Возрастные особенности дыхания. Большая поверхность альвеол способствует лучшему газообмену. · Дыхание является одним из основных процессов функционирования и жизнедеятельности человеческого организма, без дыхания жизнь может продолжаться всего несколько

Дыхание человека в возрастной динамике.

Развитие легких у человеческого зародыша начинается на 3 неделе эмбрионального существования. Между 5-й неделей и 4-м месяцем жизни зародыша формируются бронхи и бронхиолы, к моменту рождения количество легочных сегментов уже такое же, как и у взрослого.

Ребенок готовится к самостоятельному дыханию заранее - как только начинается родовая деятельность. Первый вдох возникает под влиянием совокупности многих факторов: раздражения кожных покровов во время прохождения ребенка по родовым путям и сразу после рождения, изменения положения его тела, перевязки пуповины. Мощным стимулятором дыхательного центра является холодовое раздражение - перепад температур во время рождения в 12 - 16 град.

Легкие плода заполнены жидкостью, которую вырабатывают клетки дыхательного эпителия. Когда ребенок продвигается по родовому каналу, его грудная клетка сдавливается, и жидкость вытесняется из дыхательных путей. В грудной клетке создается отрицательное давление, и атмосферный воздух засасывается в нее. Первые порции воздуха заполняют только те дыхательные пути, которые в процессе родов освободились от жидкости.

Во время родов при схватках плацентарная циркуляция нарушается, снижается поступление кислорода в организм ребенка, вследствие чего у него в крови и тканях накапливается углекислота.

Гиперкапния, гипоксия, возникающие в процессе родов и в первые секунды и минуты жизни новорожденного, приводят к резкому возбуждению дыхательного центра в продолговатом мозге. Наступает судорожное сокращение диафрагмы и скелетных мышц, участвующих в дыхании, расправляются легкие. В этот момент происходит первый вдох, сопровождающийся криком появившегося на свет младенца.

Частота дыхания доношенных новорожденных в 1-ю неделю жизни колеблется от 30 до 50 в минуту.

Основной структурной единицей легкого у ребенка (также, как и у взрослого) является ацинус. У новорожденных ацинус недостаточно дифференцирован. Дифференцировка происходит еще долгое время после рождения. Так, например, у новорожденного число альвеол 24 млн, а их диаметр - 0,05 мм, что в 12 раз и соответственно в 4 раза меньше, чем у взрослых. Если вес легких новорожденного - 50 г, то к 1 году возрастает в 3 раза, к 12 - в 10 раз и у взрослого - в 20 раз.

Легкие ребенка бедны эластическими волокнами, особенно в окружности альвеол и в стенках легочных капилляров, между дольками легких и альвеолами обильно развита рыхлая соединительная ткань, богатая кровеносными сосудами. До 3 лет происходит усиленная дифференцировка отдельных элементов легких, от 3 до 7 лет ее темп замедляется. К 7-8 годам заканчиваются процессы дифференцировки бронхов. Особенно усиленный рост и совершенствование органов дыхания наблюдается в пубертатном периоде (12-16 лет). В течение этого периода носовые ходы, гортань, трахея и общая поверхность легких достигает максимального развития. Увеличивается просвет трахеи и бронхов, развиваются их мышечные и эластические волокна.

В пубертатном периоде увеличивается объем легких за счет увеличения объема альвеол (их количество достигает уровня взрослого к 8 годам (рис.16)). В то же время объем легких и поверхность альвеол еще значительно меньше, чем у взрослых.

В связи с трудностью определения ЖЕЛ (жизненной емкости легких) у новорожденных, у них обычно определяют жизненную емкость крика, считая, что при очень сильном крике объем выдыхаемого воздуха почти равен ЖЕЛ. Таким образом смогли определить ЖЕЛ в первые минуты после рождения: она составила 56-110 мл.

У детей обычно ЖЕЛ измеряют с 4-6 лет. В значительной степени она зависит от физического развития, возраста, пола и др. На рис.17 показаны средние величины ЖЕЛ в зависимости от возраста и пола. Как видно, с возрастом ЖЕЛ увеличивается, причем наибольший прирост отмечается в 12-17 лет (период полового созревания), к 17 годам достигая величины для взрослого человека.

