Методический материал

22 1 17 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ КОМС ОМОЛЬСКИЙ-НА АМУРЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РЕ ФЕРАТ ПО АНАТОМИИ И ВОЗРАСТНОЙ ФИЗИОЛОГИИ ОНТОГЕНЕЗ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ Выполнил : Проверил : ст . преподаватель Федоровская Н . И. КОМС ОМОЛЬСК-НА АМУРЕ 2005 г. План 1. Общая характерис тика системы 1.1. Возд ухоносн ые пути 2. Легкие 3. Антенатальный период 3.1. Структурно-функциональная характеристи ка системы дыхания 3.2. Транспорт газов кро вью 3.3. Дыхательные движения 4. Постнатальный период 4.1. Внеш нее дыхание 4.2. Дыхани е при мышечной работе 4.3. Газ ообмен 4.4. Ре гуляция дыхан ия Список литературы ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ ВОЗДУХОНОСНЫЕ ПУТИ Воздухоносные пути и дыхате льный путь начинаются носово й полостью . Слизистая оболочка , выстилающая полость но са , покрыта многочисленными ресничками . Ее п лощадь достигает 12 см 2 . толщина слизи на разных участках дыхательных путей в среднем около 5-7 мкм . Слизистая носа хорошо снабжае тся кровью , здесь много сосудистых сплетений , которые принимают участие в согревании в оздуха и поддерживают оптимальную темпер а туру в носовой полости . Слизистая оболочка также содержит до 16 тыс . слизистых железок , их количество возрастает к заднему краю носовых раковин . Продукция железок – водян истый слизеподобный секрет , обладающий бактерицид ными свойствами и увлажняющий вдыха е мый воздух. На смоченной секретом слизистой оболочке носа оседают частички пыли , а реснички , совершая 10-15 колебаний в секунду , гонят пыль к носоглотке , так что при глотании он а попадает в желудок. Кроме того , в слизистой оболочке полос ти носа содержится много веществ , разруша ющих болезнетворные микроорганизмы . Начеку и клетки иммунной системы . Стоит им распознать во вдыхаемом воздухе микроб , как слизиста я оболочка преграждает ему путь . Она набух ает , отчего площадь соприкосновения ее с в дыхаемым воздухом з начительно увеличивае тся , защитных клеток становится больше и о ни активнее борются с угрозой . В носовой полости вдыхаемый воздух сог ревается , частично очищается от пыли и увл ажняется . Слишком сухой воздух иссушал бы легкие , загрязненный превратил бы их в подобие пылесборника пылесоса , а попадание холодного воздуха внутрь грудной клетки грозило бы организму переохлаждением . К момен ту рождения носовая полость ребенка недоразви та , она отличается узкими носовыми отверстиям и и практически отсутствием придаточн ы х пазух , окончательное формирование которы х происходит в подростковом возрасте . Объем носовой полости с возрастом увеличивается примерно в 2,5 раза . Структурные особенности нос овой полости детей раннего возраста затрудняю т носовое дыхание , дети часто дыша т с открытым ртом , что приводит к подверженности простудным заболеваниями. Ан атомические размеры придаточных полостей носа Возраст , годы Верхнечелюстная пазуха , мм Лобные пазух и , мм вышина длина ширина вышина длина ширина 5 12-15 17-18 Взрослые 15 23 2 7 32 31 25 25 25 12 18 25 30 7 14 14 - 6 12 12 - 6 17 17 - Из носовой полости вдыхаемы й воздух попадает в носоглотку , а затем в рот и гортанную часть глотки . В г лотке пересекаются пути дыхательной и пищевар ительной систем . Чтобы воздух и пища следо вали в нужном направлении , природа постав ила между гортанной частью глотки и горта нью особый клапан – надгортанник . Он , как неусыпный страж , нависает над входом в гортань и , стоит только в глотке появит ься пищевому комку или выпитой жидкости , п ерекрывает дорогу в дыхательные пути. Гортань пр остирается до низа шеи , где переходит в трахею . «Скелет» гортани складывается из не скольких сочлененных между собой хрящей . Хрящ евым остов бывает лишь до 16 лет . Позже происходит его окостенение , и он становится костно-хрящ евым. В названиях составляющих гортань хрящей отражена их форма : щитовидный , перстневидный , по два черпаловидных , рожковидных и клинови дных , надгортанник. Хрящи гортани располагаются под определен ными углами друг к другу . При их смеще нии просвет гортани су жается или , наоб орот , расширяется . Подвижность органа обеспечивают внутренние и наружные мышцы , а также сокращения языка , глотки , мягкого неба и т рахеи. Гортань , как и всякий трубчатый орган , выстлана слизистой оболочкой , где располагае тся множество железо к , вырабатывающих обил ьный секрет . Слизистая оболочка и в полост и носа , и в гортани служит преградой д ля бактерий и вредных микроорганизмов , кроме того , она продолжает согревать и увлажнят ь воздух , поступивший в дыхательные пути . В среднем отделе гортани разместились желудочки , ограниченные сверху и снизу ск ладками . Нижние складки – это голосовые с вязки . Они образованы эластичными соединительными волокнами и тянутся и тянутся между черпаловидным и щитовидным хрящами . Промежуток между связками представляет собой го лосовую щель . Величина ее и натяжение связ ок меняются в зависимости работы мышц , сое диняющих хрящи гортани . При выходе голосовые связки колеблются и издают звуки , как струны у арфы или скрипки . Производство звуков зависит от нашего желания , зато г лавная функция гортани – проведение воздуха – непроизвольна и не прекращается ни на минуту. Гортань у детей короче , б»і же и располагается выше , чем у взрослых . Наиболее интенсивно гортань растет на 1 – 3-м годах жизни и в период полового созревания . В перио д п олового созревания появляются половые различия в строении гортани . У мальчиков образуется кадык , удлиняются голосовые связк и , гортань становится шире и длиннее , чем у девочек , происходит ломка голоса . Миновав гортань , воздух поп адает в следующий отдел дыхательных путе й – трахею . Длина этого органа в шейном отделе составляет 4,5 – 5,5 см , в грудном до 7 см . диаметр – около 1 мм , причем у женщин трахея несколько уже , чем у мужчин . Ра змеры трахеи на протяжении развития Возраст , годы Длина , см Диаметр , мм сагиттальный фронтальный 8-10 10-12 12-14 14-16 Взрослые 6,3 6,3 6,4 7,2 9-15 9 9,8 10,3 12,7 13-23 10,1 11,3 11,1 14 12-18 Стенки этого органа образованы э ластичными хрящевыми полукольцами (их 16 – 20), со единенными связками . Изнутри трахея покрыта слизистой оболочкой с многочисленными рес ничками и слизистыми железами . Слизь увлажняе т воздух и задерживает инородные частицы , которые затем выталкивают наружу вибрирующими движениями ресничек. Тра хея , как и гортань , довольно подвижный орг ан , особенно в ш ейном отделе . Вдох и выдох ощутимо меняют ее ширину (на 13 – 15%) и длину (на 2 – 2,5 см ). в конце тр ахея раздваивается и переходит в бронхи . Ди аметр главных бронхов на протяжении развития Возраст , год ы П равый бронх , мм Левый бр онх , мм сагитт альный поперечный сагиттальный поперечный 10 13 16 лет Взрослые 8,6 9,6 11 14 9,2 10,2 12,6 14,4 7,3 8,5 9,8 11,5 8,4 8,5 8,8 11,1 Гла вных бронхов два – левый и правый . Ка ждый из них отходит от трахеи почти п од прямым углом и направляетс я к с оответствующему легкому . По строению главные бронхи сходны с трахеей , даже хрящевые кол ьца в их стенках также не полностью с омкнуты . Но в последующих разветвлениях бронх ов кольца становятся уже сплошными . ЛЕГКИЕ Основной орган дыхания – легкие . Лег ких – два . Каждое из них лежит в грудной полости , по обе стороны от сердца и крупных сосудов . Верх ушки этого конусообразного парного органа нап равлены в область шеи (они выступают на 2-3 см над ключицами ). А рас ширенные основания обращены вниз , к диафрагме . Легкие образованы эластичной тканью и должны быть постоянно наполнены воздухом . Что бы эти важные органы не повредилис ь и движение воздуха в них не нарушал ось , они помещены природой в надежный сунд ук – грудную клетку , способную выдерживать сильные удары и давление . На кажд ой стороне к ее внутренней поверхности пл отно прилежит соединительнотканный листок – париетальная плевра . Сами легкие окутаны плеврой висцеральной . Щ елевидная полость между двумя листками плевры заполнена несколькими милли ли трами ж идкост и-смазки . Природа не зря дала каждому легком у такую «свободу» внут ри грудной клетки : благодаря этому они мог ут вволю надуваться и сдуваться , без чего дыхание невозможно. В каждом легком есть во рота – место , куда входят главные бронхи и легочная артерия , не сущая от сер дца бедную кислородом венозную кровь . А вы ходят из ворот две легочные вены , в ко торых кровь уже обогатилась кислородом и стала артериальной . Такой пар адокс – венозная кровь в артерии и а ртериальная в вене – возможен только в малом круге кровооб ращения , проходящем ч ерез легкие. Легкие состоят из долей . В правом их три , а в левом – д ве (для третьей словно бы нет места , по скольку большое пространство занято сердцем ). В каждую долю входят бронхи , артерия , а выходит вена . Доли разделены бороздами , хорошо заметными на поверхности легких . Интересно , что доли не сращены между со бой намертво , а сохраняют некоторую подвижнос ть относительно друг друга . Это , как и наличие плевральной полости , увеличивает возможно сть проведения воздуха внутри легких . В со ответствии с ветвлением бронхи ального древа доли делятся на сегменты (их в каждом легком по десять ). Сегменты н еподвижны относительно друг друга и по фо рме напоминают пирамидки , обращенные основанием к поверхности легкого . В направленные к