МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РФ
КОМСОМОЛЬСЬКИЙ-НА АМУРІ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
РЕФЕРАТ ПО АНАТОМІЇ І ВІКОВОЇ ФІЗІОЛОГІЇ
ОНТОГЕНЕЗІ дихальної системи
Виконав:
Перевірив: ст. викладач
Федоровська Н. І.
КОМСОМОЛЬСЬК-НА АМУРІ 2005
План
1. Загальна характеристика системи
1.1. Повітроносні шляхи
2. Легкі
3. Антенатальний період
3.1. Структурно-функціональна характеристика системи дихання
3.2. Транспорт газів кров'ю
3.3. Дихальні руху
4. Постнатальний період
4.1. Зовнішнє дихання
4.2. Дихання при м'язовій роботі
4.3. Газообмін
4.4. Регуляція дихання
Список літератури
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМИ
Повітроносних ШЛЯХИ
Повітроносні шляхи і дихальний шлях починаються носовою порожниною. Слизова оболонка, що вистилає порожнину носа, вкрита численними віями. Її площа сягає 12 см 2. товщина слизу на різних ділянках дихальних шляхів у середньому близько 5-7 мкм. Слизова оболонка носа добре забезпечується кров'ю, тут багато судинних сплетінь, які беруть участь у зігріванні повітря і підтримують оптимальну температуру в носовій порожнині. Слизова оболонка також містить до 16 тис. слизових залозок, їх кількість зростає до заднього краю носових раковин. Продукція залозок - водянистий слизоподібними секрет, що володіє бактерицидними властивостями і зволожуючий вдихаємо повітря.
На змоченою секретом слизовій оболонці носа осідають частинки пилу, а вії, роблячи 10-15 коливань у секунду, женуть пил до носоглотки, так що при ковтанні вона потрапляє в шлунок.
Крім того, в слизовій оболонці порожнини носа міститься багато речовин, що руйнують хвороботворні мікроорганізми. Напоготові і клітини імунної системи. Варто їм розпізнати у вдихуваному повітрі мікроб, що слизова оболонка перегороджує йому шлях. Вона набухає, від чого площа зіткнення її з повітрям значно збільшується, захисних клітин стає більше і вони активніше борються із загрозою.
У носовій порожнині вдихаємо повітря зігрівається, частково очищається від пилу і зволожується. Занадто сухе повітря висушував б легені, забруднений перетворив би їх на подобу мішка пилососа, а попадання холодного повітря всередину грудної клітини загрожувало б організму переохолодженням. До моменту народження носова порожнина дитини недорозвинена, вона відрізняється вузькими носовими отворами і практично відсутністю придаткових пазух, остаточне формування яких відбувається в підлітковому віці. Обсяг носової порожнини з віком збільшується приблизно в 2,5 рази. Структурні особливості носової порожнини дітей раннього віку ускладнюють носове дихання, діти часто дихають з відкритим ротом, що призводить до схильності простудним захворюваннями.
Анатомічні розміри придаткових порожнин носа
З носової порожнини вдихаємо повітря потрапляє в носоглотку, а потім в рот і горлову частина глотки. У глотці перетинаються шляхи дихальної і травної систем. Щоб повітря і їжа слідували в потрібному напрямку, природа поставила між гортанної частиною глотки і гортанню особливий клапан - надгортанник. Він, як невсипущий страж, нависає над входом в гортань і, варто тільки в глотці з'явитися харчової грудки або випитої рідини, перекриває дорогу в дихальні шляхи.
Гортань простягається до низу шиї, де переходить у трахею. «Скелет» гортані складається з декількох зчленованих між собою хрящів. Хрящовим остов буває лише до 16 років. Пізніше відбувається його окостеніння, і він стає кістково-хрящовим.
У назвах складових гортань хрящів висвітлено їх форма: щитовидний, перстнеподібний, по два черпаловідних, рожковідних і клиноподібних, надгортанник.
Хрящі гортані розташовуються під певними кутами один до одного. При їх зміщенні просвіт гортані звужується або, навпаки, розширюється. Рухливість органу забезпечують внутрішні і зовнішні м'язи, а також скорочення мови, глотки, м'якого піднебіння і трахеї.
Гортань, як і всякий трубчастий орган, вистелена слизовою оболонкою, де розташовується безліч залозок, що виробляють рясний секрет. Слизова оболонка і в порожнині носа, і в гортані служить перешкодою для бактерій і шкідливих мікроорганізмів, крім того, вона продовжує зігрівати і зволожувати повітря, що надійшов у дихальні шляхи.
У середньому відділі гортані розмістилися шлуночки, обмежені зверху і знизу складками. Нижні складки - це голосові зв'язки. Вони утворені еластичними сполучними волокнами і тягнуться і тягнуться між черпаловідних і щитовидним хрящами. Проміжок між зв'язками представляє собою голосову щілину. Величина її і натяг зв'язок змінюються в залежності роботи м'язів, що з'єднують хрящі гортані. При виході голосові зв'язки коливаються і видають звуки, як струни у арфи або скрипки.
Виробництво звуків залежить від нашого бажання, зате головна функція гортані - проведення повітря - мимовільна і не припиняється ні на хвилину.
Гортань у дітей коротше, ỳже і розташовується вище, ніж у дорослих. Найбільш інтенсивно гортань росте на 1-3-му роках життя і в період статевого дозрівання. У період статевого дозрівання з'являються статеві відмінності в будові гортані. У хлопчиків утворюється кадик, голосові зв'язки подовжуються, гортань стає ширшим і довшим, ніж у дівчаток, відбувається ломка голосу.
Минувши гортань, повітря потрапляє в наступний відділ дихальних шляхів - трахею. Довжина цього органу в шийному відділі становить 4,5-5,5 см, у грудному до 7 см. діаметр - близько 1 мм, причому у жінок трахея трохи вужчий, ніж у чоловіків.
Розміри трахеї протягом розвитку
Стінки цього органу утворені еластичними хрящовими півкільцями (їх 16 - 20), з'єднаними зв'язками. Зсередини трахея покрита слизовою оболонкою з численними віями і слизовими залозами. Слиз зволожує повітря і затримує чужорідні частинки, які потім виштовхують назовні вібруючими рухами війок.
Трахея, як і гортань, досить рухливий орган, особливо в шийному відділі. Вдих і видих відчутно змінюють її ширину (на 13 - 15%) і довжину (на 2 - 2,5 см). в кінці трахея роздвоюється і переходить у бронхи.
Діаметр головних бронхів протягом розвитку
Головних бронхів два - лівий і правий. Кожен з них відходить від трахеї майже під прямим кутом і направляється до відповідного легкому. За будовою головні бронхи подібні з трахеєю, навіть хрящові кільця в їх стінках також не повністю зімкнуті. Однак у наступних розгалуженнях бронхів кільця стають вже суцільними.
ЛЕГКІ
Основний орган дихання - легені. Легких - два. Кожне з них лежить в грудній порожнині, по обидві сторони від серця і великих судин. Верхівки цього конусоподібного парного органу направлені в область шиї (вони виступають на 2-3 см над ключицями). А розширені підстави звернені вниз, до діафрагми. Легкі утворені еластичною тканиною і повинні бути постійно наповнені повітрям. Що б ці важливі органи не пошкодилися і рух повітря в них не порушувалось, вони поміщені природою в надійний скриня - грудну клітку, здатну витримувати сильні удари і тиск. На кожній стороні до її внутрішньої поверхні щільно прилягає сполучнотканинний листок - париетальная плевра. Самі легкі оповиті плеврою вісцеральної. Щелевидная порожнину між двома листками плеври заповнена кількома мілілітрами рідини-мастила. Природа не дарма дала кожному легкому таку «свободу» всередині грудної клітки: завдяки цьому вони можуть досхочу надуватися і здуватися, без чого дихання неможливо.
У кожному легені є ворота - місце, куди входять головні бронхи і легенева артерія, що несе від серця бідну киснем венозну кров. А виходять з воріт дві легеневі вени, у яких кров уже збагатилася киснем і стала артеріальної. Такий парадокс - венозна кров в артерії і артеріальна у вені - можливий тільки в малому колі кровообігу, що проходить через легені.
Легені складаються з часток. У правому їх три, а в лівому - дві (для третьої немов би немає місця, оскільки великий простір зайнято серцем). У кожну частку входять бронхи, артерія, а виходить вена. Частки розділені борознами, добре помітними на поверхні легенів. Цікаво, що частки не зрощені між собою намертво, а зберігають деяку рухливість відносно один одного. Це, як і наявність плевральної порожнини, збільшує можливість проведення повітря всередині легень.
Відповідно до розгалуженням бронхіального дерева частки діляться на сегменти (їх у кожному легкому по десять). Сегменти нерухомі відносно один одного і за формою нагадують пірамідки, звернені підставою до поверхні легені. У спрямовані до кореня легені верхівки пірамідок теж входять свій сегментарний бронх і артерія, а виходить вена.