Частота дыхания в мин у детей первого года жизни составляет 29-60. У детей 1-2 лет эта величина составляет 35-40, у 2-4-летних 25-35, у 4-6-летних - 23-26 циклов в минуту. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания (до 18-20 раз). Большая частота дыхания у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию.

Объем дыхательного воздуха (ДО) у ребенка в 1 месяц составляет 30 мл, в 1 год - 70 мл, в 6 лет - 156 мл, в 10 - 230 мл, в 14 лет - 300 мл, и лишь к 16-17 годам достигает величины взрослого человека.

Минутный объем дыхания - это количество воздуха, которое вдыхает человек в 1 минуту. У новорожденного МОД - 650 - 700 мл, к концу первого жизни - 2700 мл, к 6 годам - 3500 мл, у взрослого человека - 5000-6000 мл.

В процессе роста и развития организма с увеличением резерва вдоха увеличивается и максимальная вентиляция легких или максимальная произвольная вентиляция (МПВ). Напомним, что под этим понимается максимальная возможность дыхательного аппарата. Для его определения человека просят дышать как можно чаще и глубже в течение 15 сек.

Значение МПВ во временном периоде увеличивается, достигая к 16-17 лет уровня взрослого человека.

Примерно с 11 лет прирост МПВ у девочек начинает отставать от такового у мальчиков.

МПВ у дошкольников в 10 раз больше чем МОД; в пубертатном периоде в 13 раз; в среднем у взрослого - в 20-25 раз. Это показывает, что в процессе роста и развития организма резервы внешнего дыхания увеличиваются.

У плода органом газообмена является плацента, и снабжение кислородом зависит от напряжения кислорода в крови матери, кислородной емкости крови плода, особенностей его гемоглобина и т.д. На этом периоде развития организм обладает специальным приспособительными механизмами, обеспечивающими доставку кислорода тканям. Кислородная емкость крови плода к концу внутриутробной жизни увеличена. Фетальный гемоглобин обладает повышенным сродством к кислороду, кривая диссоциации оксиформы гемоглобина сдвинута влево, что облегчает поступление кислорода из организма матери в кровь плода. Увеличение кислородной емкости крови плода является важным механизмом биологической адаптации к условиям внутриутробной жизни. К 35-40-му дню постнатальной жизни кривая диссоциации оксигемоглобина приближается к форме таковой у взрослого.

Высокая интенсивность окислительного метаболизма, показанная выше, особенности функции внешнего дыхания, кровообращение, дыхательной функции крови обусловливают своеобразие кислородных режимов организма на ранних этапах его развития. В связи с меньшей мощностью дыхательного аппарата скорость поступления кислорода в легкие ребенка невелика. По мере того, как с возрастом увеличивается кислородный запрос организма, общий объем и мощность органов дыхания, легочная вентиляция, а вместе с ней и скорость поступления кислорода в легкие увеличивается.

Изменяющиеся соотношения между скоростью доставки кислорода и его потреблением приводит к тому, что кислородные режимы организма с возрастом становятся все более эффективными. Повышение эффективности кислородных режимов проявляется в том, что снижается "холостой", в отношении обеспечения тканей кислородом, ток венозной крови; скорость транспорта кислорода венозной кровью превышает скорость потребления его тканями в 2,2-2,4 раза в первом (4-7 лет) и втором детстве (8-12 лет), в 2,7-2,8 раза - в подростковом возрасте (13-16 лет) и только в 1,7 раза у взрослых.

Общая тенденция повышения эффективности кислородных режимов организма в процессе роста и развития ребенка и подростка обусловлена тем, что регуляция дыхания и кровообращения становится с возрастом все более совершенной, а функции этих систем более экономными. Например, у ребенка на каждый литр потребляемого кислорода приходится 29-30, а у подростков 32-34 литра воздуха, проходящего через легкие, тогда как у взрослого - всего 24-25 л. Для доставки тканям 1 л кислорода у ребенка и подростка необходимо 22-21 л крови, у взрослого надо только 15-16 л.