корню легкого ве рхушки пирамидок тоже входят свой сегментарный бр онх и артерия , а выходит вена . В сегментах ветвление бронхов , артерий и вен продолжается , пока все они не ст ановятся совсем тонкими – с просветом ок оло 1 мм . В стенках таких «побегов» уже нет хрящевой ткани , поэтому они способны вкрапляться в легочные дольки – участки шириной примерно 1 см . границами между дол ьками служат прослойки соединительной ткани . Внутри легочных долек ветвл ение бронхов продолжается . Здесь образуются с овсем мелкие бронхи – дыхательные бронх иолы. Они переходят в альв еолярные ходы , на стенках которых находятся мельчайшие пузырьки – аль веолы . Дыхательная бронхиола с ее альвеолярными ходами и альвеолами под микроскопом напоминает виноградную гроздь , о тчего и названа ацинусом , что в перевод е с латинского означает «ягода» , «гроз дь» . В каждой дольке от 16 до 18 ацинусов . Именно в них совершается газообмен между кровью и выдыхаемым воздухом. Открытые пузырьки-альвеолы выстланы эпителиаль ными клетками , прикрепляющимися к тончайшей н ежной соедин ительнотканной мембране . Изнутри клетки покрыты тончайшим слоем сурфактанта – вещества , которое не позволяет им сл ипаться . Снаружи мембрану оплетает густая сет ь кровеносных капилляров . Такова преграда , отд еляющая кровь человека от воздуха , которым он дыши т ! Общая площадь дыхательной поверхности легких около 100 м 2 ; эта цифра складывается из площадей 300 – 400 млн альвеол. Легкие потребляют для своих нужд до 20% кислорода крови . Еще бы , внешнее дыхание невозможно без расхода энергии . Однако орга низм нагружает легкие не только этой работой . Они очищают кровь , ведь в них много клеток иммунной защиты , задерживающих и уничтожающих чужеродные микроорганизмы и вещества-шлаки , а также сгустки из клеток крови – эритроцитов , лейкоцитов и тромбоци тов . Легкие , кроме того, регулируют сверты ваемость крови : в них вырабатываются вещества , участвующие в системе гемостаза . Участвуют легкие и в водном обмене : в сутки через низ них испаряется до полулитра жидкости . И это еще не все их полномочия . Они регулируют содержани е в крови биологических активных веществ : особые кле тки избирательно синтезируют , хранят и разруш ают вещества , участвующие в реакциях воспален ия , регуляции кровяного давления . Легкие также контролируют количество кр ови в сосудах и наполнение камер сердца. Легкие у детей растут главным образом за счет увеличения объем а альвеол (у новорожденного диаметр альвеолы 0,07 мм , у взрослого он достигает уже 0,2 мм ) . До 3 лет прои сходит усиленный рост легких и дифференцировк а их отдельных элементов . Число альвеол к 8 годам достигает числа их у взрослог о человека . В возрасте от 3 до 7 лет темп ы роста легких снижаются . Особенно энергично растут альвеолы после 12 лет . Объем легких к 12 годам увеличивается в 10 раз по срав нению с объемом новорожденного , а концу пе риода полового созревания – в 20 раз . Соответственно изменяется газообмен в легки х , увеличение суммарной поверхности альвеол п риводит к возрастанию диффузионных возможностей легких. АНТЕНАТАЛЬНЫЙ ПЕРИОД СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕР ИСТИКА СИСТЕМЫ Легкие плод а не являются органом внешнего дыхания , однако они не бывают спавшимися . Альвеолы и бронхи их заполнены жидкостью , которая секретируется преимущественно альвеолоцитами II типа . Смешивания легочной и амниотической жидкост ей не происходит , так как узкая голосо вая щель закрыта . Наличие жидкости в легком способствует его развитию , так как оно находится в расправленном состоянии , хо тя и не в такой степени , как в пос тнатальном периоде . Внутренняя поверхность альвео л начинает покрываться сурфактантом в основно м пос л е 6 месяцев внутриутробного ра звития. Внешнее дыхание плода , т . е . газообмен между кровью организма и окружающей средой , осуществляется с помощью плаценты , к кот орой по пупочным артериям поступает смешанная кровь из брюшной аорты . В плаценте ос уществляется газообмен между кровью плода и кровью матери : О 2 поступает из крови матери в кровь плода , а СО 2 - из кр ови плода в кровь матери , т . е . плацент а является органом внешнего дыхания плода весь внутриутробный период развития . В плац енте не происходит выравнив ания напряжени й О 2 и СО 2 , ка к при легочном дыхании , что объясняется бо льшой толщиной плацентарной мембраны , в 5 – 10 раз превышающей толщину легочной мембраны. ТР АНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ Транспорт кислорода . В оксигенированной крови пупочной вены плода н апряжение О 2 составляет лиш ь 20 – 50 мм рт.