Функциональные особенности системы дыхания у детей. Особенности строения и функции дыхательной системы у детей
Значение дыхания. Строение и функции дыхательной системы.
Возрастные особенности дыхательной системы.
1. Значение дыхания. Строение и функции дыхательной системы
Дыхательная система состоит из следующих органов: носовая полость, носоглотка, гортань, трахея, бронхи и легкие.
Главная функция дыхательной системы связана с поступлением в организм кислорода и выделением углекислого газа. Дыхание – это процесс обеспечения клеток организма кислородом, необходимым для окислительных процессов энергетического обмена, которые составляют сущность тканевого дыхания. Сама дыхательная система обеспечивает так называемое внешнее дыхание и газообмен между легкими и кровью, который происходит в альвеолах легких. Кровь выступает в качестве транспортной системы для газов.
Помимо описанной функции, с дыхательной системой связаны:
функция защиты организма от попадания пыли и микроорганизмов (слизь, выделяемая бокаловидными клетками мерцательного эпителия и сам мерцательный эпителий дыхательных путей, избавляющий нас от защитной слизи вместе с пылью и микроорганизмами);
защитные рефлексы чихания и кашля;
функция приближения температуры вдыхаемого воздуха к температуре внутренней среды организма (обильное кровоснабжение слизистой оболочки верхних дыхательных путей);
функция увлажнения вдыхаемого воздуха;
функция выведения продуктов обмена (углекислый газ, пары воды и др.);
функция различения запахов (обонятельные рецепторы).
Особо хотелось бы отметить значение носового дыхания. При дыхании через нос раздражаются клетки особого нейроэпителия, связанного с мозгом. Раздражение этих клеток способствует развитию мозга ребенка (поэтому носовое дыхание так важно для детей и такие препятствия как полипы и аденоиды нужно удалять), влияет на нашу работоспособность, настроение, отражается на поведении. Чтобы убедиться в этом, достаточно вспомнить свои ощущения во время насморка. Для симметричного раздражения нейроэпителия правой и левой половины носовой полости необходимо также избегать искривлений носовой перегородки, которые легко возникают у детей вследствие механической травмы носа.
2. Возрастные особенности дыхательной системы
Слизистые оболочки дыхательных путей у детей тонкие, нежные, сухие (выделяется мало слизи), обильно кровоснабжаются, содержат много лимфатических сосудов. Они легко травмируются, защитная функция выражена слабее, чем у взрослых. Поэтому у детей часто возникают воспалительные процессы дыхательных путей, которые затрудняют носовое дыхание. Это сопровождается кислородным голоданием, т.к. насыщение крови кислородом начинается уже в носовой полости. Дыхание через рот создает еще более благоприятные условия для попадания в организм инфекции. Наиболее распространенный путь передачи инфекции в детских коллективах – воздушно-капельный. В детских учреждениях особенно важно следить за санитарно-гигиеническим состоянием помещения (влажная уборка, проветривание, чистота воздуха), а также следить за соблюдением регламента ежедневного обязательного пребывания детей на свежем воздухе.
Верхние дыхательные пути у детей уже, чем у взрослых, а если они еще и закрыты аденоидами, полипами, избытком слизи при воспалительных процессах, то организм ребенка страдает от недостатка кислорода (особенно мозг), нарушается произношение звуков, возможно даже нарушение умственного развития (см. выше функции нейроэпителия носовой полости). Формируется аденоидный тип лица – открытый рот, одутловатость и туповатое выражение лица.
Легкие ребенка обильно снабжены лимфатическими сосудами, что делает возможным частые воспалительные процессы. Развитие легких заканчивается к 7 годам, затем идет рост легких.
Функциональные возможности легких во многом определяются формой грудной клетки. Примерно до 6 лет она имеет конусовидную форму с почти горизонтальным расположением ребер, что затрудняет вентиляцию легких. Дыхание поверхностное. Небольшой объем грудной клетки, а, следовательно, и легких также не способствует газообмену. Однако, интенсивный рост требует достаточного поступления кислорода в клетки. Это возможно за счет высокой скорости кровотока и частоты дыхания.
Форма грудной клетки изменяется примерно к 6 годам. Она становится бочонкообразной с косым расположением ребер, что существенно влияет на вентиляцию легких и позволяет снизить частоту дыхательных движений.
Частота дыхательных движений с возрастом снижается: у новорожденных – 30-44 дых. движ. в мин.; в 5 лет – 26 дых. движ. в мин.; у подростков – 18 дых. движ. в мин.; у юношей – 16 дых. движ. в мин. Дыхание с возрастом становится более глубоким.
Для правильного развития дыхательной системы необходимы занятия физическими упражнениями, спортом. При этом развиваются дыхательные мышцы, тренируется произвольная и непроизвольная регуляция дыхания, формируется правильная осанка, увеличиваются функциональные возможности дыхательной системы, а, стало быть, оксигенация клеток и тканей, обмен веществ в них. Все это благотворно влияет на рост и развитие организма ребенка.