Одной из лучших моделей для выявления функциональных возможностей внешнего дыхания и всей системы газообмена и газотранспорта является физическая нагрузка.

У детей и подростков при мышечной работе потребление кислорода не может возрастать до таких значений, как у взрослых. У детей ниже максимальные величины легочной вентиляции и кровотока. Например, во время физической нагрузки (тест на МПК) легочная вентиляция у детей и подростков возрастает всего в 10-12 раз (8-9 лет - до 50-60 л/мин; 14-15 лет - до 60-70 л/мин), тогда как даже у нетренированных взрослых - достигает 100 л/мин.

В связи с небольшим размером сердца, меньшей мощностью сердечной мышцы, систолический объем крови у детей и подростков при напряженной мышечной деятельности не может увеличиваться так, как у взрослых.

Увеличение легочной вентиляции у детей при нагрузке осуществляется в основном за счет учащения дыхания, а не за счет увеличения дыхательного объема вдоха и выдоха. Малое увеличение диффузионной поверхности легких при нагрузке является причиной меньшей утилизации кислорода из альвеолярного воздуха. Например, 1 л кислорода у детей в покое извлекается из 5 л, а у взрослых из 3,5 л поступившего в альвеолы воздуха. При физической нагрузке коэффициент утилизации кислорода увеличивается примерно в 2 раза, а у взрослых в 3 раза.

Использование кислорода из артериальной крови у детей составляет примерно 50%, тогда как у взрослых - 70% (у спортсменов высокого класса достигает 85-90%). Относительно небольшая кислородная емкость крови, меньшая утилизация из нее кислорода приводит к тому, что у детей и подростков при физической нагрузке эффективность кровообращения не столь высока как у взрослых. Меньшая работоспособность, более низкие эффективность и экономичность кислородных режимов свидетельствует о худшем регулировании кислородных режимов в организме ребенка во время мышечной работы.

Дыхание плода . Дыхательные движения у плода возникают задолго до рождения. Стимулом для их возникновения является уменьшение содержания кислорода в крови плода.

Дыхательные движения плода заключаются в небольшом расширении грудной клетки, которое сменяется более длительным спадением, а затем еще более длительной паузой. При вдохе легкие не расправляются, а только возникает небольшое отрицательное давление в плевральной щели, которое отсутствует в момент спадения грудной клетки. Значение дыхательных движений плода заключается в том, что они способствуют увеличению скорости движения крови по сосудам и ее притоку к сердцу. А это приводит к улучшению кровоснабжения плода и снабжения тканей кислородом. Кроме того, дыхательные движения плода рассматриваются как форма тренировки функции легких.

Дыхание новорожденного. Возникновение первого вдоха новорожденного обусловлено рядом причин. После перевязки пупочного канатика у новорожденного прекращается плацентарный обмен газов между кровью плода и матери. Это приводит к увеличению содержания в крови углекислого газа, раздражающего клетки дыхательного центра и вызывающего возникновение ритмического дыхания.

Причиной возникновения первого вдоха новорожденного является изменение условий его существования. Действие различных факторов внешней среды на все рецепторы поверхности тела становится тем раздражителем, который рефлекторно способствует возникновению вдоха. Особенно мощным фактором является раздражение кожных рецепторов.

Первый вдох новорожденного особенно труден. При его осуществлении преодолевается упругость легочной ткани, которая увеличена за счет сил поверхностного натяжения стенок спавшихся альвеол и бронхов. Уменьшению сил поверхностного натяжения способствует образовавшийся в альвеолах сурфактант . Считают, что для растяжения легких необходимо определенное изменение формы грудной клетки с возрастом, соответствие силы сокращения дыхательных мышц и растяжимости легочной ткани. Если мышцы слабы, растяжения легких не произойдет, и дыхательные движения не возникнут.

После возникновения первых 1 – 3 дыхательных движений легкие полностью расправляются и равномерно наполняются воздухом. Во время первого вдоха давление воздуха в легких становится равным атмосферному и легкие растягиваются до такой степени, что листки висцеральной и париетальной плевры соприкасаются между собой.

