Эволюция пищеварительной системы

Размещено на http://allbest.ru/

Эволюция пищеварительной системы

Растительные организмы синтезируют сами все необходимые им органические вещества и поэтому не нуждаются в пищеварительной системе. Водоросли поглощают все питательные вещества из окружающей среды (воды) без помощи каких-либо специальных приспособлений. Наземные растения получают двуокись углерода из воздуха, главным образом с помощью листьев, а воду и минеральные вещества всасывают из почвы с помощью корней. Существует несколько видов насекомоядных растений. Они не имеют особой пищеварительной «системы», но выделяют ферменты, сходные с ферментами животных. Транспорт веществ по растению осуществляется по системам тканей (главным образом флоэме и ксилеме), вода и газы могут транспортироваться по межклетникам. Поступление веществ осуществляется путем простой диффузии, облегченной диффузии или путем активного переноса. Растворы, движущиеся по флоэме и ксилеме, представляют собой сложные смеси органических и неорганических веществ, состав которых различен у разных растений, а также в различных его органах и в разное время года. Сок растений содержит до 98% воды, а также соли, сахара, аминокислоты, ферменты и другие белки, органические кислоты (лимонную, яблочную и др.) и гормоны (например индолилуксусную кислоту). Растительный сок имеет несколько кислую реакцию (рН - 7-4,6). Синтезируемые питательные вещества растения могут запасать, поскольку производимое количество значительно превышает потребность самого растения в питательных веществах на текущие процессы жизнедеятельности (до 20 раз).

Пищеварение у простейших происходит в одной клетке (тело простейших состоит из одной клетки). Поступление веществ осуществляется также путем диффузии и активного переноса, но у них существует пиноцитоз (поступление жидких питательных веществ) и фагоцитоз (захват крупных органических веществ и бактерий с помощью ложноножек). Переваривание происходит в пищеварительных вакуолях: пищеварительные ферменты, образующиеся в цитоплазме, поступают внутрь вакуоли и переваривают пищу, затем расщепленные вещества через стенку вакуоли всасываются в цитоплазму, где ассимилируются или используются для получения энергии. У гидры еще нет пищеварительной системы, хотя она и многоклеточна; переваривают пищу только клетки энтодермы (внутреннего слоя клеток). Они выделяют пищеварительные ферменты в просвет полости, где пища размельчается (внеклеточное переваривание) и затем всасывается внутрь энтодермальных клеток, в которых происходит окончательное внутриклеточное переваривание. Непереваренные остатки пищи выбрасываются через то же отверстие в полости, через которое пища поступает. У плоских червей (имеющих три зародышевых листка) уже имеется пищеварительная система, состоящая изо рта, глотки и желудка, но нет анального отверстия: поступление пищи внутрь и выход остатков наружу происходит одним и тем же путем. Желудок сильно разветвлен и его ветви заходят почти во все части тела, что облегчает распределение всосавшейся переваренной пищи. Планарии, при голодании могут частично переваривать свои собственные органы и таким образом долгое время обходиться без пищи.

Дождевые черви обладают полной пищеварительной системой: она состоит изо рта, мышечной глотки, пищевода, зоба с мягкими стенками, где пища сохраняется про запас, твердого мышечного желудка, в нем пища измельчается при помощи мелких камешков, поступивших вместе с пищей, прямой и длинной кишки (в которой осуществляется внеклеточное переваривание пищи) и анального отверстия, через которое удаляются непереваренные остатки пищи. У других беспозвоночных строение пищеварительной системы примерно такое же, но имеет свои особенности. У некоторых беспозвоночных - червей, головоногих моллюсков, ракообразных и морских ежей - имеются твердые зазубренные ротовые части, которыми животное может отрывать и измельчать пищу. У насекомых в связи с разнообразием используемой пищи формируется различный ротовой аппарат (сосущий, грызущий, лижущий, лакающий и т.д.), продукты переваривания всасываются путем простой диффузии или активного переноса.

На ранних этапах эволюции позвоночных животных их пищеварительная система постепенно усложнялась, в ней появлялись новые органы. У всех современных животных - от рыб до человека - эта система построена по единому плану: за желудком следует тонкая кишка, в которой переваривается большинство видов пищи, там же происходит и всасывание, за тонкой кишкой следует толстая кишка, где процессы переваривания и всасывания завершаются. У позвоночных - более совершенные пищеварительные железы - печень и поджелудочная железа (пищеварительные железы есть у моллюсков, часто пищеварительная железа несет функции печени и поджелудочной железы одновременно). Пищеварительные железы являются выростами пищеварительного тракта, в процессе онтогенеза превращаются в самостоятельные органы. Связь с тонкой кишкой они сохраняют с помощью протоков, открывающихся в кишку. У позвоночных животных в связи с их приспособленностью к обитанию в различных экологических условиях и использованием разнообразной пищи выработались свои характерные особенности: усложняется строение зубов, появляется многокамерный желудок (например у жвачных), удлиняется кишечный тракт (у растительноядных) и др. Тем не менее, у всех животных, от самых низших до наиболее организованных, химия пищеварения и участвующих в нем ферментов очень сходны. Таким образом, в ходе эволюции пищеварительная система постепенно усложнялась, добавлялись новые органы и, наконец, выработался сложный механизм, который достиг наибольшей сложности у человека.

РАЗВИТИЕ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА В ОНТОГЕНЕЗЕ

Первый период - доспецифического развития (от зачатия до 35 суток эмбриона).

Этапы:

1) оотипический;

2) бластомерный;

3) зачатновый.

Второй период - формирования временных органов (от 35 суток до 6-месячного возраста плода).

Этапы:

4) формирование временных органов и закладки тканевых систем;

5) закладка и формирование дефинитивных органов и тканей;

Третий период - дефинитивный период (от 6-месячного плода до физиологической смерти).

Этапы:

6) начальный дефинитивный (от 6-месячного плода до 12-14 лет);

7) промежуточный дефинитивный (от 12-14 до 16-18 лет);

8) юношеский (от 16-18 до 20-25 лет);

9) истинный дефинитивный или относительной стабильности строения и функции органов (от 20-25 до 57-64 лет);

10) пожилой (от 57-64 лет до физиологической смерти).

На каждом этапе развития функционирует новый ген. Реализация наследственной программы обусловлена на каждом этапе. Каждый этап развития органа имеет количественные и качественные показатели, химический состав, свои биологические ритмы

Установлено, что критические фазы развития пищеварительной системы человека чаще всего выявляются при смене этапов.

КРИТИЧЕСКИЕ ФАЗЫ РАЗВИТИЯ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА В ОНТОГЕНЕЗЕ

I. Критические фазы в эмбриогенезе:

1) зиготы (8-14 сутки после начала менструации);

2) имплантации (на 15-18 сутки после оплодотворения);

3) закладка осевых и временных органов (28-34 сутки эмбриона);

4) закладка и функция дефинитивных органов и систем;

5) перед рождением (за 5-7 суток до рождения).

II. Критические фазы в постнатальном периоде:

6) новорожденности (от рождения до 10-15 суток);

7) детства (на 6-7 году);

8) подростковый (на 14-16 году);

9) юношеский (в возрасте 20-21 лет);

III. Критические фазы в зрелом периоде:

10) первый зрелый (у мужчин 45-46 лет, у женщин - 40-41 лет);

11) второй зрелый (у мужчин - 60-64, у женщин - 55-57 лет);

12) пожилой (у мужчин - 74-78 лет, у женщин 69-70 лет).

В критические фазы происходит модифицированная, мутационная и комбинированная изменчивость гена под влиянием внешней среды. На основании собственных исследований и данных литературы приходим к выводу, что на каждом этапе развития пищеварительной системы человека функционируют новые аллеи гена. Включение каждой аллеи гена происходит в сроки критических фаз, то есть в переходном процессе от одного этапа к другому.

Установлено, что соотношение внутриклеточного внутриполостного, пристеночного пищеварения: в разные этапы онтогенеза пищеварительной системы не одинаковое. Для практической гастроэнтерологии выделены возрастные этапы пищеварения.

ВОЗРАСТНЫЕ ЭТАПЫ ПИЩЕВАРЕНИЯ

Первый этап - эмбриональное пищеварение (от 5,5-6 мес. плода до рождения). Открытие в 1972 г. - Криницин Д.Я., Ильин П.А., Тельцов Л.П.

Второй этап - пищеварение у новорожденных (от рождения до 10-15 суток).

Третий этап - пищеварение при молочном питании (от 10-15 суток до 1 года).

Четвертый этап - пищеварение в детском возрасте (от 1 до 12 лет).

Пятый этап - пищеварение детей в подростковом возрасте (от 12 до 16 лет).

Шестой этап - пищеварение в юношеском возрасте (от 16 до 25 лет).

Седьмой этап - пищеварение у взрослых людей (от 25 до 64 лет).

Восьмой этап - пищеварение у пожилых людей (от 65 до 90 лет).

Каждый этап пищеварения отличается различной функциональной деятельностью органов, химическим составом пищи, усвоением и перевариванием. Диетологам необходимо составлять рационы питания с учетом предложенных этапов. При болезнях (гастритах, колитах и т.д.) помимо специфического лечения необходимо переходить на питание предшествующего этапа. Мы рекомендуем при болезнях - гастритах, колитах и т.д. помимо специфического лечения, соответствующего определенному этапу, переходить на пищеварение предшествующего этапа.

пищеварительный тракт растительный питательный

Схема пищеварительного тракта

1. Слюнные железы

2. Околоушная железа

3. Подчелюстная железа

4. Подъязычная железа

5. Ротовая полость

6. Глотка

7. Язык

8. Пищевод

9. Поджелудочная железа

10. Желудок

11. Проток поджелудочной железы

12. Печень

13. Желчный пузырь

14. Двенадцатиперстная кишка

15. Общий желчный проток

16. Ободочная кишка

17. Поперечная ободочная кишка

18. Восходящая ободочная кишка

19. Нисходящая ободочная кишка

20. Подвздошная кишка (тонкая кишка)

21. Слепая кишка

22. Аппендикс

23. Прямая кишка

24. Анальное отверстие

Размещено на Allbest.ru