У сегментах розгалуження бронхів, артерій і вен триває, поки всі вони не стають зовсім тонкими - з просвітом близько 1 мм. У стінках таких «пагонів» вже немає хрящової тканини, тому вони здатні вкрапляться в легеневі часточки - ділянки шириною приблизно 1 см. кордонами між часточками служать прошарки сполучної тканини.
Усередині легеневих часточок розгалуження бронхів триває. Тут утворюються зовсім дрібні бронхи - дихальні бронхіоли. Вони переходять в альвеолярні ходи, на стінках яких знаходяться дрібні бульбашки - альвеоли. Дихальних бронхіол з її альвеолярними ходами і альвеолами під мікроскопом нагадує виноградне гроно, від чого і названа ацинусів, що в перекладі з латинської означає «ягода», «гроно». У кожній часточці від 16 до 18 ацинусів. Саме у них відбувається газообмін між кров'ю і повітрям, що видихається.
Відкриті бульбашки-альвеоли вистелені епітеліальними клітинами, що прикріпляються до найтоншої ніжною сполучнотканинної мембрані. Зсередини клітини вкриті найтоншим шаром сурфактанту - речовини, яка не дозволяє їм злипатися. Зовні мембрану обплітає густа мережа кровоносних капілярів. Така перешкода, яка відокремлює кров людини від повітря, яким він дихає! Загальна площа дихальної поверхні легень близько 100 м 2; ця цифра складається з площ 300-400 млн альвеол.
Легкі споживають для своїх потреб до 20% кисню крові. Ще б пак, зовнішнє дихання неможливо без витрати енергії. Проте організм навантажує легені не тільки цією роботою. Вони очищають кров, адже в них багато клітин імунного захисту, що затримують і знищують чужорідні мікроорганізми та речовини-шлаки, а також згустки з клітин крові - еритроцитів, лейкоцитів і тромбоцитів. Легкі, крім того, регулюють згортання крові: в них виробляються речовини, які беруть участь у системі гемостазу. Беруть участь легкі й у водному обміні: на добу через низ них випаровується до півлітра рідини. І це ще не всі їх повноваження. Вони регулюють вміст у крові біологічно активних речовин: особливі клітини вибірково синтезують, зберігають і руйнують речовини, що беруть участь в реакціях запалення, регуляції кров'яного тиску. Легені також контролюють кількість крові в судинах і наповнення камер серця.
Легкі у дітей ростуть головним чином за рахунок збільшення обсягу альвеол (у новонародженого діаметр альвеоли 0,07 мм, у дорослого він досягає вже 0,2 мм). До 3 років відбувається посилений ріст легенів і диференціювання їх окремих елементів. Число альвеол до 8 років досягає числа їх у дорослої людини. У віці від 3 до 7 років темпи зростання легенів знижуються. Особливо енергійно ростуть альвеоли після 12 років. Об'єм легенів до 12 років збільшується в 10 разів у порівнянні з об'ємом новонародженого, а до кінця періоду статевого дозрівання - в 20 разів. Відповідно змінюється газообмін в легенях, збільшення сумарної поверхні альвеол приводить до зростання дифузійних можливостей легенів.
Антенатальна ПЕРІОД
СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМИ
Легені плоду не є органом зовнішнього дихання, проте вони не бувають спавшиеся. Альвеоли і бронхи їх заповнені рідиною, яка секретується переважно альвеолоцитами II типу. Змішування легеневої та амніотичній рідин не відбувається, тому що вузька голосова щілина закрита. Наявність рідини в легкому сприяє його розвитку, так як воно знаходиться в розправленому стані, хоча і не в такій мірі, як у постнатальному періоді. Внутрішня поверхня альвеол починає покриватися сурфактантом в основному після 6 місяців внутрішньоутробного розвитку.
Зовнішнє дихання плоду, тобто газообмін між кров'ю організму і навколишнім середовищем, здійснюється за допомогою плаценти, до якої за пупковим артеріях надходить змішана кров з черевної аорти. У плаценті здійснюється газообмін між кров'ю плоду і кров'ю матері: О 2 надходить з крові матері в кров плоду, а СО 2 - із крові плоду в кров матері, тобто плацента є органом зовнішнього дихання плоду весь внутрішньоутробний період розвитку. У плаценті не відбувається вирівнювання напружень О 2 і СО 2, як при легеневому диханні, що пояснюється великою товщиною плацентарної мембрани, в 5 - 10 разів перевищує товщину легеневої мембрани.
ТРАНСПОРТ ГАЗІВ КРОВ'Ю
Транспорт кисню. У оксигенированной крові пупкової вени плода напруга О 2 складає лише 20 - 50 мм рт.ст. Незважаючи на таке низьке напруга О 2, насичення гемоглобіну О 2 досить високо і досягає в середньому 65% (50 - 80%, у матері - 96%). Це пояснюється більшою спорідненістю гемоглобіну плода (HbF) з киснем в порівнянні з гемоглобіном дорослого (HbA). Зміст О 2 в артеріальній крові плода (пупкова вена) значно нижче (9 - 14 об.%), Ніж в артеріальній крові дорослого (19 об.%), Причому кров із зазначеним вмістом О 2 забезпечується тільки через печінку. З незначно меншим вмістом О 2 надходить кров до серця і мозку. Інші органи і тканини отримують кров з ще меншим вмістом О 2.
Проте всі органи і тканини плоду отримують достатню для їх розвитку кількість О 2, що пояснюється декількома факторами.
По-перше, метаболічні процеси в тканинах плода добре здійснюються при більш низьких напругах О 2, тому що в них анаеробні процеси (гліколіз) переважають над аеробними (окислення) процесами, більш властивими дорослому організму. По-друге, кровотік в тканинах плода майже в 2 рази інтенсивніше, ніж у тканинах дорослого організму, що, природно, збільшує доставку кисню тканинам навіть при зниженому його вмісті в крові.
По-третє, витрати енергії в організмі плоду значно знижені, тому що майже не витрачається енергія на процеси терморегуляції, травлення, сечовиділення. Крім того, рухова активність обмежена. Нарешті, незважаючи на велику спорідненість гемоглобіну плода (HbF) до кисню, надходження О 2 з крові плоду до його тканин відбувається в повній відповідності з потребами, оскільки дисоціації оксигемоглобіну у верхній третині перемістити вліво, в нижній третині збігається з такою у дорослого.
КОМСОМОЛЬСЬКИЙ-НА АМУРІ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
РЕФЕРАТ ПО АНАТОМІЇ І ВІКОВОЇ ФІЗІОЛОГІЇ
ОНТОГЕНЕЗІ дихальної системи
Виконав:
Перевірив: ст. викладач
Федоровська Н. І.
КОМСОМОЛЬСЬК-НА АМУРІ 2005
План
1. Загальна характеристика системи
1.1. Повітроносні шляхи
2. Легкі
3. Антенатальний період
3.1. Структурно-функціональна характеристика системи дихання
3.2. Транспорт газів кров'ю
3.3. Дихальні руху
4. Постнатальний період
4.1. Зовнішнє дихання
4.2. Дихання при м'язовій роботі
4.3. Газообмін
4.4. Регуляція дихання
Список літератури
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМИ
Повітроносних ШЛЯХИ
Повітроносні шляхи і дихальний шлях починаються носовою порожниною. Слизова оболонка, що вистилає порожнину носа, вкрита численними віями. Її площа сягає 12 см 2. товщина слизу на різних ділянках дихальних шляхів у середньому близько 5-7 мкм. Слизова оболонка носа добре забезпечується кров'ю, тут багато судинних сплетінь, які беруть участь у зігріванні повітря і підтримують оптимальну температуру в носовій порожнині. Слизова оболонка також містить до 16 тис. слизових залозок, їх кількість зростає до заднього краю носових раковин. Продукція залозок - водянистий слизоподібними секрет, що володіє бактерицидними властивостями і зволожуючий вдихаємо повітря.
На змоченою секретом слизовій оболонці носа осідають частинки пилу, а вії, роблячи 10-15 коливань у секунду, женуть пил до носоглотки, так що при ковтанні вона потрапляє в шлунок.
Крім того, в слизовій оболонці порожнини носа міститься багато речовин, що руйнують хвороботворні мікроорганізми. Напоготові і клітини імунної системи. Варто їм розпізнати у вдихуваному повітрі мікроб, що слизова оболонка перегороджує йому шлях. Вона набухає, від чого площа зіткнення її з повітрям значно збільшується, захисних клітин стає більше і вони активніше борються із загрозою.