Грудная клетка растет быстрее, чем легкие, поэтому в плевральной полости возникает отрицательное давление, и создаются условия для постоянного растяжения легких. Создание отрицательного давления в плевральной полости и поддержание его на постоянном уровне зависит и от свойств плевральной ткани. Она обладает высокой всасывательной способностью. Поэтому газ, введенный в плевральную полость и уменьшивший в ней отрицательное давление, быстро всасывается, и отрицательное давление в ней снова восстанавливается.

Механизм акта дыхания у новорожденного. Особенности дыхания ребенка связаны со строением и развитием его грудной клетки. У новорожденного грудная клетка имеет пирамидальную форму, к 3 годам она становится конусообразной, а к 12 годам – почти такой же, как и у взрослого. Верхние ребра, рукоятка грудины, ключицы и весь плечевой пояс у новорожденного расположены высоко. Все ребра лежат почти горизонтально, дыхательная мускулатура слаба. В связи с таким строением грудная клетка принимает незначительное участие в акте дыхания. Оно осуществляется в основном за счет опускания диафрагмы.

У новорожденных эластичная диафрагма, ее сухожильная часть занимает малую площадь, а мышечная – большую. По мере развития мышечная часть диафрагмы увеличивается еще больше. Она начинает атрофироваться с 60-летнего возраста, и взамен ее увеличивается сухожильная часть.

Поскольку у грудных детей в основном диафрагмальное дыхание, то во время вдоха должно преодолеваться сопротивление внутренних органов, находящихся в брюшной полости. Кроме того, при дыхании приходится преодолевать упругость легочной ткани, которая у новорожденных еще велика и уменьшается с возрастом. Приходится преодолевать также бронхиальное сопротивление, которое у детей значительно больше, чем у взрослых. А поэтому работа, затрачиваемая на дыхание, у детей значительно больше по сравнению со взрослыми.

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

Изменение с возрастом ритма и частоты дыхания. 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 с (у взрослых – 0,98 – 2,82 с), а выдох – 0,7 – 1 с (у взрослых – от 1,62 до 5,75 с). Уже 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. До 8 лет частота дыханий (ЧД) у мальчиков больше, чем у девочек. К периоду полового созревания ЧД у девочек становится больше, и это соотношение сохраняется в течение всей жизни. К 14 – 15-летнему возрасту ч. д. приближается к величине у взрослого человека.

Частота дыхания у детей значительно больше, чем у взрослых, изменяется под влиянием различных воздействий. Она увеличивается при психическом возбуждении, небольших физических упражнениях, незначительном повышении температуры тела и среды.

Изменение с возрастом величины дыхательного и минутного объемов легких, их жизненной емкости. Жизненная емкость легких, дыхательный и минутный объемы у детей с возрастом постепенно увеличиваются в связи с ростом и развитием грудной клетки и легких.

У новорожденного ребенка легкие малоэластичны и относительно велики. Во время вдоха их объем увеличивается незначительно, всего на 10 – 15 мм. Обеспечение организма ребенка кислородом происходит за счет увеличения частоты дыхания. Дыхательный объем легких увеличивается с возрастом вместе с уменьшением частоты дыхания.

С возрастом абсолютная величина МОД увеличивается, но относительный МОД (отношение МОД к массе тела) уменьшается. У новорожденных и детей первого года жизни он в два раза больше, чем у взрослых. Это связано с тем, что у детей при одинаковом относительном дыхательном объеме частота дыханий в несколько раз больше, чем у взрослых. В связи с этим легочная вентиляция на 1 кг массы тела у детей больше (у новорожденных она равна 400 мл, в 5 – 6-летнем возрасте она составляет 210, в 7-летнем – 160, в 8 – 10-летнем – 150, 11 – 13-летнем – 130 – 145, 14-летних – 125, а у 15 – 17-летних – 110). Благодаря этому обеспечивается большая потребность растущего организма в О 2 .