ст . Несмотря на такое низк ое напряжение О 2 , насыщение гемоглобина О 2 достато чно высоко и достигает в сре днем 65% (50 – 80%, у матери – 96%). Это объясняется большим сродством гемоглобина плода ( HbF ) с кисло родом п о сравнению с гемоглобином взро слого ( HbA ). Содержание О 2 в артериальной крови плода (пу почная вена ) значительно ниже (9 – 14 об . %), чем в артериальной крови взрослого (19 об . %), прич ем кровь с указанным содержанием О 2 снабжается тол ько через печень . С н езначительно мень шим содержанием О 2 поступает кровь к сердцу и мозгу . Остальные органы и ткани получают кровь с еще меньшим содержанием О 2 . Однако все органы и ткани плода по лучают достаточное для их развития количество О 2 , что объясняется несколькими факт орами. Во-первых , метаболические процессы в тканях плода хорошо осуществляются при более ни зких напряжениях О 2 , так как в них анаэробные п роцессы (гликолиз ) преобладают над аэробными (о кисление ) процессами , более свойственными взрослом у организму . Во-вторы х , кровоток в тканя х плода почти в 2 раза интенсивнее , чем в тканях взрослого организма , что , естественно , увеличивает доставку тканям кислорода даже при сниженном его содержании в крови. В-третьих , затраты энергии в организме плода значительно снижены , та к как поч ти не расходуется энергия на процессы тер морегуляции , пищеварения , мочеотделения . Кроме того , двигательная активность ограничена . Наконец , несмотря на большое сродство гемоглобина плод а ( HbF ) к кислороду , поступление О 2 из крови плода к его тканям происходит в полном соот ветствии с потребностями , поск ольку диссоциации оксигемоглобина в верхней т рети сдвинута влево , в нижней трети совпад ает с таковой у взрослого. Увеличение кислородной емкости крови плод а до 24 – 26 об . % и свойства HbF , изменяющие кривую насыщения гемоглобина кислородом и диссоциации оксигемоглобина , рассматривают ка к важные механизмы биологической адаптации ор ганизма к условиям внутриутробной жизни . Одна ко ухудшающиеся к концу беременности соотношение между возрастающей потребность ю растущего плода в кислороде и ограниченной диффузионной поверхностью плаценты лимитирует поступление О 2 в кро вь плода. Поэтому насыщение гемоглобина крови плода кис лородом в конце антенатального периода уменьш ается и составляет 40 – 70 % своей кислородно й емкости. В этот период метаболизм анаэробного т ипа приводит к накоплению промежуточных проду ктов обмена , таких , как пировиноградная , молочн ая кислоты , обусловливающие наличие ацидоза в крови . Метаболический ацидоз исчезает в т ечение 7 – 8 дней постнаталь ного периода. Транспорт углекислого газа . Диффузия СО 2 через плацентарную м ембрану из крови плода в кровь матери осуществляется вследствие разности напряжений СО 2 в артериальной крови матери (25 – 35 мм рт.ст .). О дной из причин невыравнивания напряжений СО 2 является большая толщина плацентарной мембраны . Невыс окое напряжение СО 2 в крови матери (а следовательн о , и в крови плода ) объясняется гипервенти ляцией беременных , обусловленной , в частности , действием прогестерона на дыхательный центр. Невыравнивание на пряжений СО 2 в крови плода и матери наблюдается еще и потому , что диффузия происходит в основно м за счет физически растворенного СО 2 (2,5 об . %) и отщепления СО 2 от карбогемоглобина (4,5 %). Бикарбонаты натрия и кальция содержащие 40 – 58 об . % СО 2 (общее его количество в венозной крови плода 46 – 47 об . %), в обеспечении газообмена между кровью плода и матери практически не участвуют из-за своей инерционности : угольная кислота образуется из бикарбонатов и распадается на СО 2 и Н 2 О очень медленно вследствие отсутствия карбоангидразы в крови плода. К концу беременности ухудшение условий газообмена между кровью плода и кровью матери приводит к увеличению содержания СО 2 в венозной крови плода до 60 об . %. ДЫ ХАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ Дыхательные движения плода периодические . Они появляются с 11-й недели внутриутробного развития , к концу которого за нимают 40 – 60 % всего времени . Частота дыханий очень высока : 40 – 70 в минуту . На 6-м ме сяце внутриутробного развития се основные мех анизм ы центральной регуляции дыхания уже достаточно сформирова ны , для того чтобы поддержать ритмическое дыхание в течение 2 – 3 дней , а начиная с 6,5 – 7 месяцев плод может дышать неопреде ленно долгое время . Дыхательные движения плод а происходят при закрытой гол осовой ще ли , поэтому околоплодная жидкость не попадает в дыхательные пути. Периодическая активность дыхат ельного центра плода , наблюдаемая при нормаль ном газовом составе крови , возрастает при гипоксии , ацидозе и гиперкапн ии . Влияние этих факторов на частот у дыхания реализуется благодаря непосредственному их действию на дыхательный центр . Сосудисты е рефлексогенные зоны плода вследствие своей незрелости не реагируют на изменение газ ового состава крови . Значение дыхательных движений заключается в том , что он и способс твуют развитию легких , дыхательной мускулатуры и кровообращению плода , увеличивая приток к рови к сердцу , в результате периодического возникновения отрицательного давления в грудно й полости. Неонатальный период . Структурны е особенности дыхательных органов новорожден ного весьма своеобразны . Носовые ходы узкие , практически отсутствуют придаточные полости но са и нижний носовой проход , глотка относит ельно узкая и небольшая , слизистые железы трахеи развиты недостаточно , бифуркация трахеи находится высок о – на уровне III гр удного позвонка (у детей 2-6 лет – на ур овне IV – V грудного позвонка ). Из-за отсутствия (на выходе ) эластической тяги легкого реб ра у ребенка расположены почти горизонтально , поэтому грудная клетка находится как бы в состоянии постоянно го вдоха и в первые дни имеет почти цилиндрическую фо рму . Однако уже к 10-му дню жизни грудна я клетка приобретает форму усеченного конуса , характерную для детского возраста . Почти горизонтальное положение ребер ограничивает экск урсию грудной клетки и обус л авлива ет брюшной (диафрагмальный ) тип дыхания . Экскур сия диафрагмы также мала , чему препятствует большая печень новорожденного . Растяжимость лег ких небольшая , а растяжимость стенок грудной клетки достаточная . Количество альвеол в 10-12 раз меньше , чем у в з рослого . Л егкие до начала вентиляции заполнены жидкость ю , объем которой равен 100 мл . жидкость с началом дыхания новорожденного постепенно выводи тся из легких . Первый вдох новорожденного стимулируется в первую очередь изменени ем газового состава крови и ацидозом , непосредственно воздействующими на дыхательный центр новорожденного , так как артериальные хеморецепторы еще незрелые . Важным фактором , с тимулирующим первый вдох , является , кроме того , резкое усиление , наступающее в процессе родов и сразу после рождения , потока афферентных импульсов от холодовых и так тильных рецепторов кожи , от проприорецепторов , вестибулорецепторов . Эти импульсы активируют ЦНС и дыхательный центр . При этом повышается тонус ЦНС и скелетной мускулатуры , в том числе и дыхательной. Перечисленные факторы дополняют друг друга. После прохождения ребенка ч ерез родовые пути сдавленная грудная клетка резко расширяется , что также способствует первому вдоху. При первом вдохе затрачивается в 10-15 раз больше энергии , чем при последующих . Эта энергия расходуется на преодоление сил сцепления между альвеолами и жидкостью , з аполняющей легкие новорожденного . Следует отметит ь , что силы сцепления были бы еще боль ше , если бы сурфактант не покрывал тонкой пленкой внутреннюю поверхность альвеол . Энер ги я расходуется на проталкивание в альвеолы жидкости , находящейся в воздухоносных путях . Ввиду функционально-суженной к моменту рождения голосовой щели первый вдох затр уднен. Отмечается также и своеобразие первого выдоха новорожденного , который также затрудне н все еще функционально-суженной голосовой щелью и напряжением голосовых связок , соп ровождающих крик ребенка . Особенностью первого выдоха является и то , что выдыхается во здуха в 2-3 раза меньше , чем вдыхается , так как происходит формирование функционально й остаточной емкости . В первые 2-4 дня жи зни это различие постепенно уменьшается и исчезает , полностью формируется функциональная остаточная емкость легких ребенка , равная 100-160 м л . ПОСТНАТАЛЬНЫЙ ПЕРИОД ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ Вентиляция легких . На ранних этапах онтогенеза х арактерными чертами дыхания являются частый и очень стабильный его ритм , относительно р авное распределение времени между вдохом и выдохом , относительно низкая скорость воздушног о потока , короткие дыха тельные паузы , н ебольшой дыхательный объем. Отношение числа дыханий к числу сердеч ных сокращений составляет у новорожденного 1:2, в год – 1:3, у взрослого – 1:4. Частота дыхания зависит от возраста ре бенка : чем он меньше , тем частота дыхания больше . В тече ние первого года жиз ни ребенок находится как бы в состоянии физиологической одышки . Затем частота дыхания постепенно уменьшается и в возрасте 5-7 лет составляет 25 в минуту , 10-12 лет – 20-22, у под ростков 13-15 лет – 19-20 в минуту и только в возрасте 18- 20 лет приближается к частоте дыхания взрослого человека – 16-18 раз в минуту . Частота дыхания у мальчико в до 8 лет несколько больше , чем у дево чек . К периоду полового созревания частота дыхания у девочек становится больше , и это соотношение сохраняется вс ю жизнь . Существует определенная пропорция между частотой дыхания и пульсом . На первом году жиз ни она равна 1:2,5, в пубертатном возрасте – 1:4. Дыхательный объем в конце первого года жизни составляет 70 мл , а к 5 годам удваи вается . До 8 лет величина венти ляции лег ких у мальчиков и девочек примерно одинак ова . Дыхательный объем в этом возрасте сос тавляет 180 мл , в 14 лет – 300 мл ; нормы взрос лого (6-8 м 3 ) он достигает в 16-17 лет . Жизненная емкость легких (ЖЕЛ ) точно определяе тся только с 4-6 лет , так как у ребе нка более раннего возраста произвольная регул яция глубины дыхания несовершенна ; она начина ется вместе с развитием речи . У 4-летнего ребенка ЖЕЛ равна 1100 мл , а к 13 годам о на удваивается, нормы взрослог о (4000-5000 мл ) достигает в 17-18 лет. У детей и з-за большой частоты д ыхания минутный объем воздуха в пересчете на 1 кг массы тела значительно больше , че м у взрослых . Чем меньше ребенок , тем в ыше этот показатель . У грудных детей он в 2 раза больше , чем у подростков и ю ношей . Минутный объем воздуха в во з расте 1 года равен 2,5 м 3 , в 8 лет – 4,5 м 3 и остает ся примерно таким же до 12 лет ; нормы у взрослого (6 – 9 м 3 ) он достигает в возрасте 16 – 17 лет. Следует также отметить , что энергия , затрачиваемая на вентиляцию 1 м 3 воздуха , у детей значительно больше , ч ем у вз рослых (например , в возрасте 8 лет приблизительн о в 2,5 раза ). С возрастом эти затраты из- за расширения воздухоносных путей и увеличени я растяжимости легкого уменьшаются , сто обусл авливается увеличением количества и размеров альвеол , уменьшением си л ы поверхностног о натяжения. По казатели вентиляции легких Возраст Частота дыханий в минуту Дыхательный объем , мл Минутный объем воздуха ЖЕЛ мл мл / кг возраст мл 1 мес 6 мес 1 год 3 года 6 лет 13 лет 14 лет Взрослые 50 40 35 30 25 20 17 16 30 54 70 115 160 230 300 500 1300 1700 2500 3000 3500 4300 5000 8000 190 210 220 220 170 150 130 100 1 мес 4 года 6 лет 8 лет 10 лет 12 лет 14 лет 16 лет Взрослые 130 1100 1200 1600 1800 2200 2700 3800 4800 Тип дыхания в первом по лугодии жизни преимущественно бр юшной (диа фрагмальный ). Грудной (легочный ) тип дыхания зат руднен , так как верхние ребра , рукоятка гр удины , ключицы и весь плечевой пояс расположены высок о. Ребра занимают почти го ризонтальное положение . Дыхательная мускулатура г рудной клетки слаба . С момен та , когда ребенок все чаще занимает вертикальное пол ожение и начинает ходить , дыхание становится грудно-брюшным . С 3 – 7 лет в связи с развитием мышц плечевого пояса грудной тип дыхания начинает преобладать над брюшным . Половые различия в типе дыхания нач инают выяв ляться с 7 – 8-летнего возраста и полностью формируются к 14 – 17 годам . У девушек н аблюдается грудной , а у юношей – брюшной тип дыхания . Однако у некоторых девушек в период созревания отча сти преобладает брюшное дыхание . В таких с лучаях оно набл юдается у них и в зрелом возрасте. ДЫ ХАНИЕ ПРИ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЕ При физической нагрузке уве личение легочной вентиляции у детей осуществл яется за счет учащения дыхания , а не з а счет увеличения глубины дыхания , поэтому эффективность такого дыхания ниже , чем у взрослых. Артериовенозная разница по О 2 и коэффициент утилизации О 2 тканями при физической нагрузке у детей также увеличиваются меньше . Так , при нагрузке с максимальным п отреблением кислорода общая артер иовенозная разница по кислороду у детей увеличив ает ся до 8 об . %, у взрослых – до 12 об . % (у спортсменов – даже до 18 об . %). Эт о означает , что при такой нагрузке использ ование кислорода из артериальной крови у детей едва достигает 50%, тогда как у взрослы х – 70% (у спортсменов – 85-90%). Наибольшая кисл о родная емкость крови , меньшая утил изация кислорода приводят к тому , что у детей и подростков при физической нагрузке кровообращение не столь эффективно в отн ошении доставки О 2 к тканям , как у взрослых . Т ак , при нагрузке субмаксимальной интенсивности ткани ребенка 8 – 9 лет извлекают 1 м 3 кислорода из 12 л крови , а ткани взрослого – из 8 л . В результате этого у детей при физической нагрузке больше , чем у взрослых , усиливается работа сердца и ткани организма обеспечиваются кислородом в достаточной мере . Иначе говоря , механ измы обеспечения кислородом организма детей и подростков при мышечной деятельности менее эффективны и менее экономичны , нежели у взрослых . С возрастом повышаются эффективнос ть и экономичность кислородного обеспечения организма , но в период по лового созревания эти показатели снижаются , значите льно ухудшается качество их регулирования . По следнее особенно проявляется при физической н агрузке . Дыхательная система детей заканчивает свое созревание и достигает по всем по казателям уровня взрослого че л овека к 18 – 20 годам . ГА ЗООБМЕН В ЛЕГКИХ В альвеолярном воздухе у детей парциальное давление О 2 выше , а СО 2 ниже , чем у взрос лых , что объясняет более интенсивной вентиляц ией легких . Градиент парциального давления и напряжения кислорода , обеспеч ивающег о его диффузию , у детей больше , чем у взрослых . Напряжение О 2 в венозной крови у детей 5-летнего возраста около 35 мм рт . ст . (у взрослых – 40 мм рт . ст .). Газовый состав вдыхаемого воздуха у детей в возрасте до 3 лет сущ ественно отличается от такового у в зро слых . Процентное содержание кислорода в выдых аемом воздухе тем выше , чем младше ребенок . Так , у месячного ребенка оно равно 18,5 %, у 3-летнео – 18 %, у взрослого – 16 %. Процентное содержание СО 2 в выдыхаемом воздухе меньше в сего у самых маленьких дете й. В возрасте 1 мес оно равно 2 %, затем п остепенно нарастает и к 16 – 17 годам достиг ает нормы взрослого человека (4,5 %). В легких детей условия для газообмена лучше взрослых , так как диффузионная пове рхность относительно массы и поверхности тела объемна я скорость движения крови по сосудам легких больше , че м у взрослых . Широкая сеть капилляров легк их ребенка обеспечивает относительно большую поверхность соприкосновения крови с альвеолярным воздухом . Однако процент извлечения О 2 из альвеолярного воз духа к ровью ребенка значительно меньше , чем у взрослого Со став выдыхаемого и альвеолярного воздуха и извлечение О 2 кровью Возраст О 2 , % СО 2 , % альвеолярный выдыхаемый Извлечение О 2 кровью альвеолярный выдыхаемый 1 мес 6 мес 1 год 3 года 6 лет 10 лет 14 лет Взрос лые 17,8 17,3 17,2 16,8 16,5 16,1 15,5 14 18,4 18,1 18 17,9 17,6 17,4 17,1 16 2,5 2,8 2,9 3 3,3 3,5 3,8 4,9 2,8 3 3 3,6 3,9 4,2 4,9 5,5 2,0 2,2 2,4 2,8 2,0 3,1 3,5 4,5 Например , у 3-летнего ребенка этот показатель равен 3 %, у взрослого – 4,9 %, чт о объясняется меньшей кислородной е мкостью крови детей . Однако дети не страда ют от недостатка кислорода , что объясняется особенностями транспорта газов в этом возр асте. Особенности регуляции дыхания у детей определяются незрелостью ЦНС и дыхательного ц ентр а , а также незрелостью сосудистых рефлексогенных зон , и в первую очередь аор тальной и синокаротидных . Возбудимость дыхательно го центра у детей снижена . С годами она повышаетс я и к школьному возрасту становится такой же , как у взрослых. РЕ ГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ Регуляция дыхания осуществляет ся центральной нервной системой , специальные области которой обуславливают автоматической дыхание – чередование вдоха и выдоха и произвольное дыхание , обеспечивающее приспособительные изменения в системе органов дыхания , соотв етствующие конкретной внешней ситуации и осуществляемой деятельности . Группа нервных клеток , ответствен ная за осуществление дыхательного цикла , назы вается дыхательным центром . Д ыхательный центр расположен в продолговатом м озге , его разрушение приводит к ос тано вке дыхания. Дыхательный центр находится в состоянии постоянной активности : в нем ритмически возникают импульсы возбуждения . Эти импульсы возникают автоматически . Даже после полного выключения центростремительных путей , идущих к дыхательному центру , в нем можно зарегистрировать ритмическую активность . Автоматизм дыхательного центра связывают с процессом обмена веществ в нем. Ритм ические импульсы передаются из дыхательного ц ентра по центробежным нейронам к межребным мышцам и диафрагме , обеспечивая послед ов ательное чередование вдоха и выдоха. Деятельность дыхательного центра регулируется рефлекторно , импульсацией , поступающей из раз личных рецепторов , и гуморально , изменяясь в зависимости от химического состава крови. Рефлекторная регуляция . К рецепторам , в озбуждение к оторых по центростремительным путям поступает в дыхательный центр , относятся хеморецепторы , расположенные в крупных сосудах (артериях ) и реагирующие на снижение напряжения в кр ови кислорода и увеличения концентрации двуок иси углерода , и механо р ецепторы лег ких и дыхательных мышц . На регуляцию дыхан ия оказывают влияние также рецепторы воздухон осных путей . Рецепторы легких и дыхательных мышц имеют особое значение в чередовании вдоха и выдоха , от них в большей ст епени зависит соотношение этих фаз д ы хательного цикла , их глубина и частота. При вдохе , когда легкие растягиваются , раздражаются рецепторы в их стенках . Импульсы от рецепторов легких по центростремительным волокнам блуждающего нерва достигают дыхательного центра , тормозят центр вдоха и возбуж дают центр выдоха . В результате дыхательные мышцы расслабляются , грудная клетка опускается , диафрагма принимает вид купола , объем грудной клетки уменьшаетс я и происходит выдох . Выдох , в свою оче редь , рефлекторно стимулирует вдох. В регуляции дыхания приним ает участие кора головного мозга , обес печивающая тончайшее приспособление дыхания к потребностям организма в связи с изменения ми условий внешней среды и жизнедеятельности организма . Человек может произвольно , по своему желанию на время задержать дыхание , и зменить ритм и глубину дыхательны х движений . Влияниями коры головного мозга объясняются предстартовые изменения дыхания у спортсменов – значительное углубление и учащение дыхания перед началом соревнования . Возможна выработка условных дыхательных рефлексов . Если к вдыхаемому воздуху добавить 5 – 7 % углекислого газа , который в такой концентрации учащает дыхание , и соп ровождать вдох стуком метроно ма или звонком , то через несколько сочетан ий один только звонок или стук метронома вызовет учащение дыхания. Ос обенности регуляции д ыхания в детском возрасте . К моменту рождения ребенка его дыхательный центр способен обеспечивать ритмичную смену фаз дыхательного цикла (вдох и выдох ), но не так совершенно , как у детей ста ршего возраста . Это связано с тем , что к моме нту рождения функциональное формиро вание дыхательного центра еще не закончилось . Об этом свидетельствует большая изменчивост ь частоты , глубины , ритма дыхания у детей раннего возраста . Возбудимость дыхательного центра у новорожденных и грудных детей ни зкая. Дети первых лет жизни отличаются более высокой устойчивостью к недостатку к ислорода , чем дети более старшего возраста. Формирование функциональной деятельности дыха тельного центра происходит с возрастом . К 11 годам уже хорошо выражена возможность приспо со бления дыхания к различным условиям жизнедеятельности . Чувствительность дыхательного центра к со держанию углекислого газа повышается с возрас том и в школьном возрасте достигает приме рно уровня взрослых . Следует отметить , что в период полового созревания п роисходят временные нарушения регуляции дыхания и ор ганизм подростков отличается меньшей устойчивост ью к недостатку кислорода , чем организм вз рослого человека . Увеличивающаяся по мере рос та и развития организма потребность в кис лороде обеспечивается сове р шенствованием регуляции дыхательного аппарата , приводящей к возрастающей экономизации его деятельности . По мере созревания коры больших полушарий совершенствуется возможность произвольно изменять дыхание – подавлять дыхательные движения или производить ма к симальную вентиля цию легких. У взрослого человека во время мышечной работы увеличивается легочная вентиляция в связи с учащением и углублением дыхания . Такие виды деятельности , как бег , плавани е , бег на коньках и лыжах , езда на велосипеде , резко повышают о бъем легочной вентиляции . У тренированных людей усиление легочного газообмена идет главным образом за счет увеличения глубины дыхания . Дети ж е в силу особенностей их аппарата дыхания не могут при физических нагрузках значит ельно изменить глубину дыхания , а уч ащают дыхание . И без того частое и пов ерхностное дыхание у детей при физических нагрузках становится еще более частым и поверхностным . Это приводит к более низкой эффективности вентиляции легких , особенно у маленьких детей . Организм подростка , в отличи е от взрослого , быстрее достигает максимального уров ня потребления кислорода , но и быстрее пре кращает работу из-за неспособности долго подд ерживать потребление кислорода на высоком уро вне. Произвольные изменения дыхания играют важ ную роль при выполнении р яда дыхатель ных упражнений и помогают правильно сочетать определенные движения с фазой дыхания (вд охом и выдохом ). Одним из важных факторов в обеспечении оптимального функционирования дыхательной систе мы при различного вида нагрузках является регуляция соо тношения вдоха и выдоха . Наиболее эффективным и облегчающим физическую и умственную деятельность является дыхательн ый цикл , в котором выдох длиннее вдоха. Список литературы 1. Н . И . Об реимова , А . С . Петрухин «Основы анатомии , физиологии и гигиены детей и подростков» , Москва , 2000 г. 2. А . Г . Хр ипкова , М . В . Антропова , Д . А . Фарбер «Воз растная физиология и школьная гигиена» , Москв а «Просвещение» 1990 г. 3. «Энциклопедия для детей . Человек» том 18 часть 1, Москва «Аванта +» 20 01 г. 4. Е . И . Ан тоненко , Т . П . Степанова «Медицинская азбука» , 1993 г. 5. Остапов Н . А ., Бугаева С . В . «Детские болезни» , 2003 г. 6. Романовский В . Е . «Клинический справочник фельдшера» , 1995 г .

Приложенные файлы


Добавить комментарий