У носовій порожнині вдихаємо повітря зігрівається, частково очищається від пилу і зволожується. Занадто сухе повітря висушував б легені, забруднений перетворив би їх на подобу мішка пилососа, а попадання холодного повітря всередину грудної клітини загрожувало б організму переохолодженням. До моменту народження носова порожнина дитини недорозвинена, вона відрізняється вузькими носовими отворами і практично відсутністю придаткових пазух, остаточне формування яких відбувається в підлітковому віці. Обсяг носової порожнини з віком збільшується приблизно в 2,5 рази. Структурні особливості носової порожнини дітей раннього віку ускладнюють носове дихання, діти часто дихають з відкритим ротом, що призводить до схильності простудним захворюваннями.
Анатомічні розміри придаткових порожнин носа
| Вік, роки | Верхньощелепна пазуха, мм | Лобові пазухи, мм | ||||
| вишина | довжина | ширина | вишина | довжина | ширина | |
| 5 12-15 17-18 Дорослі | 15 23 27 32 | 31 25 25 25 | 12 18 25 30 | 7 14 14 - | 6 12 12 - | 6 17 17 - |
Гортань простягається до низу шиї, де переходить у трахею. «Скелет» гортані складається з декількох зчленованих між собою хрящів. Хрящовим остов буває лише до 16 років. Пізніше відбувається його окостеніння, і він стає кістково-хрящовим.
У назвах складових гортань хрящів висвітлено їх форма: щитовидний, перстнеподібний, по два черпаловідних, рожковідних і клиноподібних, надгортанник.
Хрящі гортані розташовуються під певними кутами один до одного. При їх зміщенні просвіт гортані звужується або, навпаки, розширюється. Рухливість органу забезпечують внутрішні і зовнішні м'язи, а також скорочення мови, глотки, м'якого піднебіння і трахеї.
Гортань, як і всякий трубчастий орган, вистелена слизовою оболонкою, де розташовується безліч залозок, що виробляють рясний секрет. Слизова оболонка і в порожнині носа, і в гортані служить перешкодою для бактерій і шкідливих мікроорганізмів, крім того, вона продовжує зігрівати і зволожувати повітря, що надійшов у дихальні шляхи.
У середньому відділі гортані розмістилися шлуночки, обмежені зверху і знизу складками. Нижні складки - це голосові зв'язки. Вони утворені еластичними сполучними волокнами і тягнуться і тягнуться між черпаловідних і щитовидним хрящами. Проміжок між зв'язками представляє собою голосову щілину. Величина її і натяг зв'язок змінюються в залежності роботи м'язів, що з'єднують хрящі гортані. При виході голосові зв'язки коливаються і видають звуки, як струни у арфи або скрипки.
Виробництво звуків залежить від нашого бажання, зате головна функція гортані - проведення повітря - мимовільна і не припиняється ні на хвилину.
Гортань у дітей коротше, ỳже і розташовується вище, ніж у дорослих. Найбільш інтенсивно гортань росте на 1-3-му роках життя і в період статевого дозрівання. У період статевого дозрівання з'являються статеві відмінності в будові гортані. У хлопчиків утворюється кадик, голосові зв'язки подовжуються, гортань стає ширшим і довшим, ніж у дівчаток, відбувається ломка голосу.
Минувши гортань, повітря потрапляє в наступний відділ дихальних шляхів - трахею. Довжина цього органу в шийному відділі становить 4,5-5,5 см, у грудному до 7 см. діаметр - близько 1 мм, причому у жінок трахея трохи вужчий, ніж у чоловіків.
Розміри трахеї протягом розвитку
| Вік, роки | Довжина, см | Діаметр, мм | |
| саггитальний | фронтальний | ||
| 8-10 10-12 12-14 14-16 Дорослі | 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 |
Трахея, як і гортань, досить рухливий орган, особливо в шийному відділі. Вдих і видих відчутно змінюють її ширину (на 13 - 15%) і довжину (на 2 - 2,5 см). в кінці трахея роздвоюється і переходить у бронхи.
Діаметр головних бронхів протягом розвитку
| Вік, роки | Правий бронх, мм | Лівий бронх, мм | ||
| саггитальний | поперечний | саггитальний | поперечний | |
| 10 13 16 років Дорослі | 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 |
ЛЕГКІ
Основний орган дихання - легені. Легких - два. Кожне з них лежить в грудній порожнині, по обидві сторони від серця і великих судин. Верхівки цього конусоподібного парного органу направлені в область шиї (вони виступають на 2-3 см над ключицями). А розширені підстави звернені вниз, до діафрагми. Легкі утворені еластичною тканиною і повинні бути постійно наповнені повітрям. Що б ці важливі органи не пошкодилися і рух повітря в них не порушувалось, вони поміщені природою в надійний скриня - грудну клітку, здатну витримувати сильні удари і тиск. На кожній стороні до її внутрішньої поверхні щільно прилягає сполучнотканинний листок - париетальная плевра. Самі легкі оповиті плеврою вісцеральної. Щелевидная порожнину між двома листками плеври заповнена кількома мілілітрами рідини-мастила. Природа не дарма дала кожному легкому таку «свободу» всередині грудної клітки: завдяки цьому вони можуть досхочу надуватися і здуватися, без чого дихання неможливо.
У кожному легені є ворота - місце, куди входять головні бронхи і легенева артерія, що несе від серця бідну киснем венозну кров. А виходять з воріт дві легеневі вени, у яких кров уже збагатилася киснем і стала артеріальної. Такий парадокс - венозна кров в артерії і артеріальна у вені - можливий тільки в малому колі кровообігу, що проходить через легені.
Легені складаються з часток. У правому їх три, а в лівому - дві (для третьої немов би немає місця, оскільки великий простір зайнято серцем). У кожну частку входять бронхи, артерія, а виходить вена. Частки розділені борознами, добре помітними на поверхні легенів. Цікаво, що частки не зрощені між собою намертво, а зберігають деяку рухливість відносно один одного. Це, як і наявність плевральної порожнини, збільшує можливість проведення повітря всередині легень.
Відповідно до розгалуженням бронхіального дерева частки діляться на сегменти (їх у кожному легкому по десять). Сегменти нерухомі відносно один одного і за формою нагадують пірамідки, звернені підставою до поверхні легені. У спрямовані до кореня легені верхівки пірамідок теж входять свій сегментарний бронх і артерія, а виходить вена.
У сегментах розгалуження бронхів, артерій і вен триває, поки всі вони не стають зовсім тонкими - з просвітом близько 1 мм. У стінках таких «пагонів» вже немає хрящової тканини, тому вони здатні вкрапляться в легеневі часточки - ділянки шириною приблизно 1 см. кордонами між часточками служать прошарки сполучної тканини.
Усередині легеневих часточок розгалуження бронхів триває. Тут утворюються зовсім дрібні бронхи - дихальні бронхіоли. Вони переходять в альвеолярні ходи, на стінках яких знаходяться дрібні бульбашки - альвеоли. Дихальних бронхіол з її альвеолярними ходами і альвеолами під мікроскопом нагадує виноградне гроно, від чого і названа ацинусів, що в перекладі з латинської означає «ягода», «гроно». У кожній часточці від 16 до 18 ацинусів. Саме у них відбувається газообмін між кров'ю і повітрям, що видихається.
Відкриті бульбашки-альвеоли вистелені епітеліальними клітинами, що прикріпляються до найтоншої ніжною сполучнотканинної мембрані. Зсередини клітини вкриті найтоншим шаром сурфактанту - речовини, яка не дозволяє їм злипатися. Зовні мембрану обплітає густа мережа кровоносних капілярів. Така перешкода, яка відокремлює кров людини від повітря, яким він дихає! Загальна площа дихальної поверхні легень близько 100 м 2; ця цифра складається з площ 300-400 млн альвеол.
Легкі споживають для своїх потреб до 20% кисню крові. Ще б пак, зовнішнє дихання неможливо без витрати енергії. Проте організм навантажує легені не тільки цією роботою. Вони очищають кров, адже в них багато клітин імунного захисту, що затримують і знищують чужорідні мікроорганізми та речовини-шлаки, а також згустки з клітин крові - еритроцитів, лейкоцитів і тромбоцитів. Легкі, крім того, регулюють згортання крові: в них виробляються речовини, які беруть участь у системі гемостазу. Беруть участь легкі й у водному обміні: на добу через низ них випаровується до півлітра рідини. І це ще не всі їх повноваження. Вони регулюють вміст у крові біологічно активних речовин: особливі клітини вибірково синтезують, зберігають і руйнують речовини, що беруть участь в реакціях запалення, регуляції кров'яного тиску. Легені також контролюють кількість крові в судинах і наповнення камер серця.