Величина ЖЕЛ увеличивается с возрастом в связи с ростом грудной клетки и легких. У ребенка 5 – 6 лет она равна 710-800 мл, в 14 – 16 лет – 2500 – 2600 мл. С 18 до 25 лет жизненная емкость легких является максимальной, а после 35 – 40 лет уменьшается. Величина жизненной емкости легких колеблется в зависимости от возраста, роста, типа дыхания, пола (у девочек на 100 – 200 мл меньше, чем у мальчиков).

У детей при физической работе дыхание изменяется своеобразно. Во время нагрузки увеличивается ЧД и почти не меняется ДО. Такое дыхание неэкономно и не может обеспечить длительное выполнение работы. Легочная вентиляция у детей при выполнении физической работы увеличивается в 2 – 7 раз, а при больших нагрузках (беге на средние дистанции) почти в 20 раз. У девочек при выполнении максимальной работы потребление кислорода меньше, чем у мальчиков, особенно в 8 – 9 лет и в 16 – 18. Все это следует учитывать при занятиях физическим трудом и спортом с детьми различного возраста.

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.

Дыхательная система.

Возрастные особенности органов дыхания.

Дыхание – необходимый для жизни процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей средой. Дыхание обеспечивает постоянное поступление в организм кислорода, необходимого для осуществления окислительных процессов, являющихся основным источником энергии. Без доступа кислорода жизнь может продолжаться несколько минут. При окислительных процессах образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма. Переносчиком кислорода от легких к тканям, а углекислоты от тканей к легким является кровь.

Акт дыхания состоит из трех процессов:

1.Внешнее или легочное дыхание – обмен газов между организмом окружающей средой.

2. Внутреннее или тканевое дыхание, протекающее в клетках.

3.Транспорт газов кровью, т.е. перенос кислорода кровью от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким.

Дыхательная система человека подразделяется:

Воздухоносные пути к ним относятся полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи.

Респираторная часть или легкие – состоит из паренхиматозного образования, которое делится на альвеолярные пузырьки, в которых происходит газообмен.

Все звенья дыхательной системы претерпевают с возрастом существенные структурные преобразования, что определяет особенности дыхания детского организма на разных этапах развития.

Воздухоносные пути и респираторная часть начинаются носовой полостью. Воздух поступает через ноздри, носовая полость делится на две половины, а сзади с помощью хоан сообщается с носоглоткой. Стенки носовой полости образованы костями и хрящами, выстланы слизистой оболочкой. Слизистая оболочка носовой полости обильно снабжена кровеносными сосудами и покрыта многослойным мерцающим эпителием.

Проходя через носовую полость, воздух согревается, увлажняется и очищается. В полости носа находятся обонятельные луковицы, благодаря которым человек воспринимает запах.

К моменту рождения носовая полость ребенка недоразвита, она отличается узкими носовыми отверстиями и практически отсутствием придаточных пазух, окончательное формирование которых происходит в подростковом возрасте. Объем носовой полости с возрастом увеличивается в 2.5 раза. Структурные особенности носовой полости детей раннего возраста затрудняют носовое дыхание, дети часто дышат с открытым ртом, что приводит к подверженности простудными заболеваниями. Фактором этого могут быть аденоиды. «Заложенный » нос влияет на речь – гнусавость. Ротовое дыхание вызывает кислородное голодание, застойные явления в грудной клетке и черепной коробке, деформацию грудной клетки, понижение слуха, частые отиты, бронхиты, неправильное (высокое) развитие твердого неба, нарушение носовой перегородки и формы нижней челюсти. С носовой полостью связаны воздухоносные пазухи соседних костей – придаточные пазухи носа. В придаточные пазухи носа могут развиваться воспалительные процессы: гайморит- воспаление гайморовой, верхнечелюстной придаточной пазухи носа; фронтит- воспаление лобной пазухи.

Из полости носа воздух попадает в носоглотку, а затем в ротовую и гортанную часть глотки.

Глотка у ребенка отличается меньшей длиной и большей шириной, а также низким расположением слуховой трубки. Особенности строения носоглотки приводят к тому, что заболевания верхних дыхательных путей у детей часто осложняются воспалением среднего уха. Также серьезно отражается на здоровье детей заболевание миндалевых желез расположенных в глотке. Тонзиллит - воспаление миндалин. Аденоиды являются одним из видов заболеваний миндалевых желез – увеличение третьего миндалика.