Оценка ЧДД, типы дыхания.
Определение Частоты дыхательных движений ЧДД, нормальные показатели, регистрация.
Процесс газообмена складывается из внешнего и внутреннего (тканевого) дыхания.
Различают внешнее и внутреннее дыхание. Внешнее дыхание – это доставка кислорода в кровь. Внутреннее дыхание – перенос кислорода из крови к органам и тканям организма.
1. Внешнее дыхание.
Дыхание состоит их фаз вдоха и выдоха, которые осуществляются в определенном постоянном ритме – 16 – 20 в минуту у взрослых и 40 – 45 в минуту у новорожденных.
Ритм дыхательных движений – это дыхательные движения через определенные промежутки времени. Если эти промежутки одинаковые – дыхание ритмичное, если нет аритмичное. При ряде заболеваний дыхание может быть поверхностным или наоборот очень глубоким.
Частота дыхания – зависит и от положения тела:
Лежа – 14 – 16 в минуту;
В вертикальном положении – 18 – 20 в минуту.
От режима физической активности:
Во время сна – 12 – 14 в минуту во время сна;
Учащение при физической нагрузке.
Тип дыхания зависит от мышц, поэтому выделяют:
три физиологических типа дыхания:
1). Грудной тип – дыхательные движения осуществляются в основном за счет сокращения межреберных мышц. Грудная клетка во время вдоха расширяется и слегка приподнимается, а во время выдоха сужается и незначительно опускается. Такой тип дыхания характерен для женщин и детей до 10 лет.
2). Брюшной тип – дыхательные движения осуществляются за счет сокращения мышц диафрагмы и мышц брюшной стенки. Движения мышц диафрагмы повышает внутрибрюшное давление и при вдохе брюшная стенка смещается вперед. При выдохе диафрагма расслабляется и поднимается, что смещает брюшную стенку назад. Этот тип дыхания называют диафрагмальным. Он встречается преимущественно у мужчин.
3). Смешанный тип – дыхательные движения совершаются одновременно при помощи сокращения межреберных мышц и диафрагмы. Такой тип дыхания встречается у спортсменов и детей.
Возрастные особенности структуры и функции органов дыхания.
Изменение типа дыхания.
Диафрагмальное дыхание сохраняется вплоть до второй половины первого года жизни. По мере роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. При этом у грудных детей наступает смешанное дыхание (грудобрюшное), причем более сильная подвижность грудной клетки наблюдаются в ее нижних отделах. В связи с развитием плечевого пояса (3-7 лет) начинает преобладать грудное дыхание. К 7-летнему возрасту дыхание становится преимущественно грудным.
С 8-10 лет возникают половые различия в типе дыхания: у мальчиков устанавливается преимущественно диафрагмальный тип дыхания, а у девочек - грудной.
Изменение ритма и частоты дыхания с возрастом.
У новорожденных и грудных детей дыхание аритмичное. Аритмичность выражается в том, что глубокое дыхание сменяется поверхностным, паузы между вдохами и выдохами неравномерны. Продолжительность вдоха и выдоха у детей короче, чем у взрослых: вдох равен 0,5-0,6 сек (у взрослых - 0,98-2,82 сек), в выдох - 0,7-1 сек (у взрослых - от 1,62 до 5,75 сек). Некоторые исследователи считают, что у новорожденных в первые дни жизни вдох на 25% продолжительнее выдоха. Большинство поддерживает мнение о том, что у же с момента рождения устанавливается такое же, как и у взрослых, соотношение между вдохом и выдохом: вдох короче выдоха.
Частота дыхательных движений у детей уменьшается с возрастом. У плода она колеблется в пределах 46-64 в минуту. Постепенное уменьшение происходит к 14-15-летнему возрасту, когда частота дыханий приближается к ее величине у взрослого.
В связи с легкой возбудимостью дыхательного центра частота дыхания колеблется не только в пределах одной возрастной группы, но и у одного испытуемого в течение дня.
Дыхание новорожденных и грудных детей в бодрствующем состоянии очень неравномерно, оно более спокойно во время сна.
До 8 лет частота дыханий у мальчиков больше, чем у девочек. К периоду полового созревания частота дыханий у девочек становится больше, и это соотношение сохраняется в течение всей жизни.
Первый вдох у новорожденных появляется сейчас же после рождения, чаще вместе с первым криком. Иногда происходит некоторая задержка первого вдоха вследствие патологии родов (асфиксия, внутричерепная родовая травма) или в результате пониженной возбудимости дыхательного центра из-за достаточного запаса кислорода в крови новорожденного. В последнем случае происходит кратковременная остановка дыхания - апноэ. Если физиологическая задержка дыхания не затягивается, не приводит к асфиксии, то она обычно не оказывает отрицательного действия на дальнейшее развитие ребенка. В дальнейшем устанавливается более или менее ритмичное, но поверхностное дыхание.