Легкі у дітей ростуть головним чином за рахунок збільшення обсягу альвеол (у новонародженого діаметр альвеоли 0,07 мм, у дорослого він досягає вже 0,2 мм). До 3 років відбувається посилений ріст легенів і диференціювання їх окремих елементів. Число альвеол до 8 років досягає числа їх у дорослої людини. У віці від 3 до 7 років темпи зростання легенів знижуються. Особливо енергійно ростуть альвеоли після 12 років. Об'єм легенів до 12 років збільшується в 10 разів у порівнянні з об'ємом новонародженого, а до кінця періоду статевого дозрівання - в 20 разів. Відповідно змінюється газообмін в легенях, збільшення сумарної поверхні альвеол приводить до зростання дифузійних можливостей легенів.
Антенатальна ПЕРІОД
СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМИ
Легені плоду не є органом зовнішнього дихання, проте вони не бувають спавшиеся. Альвеоли і бронхи їх заповнені рідиною, яка секретується переважно альвеолоцитами II типу. Змішування легеневої та амніотичній рідин не відбувається, тому що вузька голосова щілина закрита. Наявність рідини в легкому сприяє його розвитку, так як воно знаходиться в розправленому стані, хоча і не в такій мірі, як у постнатальному періоді. Внутрішня поверхня альвеол починає покриватися сурфактантом в основному після 6 місяців внутрішньоутробного розвитку.
Зовнішнє дихання плоду, тобто газообмін між кров'ю організму і навколишнім середовищем, здійснюється за допомогою плаценти, до якої за пупковим артеріях надходить змішана кров з черевної аорти. У плаценті здійснюється газообмін між кров'ю плоду і кров'ю матері: О 2 надходить з крові матері в кров плоду, а СО 2 - із крові плоду в кров матері, тобто плацента є органом зовнішнього дихання плоду весь внутрішньоутробний період розвитку. У плаценті не відбувається вирівнювання напружень О 2 і СО 2, як при легеневому диханні, що пояснюється великою товщиною плацентарної мембрани, в 5 - 10 разів перевищує товщину легеневої мембрани.
ТРАНСПОРТ ГАЗІВ КРОВ'Ю
Транспорт кисню. У оксигенированной крові пупкової вени плода напруга О 2 складає лише 20 - 50 мм рт.ст. Незважаючи на таке низьке напруга О 2, насичення гемоглобіну О 2 досить високо і досягає в середньому 65% (50 - 80%, у матері - 96%). Це пояснюється більшою спорідненістю гемоглобіну плода (HbF) з киснем в порівнянні з гемоглобіном дорослого (HbA). Зміст О 2 в артеріальній крові плода (пупкова вена) значно нижче (9 - 14 об.%), Ніж в артеріальній крові дорослого (19 об.%), Причому кров із зазначеним вмістом О 2 забезпечується тільки через печінку. З незначно меншим вмістом О 2 надходить кров до серця і мозку. Інші органи і тканини отримують кров з ще меншим вмістом О 2.
Проте всі органи і тканини плоду отримують достатню для їх розвитку кількість О 2, що пояснюється декількома факторами.
По-перше, метаболічні процеси в тканинах плода добре здійснюються при більш низьких напругах О 2, тому що в них анаеробні процеси (гліколіз) переважають над аеробними (окислення) процесами, більш властивими дорослому організму. По-друге, кровотік в тканинах плода майже в 2 рази інтенсивніше, ніж у тканинах дорослого організму, що, природно, збільшує доставку кисню тканинам навіть при зниженому його вмісті в крові.
По-третє, витрати енергії в організмі плоду значно знижені, тому що майже не витрачається енергія на процеси терморегуляції, травлення, сечовиділення. Крім того, рухова активність обмежена. Нарешті, незважаючи на велику спорідненість гемоглобіну плода (HbF) до кисню, надходження О 2 з крові плоду до його тканин відбувається в повній відповідності з потребами, оскільки дисоціації оксигемоглобіну у верхній третині перемістити вліво, в нижній третині збігається з такою у дорослого.
Збільшення кисневої ємності крові плода до 24 - 26 зв. % І властивості HbF, що змінюють криву насичення гемоглобіну киснем і дисоціації оксигемоглобіну, розглядають як важливі механізми біологічної адаптації організму до умов внутрішньоутробного життя. Однак дедалі гірші до кінця вагітності співвідношення між зростаючою потребою зростаючого плода в кисні і обмеженою дифузійної поверхнею плаценти лімітує надходження О 2 у кров плоду. Тому насичення гемоглобіну крові плоду киснем в кінці антенатального періоду зменшується і становить 40 - 70% своєї кисневої ємності.
У цей період метаболізм анаеробного типу призводить до накопичення проміжних продуктів обміну, таких, як піровиноградна, молочна кислоти, що зумовлюють наявність ацидозу в крові. Метаболічний ацидоз зникає протягом 7 - 8 днів постнатального періоду.
Транспорт вуглекислого газу. Дифузія СО 2 через плацентарну мембрану з крові плоду в кров матері здійснюється внаслідок різниці напруг СО 2 в артеріальній крові матері (25 - 35 мм рт.ст.). Однією з причин невиравніванія напруг СО 2 є велика товщина плацентарної мембрани. Невисока напруга СО 2 в крові матері (а отже, і в крові плода) пояснюється гіпервентиляцією вагітних, обумовленої, зокрема, дією прогестерону на дихальний центр.
Невиравніваніе напруг СО 2 в крові плода і матері спостерігається ще й тому, що дифузія відбувається в основному за рахунок фізично розчиненого СО 2 (2,5 об.%) І відщеплення СО 2 від карбогемоглобіна (4,5%). Бікарбонати натрію і кальцію містять 40 - 58 об. % СО 2 (загальне його кількість в венозної крові плоду 46 - 47 об.%), У забезпеченні газообміну між кров'ю плоду і матері практично не беруть участь через свою інерційності: вугільна кислота утворюється з бікарбонатів і розпадається на СО 2 і Н 2 О дуже повільно внаслідок відсутності карбоангідрази в крові плоду.
До кінця вагітності погіршення умов газообміну між кров'ю плоду і кров'ю матері призводить до збільшення вмісту СО 2 у венозній крові плода до 60 об. %.
ДИХАЛЬНІ РУХУ
Дихальні рухи плоду періодичні. Вони з'являються з 11-го тижня внутрішньоутробного розвитку, до кінця якого займають 40 - 60% всього часу. Частота подихів дуже висока: 40 - 70 в хвилину. На 6-му місяці внутрішньоутробного розвитку се основні механізми центральної регуляції дихання вже достатньо сформовані, для того щоб підтримати ритмічне дихання протягом 2 - 3 днів, а починаючи з 6,5 - 7 місяців плід може дихати невизначено довгий час. Дихальні рухи плоду відбуваються при закритій голосової щілини, тому навколоплідної рідини не потрапляє в дихальні шляхи.
Періодична активність дихального центру плода, яка спостерігається при нормальному газовому складі крові, зростає при гіпоксії, ацидозі і гіперкапнії. Вплив цих факторів на частоту дихання реалізується завдяки безпосередньому їх дії на дихальний центр. Судинні рефлексогенні зони плоду внаслідок своєї незрілості не реагують на зміну газового складу крові.
Значення дихальних рухів полягає в тому, що вони сприяють розвитку легенів, дихальної мускулатури і кровообігу плоду, збільшуючи приплив крові до серця, внаслідок періодичного виникнення негативного тиску в грудній порожнині.
Неонатальний період. Структурні особливості дихальних органів новонародженого дуже своєрідні. Носові ходи вузькі, практично відсутні придаткові порожнини носа і нижній носовий прохід, ковтка відносно вузька і невелика, слизові залози трахеї розвинені недостатньо, біфуркація трахеї знаходиться високо - на рівні III грудного хребця (у дітей 2-6 років - на рівні IV - V грудного хребця). Через відсутність (на виході) еластичної тяги легкого ребра у дитини розташовані майже горизонтально, тому грудна клітка перебуває ніби в стані постійного вдиху і в перші дні має майже циліндричну форму. Проте вже до 10-го дня життя грудна клітка набуває форму усіченого конуса, характерну для дитячого віку. Майже горизонтальне положення ребер обмежує екскурсію грудної клітки і обумовлює черевної (діафрагмальний) тип дихання. Екскурсія діафрагми також мала, чому перешкоджає велика печінку новонародженого. Розтяжність легких невелика, а розтяжність стінок грудної клітини достатня. Кількість альвеол в 10-12 разів менше, ніж у дорослого. Легкі до початку вентиляції заповнені рідиною, обсяг якої дорівнює 100 мл. рідина з початком дихання новонародженого поступово виводиться з легких.
Перший вдих новонародженого стимулюється в першу чергу зміною газового складу крові і ацидозом, безпосередньо впливають на дихальний центр новонародженого, так як артеріальні хеморецептори ще незрілі. Важливим чинником, що стимулює перший вдих, є, крім того, різке посилення, що наступає в процесі пологів і відразу після народження, потоку аферентних імпульсів від холодових і тактильних рецепторів шкіри, від проприорецепторов, вестибулорецепторов. Ці імпульси активують ЦНС і дихальний центр. При цьому підвищується тонус ЦНС і скелетної мускулатури, у тому числі і дихальної. Перераховані фактори доповнюють один одного.