Следующее звено воздухоносных путей – гортань. Гортань расположена на передней поверхности шеи, на уровне 4-6 шейных позвонков, по обеим бокам ее располагаются доли щитовидной железы, а сзади - глотка. Гортань имеет форму воронки. Ее скелет образован парными и непарными хрящами, соединенными между собой суставами, связками и мышцами. Непарные хрящи – щитовидный, надгортанник, перстневидный. Парные хрящи – рожковидный, черпаловидный. Надгортанник покрывает вход в гортань во время глотания. Изнутри гортань покрыта слизистой оболочкой с мерцательным эпителием. Гортань служит для проведения воздуха и одновременно является органом звукообразования, в котором участвуют две голосовые связки, это слизистые складки, состоящие из эластических соединительных волокон. Связки натянуты между щитовидным и черпаловидным хрящами, и ограничивают голосовую щель.

У детей гортань короче, уже и располагается выше, чем у взрослых. Наиболее интенсивно гортань растет на 1-3 годах жизни и в период полового созревания – у мальчиков образуется кадык, удлиняются голосовые связки, гортань становится шире и длиннее чем у девочек, происходит ломка голоса. Слизистая оболочка воздухоносных путей более обильно снабжена кровеносными сосудами, нежна и ранима, содержит меньше слизистых желез предохраняющих ее от повреждений.

От нижнего края гортани отходит трахея. Трахея – длиной около 12 см. (длина ее увеличивается в соответствии с ростом туловища, максимально ускоренный рост в 14 -16 лет), состоит из хрящевых полуколец. Задняя стенка трахеи мягкая, прилегает к пищеводу. Изнутри выстлана слизистой оболочкой содержащей железы, которые выделяют слизь. Из области шеи трахея переходит в грудную полость и делится на два бронха, слева шире и короче, а справа – уже и длиннее. Бронхи входят в легкие и там делятся на бронхи меньшего диаметра-бронхиолы, которые разделяются еще на более мелкие, образуя бронхиальное дерево, которое в свою очередь образует ворота легких. В грудной полости расположены два легких, они имеют форму конуса. На обращенной к сердцу стороне каждого легкого, располагаются углубления – ворота легкого, через которые проходят бронх, нерв легкого, кровеносные и лимфатические сосуды. Бронх в каждом легком ветвится. Бронхи, как и трахея, в стенках содержат хрящи. Самые маленькие разветвления бронхов – бронхиолы, они не имеют хрящей, но снабжены мышечными волокнами и способны сужаться.

Легкие располагаются в грудной клетке. Каждое легкое покрыто серозной оболочкой – плеврой. Плевра состоит из двух листов: пристеночный лист - прилегает к грудной клетке, внутринносный - сросся с легким. Между двумя листами имеется пространство – плевральная полость, заполнена серозной жидкостью, которая облегчает скольжение листов плевры при дыхательных движениях. В полости плевры воздуха нет и давление там отрицательное. Плевральная полость между собой не сообщается.

Правое легкое состоит из трех, а левое из двух долей. Каждый отдел легкого состоит из сегментов: в правом - 11 сегментов, в левом -10 сегментов. Каждый сегмент в свою очередь состоит из множества легочных долек. Структурной единицей является аценус - конечная часть бронхиолы с альвеолярными пузырьками. Бронхиолы переходя в расширение – альвеолярные ходы, на стенках которых находятся выпячивания – альвеолы. которые являются конечной частью дыхательного пути. Стенки легочных пузырьков состоят из однослойного плоского эпителия и к ним примыкают капилляры. Через стенки альвеол и капилляров осуществляется газообмен: в кровь из альвеол поступает кислород, а обратно углекислый газ. В легких насчитывают до 350 млн. альвеол, а их поверхность достигает 150 м 2 . Большая поверхность альвеол способствует лучшему газообмену.

