с ус­ложнением внутреннего строения и формирования плотных наружных покровов формируются сложные и разнообразные органы выделения. Несмотря на различия в их строении, прин­цип выделения продуктов диссимиляции у всех беспозвоноч­ных сходен и осуществляется благодаря двум основным про­цессам; ультрафильтрации и активному транспорту веществ. При ультрафильтрации жидкости через полупроницаемую мембрану органов выделения не проходят белки и другие круп­ные молекулы. Активный транспорт происходит в двух проти­воположных направлениях: с помощью секреции продукты диссимиляции переносятся из внутренней среды животного в просвет экскреторного органа, а при реабсорбции в обратном направлении происходит транспорт глюкозы, аминокислот, воды, анионов и катионов.

У позвоночных животных структурно-функциональной еди­ницей почек является нефрон, в котором происходят процессы фильтрации, реабсорбции и секреции. Такой способ выделения продуктов диссимиляции оказался наиболее выгодным, так как в результате ультрафильтрации любые чужеродные и большая часть токсичных веществ выводятся из организма. Последнее дает возможность животным расширять и изменять свою среду обитания и источники питания без создания специального ме­ханизма для выведения каждого нового, возможно токсичного, вещества, поступающего в организм.

Задание для студентов

Работа 1.Функции выделительной системы.

Запишите в рабочую тетрадь функции выделительной сис­темы:

1 - экскреторная - удаление продуктов диссимиляции и токсичных веществ;

2 - поддержание водно-солевого гомеостаза;

3 - поддержание кислотно-основного равновесия, уровня глюкозы, ионного состава;

4 - выведение половых продуктов (гамет);

5 - участие в регуляции кровяного давления.

Работа 2.Сравнительная характеристика выделительной системы беспозвоночных

Изучите данные табл. 1 и рис. 1.

Работа 3.Эволюционные преобразования в выделительной системе позвоночных животных.

Изучите основные направления эволюционных преобразо­ваний и запишите в рабочую тетрадь.

1. Субституция - замещение предпочки первичной, а у выс­ших позвоночных - вторичной почкой.

2. Полимеризация однородных структур - увеличение ко­личества нефронов от 6-12 в предпочке до нескольких сотен в первичной и до одного миллиона и более во вторичной почке.

3. Усиление главной функции почек проявляется в значи­тельном возрастании уровня клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции.

Тип беспозво­ночных Тип выделительной системы Основные структуры
Подцарство Простейшие: тип Простейшие тип Плоские черви тип Круглые черви тип Кольчатые черви тип Членистоногие Протонефридиальный Видоизмененные протонефридии Метанефридиальный Видоизмененные метанефридии и мальпигиевы сосуды Сократительные вакуоли Система канальцев со звездчатыми клетками или соленоцитами Гигантская экскреторная клетка Нефростом с коротким каналом Целомический мешочек, извитой каналец, мочевой пузырь; многочисленные слепо замкнутые выросты кишечника на границе среднего и заднего отделов кишечника


Рис. 1. Выделительные системы беспозвоночных.

Это достигается рядом преобразований:

а) увеличением количества нефронов;

б) формированием почечного тельца и редукцией воронки, что приводит к установлению непосредственного контакта вы­делительных канальцев с кровеносной системой и к утрате свя­зи с целомом;

в) увеличением размеров почечных телец и усилением по­чечного кровотока;

г) удлинением и дифференцировкой извитых канальцев, об­разованием петли нефрона.

4. Разделение функций. Формирование яйцевода из парамезонефрального канала и семяпровода из мезонефрального ка­нала.

Работа 4.Сравнительная характеристика нефронов в ряду позвоночных.

Изучите строение нефронов головной (предпочки), туло­вищной (первичной) и тазовой (вторичной) почек и зарисуйте их в рабочую тетрадь (рис. 2).

Перепишите в рабочую тетрадь табл. 2.


Рис. 2. Эволюция нефрона позвоночных животных.

а - нефрон предпочки; б - нефрон первичной почки; в - нефрон вторичной почки. 1 - нефрон; 2 - нефростом; 3 - наружный клубочек капилляров; 4 - короткий почечный каналец; 5 - собирательная трубочка; 6 - внутренний губочек капилляров в почечном тельце; 7 - капсула почечного тельца; 8 - почечное тельце; 9 - длинный извитой каналец первичной почки; 10 - проксимальный извитой каналец: 11 - петля нефрона; 12 - дистальный извитой каналец; 13 - приносящая артериола; 14 - выносящая артериола.