Після проходження дитини через родові шляхи здавлена грудна клітка різко розширюється, що також сприяє першого вдиху.
При першому вдиху витрачається в 10-15 разів більше енергії, ніж при наступних. Ця енергія витрачається на подолання сил зчеплення між альвеолами і рідиною, що заповнює легені новонародженого. Слід зазначити, що сили зчеплення були б ще більшими, якби сурфактант не покривав тонкою плівкою внутрішню поверхню альвеол. Енергія витрачається на проштовхування в альвеоли рідини, що знаходиться у повітроносних шляхах. Зважаючи на функціонально-звуженої до моменту народження голосової щілини перший вдих утруднений.
Відзначається також і своєрідність перший видиху новонародженого, який також утруднений все ще функціонально-звуженої голосовою щілиною і напругою голосових зв'язок, супроводжуючих крик дитини. Особливістю першого видиху є і те, що видихається повітря в 2-3 рази менше, ніж вдихається, так як відбувається формування функціональної залишкової ємності. У перші 2-4 дні життя ця різниця поступово зменшується і зникає, повністю формується функціональна залишкова ємність легенів дитини, що дорівнює 100-160 мл.
Постнатальний період
ЗОВНІШНЄ ДИХАННЯ
Вентиляція легенів. На ранніх етапах онтогенезу характерними рисами дихання є частий і дуже стабільний його ритм, щодо рівний розподіл часу між вдихом і видихом, відносно низька швидкість повітряного потоку, короткі дихальні паузи, невеликий дихальний об'єм.
Відношення числа подихів до числа серцевих скорочень становить у новонародженого 1:2, на рік - 1:3, у дорослого - 1:4.
Частота дихання залежить від віку дитини: чим він менший, тим частота дихання більше. Протягом першого року життя дитина перебуває ніби в стані фізіологічної задишки. Потім частота дихання поступово зменшується й у віці 5-7 років складає 25 на хвилину, 10-12 років - 20-22, у підлітків 13-15 років - 19-20 за хвилину і лише у віці 18-20 років наближається до частоти дихання дорослої людини - 16-18 разів на хвилину.
Частота дихання у хлопчиків до 8 років дещо більше, ніж у дівчаток. До періоду статевого дозрівання частота дихання у дівчаток стає більше, і це співвідношення зберігається все життя. Існує певна пропорція між частотою дихання і пульсом. На першому році життя вона дорівнює 1:2,5, в пубертатному віці - 1:4.
Дихальний об'єм у кінці першого року життя складає 70 мл, а до 5 років подвоюється. До 8 років величина вентиляції легень у хлопчиків і дівчаток приблизно однакова. Дихальний об'єм у цьому віці складає 180 мл, у 14 років - 300 мл; норми дорослого (6-8 м 3) він досягає в 16-17 років. Життєва ємність легень (ЖЕЛ) точно визначається тільки з 4-6 років, так як у дитини більш раннього віку довільна регуляція глибини дихання недосконала, вона починається разом з розвитком мови. У 4-річну дитину ЖЕЛ дорівнює 1100 мл, а до 13 років вона подвоюється, норми дорослого (4000-5000 мл) досягає в 17-18 років.
У дітей з-за великої частоти дихання хвилинний об'єм повітря в перерахунку на 1 кг маси тіла значно більше, ніж у дорослих. Чим менша дитина, тим вище цей показник. У грудних дітей він в 2 рази більше, ніж у підлітків та юнаків. Хвилинний об'єм повітря у віці 1 року дорівнює 2,5 м 3, у 8 років - 4,5 м 3 і залишається приблизно таким же до 12 років; норми у дорослого (6-9 м 3) він досягає у віці 16 - 17 років .
Слід також зазначити, що енергія, що витрачається на вентиляцію 1 м 3 повітря, у дітей значно більше, ніж у дорослих (наприклад, у віці 8 років приблизно в 2,5 рази). З віком ці витрати через розширення повітроносних шляхів і збільшення розтяжності легкого зменшуються, сто обумовлюється збільшенням кількості і розмірів альвеол, зменшенням сили поверхневого натягу.
Показники вентиляції легенів
Тип дихання у першому півріччі життя переважно черевної (діафрагмальний). Немовля (легеневий) тип дихання утруднений, тому що верхні ребра, рукоятка грудини, ключиці і весь плечовий пояс розташовані високо. Ребра займають майже горизонтальне положення. Дихальна мускулатура грудної клітини слабка. З моменту, коли дитина все частіше займає вертикальне положення і починає ходити, дихання стає грудно-черевним. З 3 - 7 років у зв'язку з розвитком м'язів плечового поясу грудної тип дихання починає переважати над черевним. Статеві відмінності в типі дихання починають виявлятися з 7 - 8-річного віку і повністю формуються до 14 - 17 років. У дівчат спостерігається грудної, а у хлопців - черевний тип дихання. Однак у деяких дівчат в період дозрівання почасти переважає черевний подих. У таких випадках воно спостерігається у них і в зрілому віці.
ДИХАННЯ ПРИ М'ЯЗОВОЇ РОБОТІ
При фізичному навантаженні збільшення легеневої вентиляції у дітей здійснюється за рахунок прискорення дихання, а не за рахунок збільшення глибини дихання, тому ефективність такого дихання нижче, ніж у дорослих.
Артеріовенозна різниця по О 2 і коефіцієнт утилізації О 2 тканинами при фізичному навантаженні у дітей також збільшуються менше. Так, при навантаженні з максимальним споживанням кисню загальна артеріовенозна різниця по кисню у дітей збільшується до 8 зв. %, У дорослих - до 12 об. % (У спортсменів - навіть до 18 об.%). Це означає, що при такому навантаженні використання кисню з артеріальної крові у дітей ледь досягає 50%, тоді як у дорослих - 70% (у спортсменів - 85-90%). Найбільша киснева ємність крові, менша утилізація кисню призводять до того, що у дітей та підлітків при фізичному навантаженні кровообіг не настільки ефективно щодо доставки О 2 до тканин, як у дорослих. Так, при навантаженні субмаксимальної інтенсивності тканини дитини 8 - 9 років витягають 1 м 3 кисню з 12 л крові, а тканини дорослого - з 8 л. У результаті цього у дітей при фізичному навантаженні більше, ніж у дорослих, посилюється робота серця і тканини організму забезпечуються киснем в достатній мірі. Інакше кажучи, механізми забезпечення киснем організму дітей і підлітків при м'язовій діяльності менш ефективні і менш економічні, ніж у дорослих. З віком підвищуються ефективність і економічність кисневого забезпечення організму, але в період статевого дозрівання ці показники знижуються, значно погіршується якість їх регулювання. Останнє особливо проявляється при фізичному навантаженні. Дихальна система дітей закінчує своє дозрівання і досягає за всіма показниками рівня дорослої людини до 18 - 20 років.
ГАЗООБМІН У ЛЕГЕНЬ
У альвеолярному повітрі у дітей парціальний тиск О 2 вище, а СО 2 нижче, ніж у дорослих, що пояснює більш інтенсивної вентиляцією легенів. Градієнт парціального тиску і напруги кисню, що забезпечує його дифузію, у дітей більше, ніж у дорослих. Напруга О 2 у венозній крові у дітей 5-річного віку близько 35 мм рт. ст. (У дорослих - 40 мм рт. Ст.).
Газовий склад вдихуваного повітря в дітей у віці до 3 років істотно відрізняється від такого у дорослих. Процентний вміст кисню у видихуваному повітрі тим вище, чим молодша дитина. Так, у місячної дитини воно дорівнює 18,5%, у 3-летнео - 18%, у дорослого - 16%. Процентний вміст СО 2 у видихуваному повітрі менше за все у самих маленьких дітей.
У віці 1 міс воно дорівнює 2%, потім поступово наростає і до 16 - 17 років сягає норми дорослої людини (4,5%).
У легенях дітей умови для газообміну краще за дорослих, так як дифузійна поверхню щодо маси і поверхні тіла об'ємна швидкість руху крові по судинах легенів більше, ніж у дорослих. Широка мережа капілярів легенів дитини забезпечує відносно велику поверхню зіткнення крові з альвеолярним повітрям. Однак відсоток вилучення О 2 з альвеолярного повітря кров'ю дитини значно менше, ніж у дорослого
Склад видихуваного та альвеолярного повітря і витяг О 2 кров'ю
Наприклад, у 3-річну дитину цей показник дорівнює 3%, у дорослого - 4,9%, що пояснюється меншою кисневою ємністю крові дітей. Однак діти не страждають від нестачі кисню, що пояснюється особливостями транспорту газів в цьому віці.