У детей легкие растут за счет увеличения объема альвеол (у новорожденных диаметр альвеол 0,07 мм, у взрослых достигает 0,2 мм). Усиленный рост легких происходит до трех лет. Число альвеол к 8 годам достигает числа их у взрослого человека. В возрасте от 3 до 7 лет темп роста легких сниженный. Особенно энергично альвеолы растут после 12 лет, объем легких к этому возрасту увеличивается в 10 раз по сравнению с новорожденным, а к концу периода полового созревания в 20 раз. Соответственно изменяется газообмен в легких, увеличение суммарной поверхности альвеол приводит к возрастанию диффузионных возможностей легких.

Обмен газов между атмосферным воздухом и воздухом который находится в альвеолах, происходит благодаря ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха.

В легких нет мышечной ткани, активно сокращается, они не могут. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит дыхательным мышцам. При их параличе дыхание становится невозможным, хотя дыхательные органы при этом не поражены.

Вдох осуществляется следующим образом: под влиянием нервных импульсов грудной клетки и диафрагма межреберные мышцы приподнимают ребра и отводят их несколько в сторону, при этом увеличивается объем грудной клетки. При сокращении диафрагмы ее купол уплощается, что также ведет к увеличению объема грудной клетки. При глубоком дыхании принимают участие и другие мышцы груди и шеи. Легкие находятся в герметично закрытой грудной клетке, пассивно двигаются за ее движущимися стенками, так как при помощи плевры они приращены к грудной клетке. Этому способствует отрицательное давление в грудной клетке. При вдохе легкие растягиваются, давление в них падает и становится ниже атмосферного, и наружный воздух устремляется в легкие. При выдохе мышцы расслабляться, ребра опускаются, объем грудной клетки уменьшается, легкие стягиваются, давление в них повышается и воздух устремляется наружу. Глубина вдоха зависит от увеличения грудной клетки при вдохе. Для акта дыхания очень важно состояние легочной ткани. которая обладает эластичностью т.е. легочная ткань оказывает определенное противодействие растяжению.

По мере созревания костно-мышечного аппарата дыхательной системы, и особенности его развития у мальчиков и девочек определяют возрастные и половые различия типов дыхания. У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. В связи с этим у новорожденных дыхание диафрагмальное. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз, ребра принимают косое положение – дыхание ребенка становится грудобрюшным с преобладанием диафрагмального. В возрасте от 3 до 7 лет преобладает грудной тип дыхания. А в 7-8 лет выявляются половые отличия в типе дыхания. У мальчиков преобладает брюшной тип, а у девочек – грудной. Заканчивается половая дифференцировка к 14-17 годам. Типы дыхания у юношей и девушек могут меняться в зависимости от занятия спортом, трудовой деятельности.

Возрастные особенности строения грудной клетки и мышц обуславливает особенности глубины и частоты дыхания в детском возрасте. В спокойном состоянии взрослый человек делает 16-20 дыхательных движений в минуту, за один вдох вдыхается 500 мл. воздуха. Объем воздуха характеризует глубину дыхания.

Дыхание новорожденного частое и поверхностное. У детей первого года жизни частота дыхания 50-60 дыхательных движений в минуту, 1-2 года 30 -40 дыхательных движений в минуту, 2-4 года 25-35 дыхательных движений в минуту, 4-6лет 23-26 дыхательных движений в минуту. У детей школьного возраста происходит дальнейшее уменьшение темпа дыхания, 18-20 дыхательных движений в минуту. Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую вентиляцию легких. Объем выдыхаемого воздуха у ребенка в 1 месяц жизни -30 мл., в 1 год -70 мл., в 6 лет -156 мл., в 10 лет -240 мл., в 14 лет -300 мл.. Минутный объем дыхания – это количество воздуха которое человек выдыхает за 1 минуту, чем чаще дыхание, тем выше минутный объем.