Таблица 2. Структура и функция нефрона тазовой почки млекопитающих

Структурные компоненты нефрона Функция отделов нефрона
Почечное тельце, состоящее из боуменовой капсулы и клубочка капилляров. Проксимальный извитой каналец. Петля нефрона. Дистальный извитой каналец. Ультрафильтрация из клубочка капилляров в полость боуменовой капсулы глюкозы, амино­кислот, витаминов, некоторых гормонов, моче­вины, мочевой кислоты, креатинина и воды, белков с молекулярной массой менее 68 000 Да. Избирательная реабсорбция в кровоток из пер­вичного фильтрата наибольшего количества его компонентов: глюкозы, витаминов, гормонов, аминокислот, 85 %хлористого натрия, воды и 1 /3мочевины. Секреция мочевой и щавелевой кислот, лекарственных препаратов (антибиоти­ков, сульфаниламидов, мочегонных и др.) и токсичных веществ. Реабсорбция в кровь воды, ионов натрия и хло­ра. В результате этого процесса моча по отно­шению к плазме крови становится гипертони­ческим раствором. Тонкая регуляция реабсорбции ионов натрия, хлора, кальция под действием гормонов (альдостерона, антидиуретического гормона гипофиза и др.) и секреция токсичных веществ, избытков ионов: калин, водорода и NH4 + .

Классы и отряды позвоночных Среда обитания Главный конечный про­дукт белкового обмена
Класс Костные рыбы: отряд Костистые Класс Амфибии: личинки взрослые Класс Рептилии: отряд Крокодилы отряд Черепахи отряд Чешуйчатые (ящерицы, змеи) Класс Млекопитающие Водная Водная Полуводная Полуводная Наземная Наземная Наземная, вторично-полуводная, водная Аммиак, некоторое количество мочевины Аммиак Мочевина Аммиак, некоторое количество мочевой кислоты Мочевина и мочевая кислота Мочевая кислота Мочевина

Работа 5.Эволюция конечных продуктов обмена у позво­ночных животных.

Форма выведения белкового азота - в виде аммиака, моче­вины или мочевой кислоты - тесно связана с условиями жизни животного и наличием воды.

Изучите и перепишите в рабочую тетрадь табл. 3.

Работа 6.Связь выделительной системы с половой у позво­ночных животных.

Проследите преобразование почечных каналов в различные структуры мочеполовой системы у анамний и амниот (рис. 3) Заполните табл. 4 в рабочей тетради.


Рис. 3. Эволюция почки и мочеполовых каналов у позвоночных.

а, б - самец и самка рыб и амфибий; в, г - самка и самец плацентарных мле­копитающих: 1 - предпочка, 2 - семенник, 3 - семявыносящий проток, 4 - первичная почка, 5 - канал первичной почки, 6 - задняя кишка, 7 - мочевой пузырь, 8 - клоака, 9 - воронка яйцевода, 10 - яичник, 11 - парамезонефральный проток, 12 - придаток семенника, 13 - семяпровод, 14 - вторичная почка, 15 - вторичный мочеточник, 16 - яйцевод, 17 - матка, 18 - зародыш в матке, 19 - влагалище, 20 - предстательная железа, 21 - семенной пузырек, 22 - рудимент парамезонефрального протока, 23 - анальное отверстие.

Таблица 4. Связь выделительной системы с половой в ряду позвоночных животных.

Позвоночные животные Функции каналов
парамезонефральный проток (мюллеров канал) мезонефральный проток (вольфов канал)
Анамнии: самка самец Амниоты: самка самец

Работа 7. Онто- и филогенетически обусловленные пороки развития выделительной и половой систем у человека.

Используя материал учебника, лекций, приложения 1, изу­чите указанные пороки развития мочеполовой системы у чело­века и перепишите их в рабочую тетрадь.

1. Аномалии количества почек:

а) аплазия - отсутствие одной почки;

б) удвоение почки.

2. Гипоплазия почки - уменьшение ее в размере.

3. Дистопия почек - изменение положения:

4. Поликистоз почек.

5. Гартнеров канал - сохранение мезонефрального канала у женщин - источник кист и злокачественных перестроек. У 30 % девочек он облитерируется.

6. Различные аномалии развития матки и влагалища (двой­ная, седловидная, двурогая, разделенная, асимметричная мат­ка; двойное или разделенное перегородками влагалище).

7. Крипторхизм - неопущение яичек. Незаращение пахово­го канала - предрасположенность к грыжам.

8. Неразделение клоаки (в норме на 7-й неделе она делится на мочеполовой синус и прямую кишку) - различные свищи между прямой кишкой и мочеполовой системой (ректовезикальный свищ; ректовагинальный свищ).

Тестовые задания

1. Установите соответствие.

2. Плоские черви.

3. Круглые черви.

б) сократительные вакуоли;

г) мальпигиевы сосуды;

д) гигантская экскреторная клетка.