У части новорожденных, особенно у недоношенных детей, вследствие поверхностного дыхания и слабого первого крика не происходит полного расправления легких, что ведет к образованию ателектаза, чаще в задненижних отделах легких. Нередко эти ателектазы являются началом развития пневмоний.
Глубина дыхания у детей первых месяцев жизни значительно меньше, чем у детей более старшего возраста.
Абсолютный объем дыхания (количество вдыхаемого воздуха) с возрастом постепенно увеличивается.
Вследствие поверхностного дыхания у новорожденных, бедности дыхательных путей эластической тканью происходит нарушение выделительной способности бронхов, в результате чего нередко наблюдаются вторичные ателектазы. Эти ателектазы чаще наблюдаются у недоношенных детей в связи с функциональной недостаточностью дыхательного центра и всей нервной системы.
Частота дыхания у новорожденных, по данным различных авторов, колеблется от 40 до 60 в минуту; с возрастом дыхание становится более редким. По наблюдениям А. Ф. Тура, частота вдыханий у детей разного возраста следующая:
У детей раннего возраста соотношение частоты дыхания к частоте пульса составляет 1:3,5 или 1:4.
Объем дыхательного акта, умноженный на частоту дыхания в минуту, называется минутным объемом дыхания . Величина его различна в зависимости от возраста ребенка: у новорожденного она составляет 600-700 мл в минуту, на первом году жизни около 1700-1800 мл, у взрослых она равняется 6000-8000 мл в минуту.
Вследствие большой частоты дыхания у детей раннего возраста минутный объем дыхания (на 1 кг веса) больше, чем у взрослого. У детей до 3 лет он равен 200 мл, а у взрослого - 100 мл.
Исследование внешнего дыхания имеет большое значение при определении степени дыхательной недостаточности. Эти исследования проводятся с помощью различных функциональных проб (Штанге, Хенча, спирометрии и др.).
У детей раннего возраста по понятным причинам внешнее дыхание исследуется счетом дыханий, пневмографией и клиническими наблюдениями за ритмом, частотой и характером дыхания.
Тип дыхания у новорожденного и грудного ребенка диафрагмальный или брюшной, что объясняется высоким стоянием диафрагмы, значительной величиной брюшной полости, горизонтальным расположением ребер. С 2-3-летнего возраста тип дыхания становится смешанным (грудобрюшное дыхание) с преобладанием того или иного типа дыхания.
После 3-5 лет начинает постепенно преобладать грудное дыхание, что связано с развитием мускулатуры плечевого пояса и более косым расположением ребер.
Половые различия типа дыхания выявляются в возрасте 7-14 лет: у мальчиков постепенно устанавливается брюшной, у девочек - грудной тип дыхания.
Для покрытия всех потребностей обмена ребенок нуждается в большем количестве кислорода, чем взрослый, что у детей достигается учащенным дыханием. Для этого необходимо правильное функционирование внешнего дыхания, легочного и внутреннего, тканевого дыхания, т. е. чтобы совершался нормальный газообмен между кровью и тканями.
Внешнее дыхание у детей нарушается в связи с плохим составом внешнего воздуха (например, при недостаточном проветривании помещений, где находятся дети). Состояние дыхательного аппарата также влияет на дыхание ребенка: так, дыхание быстро нарушается даже при незначительной отечности эпителия альвеол, поэтому у детей раннего возраста легче может возникнуть кислородная недостаточность, чем у детей более старшего возраста. Известно, что выдыхаемый ребенком воздух содержит меньше углекислоты и больше кислорода, чем воздух, выдыхаемый взрослым человеком.
Дыхательный коэффициент (соотношение между объемом выделенной углекислоты и объемом поглощенного кислорода) у новорожденного равен 0,7, а у взрослого - 0,89, что объясняется значительным потреблением кислорода новорожденным.
Легко возникающая кислородная недостаточность - гипоксемия и гипоксия - ухудшает состояние ребенка не только при воспалении легких, но и при катарах дыхательных путей, бронхитах, ринитах.
Регуляция дыхания совершается дыхательным центром, на который оказывает постоянное влияние кора головного мозга. Деятельность дыхательного центра характеризуется автоматичностью и ритмичностью; в нем различают два отдела - инспираторный и экспираторный (Н. А. Миславский).
Раздражения с экстеро- и интерорецептов по центростремительным путям поступают к дыхательному центру, где появляются процессы возбуждения или торможения. Роль импульсов, поступающих со стороны легких, очень велика. Возбуждение, возникающее при вдохе, через блуждающий нерв передается в дыхательный центр, вызывая его торможение, вследствие чего не посылаются импульсы к дыхательным мышцам, они расслабляются, и наступает фаза выдоха. Афферентные окончания блуждающего нерва в спавшемся легком не возбуждаются, и тормозные импульсы не поступают в дыхательный центр. Последний снова возбуждается, что и вызывает новый вдох, и т. д.
На функцию дыхательного центра оказывает влияние состав альвеолярного воздуха, состав крови, содержание в ней кислорода, углекислоты, продуктов обмена веществ. Весь механизм внешнего дыхания находится в тесной связи с системами кровообращения, пищеварения, кровотворения.
Известно, что повышенное содержание углекислоты вызывает углубление дыхания, а недостаток кислорода - учащение дыхания.
Под влиянием различных эмоциональных моментов изменяется глубина и частота дыхания. Многими работами отечественных ученых установлено, что регуляция дыхания у детей осуществляется главным образом нервнорефлекторным путем. Таким образом, регулирующая роль центральной нервной системы обеспечивает целостность организма ребенка, его связь с окружающей средой, а также зависимость дыхания от функции кровообращения, пищеварения, обмена веществ и т. д.
Особенности органов дыхания у детей раннего возраста
Органы дыхания у детей раннего возраста в анатомическом и функциональном отношении отличаются не только от таковых у взрослых, но даже и у детей более старшего возраста. Объясняется это тем, что у детей раннего возраста еще полностью не завершен процесс анатомо-гистологического развития. Это, естественно, влияет на частоту и характер поражения органов дыхания у детей этого возраста.
Нос ребенка относительно мал, короток, переносица слабо развита, носовые отверстия и носовые ходы узки, нижний носовой ход почти отсутствует и формируется только к 4-5 годам. С ростом лицевых костей и прорезыванием зубов увеличивается ширина носовых ходов. Хоаны узки, напоминают поперечные щели и достигают полного развития к окончанию периода раннего детства. Слизистая оболочка носа нежная, выстлана цилиндрическим мерцательным эпителием, богата кровеносными и лимфатическими сосудами. Малейшее ее набухание очень затрудняет дыхание и сосание. Ринит у грудного ребенка непременно сочетается с фарингитом, процесс локализуется иногда и в гортани, трахее и бронхах.
Кавернозная ткань подслизистого слоя выражена очень слабо и в достаточной степени развивается только к 8-9 годам, чем, по-видимому, можно объяснить довольно редкие носовые кровотечения у детей раннего возраста.
Придаточные полости носа у детей раннего возраста практически отсутствуют, так как они очень слабо развиты (в 4-5 раз меньше, чем у детей старшего школьного возраста). Лобные пазухи и гайморовы полости развиваются к 2 годам, но окончательного развития они достигают значительно позже, в связи с чем заболевания этих пазух у детей раннего возраста встречаются как исключительная редкость.
Евстахиева труба короткая, широкая, направление ее более горизонтальное, чем у взрослого. Этим можно объяснить значительную частоту отитов у маленьких детей, в особенности при патологическом состоянии носоглотки.
Носоглотка и зев . Глотка ребенка раннего возраста коротка и имеет более вертикальное направление. Обе глоточные миндалины не выступают в полость зева.
К концу первого года, а у детей, страдающих экссудативным или лимфатическим диатезом, значительно раньше миндалины становятся заметными даже при обычном осмотре зева.
Миндалины у детей в раннем возрасте также имеют особенности строения: сосуды и крипты в них слабо выражены, вследствие чего редко наблюдаются ангины.
С возрастом лимфоидная ткань разрастается и достигает максимума между 5 и 10 годами. Однако и в раннем детском возрасте отмечаются довольно частые катаральные состояния носоглотки с набуханием и покраснением миндалин.
При разрастании тех или иных миндалин наблюдаются и разные болезненные состояния: при увеличении и воспалении носоглоточной миндалины развиваются аденоиды, нарушается носовое дыхание. Ребенок начинает дышать ртом, речь становится гнусавой, иногда понижается слух.
Гортань занимает срединную часть шеи кпереди от пищевода и у ребенка имеет воронкообразную форму с узким просветом, с податливыми и нежными хрящами. Наиболее энергичный рост гортани наблюдается на первом году жизни и в пубертатном возрасте.
У ребенка гортань мала, до 3 лет она имеет одинаковую длину у мальчиков и девочек. Ложные голосовые связки и слизистая оболочка у детей раннего возраста нежны, очень богаты кровеносными сосудами. Истинные голосовые связки короче, чем у старших детей.
Особенно усиленный рост наблюдается на первом году жизни и в пубертатном периоде. Слизистая оболочка гортани покрыта цилиндрическим мерцательным эпителием, а на истинных голосовых связках эпителий многослойный, плоский, без признаков ороговения в отличие от взрослых. Слизистая оболочка богата железами ацинозного типа.
Указанными анатомо-физиологическими особенностями гортани объясняется довольно часто наблюдаемое даже при нерезко выраженных воспалительных процессах гортани затруднение дыхания, доходящее до стеноза гортани, известное под названием «ложный круп».
Трахея . У детей первого полугодия жизни трахея имеет воронкообразную форму, узкий просвет, располагается на 2-3 позвонка выше, чем у взрослых.
Слизистая оболочка трахеи нежная, богатая сосудами и относительно сухая вследствие недостаточного развития желез слизистой оболочки. Хрящи трахеи мягкие, легко сдавливаются и могут смещаться.
Все эти анатомо-физиологические особенности трахеи способствуют более частому возникновению воспалительных процессов и наступлению стенотических явлений.
Трахея делится на два главных бронха - правый и левый. Правый бронх составляет как бы продолжение трахеи, чем и объясняется более частое попадание в него инородных тел. Левый бронх отклоняется от трахеи мод углом и длиннее правого.
Бронхи . У новорожденных и детей раннего возраста бронхи узки, бедны мышечными и эластическими волокнами, слизистая оболочка их богата сосудами, благодаря чему воспалительные процессы наступают скорее, а просвет бронхов сужается быстрее, чем у более старших детей. В постнатальном периоде дифференцировка структур стенок бронхов, наиболее интенсивно выраженная в системе мышечного типа бронхов (В. И. Пузик). Большую роль в патологии этого органа играет возрастная структура бронхиального дерева.
Наибольшее увеличение размеров бронхов (сагиттального и фронтального) происходит в течение первого года жизни; левый бронх отстает от правого.
Легкие . Главной функциональной единицей легких является ацинус, состоящий из группы альвеол и бронхиол (1-го, 2-го и 3-го порядка), в пределах которого осуществляется основная функция легких - газообмен.
У детей раннего возраста легкие более полнокровны и менее воздушны. Интерстициальная, межуточная ткань легкого развита сильнее, чем у более старших детей, обильнее снабжена сосудами.
Легкие ребенка более рыхлые, богаче лимфатическими сосудами и волокнами гладкой мускулатуры. Эти структурные особенности легких ребенка позволяют предположить, что они обладают большей способностью к сокращению и более быстрой резорбции внутриальвеолярного экссудата.
Легкие ребенка грудного возраста бедны эластической тканью, особенно в окружности альвеол и в стенках капилляров, чем можно объяснить склонность их к образованию ателектазов, развитию эмфиземы, защитной компенсаторной реакции легких на инфекцию при пневмонии.
Вес легких новорожденного ребенка составляет, по данным Гундобина, 1/34 - 1/54 веса его тела; к 12 годам увеличивается в 10 раз по сравнению с весом легких новорожденных детей. Правое легкое, как правило, больше левого.
Рост легких происходит с возрастом ребенка главным образом за счет увеличения объема альвеол (от 0,05 мм у новорожденных до 0,12 мм к концу раннего детского возраста и 0,17 мм в подростковом возрасте).
Одновременно происходит увеличение емкости альвеол и нарастание эластических элементов вокруг альвеол и капилляров, замещение соединительнотканной прослойки эластической тканью.
Легочные щели у детей раннего возраста выражены слабо и представляют неглубокие борозды на поверхностях легких.
Вследствие близости корня легких группа лимфатических узлов как бы вдается в главные щели с обеих сторон и является источником междолевых плевритов.
Процессы роста и дифференцировки функциональных элементов легкого - в дольке, ацинусе и внутридольковых бронхах - заканчиваются к 7 годам жизни ребенка (А. И. Струков, В. И. Пузик).
За последние годы важным вкладом в педиатрию является разработанное учение о сегментарном строении легких (А. И. Струков и И. М. Кодолова).
Авторы показали, что к моменту рождения ребенка у него уже сформированы все сегменты и соответствующие им бронхи, как и у взрослых людей. Однако, это сходство только внешнее и в постнатальном периоде продолжается дифференцировка паренхимы легкого и рост субсегментарных бронхов.
Каждый сегмент имеет самостоятельную иннервацию, артерию и вену. Справа имеется 10 сегментов: в верхней доле -3, в средней - 2, в нижней - 5. Слева имеется 9 (реже 10) сегментов: в верхней доле - 3, в язычке средней доли -2, в нижней - 4 сегмента. Каждый сегмент состоит из 2 субсегментов и только VI и X сегменты состоят из 3 субсегментов.
Рис. 1. Схема сегментарного строения легких по номенклатуре Международного съезда отоларингологов в 1949 г. в Лондоне.
1-й сегмент s. apicale (1); 2-й сегмент s. posterius (2); 3-й сегмент s. anterius (3); 4-й сегмент s. Iaterale (4); 5-й сегмент s. mediale (5); 6-й сегмент s. apicale superius (6); 7-й сегмент s. (basale) mediale (на схеме не виден); 8-й сегмент s. (basale) anterius (8); 9-й сегмент s. (basale) Iaterale (9); 10-й сегмент s. (basale) posterius (10).
В настоящее время общепринятой номенклатурой сегментов и бронхов является номенклатура, принятая в 1945 г. на Международном конгрессе анатомов в Париже и в 1949 г. на Международном конгрессе отоларингологов в Лондоне.
Исходя из этого, созданы простые схемы сегментарного строения легких [Ф. Ковач и 3. Жебек, 1958, Бойден (Boyden, 1945) и др.] (рис. 1).