Важной характеристикой функционирования дыхательной системы является жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после глубокого вдоха. ЖЕЛ меняется с возрастом, зависит от длины тела, степени развития грудной клетки и дыхательных мышц, пола. При спокойном дыхании за один вдох в легкие поступает около 500 см 3 воздуха – дыхательный воздух. При максимальном вдохе после спокойного выдоха в легкие поступает в среднем на 1500 см 3 воздуха больше чем при спокойном вдохе - дополнительный объем. При максимальном выдохе после обычного вдоха из легких может выйти на 1500 см 3 воздуха больше, чем при обычном выдохе – резервный объем. Все эти три типа объема дыхательный, дополнительный, резервный вместе и составляют ЖЕЛ: 500 см 3 +1500 см 3 +1500 см 3 = 3500 см 3 . После выдоха, даже самого глубокого, в легких остается около 100 см 3 воздуха – остаточный воздух, он остается даже в легких трупа, дышавшего ребенка или взрослого человека. Воздух поступает в легкие с первым вдохом после рождения. ЖЕЛ определяется с помощью специального прибора – спирометра. Обычно ЖЕЛ больше у мужчин, чем у женщин. У тренированных людей ЖЕЛ больше, чем у нетренированных. У ребенка ЖЕЛ можно определить при его сознательном участии лишь после 4-5 лет.

Регуляция дыхания осуществляется ЦНС, специальные области которой обуславливают автоматическое дыхание - чередование вдоха и выдоха и произвольное дыхание, обеспечивающее приспособительные изменения в системе органов дыхания, который соответствуют ситуации и рода деятельности. Деятельность дыхательного центра регулируется рефлекторно, импульсацией, поступающей из различных рецепторов и гуморально.

Центр дыхания это группа нервных клеток, который располагаются в продолговатом мозге, его разрушение приводит к остановке дыхания. В дыхательном центре различают два отдела: отдел вдоха и отдел выдоха, функции, которых взаимосвязаны. При возбуждении отдела вдоха происходит торможение отдела выдоха и наоборот.

Участвуют в регуляции дыхания специальные скопления нервных клеток в мосту и промежуточном мозге. В спинном мозге находится группа клеток, отростки которых идут в состав спинномозговых нервов к дыхательным мышцам. В дыхательном центре попеременно возбуждение сменяется торможением. При вдохе легкие расширяются их стенки растягиваются, что раздражает окончания блуждающего нерва. Возбуждение передается к дыхательному центру и тормозит его деятельность. Мышцы перестают получать возбуждение от дыхательного центра и расслабляются, грудная клетка опускается, ее объем уменьшается, происходит выдох. При расслаблении центростремительный волокна блуждающего нерва перестают возбуждаться, и дыхательный центр не получает тормозящих импульсов, вновь возбуждается – наступает очередной вдох. Таким образом происходит как бы саморегуляция: вдох вызывает выдох, а выдох вызывает вдох.

Деятельность дыхательного центра также регулируется гуморально, изменяясь в зависимости от химического состава крови. Причиной изменения деятельности дыхательного центра является концентрация углекислоты в крови. Она является специфическим возбудителем дыхания: повышение концентрации углекислоты в крови приводит к возбуждению дыхательного центра – дыхание становится частым и глубоким. Это продолжается до тех пор, пока не снизится уровень углекислоты в крови до нормального. На понижение концентрации углекислоты в крови дыхательный центр отвечает понижением возбудимости вплоть до полного прекращения своей деятельности на некоторое время. Ведущим физиологическим механизмом влияющим на дыхательный центре, является рефлекторный, за которым следует гуморальный. Дыхание подчинено коре головного мозга, о чем свидетельствует факт произвольной задержки дыхания или изменение частоты и глубины дыхания, учащение дыхания при эмоциональных состояниях человека.

Описание работы

Дыхание – необходимый для жизни процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей средой. Дыхание обеспечивает постоянное поступление в организм кислорода, необходимого для осуществления окислительных процессов, являющихся основным источником энергии. Без доступа кислорода жизнь может продолжаться несколько минут.

2. Строение, функции и возрастные особенности воздухоносных путей (полость носа, гортань, трахея, бронхи)………………………………………3

5. Механизм вдоха и выдоха………………………………………… …….....11

Общая характеристика и возрастные особенности
дыхательной системы

Строение, функции и возрастные особенности
воздухоносных путей (полость носа, гортань, трахея, бронхи)

Строение, функции и возрастные особенности легких

Регуляция дыхания