МЕТАНЕФРИДИАЛЬНАЯ ВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ХАРАКТЕРНА ДЛЯ ТИПОВ:

1. Плоские черви.

2. Круглые черви.

3. Кольчатые черви.

3. Установите соответствие.

СПОСОБЫ ПРЕОБРАЗО­ВАНИЯ ПОЧЕК В ФИЛО­ГЕНЕЗЕ ПОЗВОНОЧНЫХ:

1. Усиление главной функ­ции.

2. Увеличение количества од­нородных структур.

а) утрата связи с целомом, установление связи с кро­веносной системой, дифференцировка извитых канальцев;

б) замена предпочки первич­ной, а затем вторичной почкой;

в) увеличение количества нефронов;

г) формирование яйцевода из парамезонефрального про­тока.

ПОЧКА ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ - МУЛЬТИФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ОРГАН, ТАК КАК УЧАСТВУЕТ В ПРОЦЕССАХ:

1. Выделения продуктов диссимиляции.

2. Поддержания водно-солевого гомеостаза.

3. Регуляции кровяного давления.

4. Поддержания постоянной температуры тела.

5. Выделения продуктов пищеварения.

ПРОГРЕССИВНЫЕ ПРИЗНАКИ ПЕРВИЧНОЙ ПОЧКИ ПО СРАВНЕНИЮ С ПРЕДПОЧКОЙ:

1. Формирование капсулы Шумлянского - Боумена.

2. Увеличение количества нефронов.

3. Установление прямой связи с кровеносной системой.

4. Образование петли нефрона.

5. Усиление реабсорбции.

6. Редукция нефростома.

ПРОГРЕССИВНЫЕ ПРИЗНАКИ В СТРОЕНИИ ВТОРИЧ­НОЙ ПОЧКИ ПО СРАВНЕНИЮ С ПЕРВИЧНОЙ:

1. Редукция нефростома.

2. Уменьшение количества нефронов.

3. Увеличения количества нефронов.

4. Удлинение и дифференцировка почечного канальца.

5. Усиление осморегулирующей и экскреторной функций.

6. Увеличение размеров почечных телец.

7. Установите соответствие.

СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ НЕФРОНА ВТО­РИЧНОЙ ПОЧКИ:

1. Почечное тельце.

2. Проксимальный извитой каналец.

3. Петля нефрона.

а) избирательная реабсорбция в кровь воды ионов натрия и хлора;

б) ультрафильтрация из крови глюкозы, низкомолекулярных белков, мочевины и воды;

в) реабсорбция в кровь глюкозы, мочевины, аминокислот;

г) диффузия высокомолекуляр­ных белков и углеводов.

У МЛЕКОПИТАЮЩИХ В ПОДДЕРЖАНИИ ВОДНО-СОЛЕВОГО ГОМЕОСТАЗА УЧАСТВУЮТ:

2. Сальные железы.

3. Потовые железы.

4. Поджелудочная железа.

9. Выберите один правильный ответ.

У САМОК ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ ПАРАМЕЗОНЕФРАЛЬНЫЙ (МЮЛЛЕРОВ) ПРОТОК ВЫПОЛНЯЕТ ФУНКЦИЮ:

МЕЗОНЕФРАЛЬНЫЙ (ВОЛЬФОВ) ПРОТОК ПОЗВО­НОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ ФУНКЦИОНИРУЕТ КАК МОЧЕ­ТОЧНИК У:

1. Самок анамний.

3. Самцов анамний.

4. Самцов амниот.

Основная литература

1. Биология / Под ред. В.Н. Ярыгина. - М.: Высшая школа, 2001. - Кн. 2. -С. 125-131.

Дополнительная литература

1. Грин И., Стаут У, Тейлор Д. Биология. - М.: Мир, 1990.

2. Игнатова М.С., Вельтищев Ю.Е. Наследственные и врожденные нефропатии у детей. - Л.: Медицина, 1978.

Приложение 4

Развитие почки в онтогенезе человека

У новорожденных нефроны функционально незрелые. Для них характерны:

а) низкая величина клубочковой фильтрации;

б) сниженная способность к концентрации мочи;

в) ограниченная способность выведения избытка воды;

г) выведение с мочой глюкозы, лактозы, фруктозы.

В процессе роста ребенка изменяется и биохимический со­став мочи. В первые 3 мес. после рождения в моче ребенка пре­обладает мочевая кислота с добавлением мочевины. В период от 3 до 6 мес. значительно нарастает экскреция мочевины и снижается выведение мочевой кислоты. В отличие от взрослых моча у новорожденных гипотонична по отношению к плазме крови. У двухлетнего ребенка почка функционирует как у взрослого человека. Окончательное формирование морфологи­ческих структур почек происходит к 20 годам.

Читайте также: