Возрастные особенности дыхательной системы

У новорожденного полость носа низкая и узкая. Верхний носовой ход отсутствует. К 6 мес. жизни высота полости носа увеличивается. К 10 годам – в 1,5 раза, а к 20 годам – в 2 раза.

Носоглотка у новорожденного сравнительно широкая, а евстахиева труба короткая, в связи с чем заболевания верхних дыхательных путей у детей нередко осложняются воспалением среднего уха, так как инфекция легко проникает в среднее ухо через широкую и короткую евстахиеву трубу.

Гортань у новорожденных располагается выше, чем у взрослых, вследствие чего ребенок одновременно может дышать и глотать. Хрящи гортани, тонкие у новорожденных, с возрастом становятся более толстыми. После 2–3 лет у девочек гортань отстает в росте, она становится короче и меньше, чем у мальчиков, что сохраняется и у взрослых. Половые различия гортани больше всего заметны на щитовидном хряще и голосовых связках. В 12–14 лет у мальчиков на месте соединения пластинок щитовидного хряща начинает расти кадык, удлиняются голосовые связки, вся гортань становится шире и длиннее, чем у девочек. У мальчиков в этот период происходит ломка голоса.

Рост трахеи у детей осуществляется в соответствии с ростом тела. К 10 годам ее длина увеличивается в 2 раза, к 25 годам – в 3 раза. Слизистая оболочка трахеи и носоглотки детей нежна и богата кровеносными сосудами.

Бронхи у детей узкие, слизистая оболочка содержит мало слизистых желез, богато снабжена сосудами. Рост бронхов наиболее энергичен в первый год жизни и в период полового созревания.

Рост легких осуществляется за счет ветвления мелких бронхов, образования альвеол и увеличения их объема. До 3-х лет происходит усиленный рост легких и дифференцировка их отдельных элементов. В возрасте от 3 до 7 лет темпы роста легких снижаются. Особенно энергично растут альвеолы после 12 лет. Объем легких в этом возрасте увеличивается

в 10 раз по сравнению с объемом легких новорожденного, а к концу полового созревания – в 20 раз.

Грудная клетка ребенка растет параллельно росту тела, ребра принимают наклонное вниз положение и начинают принимать участие в дыхании. Тип дыхания становится смешанным. Совершенствуется рефлекторная регуляция дыхания, т. е. кора головного мозга постепенно начинает контролировать деятельность дыхательного центра продолговатого мозга, однако морфологическая и функциональная незрелость органов дыхания сохраняется до 14 лет. Формирование половых различий в строении грудной клетки и типе дыхания заканчивается к 21 году. Однако развитие органов дыхания и совершенствование его регуляции продолжается и у взрослых людей. При этом наблюдаются значительные индивидуальные различия в зависимости от того, занимается ли человек физическим трудом, спортом или ведет малоподвижный образ жизни, курит, употребляет алкоголь.

Дыхательные движения. Первый вдох новорожденного происходит в результате резкого возбуждения центра вдоха после перерезания пуповины. У новорожденных мышцы ребер в дыхании не участвуют, и оно осуществляется только за счет сокращений диафрагмы (диафрагмальный или брюшной тип дыхания). Дыхание новорожденного поверхностное и частое (до 60 в минуту), вентиляция в периферических участках легких слабо выражена, минутный объем легких всего 1300 мл (у взрослого 4–6 л).

У детей первого года жизни частота дыхательных движений равна 50–60 в минуту во время бодрствования. У детей 1–2-летних – 35–40 в минуту; у

2–4-летних – 25–35 в минуту и у 4–6-летних – 23–26 в минуту. У школьников

происходит снижение частоты дыхания до 18–20 в минуту.

Большое значение для роста и развития ребенка имеет носовое дыхание , выключение которого ведет к расстройству сна и пищеварения и,как следствие, к отставанию физического и умственного развития. Требуется тщательный уход за полостью носа грудных детей, а при возникновении заболеваний носоглотки (риниты, назофарингиты, аденоиды носовой полости) следует незамедлительно провести соответствующее лечение.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса все более начинает преобладать грудной тип дыхания . В период полового созревания грудная клетка приобретает форму взрослого человека, хотя остается еще меньшей по размеру. Грудная клетка у девочек приобретает цилиндрическую форму, и тип дыхания становится грудным (верхние ребра активнее участвуют в дыхании, чем нижние). У мальчиков она приобретает коническую форму с основанием, обращенным вверх (плечевой пояс шире таза) и тип дыхания становится брюшным (нижние ребра и диафрагма активно участвуют в дыхании). В этом возрасте повышается ритмичность дыхания, частота дыхания уменьшается до 20 в минуту, а глубина растет, и минутный объем легких составляет 3500–4000 мл, что приближается к показателям взрослого человека. К 18 годам частота дыхания устанавливается 16–17 в минуту, и минутный объем дыхания соответствует

норме взрослого.

Литература

а) основная литература

1. Сапин М.П., Сивоглазов В.И. Анатомия и физиология человека (с возрастными особенностями детского организма): Учеб. пособие. М., 1997.

2. Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Возрастная физиология: (Физиология развития ребенка): Учеб. пособие. М., 2002.

3. Любимова, З.В. Возрастная физиология: учеб. для студентов вузов: в 2ч. Ч.1 / З. В. Любимова, К. В. Маринова, А. А. Никитина. - М.: Владос, 2004, 2008. – 301 с. – Рекомендовано МО РФ.

б) дополнительная литература

1. Обреимова, Н.И. Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков: Учеб. пособие /Н.И. Обреимова, А.С.Петрухин – М.: Академия, 2008. – 368 с.

2. Алешина, Л.И. Методическое руководство к лабораторным занятиям по возрастной анатомии, физиологии и гигиене человека /Л.И. Алешина, С.Ю. Лебедченко, М.В. Мужиченко, Е.И. Новикова, С.А. Сулейманова, М.М. Тобольская, Н.А. Федоркина, Е.А. Шульгин. – Волгоград.: Перемена, 2005. – 141 с.

У детей слизистые оболочки верхних дыхательных путей и голосовые связки очень нежны и легко ранимы, поэтому они часто страдают от насморка, воспаления гортани, бронхов и легких. Большую роль в предупреждении заболеваний органов дыхания и голосового аппарата играет правильное дыхание – через нос. При носовом дыхании воздух, прежде чем попасть в гортань, бронхи и легкие, проходит через узкие, извилистые носовые пути, где очищается от пыли, микробов и других вредных примесей, увлажняется и согревается. Этого не происходит при дыхании через рот. Кроме того, при дыхании через рот затрудняются нормальный ритм и глубина дыхания и прохождение воздуха в легкие в единицу времени уменьшается. Дыхание через рот у детей чаще всего возникает при хроническом насморке, появлении в носоглотке аденоидов. Нарушение носового дыхания отрицательно сказывается на общем состоянии ребенка: он бледнеет, становится вялым, легко утомляется, плохо спит, страдает головными болями, физическое и психическое развитие его замедляется. Такого ребенка надо срочно показать врачу. Если причиной неправильного дыхания являются аденоиды, их удаляют. После этой несложной и неопасной операции состояние ребенка значительно улучшается, физическое и умственное развитие быстро приходит к норме. При воспалении гортани (ларингите) заболевают в основном голосовые связки, расположенные на внутренней поверхности боковых стенок гортани. Ларингит имеет две формы: острую и хроническую. Острый ларингит сопровождается кашлем, першением в горле, болями при глотании, разговоре, хрипотой, иногда даже потерей голоса (афонией). Если не будут своевременно приняты необходимые меры лечения, острый ларингит может перейти в хроническую форму. Для предохранения органов дыхания и голосового аппарата от заболеваний у детей большое значение имеет отсутствие резких колебаний

температуры воздуха и пищи. Не следует выводить детей из сильно нагре-тых помещений или после горячей ванны (бани) на холод, разрешать пить холодные напитки или есть мороженое в разгоряченном состоянии. Сильное напряжение голосового аппарата также может привести к воспалению гортани. Надо следить за тем, чтобы дети не разговаривали громко продолжительное время, не пели, не кричали и не плакали, особенно в сырых, холодных и пыльных помещениях или на прогулках в неблагоприятную погоду. Разучивание стихотворений и пение (с соблюдением голосового режима и дыхания) способствуют развитию и укреплению гортани, голосовых связок и легких. Чтобы голосовые связки не перенапрягались, декламировать стихи надо спокойным, негромким голосом, петь без напряжения; непрерывность звучания не должна превышать 4–5 мин. Дети же в силу особенностей их аппарата дыхания не могут при физических нагрузка значительно изменить глубину дыхания, а учащают дыхание. И без того частое и поверхностное дыхание у детей при физических нагрузках становится еще более частым и поверхностным. Это приводит к более низкой эффективности вентиляции легких, особенно у маленьких детей. Научить детей правильно дышать при ходьбе, беге и других видах деятельности - одна из задач учителя. Одно из условий правильного дыхания - это забота о развитии грудной клетки. Для это важно правильное положение тела. Особенно во время сидения за партой, дыхательная гимнастика и другие физические упражнения, развивающие мускулатуру, приводящую в движение грудную клетку. Особенно полезны в этом отношении такие виды спорта, как плавание, гребля, катание на коньках, ходьба на лыжах. Обычно человек с хорошо развитой грудной клеткой дышит равномерно и правильно. Надо приучать детей ходить и стоять, соблюдая прямую осанку, так как это содействует расширению грудной клетки, облегчает деятельность легких и обеспечивает более глубокое дыхание. При согнутом положении туловища в организм поступает меньшее количество воздуха.

Оценка ЧДД, типы дыхания.

Определение Частоты дыхательных движений ЧДД, нормальные показатели, регистрация.

Процесс газообмена складывается из внешнего и внутреннего (тканевого) дыхания.

Различают внешнее и внутреннее дыхание. Внешнее дыхание – это доставка кислорода в кровь. Внутреннее дыхание – перенос кислорода из крови к органам и тканям организма.

1. Внешнее дыхание.

Дыхание состоит их фаз вдоха и выдоха, которые осуществляются в определенном постоянном ритме – 16 – 20 в минуту у взрослых и 40 – 45 в минуту у новорожденных.

Ритм дыхательных движений – это дыхательные движения через определенные промежутки времени. Если эти промежутки одинаковые – дыхание ритмичное, если нет аритмичное. При ряде заболеваний дыхание может быть поверхностным или наоборот очень глубоким.

Частота дыхания – зависит и от положения тела:

Лежа – 14 – 16 в минуту;

В вертикальном положении – 18 – 20 в минуту.

От режима физической активности:

Во время сна – 12 – 14 в минуту во время сна;

Учащение при физической нагрузке.

Тип дыхания зависит от мышц, поэтому выделяют:

три физиологических типа дыхания:

1). Грудной тип – дыхательные движения осуществляются в основном за счет сокращения межреберных мышц. Грудная клетка во время вдоха расширяется и слегка приподнимается, а во время выдоха сужается и незначительно опускается. Такой тип дыхания характерен для женщин и детей до 10 лет.

2). Брюшной тип – дыхательные движения осуществляются за счет сокращения мышц диафрагмы и мышц брюшной стенки. Движения мышц диафрагмы повышает внутрибрюшное давление и при вдохе брюшная стенка смещается вперед. При выдохе диафрагма расслабляется и поднимается, что смещает брюшную стенку назад. Этот тип дыхания называют диафрагмальным. Он встречается преимущественно у мужчин.

3). Смешанный тип – дыхательные движения совершаются одновременно при помощи сокращения межреберных мышц и диафрагмы. Такой тип дыхания встречается у спортсменов и детей.

Возрастные особенности структуры и функции органов дыхания.

Изменение типа дыхания.

Диафрагмальное дыхание сохраняется вплоть до второй половины первого года жизни. По мере роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. При этом у грудных детей наступает смешанное дыхание (грудобрюшное), причем более сильная подвижность грудной клетки наблюдаются в ее нижних отделах. В связи с развитием плечевого пояса (3-7 лет) начинает преобладать грудное дыхание. К 7-летнему возрасту дыхание становится преимущественно грудным.

С 8-10 лет возникают половые различия в типе дыхания: у мальчиков устанавливается преимущественно диафрагмальный тип дыхания, а у девочек - грудной.

Изменение ритма и частоты дыхания с возрастом.

У новорожденных и грудных детей дыхание аритмичное. Аритмичность выражается в том, что глубокое дыхание сменяется поверхностным, паузы между вдохами и выдохами неравномерны. Продолжительность вдоха и выдоха у детей короче, чем у взрослых: вдох равен 0,5-0,6 сек (у взрослых - 0,98-2,82 сек), в выдох - 0,7-1 сек (у взрослых - от 1,62 до 5,75 сек). Некоторые исследователи считают, что у новорожденных в первые дни жизни вдох на 25% продолжительнее выдоха. Большинство поддерживает мнение о том, что у же с момента рождения устанавливается такое же, как и у взрослых, соотношение между вдохом и выдохом: вдох короче выдоха.

Частота дыхательных движений у детей уменьшается с возрастом. У плода она колеблется в пределах 46-64 в минуту. Постепенное уменьшение происходит к 14-15-летнему возрасту, когда частота дыханий приближается к ее величине у взрослого.

В связи с легкой возбудимостью дыхательного центра частота дыхания колеблется не только в пределах одной возрастной группы, но и у одного испытуемого в течение дня.

Дыхание новорожденных и грудных детей в бодрствующем состоянии очень неравномерно, оно более спокойно во время сна.

До 8 лет частота дыханий у мальчиков больше, чем у девочек. К периоду полового созревания частота дыханий у девочек становится больше, и это соотношение сохраняется в течение всей жизни.

Запасы кислорода в организме очень ограничены, и их хватает на 5-6 мин. Обеспечение организма кислородом осуществляется в процессе дыхания. В зависимости от выполняемой функции различают 2 основные части легкого: проводящую часть для подачи воздуха в альвеолы и выведения его наружу и дыхательную часть, где происходит газообмен между воздухом и кровью. К проводящей части относят гортань, трахею, бронхи, т. е. бронхиальное дере­во, а к собственно дыхательной - ацинусы, состоящие из приводящей бронхиолы, альвеолярных ходов и альвеол. Под внешним дыханием подра­зумевается обмен газов между атмосферным воздухом и кровью капилляров легких. Он осуществляется посредством простой диффузии газов через альвеолярно-капиллярную мембрану вследствие разницы давления кислорода во вдыхаемом (атмосферном) воздухе и венозной крови, притекающей по легочной артерии в легкие из правого желудочка (табл.2).

Таблица 2

Парциальное давление газов во вдыхаемом и альвеолярном воздухе, артериальной и венозной крови (мм.рт.ст.)

Разница давления кислорода в альвеолярном воздухе и венозной крови, протекающей по легочным капиллярам, составляет 50 мм рт. ст. Это обеспе­чивает переход кислорода в кровь через альвеолярно-капиллярную мембра­ну. Разница давления углекислого газа обусловливает его переход из веноз­ной крови в альвеолярный воздух. Эффективность функции системы внеш­него дыхания определяется тремя процессами: вентиляцией альвеолярного пространства, адекватным вентиляции легких капиллярным кровотоком (перфузией), диффузией газов через альвеолярно-капиллярную мембрану. По сравнению со взрослыми, у детей, особенно первого года жизни, имеют­ся выраженные отличия внешнего дыхания. Это объясняется тем, что в постнатальном периоде происходит дальнейшее развитие респираторных отделов легких (ацинусов), где происходит газообмен. Кроме того, у детей имеются многочисленные анастомозы между бронхиальными и легочными артериями и капиллярами, что является одной из причин шунтирования крови, минуя альвеолярные пространства.

В настоящее время функцию внешнего дыхания оценивают по следующим группам показателей.

Легочная вентиляция - частота (f), глубина (Vt), минутный объем ды­хания (V), ритм, объем альвеолярной вентиляции, распределение вды­хаемого воздуха.

Легочные объемы - жизненная емкость легких (ЖЕЛ, Vc), общая ем­кость легких, резервный объем вдоха (РОвд, IRV), резервный объем выдоха (РОвыд, ERV), функциональная остаточная емкость (ФОЕ), остаточный объем (ОО).

Механика дыхания - максимальная вентиляция легких (МВЛ, Vmax), или предел дыхания, резерв дыхания, форсированная жизненная ем­кость легких (FEV) и ее отношение к ЖЕЛ (индекс Тиффно), бронхи­альное сопротивление, объемная скорость вдоха и выдоха при спокой­ном и форсированном дыхании.

Легочный газообмен - величина потребления кислорода и выделения углекислого газа в 1 мин, состав альвеолярного воздуха, коэффициент использования кислорода.

Газовый состав артериальной крови - парциальное давление кислорода (РО 2) и углекислого газа (РСО 2), содержание оксигемоглобина в кро­ви и артериовенозная разница по гемоглобину и оксигемоглобину.

Глубина дыхания, или дыхательный объем (ДО, или Vt, в мл), у детей как в абсолютных, так и относительных числах значительно меньше, чем у взрослого человека (табл. 3).

Таблица 3

Дыхательный объем у детей в зависимости от возраста

Это объясняется двумя причинами. Одной из них, естественно, является небольшая масса легких у детей, которая увеличивается с возрастом, причем в течение первых 5 лет в основном за счет новообразования альвеол. Другой, не менее важной причиной, объясняющей поверхностное дыхание детей раннего возраста, являются особенности строения грудной клетки (передне- задний размер приблизительно равен боковому, ребра от позвоночника от­ходят почти под прямым углом, что ограничивает экскурсию грудной клетки и изменение объема легких). Последний изменяется благодаря преимущест­венно движению диафрагмы. Увеличение дыхательного объема в покое мо­жет свидетельствовать о дыхательной недостаточности, а его снижение - о рестриктивной форме дыхательной недостаточности или ригидности груд­ной клетки. В то же время потребность в кислороде у детей значительно вы­ше, чем у взрослых, что зависит от более интенсивного обмена веществ. Так, у детей первого года жизни потребность в кислороде на 1 кг массы тела составляет приблизительно около 7,5-8 мл/мин, к 2 годам она несколько возрастает (8,5 мл/мин), к 6 годам достигает максимальной величины (9,2 мл/мин), а затем постепенно снижается (в 7 лет - 7,9 мл/мин, 9 лет - 6,8 мл/мин, 10 лет - 6,3 мл/мин, 14 лет - 5,2 мл/мин). У взрослого она со­ставляет всего 4,5 мл/мин на 1 кг массы тела. Поверхностный характер ды­хания, его неритмичность компенсируются большей частотой дыхания (f). Так, у новорожденного - 40-60 дыханий в 1 мин, у годовалого - 30-35, у 5-летнего - 25, 10-летнего - 20, у взрослого - 16-18 дыханий в 1 мин. Час­тота дыхания отражает компенсаторные возможности организма, но в соче­тании с малым дыхательным объемом тахипноэ свидетельствует о дыхатель­ной недостаточности. Благодаря большей частоте дыхания, на 1 кг массы те­ла минутный объем дыхания значительно выше у детей, особенно раннего возраста, чем у взрослых. У детей до 3 лет минутный объем дыхания почти в 1,5 раза больше, чем у 11-летнего ребенка, и в 2 с лишним раза, чем у взрос­лого (табл. 4).

Таблица 4

Минутный объем дыхания у детей

Наблюдения за здоровыми и детьми, больными пневмонией, показали, что при низких температурах (0...5° С) отмечается урежение дыхания при со­хранении его глубины, что является, по-видимому, наиболее экономным и эффективным дыханием для обеспечения организма кислородом. Интерес­но отметить, что теплая гигиеническая ванна вызывает повышение вентиля­ции легких в 2 раза, причем это повышение происходит преимущественно за счет нарастания глубины дыхания. Отсюда становится вполне понятным предложение А. А. Киселя (выдающегося советского педиатра), которое он сделал еще в 20-х годах прошлого века и которое получило распространение в педиатрии, широко использовать лечение пневмоний холодным свежим воздухом.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ, Vc), т. е. количество воздуха (в милли­литрах), максимально выдыхаемого после максимального вдоха (определя­ется спирометром), у детей значительно ниже, чем у взрослых (табл. 5).

Таблица 5

Жизненная емкость легких

Если сравнить величины жизненной емкости легких с объемом дыхания в спокойном положении, то оказывается, что дети в спокойном положении используют лишь около 12,5% ЖЕЛ.

Резервный объем вдоха (РОвд, IRV) - максимальный объем воздуха (в миллилитрах), который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха.

Для его оценки имеет большое значение отношение РОвд к ЖЕЛ (Vc). У детей в возрасте от 6 до 15 лет РОвд/ЖЕЛ колеблется от 55 до 59%. Сниже­ние этого показателя наблюдается при рестриктивных (ограничительных) поражениях, особенно при снижении эластичности легочной ткани.

Резервный объем выдоха (РОвыд, ERV) - максимальный объем воздуха (в миллилитрах), который можно выдохнуть после спокойного вдоха. Так же, как и для резервного объема вдоха, для оценки РОвыд (ERV) имеет значение его отношение к ЖЕЛ (Vc). У детей в возрасте от 6 до 15 лет РОвыд/ЖЕЛ со­ставляет 24-29% (увеличивается с возрастом).

Жизненная емкость легких уменьшается при диффузных поражениях лег­ких, сопровождающихся снижением эластической растяжимости легочной ткани, при увеличении бронхиального сопротивления или уменьшении ды­хательной поверхности.

Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ, FEV), или объем фор­сированного выдоха (ОФВ, л/с), - количество воздуха, которое может быть выдохнуто при форсированном выдохе после максимального вдоха.

Индекс Тиффно (FEV в процентах) - отношение ОФВ к ЖЕЛ (FEV%), в норме за 1 с ОФВ составляет не менее 70% фактической ЖЕЛ.

Максимальная вентиляция легких (МВЛ, Vmax), или предел дыхания, - максимальное количество воздуха (в миллилитрах), которое может быть провентилировано за 1 мин. Обычно этот показатель исследуют в течение 10 с, так как могут возникнуть признаки гипервентиляции (головокружение, рвота, обморочное состояние). МВЛ у детей значительно меньше, чем у взрослых (табл. 6).

Таблица 6

Максимальная вентиляция легких у детей

Так, у ребенка 6 лет предел дыхания почти в 2 раза меньше, чем у взрос­лого. Если известен предел дыхания, то не представляет затруднений вычис­лить величину резерва дыхания (из предела вычитают величину минутного объема дыхания). Меньшая величина жизненной емкости и учащенное ды­хание значительно снижают резерв дыхания (табл. 7).

Таблица 7

Резерв дыхания у детей

Об эффективности внешнего дыхания судят по разнице содержания кис­лорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Так, эта раз­ница у детей первого года жизни составляет всего 2-2,5%, в то время как у взрослых она достигает 4-4,5%. В выдыхаемом воздухе у детей раннего воз­раста содержится меньше и углекислого газа - 2,5%, у взрослых - 4%. Та­ким образом, дети раннего возраста за каждое дыхание поглощают меньше кислорода и выделяют меньше углекислого газа, хотя газообмен у детей бо­лее значителен, чем у взрослых (в пересчете на 1 кг массы тела).

Большое значение в суждении о компенсаторных возможностях системы внешнего дыхания имеет коэффициент использования кислорода (КИО 2) - количество поглощенного кислорода (ПО 2) из 1 л вентилируемого воздуха.

КИО 2 =ПО 2 (мл/мин) / МОД (л/мин).

У детей до 5 лет КИО 2 равен 31-33 мл/л, а в возрасте 6-15 лет - 40 мл/л, у взрослых - 40 мл/л. КИО 2 зависит от условий диффузии кислорода, объе­ма альвеолярной вентиляции, от координации легочной вентиляции и кро­вообращения в малом круге.

Транспорт кислорода от легких к тканям осуществляется кровью, в основном в виде химического соединения с гемоглобином - оксигемоглобина и в меньшей мере - в растворенном состоянии. Один грамм гемогло­бина связывает 1,34 мл кислорода, следовательно, от количества гемоглобина зависит объем связанного кислорода. Поскольку у новорожденных в тече­ние первых дней жизни содержание гемоглобина выше, чем у взрослых, то и кислородсвязывающая способность крови у них выше. Это позволяет ново­рожденному пережить критический период - период становления легочно­го дыхания. Этому способствует также более высокое содержание фетально­го гемоглобина (HbF), который обладает большим сродством к кислороду, чем гемоглобин взрослого (НbА). После установления легочного дыхания содержание HbF в крови ребенка быстро уменьшается. Однако при гипок­сии и анемиях количество HbF вновь может увеличиваться. Это как бы ком­пенсаторное приспособление, оберегающее организм (особенно жизненно важные органы) от гипоксии.

Способность к связыванию кислорода гемоглобином определяется также температурой, pH крови и содержанием углекислого газа. При повышении температуры, снижении pH и нарастании РСО 2 кривая связывания смеща­ется вправо.

Растворимость кислорода в 100 мл крови при РО 2 , равном 100 мм рт. ст., составляет всего 0,3 мл. Растворимость кислорода в крови значительно воз­растает при повышении давления. Повышение давления кислорода до 3 атм обеспечивает растворение 6% кислорода, что достаточно для поддержания тканевого дыхания в состоянии покоя без участия оксигемоглобина. Этим приемом (оксибаротерапией) в настоящее время пользуются в клинике.

Кислород капиллярной крови диффундирует в ткани также благодаря градиенту давления кислорода в крови и клетках (в артериальной крови дав­ление кислорода составляет 90 мм рт. ст., в митохондриях клеток оно состав­ляет всего 1 мм рт. ст.).

Особенности тканевого дыхания изучены значительно хуже, чем осталь­ные этапы дыхания. Однако можно предполагать, что интенсивность ткане­вого дыхания у детей выше, чем у взрослых. Это косвенно подтверждается более высокой активностью ферментов крови у новорожденных по сравне­нию со взрослыми. Одной из существенных особенностей обмена веществ у детей раннего возраста является увеличение доли анаэробной фазы обмена веществ по сравнению с таковой у взрослых.

Парциальное давление углекислого газа в тканях выше, чем в плазме крови, вследствие непрерывности процессов окисления и освобождения уг­лекислого газа, поэтому Н 2 СО 3 легко поступает из тканей в кровь. В крови Н 2 СО 3 находится в виде свободной угольной кислоты, связанной с белками эритроцитов, и в виде гидрокарбонатов. При pH крови 7,4 соотношение свободной угольной кислоты и связанной в виде натрия гидрокарбоната (NаНСО 3) всегда составляет 1:20. Реакция связывания углекислого газа в крови с образованием Н 2 СО 3 , гидрокарбоната и, наоборот, выделение угле­кислого газа из соединений в капиллярах легких катализируется ферментом карбоангидразой, действие которой определяется pH среды. В кислой среде (т. е. в клетках, венозной крови) карбоангидраза способствует связыванию углекислого газа, а в щелочной (в легких), наоборот, разложению и выделе­нию его из соединений.

Активность карбоангидразы у недоношенных новорожденных составля­ет 10%, а у доношенных - 30% от активности у взрослых. Ее активность медленно повышается и лишь к концу первого года жизни достигает норм взрослого человека. Это объясняет тот факт, что при различных заболевани­ях (особенно легочных) у детей чаще наблюдается гиперкапния (накопление углекислого газа в крови).

Таким образом, процесс дыхания у детей имеет ряд особенностей. Они в значительной мере определяются анатомическим строением органов дыха­ния. Кроме того, у детей раннего возраста более низкая эффективность ды­хания. Все изложенные анатомические и функциональные особенности сис­темы органов дыхания создают предпосылки к более легкому нарушению дыхания, что ведет к дыхательной недостаточности у детей.

Легкие и воздухоносные пути начинают развиваться у эмбриона на 3-й неделе из мезодермальной мезенхимы . В дальнейшем в процессе роста формируется долевое строение легких, после 6 месяцев образуются альвеолы. В 6 месяцев поверхность альвеол начинает покрываться белково-липидной выстилкой - сурфактантом . Его наличие является необходимым условием нормальной аэрации легких после рождения. При недостатке сурфактанта после попадания в легкие воздуха альвеолы спадаются, что приводит к тяжелым расстройствам дыхания и без лечения.

Легкие плода как орган внешнего дыхания не функционируют. Но они не находятся в спавшем состоянии, альвеолы и бронхи плода заполнены жидкостью. У плода, начиная с 11-й недели, появляются периодические сокращения инспираторных мышц - диафрагмы и межреберных мышц.

В конце беременности дыхательные движения плода занимают 30-70% всего времени. Частота дыхательных движений обычно увеличивается ночью и по утрам, а также при увеличении двигательной активности матери. Дыхательные движения необходимы для нормального развития легких. После их выключения развитие альвеол и увеличение массы легких замедляется. Помимо этого дыхательные движения плода представляют собой своего рода подготовку дыхательной системы к дыханию после рождения.

Рождение вызывает резкие изменения состояния дыхательного центра, расположенного в продолговатом мозгу, приводящие к началу вентиляции. Первый вдох наступает, как правило, через 15-70 сек. после рождения.

Основными условиями возникновения первого вдоха являются:

1. Повышения в крови гуморальных раздражителей дыхательного центра, СО 2 , Н + и недостатка О 2 ;

2. Резкое усиление потока чувствительных импульсов от рецепторов кожи (холодовых, тактильных), проприорецепторов, вестибулорецепторов. Эти импульсы активируют ретикулярную формацию ствола мозга, которая повышает возбудимость нейронов дыхательного центра;

3. Устранение источников торможения дыхательного центра. Раздражение жидкостью рецепторов, расположенных в области ноздрей, сильно тормозит дыхание (рефлекс ныряльщика). Поэтому сразу после появления головы плода акушеры удаляют с лица слизь и околоплодные воды.

Таким образом, возникновение первого вдоха является результатом одновременного действия ряда факторов.

Начало вентиляции легких сопряжено с началом функционирования малого круга кровообращения. Кровоток через легочные капилляры резко усиливается. Легочная жидкость всасывается из легких в кровеносное русло, часть жидкости всасывается в лимфу.

У детей младшего возраста спокойное дыхание - диафрагмальное. Это связано с особенностями строения грудной клетки. Ребра расположены под большим углом к позвоночнику, поэтому сокращение межреберных мышц менее эффективно изменяет объем грудной полости. Энергетическая стоимость дыхания ребенка гораздо выше, чем у взрослого. Причина - узкие воздухоносные пути и их высокая аэродинамическая сопротивляемость, а также низкая растяжимость легочной ткани.

Другой отличительной особенностью является более интенсивная вентиляция легких в пересчете на килограмм массы тела с целью удовлетворения высокого уровня окислительных процессов и меньшая проницаемость легочных альвеол для О 2 и СО 2 . Так, у новорожденных частота дыхания составляет 44 цикла в минуту, дыхательный объем - 16 мл, минутный объем дыхания - 720 мл/мин. У детей 5-8-летнего возраста частота дыхания снижается и достигает 25-22 циклов в минуту, дыхательный объем - 160-240 мл, а минутный объем дыхания - 3900-5350 мл/мин. У подростков частота дыхания колеблется от 18 до 17 циклов минуту, дыхательный объем - от 330 до 450 мл, минутный объем дыхания - от 6000 до 7700 мл/мин. Эти величины наиболее близки к уровню взрослого человека.

С возрастом увеличиваются жизненная емкость легких, проницаемость легочных альвеол для О 2 и СО 2 . Это связано с увеличением массы тела и работающих мышц, с ростом потребности в энергетических ресурсах. Кроме того, дыхание становится более экономичным, об этом свидетельствуют снижение частоты дыхания и дыхательного объема.

Наибольшие морфофункциональные изменения в легких охватывают возрастной период до 7-8 лет. В этом возрасте отмечается интенсивная дифференцировка бронхиального дерева и увеличение количества альвеол. Рост легочных объемов связан также с изменением диаметра альвеол. В период с 7 до 12 лет диаметр альвеол увеличивается вдвое, к взрослому состоянию - втрое. Общая поверхность альвеол увеличивается в 20 раз.

Таким образом, развитие дыхательной функции легких происходит неравномерно. Наиболее интенсивное развитие отмечается в возрасте 6-8, 10-13, 15-16 лет. В эти возрастные периоды преобладает рост и расширение трахеобронхиального дерева. Кроме того, в это время наиболее интенсивно протекает процесс дифференцировки легочной ткани, который завершается к 8-12 годам. Критические периоды для развития функциональных возможностей системы дыхания наблюдаются в возрасте 9-10 и 12-13 лет.

Этапы созревания регуляторных функций легких делятся на три периода: 13-14 лет (хеморецепторный), 15-16 лет (механорецепторный), 17 лет и старше (центральный). Отмечена тесная связь формирования дыхательной системы с физическим развитием и созреванием других систем организма.

Интенсивное развитие скелетной мускулатуры в возрасте 12-16 лет сказывается на характере возрастных преобразований дыхательной системы подростка. В частности, у подростков с высокими темпами роста часто отмечается отставание развития органов дыхания. Внешне это проявляется в форме отдышки даже при выполнении небольших физических нагрузок. Такие дети жалуются на быструю утомляемость, имеют низкую мышечную работоспособность, избегают занятий с интенсивными физическими упражнениями. Для них рекомендуется постепенное увеличение занятий физической культурой под контролем врача.

В отличие от них, у подростков, занимающихся спортом, годовые прибавки роста меньше, а функциональные возможности легких выше. Но в целом развитие органов дыхания у подавляющей части детей несет на себе «отпечатки цивилизации». Низкая двигательная активность ограничивает подвижность грудной клетки. Дыхание в этом случае поверхностное, а его физиологическая ценность невелика. Необходимо учить детей правильному и глубокому дыханию, что является необходимым условием сохранения здоровья, расширения возможности адаптации к физическим нагрузкам.

Значение дыхания. Строение и функции дыхательной системы.

Возрастные особенности дыхательной системы.

1. Значение дыхания. Строение и функции дыхательной системы

Дыхательная система состоит из следующих органов: носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и легкие.

Главная функция дыхательной системы связана с поступлением в организм кислорода и выделением углекислого газа. Дыхание – это процесс обеспечения клеток организма кислородом, необходимым для окислительных процессов энергетического обмена, которые составляют сущность тканевого дыхания. Сама дыхательная система обеспечивает так называемое внешнее дыхание и газообмен между легкими и кровью, который происходит в альвеолах легких. Кровь выступает в качестве транспортной системы для газов.

Помимо описанной функции, с дыхательной системой связаны:

функция защиты организма от попадания пыли и микроорганизмов (слизь, выделяемая бокаловидными клетками мерцательного эпителия и сам мерцательный эпителий дыхательных путей, избавляющий нас от защитной слизи вместе с пылью и микроорганизмами);

защитные рефлексы чихания и кашля;

функция приближения температуры вдыхаемого воздуха к температуре внутренней среды организма (обильное кровоснабжение слизистой оболочки верхних дыхательных путей);

функция увлажнения вдыхаемого воздуха;

функция выведения продуктов обмена (углекислый газ, пары воды и др.);

функция различения запахов (обонятельные рецепторы).

Особо хотелось бы отметить значение носового дыхания. При дыхании через нос раздражаются клетки особого нейроэпителия, связанного с мозгом. Раздражение этих клеток способствует развитию мозга ребенка (поэтому носовое дыхание так важно для детей и такие препятствия как полипы и аденоиды нужно удалять), влияет на нашу работоспособность, настроение, отражается на поведении. Чтобы убедиться в этом, достаточно вспомнить свои ощущения во время насморка. Для симметричного раздражения нейроэпителия правой и левой половины носовой полости необходимо также избегать искривлений носовой перегородки, которые легко возникают у детей вследствие механической травмы носа.

2. Возрастные особенности дыхательной системы

Слизистые оболочки дыхательных путей у детей тонкие, нежные, сухие (выделяется мало слизи), обильно кровоснабжаются, содержат много лимфатических сосудов. Они легко травмируются, защитная функция выражена слабее, чем у взрослых. Поэтому у детей часто возникают воспалительные процессы дыхательных путей, которые затрудняют носовое дыхание. Это сопровождается кислородным голоданием, т.к. насыщение крови кислородом начинается уже в носовой полости. Дыхание через рот создает еще более благоприятные условия для попадания в организм инфекции. Наиболее распространенный путь передачи инфекции в детских коллективах – воздушно-капельный. В детских учреждениях особенно важно следить за санитарно-гигиеническим состоянием помещения (влажная уборка, проветривание, чистота воздуха), а также следить за соблюдением регламента ежедневного обязательного пребывания детей на свежем воздухе.

Верхние дыхательные пути у детей уже, чем у взрослых, а если они еще и закрыты аденоидами, полипами, избытком слизи при воспалительных процессах, то организм ребенка страдает от недостатка кислорода (особенно мозг), нарушается произношение звуков, возможно даже нарушение умственного развития (см. выше функции нейроэпителия носовой полости). Формируется аденоидный тип лица – открытый рот, одутловатость и туповатое выражение лица.

Легкие ребенка обильно снабжены лимфатическими сосудами, что делает возможным частые воспалительные процессы. Развитие легких заканчивается к 7 годам, затем идет рост легких.

Функциональные возможности легких во многом определяются формой грудной клетки. Примерно до 6 лет она имеет конусовидную форму с почти горизонтальным расположением ребер, что затрудняет вентиляцию легких. Дыхание поверхностное. Небольшой объем грудной клетки, а, следовательно, и легких также не способствует газообмену. Однако, интенсивный рост требует достаточного поступления кислорода в клетки. Это возможно за счет высокой скорости кровотока и частоты дыхания.

Форма грудной клетки изменяется примерно к 6 годам. Она становится бочонкообразной с косым расположением ребер, что существенно влияет на вентиляцию легких и позволяет снизить частоту дыхательных движений.

Частота дыхательных движений с возрастом снижается: у новорожденных – 30-44 дых. движ. в мин.; в 5 лет – 26 дых. движ. в мин.; у подростков – 18 дых. движ. в мин.; у юношей – 16 дых. движ. в мин. Дыхание с возрастом становится более глубоким.

Для правильного развития дыхательной системы необходимы занятия физическими упражнениями, спортом. При этом развиваются дыхательные мышцы, тренируется произвольная и непроизвольная регуляция дыхания, формируется правильная осанка, увеличиваются функциональные возможности дыхательной системы, а, стало быть, оксигенация клеток и тканей, обмен веществ в них. Все это благотворно влияет на рост и развитие организма ребенка.