Особливості регуляції дихання у дітей визначаються незрілістю ЦНС та дихального центру, а також незрілістю судинних рефлексогенних зон, і в першу чергу аортальної і синокаротидной. Збудливість дихального центру у дітей знижена. З роками вона підвищується і до шкільного віку стає такою ж, як у дорослих.
РЕГУЛЯЦІЯ ДИХАННЯ
Регуляція дихання здійснюється центральною нервовою системою, спеціальні області якої зумовлюють автоматичної дихання - чергування вдиху і видиху і довільне дихання, що забезпечує пристосувальні зміни в системі органів дихання, відповідні конкретної зовнішньої ситуації та здійснюваної діяльності. Група нервових клітин, відповідальна за здійснення дихального циклу, називається дихальним центром. Дихальний центр розташований в довгастому мозку, його руйнування призводить до зупинки дихання.
Дихальний центр перебуває в стані постійної активності: у ньому ритмічно виникають імпульси збудження. Ці імпульси виникають автоматично. Навіть після повного вимикання доцентрових шляхів, що йдуть до дихального центру, в ньому можна зареєструвати ритмічну активність. Автоматизм дихального центру пов'язують з процесом обміну речовин у ньому. Ритмічні імпульси передаються з дихального центру з відцентровим нейронам до межребним м'язам і діафрагмі, забезпечуючи послідовне чергування вдиху і видиху.
Діяльність дихального центру регулюється рефлекторно, импульсацией, що надходить з різних рецепторів, і гуморально, змінюючись в залежності від хімічного складу крові.
Рефлекторна регуляція. До рецепторів, порушення яких по доцентровим шляхах надходить у дихальний центр, відносяться хеморецептори, які працюють у великих судинах (артеріях) і реагують на зниження напруги в крові кисню і збільшення концентрації двоокису вуглецю, і механорецептори легенів і дихальних м'язів. На регуляцію дихання впливають також рецептори повітроносних шляхів. Рецептори легенів і дихальних м'язів мають особливе значення в чергуванні вдиху і видиху, від них більшою мірою залежить співвідношення цих фаз дихального циклу, їх глибина і частота.
При вдиху, коли легені розтягуються, подразнюються рецептори в їх стінках. Імпульси від рецепторів легень по доцентровим волокнах блукаючого нерва досягають дихального центру, гальмують центр вдиху і збуджують центр видиху. У результаті дихальні м'язи розслаблюються, грудна клітка опускається, діафрагма приймає вигляд купола, об'єм грудної клітки зменшується і відбувається видих. Видих, у свою чергу, рефлекторно стимулює вдих.
У регуляції дихання бере участь кора головного мозку, що забезпечує надзвичайно тонкий пристосування дихання до потреб організму у зв'язку зі змінами умов зовнішнього середовища і життєдіяльності організму. Людина може довільно, за своїм бажанням на час затримати дихання, змінити ритм і глибину дихальних рухів. Впливами кори головного мозку пояснюються передстартові зміни дихання у спортсменів - значне поглиблення і почастішання дихання перед початком змагання. Можлива вироблення умовних дихальних рефлексів. Якщо до вдихуваному повітрі додати 5 - 7% вуглекислого газу, який в такій концентрації частішим дихання, і супроводжувати вдих стуком метронома або дзвінком, то через кілька сполучень один тільки дзвінок або стукіт метронома викличе почастішання дихання.
Особливості регуляції дихання в дитячому віці. До моменту народження дитини її дихальний центр здатний забезпечувати ритмічну зміну фаз дихального циклу (вдих і видих), але не так досконало, як у дітей старшого віку. Це пов'язано з тим, що до моменту народження функціональне формування дихального центру ще не закінчилося. Про це свідчить велика мінливість частоти, глибини, ритму дихання у дітей раннього віку. Збудливість дихального центру у новонароджених і грудних дітей низька. Діти перших років життя відрізняються більш високою стійкістю до нестачі кисню, ніж діти більш старшого віку.
Формування функціональної діяльності дихального центру відбувається з віком. До 11 років вже добре виражена можливість пристосування дихання до різних умов життєдіяльності.
Чутливість дихального центру до змісту вуглекислого газу підвищується з віком і у шкільному віці досягає приблизно рівня дорослих. Слід зазначити, що в період статевого дозрівання відбуваються тимчасові порушення регуляції дихання і організм підлітків відрізняється меншою стійкістю до нестачі кисню, ніж організм дорослої людини. Подальше збільшення в міру росту і розвитку організму потреба в кисні забезпечується вдосконаленням регуляції дихального апарату, що приводить до зростаючої економізації його діяльності. У міру дозрівання кори великих півкуль вдосконалюється можливість довільно змінювати дихання - придушувати дихальні руху або виробляти максимальну вентиляцію легень.
У дорослої людини під час м'язової роботи збільшується легенева вентиляція у зв'язку з почастішанням і поглибленням дихання. Такі види діяльності, як біг, плавання, біг на ковзанах і лижах, їзда на велосипеді, різко підвищують обсяг легеневої вентиляції. У тренованих людей посилення легеневого газообміну йде головним чином за рахунок збільшення глибини дихання. Діти ж у силу особливостей їх апарату дихання не можуть при фізичних навантаженнях значно змінити глибину дихання, а частішають подих. І без того часте і поверхневе дихання у дітей при фізичних навантаженнях стає ще більш частим і поверхневим. Це призводить до більш низької ефективності вентиляції легенів, особливо у маленьких дітей.
Організм підлітка, на відміну від дорослого, швидше досягає максимального рівня споживання кисню, але і швидше припиняє роботу через нездатність довго підтримувати споживання кисню на високому рівні.
Довільні зміни дихання грають важливу роль при виконанні ряду дихальних вправ і допомагають правильно поєднувати певні рухи з фазою дихання (вдихом і видихом).
Одним з важливих чинників у забезпеченні оптимального функціонування дихальної системи при різного виду навантаженнях є регулювання співвідношення вдиху і видиху. Найбільш ефективним і полегшує фізичну і розумову діяльність є дихальний цикл, у якому видих довший за вдих.
Список літератури
1. М. І. Обреїмова, А. С. Петрухін «Основи анатомії, фізіології і гігієни дітей та підлітків», Москва, 2000 р.
2. А. Г. Хрипкова, М. В. Антропова, Д. А. Фарбер «Вікова фізіологія і шкільна гігієна», Москва «Просвіта» 1990 р.
3. «Енциклопедія для дітей. Людина »том 18 частина 1, Москва« Аванта + »2001 р.
4. Є. І. Антоненко, Т. П. Степанова «Медична абетка», 1993 р.
5. Остапів Н. А., Бугаєва С. В. «Дитячі хвороби», 2003 р.
6. Романовський В. Є. «Клінічний довідник фельдшера», 1995 р.
У цей період метаболізм анаеробного типу призводить до накопичення проміжних продуктів обміну, таких, як піровиноградна, молочна кислоти, що зумовлюють наявність ацидозу в крові. Метаболічний ацидоз зникає протягом 7 - 8 днів постнатального періоду.
Транспорт вуглекислого газу. Дифузія СО 2 через плацентарну мембрану з крові плоду в кров матері здійснюється внаслідок різниці напруг СО 2 в артеріальній крові матері (25 - 35 мм рт.ст.). Однією з причин невиравніванія напруг СО 2 є велика товщина плацентарної мембрани. Невисока напруга СО 2 в крові матері (а отже, і в крові плода) пояснюється гіпервентиляцією вагітних, обумовленої, зокрема, дією прогестерону на дихальний центр.
Невиравніваніе напруг СО 2 в крові плода і матері спостерігається ще й тому, що дифузія відбувається в основному за рахунок фізично розчиненого СО 2 (2,5 об.%) І відщеплення СО 2 від карбогемоглобіна (4,5%). Бікарбонати натрію і кальцію містять 40 - 58 об. % СО 2 (загальне його кількість в венозної крові плоду 46 - 47 об.%), У забезпеченні газообміну між кров'ю плоду і матері практично не беруть участь через свою інерційності: вугільна кислота утворюється з бікарбонатів і розпадається на СО 2 і Н 2 О дуже повільно внаслідок відсутності карбоангідрази в крові плоду.
До кінця вагітності погіршення умов газообміну між кров'ю плоду і кров'ю матері призводить до збільшення вмісту СО 2 у венозній крові плода до 60 об. %.
ДИХАЛЬНІ РУХУ
Дихальні рухи плоду періодичні. Вони з'являються з 11-го тижня внутрішньоутробного розвитку, до кінця якого займають 40 - 60% всього часу. Частота подихів дуже висока: 40 - 70 в хвилину. На 6-му місяці внутрішньоутробного розвитку се основні механізми центральної регуляції дихання вже достатньо сформовані, для того щоб підтримати ритмічне дихання протягом 2 - 3 днів, а починаючи з 6,5 - 7 місяців плід може дихати невизначено довгий час. Дихальні рухи плоду відбуваються при закритій голосової щілини, тому навколоплідної рідини не потрапляє в дихальні шляхи.
Періодична активність дихального центру плода, яка спостерігається при нормальному газовому складі крові, зростає при гіпоксії, ацидозі і гіперкапнії. Вплив цих факторів на частоту дихання реалізується завдяки безпосередньому їх дії на дихальний центр. Судинні рефлексогенні зони плоду внаслідок своєї незрілості не реагують на зміну газового складу крові.
Значення дихальних рухів полягає в тому, що вони сприяють розвитку легенів, дихальної мускулатури і кровообігу плоду, збільшуючи приплив крові до серця, внаслідок періодичного виникнення негативного тиску в грудній порожнині.
Неонатальний період. Структурні особливості дихальних органів новонародженого дуже своєрідні. Носові ходи вузькі, практично відсутні придаткові порожнини носа і нижній носовий прохід, ковтка відносно вузька і невелика, слизові залози трахеї розвинені недостатньо, біфуркація трахеї знаходиться високо - на рівні III грудного хребця (у дітей 2-6 років - на рівні IV - V грудного хребця). Через відсутність (на виході) еластичної тяги легкого ребра у дитини розташовані майже горизонтально, тому грудна клітка перебуває ніби в стані постійного вдиху і в перші дні має майже циліндричну форму. Проте вже до 10-го дня життя грудна клітка набуває форму усіченого конуса, характерну для дитячого віку. Майже горизонтальне положення ребер обмежує екскурсію грудної клітки і обумовлює черевної (діафрагмальний) тип дихання. Екскурсія діафрагми також мала, чому перешкоджає велика печінку новонародженого. Розтяжність легких невелика, а розтяжність стінок грудної клітини достатня. Кількість альвеол в 10-12 разів менше, ніж у дорослого. Легкі до початку вентиляції заповнені рідиною, обсяг якої дорівнює 100 мл. рідина з початком дихання новонародженого поступово виводиться з легких.
Перший вдих новонародженого стимулюється в першу чергу зміною газового складу крові і ацидозом, безпосередньо впливають на дихальний центр новонародженого, так як артеріальні хеморецептори ще незрілі. Важливим чинником, що стимулює перший вдих, є, крім того, різке посилення, що наступає в процесі пологів і відразу після народження, потоку аферентних імпульсів від холодових і тактильних рецепторів шкіри, від проприорецепторов, вестибулорецепторов. Ці імпульси активують ЦНС і дихальний центр. При цьому підвищується тонус ЦНС і скелетної мускулатури, у тому числі і дихальної. Перераховані фактори доповнюють один одного.
Після проходження дитини через родові шляхи здавлена грудна клітка різко розширюється, що також сприяє першого вдиху.
При першому вдиху витрачається в 10-15 разів більше енергії, ніж при наступних. Ця енергія витрачається на подолання сил зчеплення між альвеолами і рідиною, що заповнює легені новонародженого. Слід зазначити, що сили зчеплення були б ще більшими, якби сурфактант не покривав тонкою плівкою внутрішню поверхню альвеол. Енергія витрачається на проштовхування в альвеоли рідини, що знаходиться у повітроносних шляхах. Зважаючи на функціонально-звуженої до моменту народження голосової щілини перший вдих утруднений.
Відзначається також і своєрідність перший видиху новонародженого, який також утруднений все ще функціонально-звуженої голосовою щілиною і напругою голосових зв'язок, супроводжуючих крик дитини. Особливістю першого видиху є і те, що видихається повітря в 2-3 рази менше, ніж вдихається, так як відбувається формування функціональної залишкової ємності. У перші 2-4 дні життя ця різниця поступово зменшується і зникає, повністю формується функціональна залишкова ємність легенів дитини, що дорівнює 100-160 мл.
Постнатальний період
ЗОВНІШНЄ ДИХАННЯ
Вентиляція легенів. На ранніх етапах онтогенезу характерними рисами дихання є частий і дуже стабільний його ритм, щодо рівний розподіл часу між вдихом і видихом, відносно низька швидкість повітряного потоку, короткі дихальні паузи, невеликий дихальний об'єм.
Відношення числа подихів до числа серцевих скорочень становить у новонародженого 1:2, на рік - 1:3, у дорослого - 1:4.
Частота дихання залежить від віку дитини: чим він менший, тим частота дихання більше. Протягом першого року життя дитина перебуває ніби в стані фізіологічної задишки. Потім частота дихання поступово зменшується й у віці 5-7 років складає 25 на хвилину, 10-12 років - 20-22, у підлітків 13-15 років - 19-20 за хвилину і лише у віці 18-20 років наближається до частоти дихання дорослої людини - 16-18 разів на хвилину.
Частота дихання у хлопчиків до 8 років дещо більше, ніж у дівчаток. До періоду статевого дозрівання частота дихання у дівчаток стає більше, і це співвідношення зберігається все життя. Існує певна пропорція між частотою дихання і пульсом. На першому році життя вона дорівнює 1:2,5, в пубертатному віці - 1:4.
Дихальний об'єм у кінці першого року життя складає 70 мл, а до 5 років подвоюється. До 8 років величина вентиляції легень у хлопчиків і дівчаток приблизно однакова. Дихальний об'єм у цьому віці складає 180 мл, у 14 років - 300 мл; норми дорослого (6-8 м 3) він досягає в 16-17 років. Життєва ємність легень (ЖЕЛ) точно визначається тільки з 4-6 років, так як у дитини більш раннього віку довільна регуляція глибини дихання недосконала, вона починається разом з розвитком мови. У 4-річну дитину ЖЕЛ дорівнює 1100 мл, а до 13 років вона подвоюється, норми дорослого (4000-5000 мл) досягає в 17-18 років.
У дітей з-за великої частоти дихання хвилинний об'єм повітря в перерахунку на 1 кг маси тіла значно більше, ніж у дорослих. Чим менша дитина, тим вище цей показник. У грудних дітей він в 2 рази більше, ніж у підлітків та юнаків. Хвилинний об'єм повітря у віці 1 року дорівнює 2,5 м 3, у 8 років - 4,5 м 3 і залишається приблизно таким же до 12 років; норми у дорослого (6-9 м 3) він досягає у віці 16 - 17 років .
Слід також зазначити, що енергія, що витрачається на вентиляцію 1 м 3 повітря, у дітей значно більше, ніж у дорослих (наприклад, у віці 8 років приблизно в 2,5 рази). З віком ці витрати через розширення повітроносних шляхів і збільшення розтяжності легкого зменшуються, сто обумовлюється збільшенням кількості і розмірів альвеол, зменшенням сили поверхневого натягу.
Показники вентиляції легенів
| Вік | Частота подихів у хвилину | Дихальний об'єм, мл | Хвилинний об'єм повітря | ЖЕЛ | ||
| мл | мл / кг | вік | мл | |||
| 1 міс 6 міс 1 рік 3 роки 6 років 13 років 14 років Дорослі | 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 міс 4 роки 6 років 8 років 10 років 12 років 14 років 16 років Дорослі | 130 1100 1200 1600 1800 2200 2700 3800 4800 |
ДИХАННЯ ПРИ М'ЯЗОВОЇ РОБОТІ
При фізичному навантаженні збільшення легеневої вентиляції у дітей здійснюється за рахунок прискорення дихання, а не за рахунок збільшення глибини дихання, тому ефективність такого дихання нижче, ніж у дорослих.
Артеріовенозна різниця по О 2 і коефіцієнт утилізації О 2 тканинами при фізичному навантаженні у дітей також збільшуються менше. Так, при навантаженні з максимальним споживанням кисню загальна артеріовенозна різниця по кисню у дітей збільшується до 8 зв. %, У дорослих - до 12 об. % (У спортсменів - навіть до 18 об.%). Це означає, що при такому навантаженні використання кисню з артеріальної крові у дітей ледь досягає 50%, тоді як у дорослих - 70% (у спортсменів - 85-90%). Найбільша киснева ємність крові, менша утилізація кисню призводять до того, що у дітей та підлітків при фізичному навантаженні кровообіг не настільки ефективно щодо доставки О 2 до тканин, як у дорослих. Так, при навантаженні субмаксимальної інтенсивності тканини дитини 8 - 9 років витягають 1 м 3 кисню з 12 л крові, а тканини дорослого - з 8 л. У результаті цього у дітей при фізичному навантаженні більше, ніж у дорослих, посилюється робота серця і тканини організму забезпечуються киснем в достатній мірі. Інакше кажучи, механізми забезпечення киснем організму дітей і підлітків при м'язовій діяльності менш ефективні і менш економічні, ніж у дорослих. З віком підвищуються ефективність і економічність кисневого забезпечення організму, але в період статевого дозрівання ці показники знижуються, значно погіршується якість їх регулювання. Останнє особливо проявляється при фізичному навантаженні. Дихальна система дітей закінчує своє дозрівання і досягає за всіма показниками рівня дорослої людини до 18 - 20 років.
ГАЗООБМІН У ЛЕГЕНЬ
У альвеолярному повітрі у дітей парціальний тиск О 2 вище, а СО 2 нижче, ніж у дорослих, що пояснює більш інтенсивної вентиляцією легенів. Градієнт парціального тиску і напруги кисню, що забезпечує його дифузію, у дітей більше, ніж у дорослих. Напруга О 2 у венозній крові у дітей 5-річного віку близько 35 мм рт. ст. (У дорослих - 40 мм рт. Ст.).
Газовий склад вдихуваного повітря в дітей у віці до 3 років істотно відрізняється від такого у дорослих. Процентний вміст кисню у видихуваному повітрі тим вище, чим молодша дитина. Так, у місячної дитини воно дорівнює 18,5%, у 3-летнео - 18%, у дорослого - 16%. Процентний вміст СО 2 у видихуваному повітрі менше за все у самих маленьких дітей.
У віці 1 міс воно дорівнює 2%, потім поступово наростає і до 16 - 17 років сягає норми дорослої людини (4,5%).
У легенях дітей умови для газообміну краще за дорослих, так як дифузійна поверхню щодо маси і поверхні тіла об'ємна швидкість руху крові по судинах легенів більше, ніж у дорослих. Широка мережа капілярів легенів дитини забезпечує відносно велику поверхню зіткнення крові з альвеолярним повітрям. Однак відсоток вилучення О 2 з альвеолярного повітря кров'ю дитини значно менше, ніж у дорослого
Склад видихуваного та альвеолярного повітря і витяг О 2 кров'ю
| Вік | О 2,% | СО 2,% | |||
| альвеолярний | видихається | Витяг О 2 кров'ю | альвеолярний | видихається | |
| 1 міс 6 міс 1 рік 3 роки 6 років 10 років 14 років Дорослі | 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 |
Особливості регуляції дихання у дітей визначаються незрілістю ЦНС та дихального центру, а також незрілістю судинних рефлексогенних зон, і в першу чергу аортальної і синокаротидной. Збудливість дихального центру у дітей знижена. З роками вона підвищується і до шкільного віку стає такою ж, як у дорослих.
РЕГУЛЯЦІЯ ДИХАННЯ
Регуляція дихання здійснюється центральною нервовою системою, спеціальні області якої зумовлюють автоматичної дихання - чергування вдиху і видиху і довільне дихання, що забезпечує пристосувальні зміни в системі органів дихання, відповідні конкретної зовнішньої ситуації та здійснюваної діяльності. Група нервових клітин, відповідальна за здійснення дихального циклу, називається дихальним центром. Дихальний центр розташований в довгастому мозку, його руйнування призводить до зупинки дихання.
Дихальний центр перебуває в стані постійної активності: у ньому ритмічно виникають імпульси збудження. Ці імпульси виникають автоматично. Навіть після повного вимикання доцентрових шляхів, що йдуть до дихального центру, в ньому можна зареєструвати ритмічну активність. Автоматизм дихального центру пов'язують з процесом обміну речовин у ньому. Ритмічні імпульси передаються з дихального центру з відцентровим нейронам до межребним м'язам і діафрагмі, забезпечуючи послідовне чергування вдиху і видиху.
Діяльність дихального центру регулюється рефлекторно, импульсацией, що надходить з різних рецепторів, і гуморально, змінюючись в залежності від хімічного складу крові.
Рефлекторна регуляція. До рецепторів, порушення яких по доцентровим шляхах надходить у дихальний центр, відносяться хеморецептори, які працюють у великих судинах (артеріях) і реагують на зниження напруги в крові кисню і збільшення концентрації двоокису вуглецю, і механорецептори легенів і дихальних м'язів. На регуляцію дихання впливають також рецептори повітроносних шляхів. Рецептори легенів і дихальних м'язів мають особливе значення в чергуванні вдиху і видиху, від них більшою мірою залежить співвідношення цих фаз дихального циклу, їх глибина і частота.
При вдиху, коли легені розтягуються, подразнюються рецептори в їх стінках. Імпульси від рецепторів легень по доцентровим волокнах блукаючого нерва досягають дихального центру, гальмують центр вдиху і збуджують центр видиху. У результаті дихальні м'язи розслаблюються, грудна клітка опускається, діафрагма приймає вигляд купола, об'єм грудної клітки зменшується і відбувається видих. Видих, у свою чергу, рефлекторно стимулює вдих.
У регуляції дихання бере участь кора головного мозку, що забезпечує надзвичайно тонкий пристосування дихання до потреб організму у зв'язку зі змінами умов зовнішнього середовища і життєдіяльності організму. Людина може довільно, за своїм бажанням на час затримати дихання, змінити ритм і глибину дихальних рухів. Впливами кори головного мозку пояснюються передстартові зміни дихання у спортсменів - значне поглиблення і почастішання дихання перед початком змагання. Можлива вироблення умовних дихальних рефлексів. Якщо до вдихуваному повітрі додати 5 - 7% вуглекислого газу, який в такій концентрації частішим дихання, і супроводжувати вдих стуком метронома або дзвінком, то через кілька сполучень один тільки дзвінок або стукіт метронома викличе почастішання дихання.
Особливості регуляції дихання в дитячому віці. До моменту народження дитини її дихальний центр здатний забезпечувати ритмічну зміну фаз дихального циклу (вдих і видих), але не так досконало, як у дітей старшого віку. Це пов'язано з тим, що до моменту народження функціональне формування дихального центру ще не закінчилося. Про це свідчить велика мінливість частоти, глибини, ритму дихання у дітей раннього віку. Збудливість дихального центру у новонароджених і грудних дітей низька. Діти перших років життя відрізняються більш високою стійкістю до нестачі кисню, ніж діти більш старшого віку.
Формування функціональної діяльності дихального центру відбувається з віком. До 11 років вже добре виражена можливість пристосування дихання до різних умов життєдіяльності.
Чутливість дихального центру до змісту вуглекислого газу підвищується з віком і у шкільному віці досягає приблизно рівня дорослих. Слід зазначити, що в період статевого дозрівання відбуваються тимчасові порушення регуляції дихання і організм підлітків відрізняється меншою стійкістю до нестачі кисню, ніж організм дорослої людини. Подальше збільшення в міру росту і розвитку організму потреба в кисні забезпечується вдосконаленням регуляції дихального апарату, що приводить до зростаючої економізації його діяльності. У міру дозрівання кори великих півкуль вдосконалюється можливість довільно змінювати дихання - придушувати дихальні руху або виробляти максимальну вентиляцію легень.
У дорослої людини під час м'язової роботи збільшується легенева вентиляція у зв'язку з почастішанням і поглибленням дихання. Такі види діяльності, як біг, плавання, біг на ковзанах і лижах, їзда на велосипеді, різко підвищують обсяг легеневої вентиляції. У тренованих людей посилення легеневого газообміну йде головним чином за рахунок збільшення глибини дихання. Діти ж у силу особливостей їх апарату дихання не можуть при фізичних навантаженнях значно змінити глибину дихання, а частішають подих. І без того часте і поверхневе дихання у дітей при фізичних навантаженнях стає ще більш частим і поверхневим. Це призводить до більш низької ефективності вентиляції легенів, особливо у маленьких дітей.
Організм підлітка, на відміну від дорослого, швидше досягає максимального рівня споживання кисню, але і швидше припиняє роботу через нездатність довго підтримувати споживання кисню на високому рівні.
Довільні зміни дихання грають важливу роль при виконанні ряду дихальних вправ і допомагають правильно поєднувати певні рухи з фазою дихання (вдихом і видихом).
Одним з важливих чинників у забезпеченні оптимального функціонування дихальної системи при різного виду навантаженнях є регулювання співвідношення вдиху і видиху. Найбільш ефективним і полегшує фізичну і розумову діяльність є дихальний цикл, у якому видих довший за вдих.
Список літератури
1. М. І. Обреїмова, А. С. Петрухін «Основи анатомії, фізіології і гігієни дітей та підлітків», Москва, 2000 р.
2. А. Г. Хрипкова, М. В. Антропова, Д. А. Фарбер «Вікова фізіологія і шкільна гігієна», Москва «Просвіта» 1990 р.
3. «Енциклопедія для дітей. Людина »том 18 частина 1, Москва« Аванта + »2001 р.
4. Є. І. Антоненко, Т. П. Степанова «Медична абетка», 1993 р.
5. Остапів Н. А., Бугаєва С. В. «Дитячі хвороби», 2003 р.
6. Романовський В. Є. «Клінічний довідник фельдшера», 1995 р.