Корень легкого (hilus). Состоит из крупных бронхов, нервов, сосудов, огромного количества лимфатических узлов.
Лимфатические узлы в легких разделяют на следующие группы (по А. Ф. Туру): 1) трахеальные; 2) бифуркационные; 3) бронхопульмональные; 4) лимфатические узлы больших сосудов. Все лимфатические узлы связаны лимфатическими путями с легкими, а также с медиастинальными и надключичными лимфатическими узлами.
Корень правого легкого расположен несколько выше (на уровне V-VI грудных позвонков), левый - ниже (на уровне VI-VII позвонков). Как правило, корень левого легкого в целом и его отдельные элементы (легочная артерия, вена, бронхи) несколько отстают в своем развитии от соответствующих образований правой стороны.
Плевра . У новорожденных и детей раннего возраста плевра тонка, легко смещаема. Плевральная полость, как и у взрослых, образуется двумя листками плевры - висцеральным и париетальным, а также двумя висцеральными листками в междолевых пространствах. Плевральная полость у детей этого возраста легко растяжима вследствие слабого прикрепления париетальных листков плевры к грудной клетке. Образующееся в результате воспалительных процессов в легких скопление жидкости в плевре у детей раннего возраста легко вызывает у них смещение органов средостения, так как они окружены рыхлой клетчаткой, что влечет за собой нередко значительные нарушения кровообращения.
Средостение . У детей оно относительно больше, чем у взрослых, более эластично и податливо. Средостение ограничивается сзади телами позвонков, снизу - диафрагмой, с боков - листками плевры, окутывающей легкие, а спереди - рукояткой и телом грудины. В верхней части средостения находятся зобная железа, трахея, крупные бронхи, лимфатические узлы, нервные стволы (n. recurrens, n. phrenicus), вены, восходящая дуга аорты. В нижней части средостения находятся сердце, сосуды, нервы. В заднем средостении расположены n. vagus, n. sympaticus и часть пищевода.
Грудная клетка . Строение и форма грудной клетки у детей могут значительно изменяться в зависимости от возраста ребенка. Грудная клетка новорожденного относительно короче в продольном направлении, переднезадний диаметр ее почти равен поперечному. Форма грудной клетки коническая, или почти цилиндрическая, эпигастральный угол очень тупой в связи с тем, что ребра у детей раннего возраста располагаются почти горизонтально и перпендикулярно к позвоночнику (рис. 2).
Грудная клетка постоянно находится как бы в состоянии вдоха, что не может не отразиться на физиологии и патологии дыхания. Этим же объясняется и диафрагмальный характер дыхания у детей раннего возраста.
С возрастом передняя часть грудной клетки, грудина, трахея опускаются вместе с диафрагмой вниз, ребра принимают более наклонное положение, в результате чего увеличивается полость грудной клетки и эпигастральный угол становится более острым. Грудная клетка постепенно из инспираторного положения переходит в экспираторное, что и является одной из предпосылок для развития грудного дыхания.
Диафрагма . У детей диафрагма стоит высоко. При сокращении ее уплощается купол и увеличивается таким образом вертикальный размер грудной полости. Поэтому патологические изменения в брюшной полости (опухоли, увеличение печени, селезенки, метеоризм кишечника и другие состояния, сопровождающиеся затруднением движений диафрагмы) в известной степени уменьшают вентиляцию легких.
Указанные особенности анатомического строения органов дыхания вызывают изменения со стороны физиологии дыхания у детей раннего возраста.
Все указанные анатомо-физиологические особенности дыхания у детей ставят ребенка в невыгодные условия по сравнению со взрослыми, чем до некоторой степени и объясняется значительная частота заболеваний органов дыхания у детей раннего возраста , а также более тяжелое их течение.
Дыхание плода. Во внутриутробной жизни плод получает 0 2 и удаляет С0 2 исключительно путем плацентарного кровообращения. Однако большая толщина плацентарной мембраны (в 10- 15 раз толще легочной мембраны) не позволяет выравнивать парциальные напряжения газов по обе ее стороны. У плода появляются ритмические, дыхательные движения частотой 38-70 в минуту. Эти дыхательные движения сводятся к небольшому расширению грудной клетки, которое сменяется более длительным спадением и еще более длительной паузой. Легкие при этом не расправляются, остаются спавшимися, альвеолы и бронхи заполнены жидкостью, которая секретируется альвеолоцитами. В межплевральной щели возникает лишь небольшое отрицательное давление в результате отхождения наружного (пристеночного) листка плевры и увеличение ее объема. Дыхательные движения плода происходят при закрытой голосовой щели, а поэтому в дыхательные пути околоплодная жидкость не попадает.
Значение дыхательных движений плода: 1) они способствуют увеличению скорости движения крови по сосудам и ее притоку к сердцу, а это улучшает кровоснабжение плода; 2) дыхательные движения плода способствуют развитию легких и дыхательной мускулатуры, т.е. тем структурам, которые понадобятся организму после его рождения.
Особенности транспорта газов кровью. Напряжение кислорода (Р0 2) в оксигенированной крови пупочной вены низкое (30-50 мм рт. ст.), понижено содержание оксигемоглобина (65-80%) и кислорода (10-150 мл/л крови), в связи с чем его еще меньше в сосудах сердца, мозга и других органов. Однако у плода функционирует фетальный гемоглобин (HbF), обладающий высоким сродством с 0 2 , что улучшает снабжение кислородом клеток за счет диссоциации оксигемоглобина при более низких значениях парциального напряжения газа в тканях. К концу беременности содержание HbF снижается до 40%. Напряжение углекислого газа (РС0 2) в артериальной крови плода (35-45 мм рт. ст.) низкое за счет гипервентиляции беременных. В эритроцитах отсутствует фермент карбоангидраза, в результате чего до 42% углекислого газа, который может соединяться с гидрокарбонатами, исключается из транспорта и газообмена. Через плацентарную мембрану транспортируется в основном физический растворенный С0 2 . К окончанию беременности содержание С0 2 в крови плода увеличивается до 600 мл/л. Несмотря на эти особенности транспорта газов, ткани плода имеют адекватное обеспечение кислородом благодаря следующим факторам: тканевой кровоток примерно в 2 раза больше, чем у взрослых; анаэробные окислительные процессы преобладают над аэробными; энергетические затраты плода минимальны.
Дыхание новорожденного. С момента рождения ребенка, еще до пережатия пуповины, начинается легочное дыхание. Легкие полностью расправляются после первых 2-3 дыхательных движений.
Причинами первого вдоха являются:
- 1) избыточное накопление С0 2 и Н + и обеднение 0 2 крови после прекращения плацентарного кровообращения, что стимулирует центральные хеморецепторы;
- 2) изменение условий существования, особенно мощным фактором является раздражение кожных рецепторов (механо- и термо- цепторов) и возрастающая афферентная импульсация с вестибулярных, мышечных и сухожильных рецепторов;
- 3) разность давления в межплевральной щели и в дыхательных путях, которая при первом вдохе может достигнуть 70 мм водяного столба (в 10-15 раз больше, чем при последующем спокойном дыхании).
Кроме того, в результате раздражения рецепторов, расположенных в области ноздрей, околоплодной жидкостью (рефлекс ныряльщика) прекращается торможение дыхательного центра. Происходит возбуждение мышц вдоха (диафрагмы), что вызывает увеличение объема грудной полости и понижение внутриплеврального давления. Объем вдоха оказывается больше объема выдоха, что приводит к формированию альвеолярного запаса воздуха (функциональной остаточной емкости). Выдох в первые дни жизни осуществляется активно с участием экспираторных мышц (мышц выдоха).
При осуществлении первого вдоха преодолевается значительная упругость легочной ткани, обусловленная силой поверхностного натяжения спавшихся альвеол. При первом вдохе энергии затрачивается в 10-15 раз больше, чем в последующие вдохи. Для растяжения легких еще не дышавших детей давление воздушного потока должно быть примерно в 3 раза больше, чем у детей, перешедших на спонтанное дыхание.
Облегчает первый вдох поверхностно активное вещество - сурфактант, которое в виде тонкой пленки покрывает внутреннюю поверхность альвеол. Сурфактант уменьшает силы поверхностного натяжения и работу, необходимую для вентиляции легких, а также поддерживает в расправленном состоянии альвеолы, предохраняя их от слипания. Это вещество начинает синтезироваться на 6-м месяце внутриутробной жизни. При наполнении альвеол воздухом оно мономолекулярным слоем растекается по поверхности альвеол. У нежизнеспособных новорожденных, погибших от слипания альвеол, обнаружено отсутствие сурфактанта.
Давление в межплевральной щели новорожденного во время выдоха равно атмосферному давлению, во время вдоха уменьшается и становится отрицательным (у взрослых оно отрицательно и во время вдоха, и во время выдоха).
По обобщенным данным, у новорожденных число дыхательных движений в минуту 40-60, минутный объем дыхания - 600-700 мл, что составляет 170-200 мл/мин/кг.
С началом легочного дыхания за счет расширения легких, ускорения кровотока и уменьшения сосудистого русла в системе легочного кровообращения изменяется кровообращение через малый круг. Открытый артериальный (боталлов) проток в первые дни, а иногда недели, может поддерживать гипоксию за счет направления части крови из легочной артерии в аорту, минуя малый круг.
Особенности частоты, глубины, ритма и типа дыхания у детей. Дыхание у детей частое и поверхностное. Это связано с тем, что работа, затрачиваемая на дыхание, по сравнению со взрослыми, больше, так как, во-ервых, преобладает диафрагмальное дыхание, поскольку ребра расположены горизонтально, перпендикулярно позвоночному столбу, что ограничивает экскурсию грудной клетки. Этот тип дыхания остается ведущим у детей до 3-7-летнего возраста. Оно требует преодоления сопротивления органов брюшной полости (у детей относительно большая печень и частые вздутия кишечника); во-торых, у детей велика упругость легочной ткани (низкая растяжимость легких в связи с малым количеством эластических волокон) и значительное бронхиальное сопротивление из-за узости верхних дыхательных путей. Кроме того, альвеолы имеют меньшие размеры, плохо дифференцированы, и их количество ограничено (площадь поверхности воздух/ткань составляет всего 3 м 2 , тогда как у взрослых-75 м 2).
Частота дыхания у детей разных возрастов представлена в табл. 6.1.
Частота дыхания у детей разных возрастов
Таблица 6.1
Частота дыхания у детей существенно меняется в течение дня, а также значительно больше, чем у взрослых, изменяется под влиянием различных воздействий (психические возбуждения, физическая нагрузка, повышение температуры тела и среды). Это объясняется легкой возбудимостью дыхательного центра у детей.
До 8 лет частота дыхания у мальчиков несколько больше, чем у девочек. К периоду полового созревания частота дыхания у девочек становится больше, и это соотношение сохраняется на всю жизнь.
Ритм дыхания. У новорожденных и грудных детей дыхание неритмичное. Глубокое дыхание сменяется поверхностным. Паузы между вдохом и выдохом 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 1,62-5,75 с). Уже с момента рождения устанавливается такое же, как у взрослых, соотношение между вдохом и выдохом: вдох короче выдоха.
Типы дыхания. У новорожденного до второй половины первого года жизни преобладает диафрагмальный тип дыхания преимущественно за счет сокращения мышц диафрагмы. Грудное дыхание затруднено, так как грудная клетка имеет пирамидальную форму, верхние ребра, рукоятка грудины, ключица и весь плечевой пояс расположены высоко, ребра лежат почти горизонтально, а дыхательная мускулатура грудной клетки слаба. С момента, когда ребенок начинает ходить и все чаще занимает вертикальное положение, дыхание становится грудобрюшным. С 3-7 лет в связи с развитием мышц плечевого пояса грудной тип дыхания начинает преобладать над диафрагмальным. Половые различия типа дыхания начинают выявляться с 7-8-летнего возраста и заканчиваются к 14-17 годам. К этому времени у девушек формируется грудной, а у юношей - брюшной тип дыхания.
Легочные объемы у детей. У новорожденного ребенка объем легких во время вдоха увеличивается незначительно. Дыхательный объем составляет всего 15-20 мл. В этот период обеспечение организма О, происходит за счет увеличения частоты дыхания. С возрастом вместе с уменьшением частоты дыхания дыхательный объем увеличивается (табл. 6.2). Минутный объем дыхания (МОД) с возрастом также увеличивается (табл. 6.3), составляя у новорожденных 630-650 мл/мин, а у взрослых-6100-6200 мл/мин. В то же время относительный объем дыхания (отношение МОД к массе тела) у детей больше, чем у взрослых примерно в 2 раза (у новорожденных относительный объем дыхания около 192, у взрослых-96 мл/мин/кг). Это объясняется высоким уровнем обмена веществ и потребления 0 2 у детей по сравнению с взрослыми. Так, потребность в кислороде составляет (в мл/мин/кг массы тела): у новорожденных-8-8,5; в 1-2 года-7,5-8,5; в 6-7 лет-8-8,5; в 10-11 лет -6,2-6,4; в 13-15 лет-5,2-5,5 и у взрослых-4,5.
Жизненная емкость легких у детей разного возраста (В.А. Доскин и соавт., 1997)
Таблица 6.2
|
Возраст |
ЖЕЛ, мл |
Объем, мл |
||
|
дыхательный |
резервный выдох |
резервный вдох |
||
|
Взрослые |
|
|||
Жизненная емкость легких определяется у детей, начиная с 4-5 лет, так как требуется активное и сознательное участие самого ребенка (табл. 6.2). У новорожденного определяют так называемую жизненную емкость крика. Считают, что при сильном крике объем выдыхаемого воздуха равен ЖЕЛ. В первые минуты после рождения она составляет 56- 110 мл.
Возрастные показатели минутного объема дыхания (В.А. Доскин и соавт., 1997)
Таблица 6.3
Увеличение абсолютных показателей всех дыхательных объемов связано с развитием легких в онтогенезе, увеличением количества и объема альвеол до 7-8-летнего возраста, снижением аэродинамического сопротивления дыханию за счет увеличения просвета дыхательных путей, уменьшением эластического сопротивления дыханию благодаря увеличению в легких доли эластических волокон относительно коллагеновых, увеличением силы дыхательных мышц. Поэтому энергетическая стоимость дыхания снижается (табл. 6.3).
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 м2. 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 см3 воздуха - дыхательный воздух. При максимальном вдохе после спокойного выдоха в легкие поступает в среднем на 1500 см3 воздуха больше чем при спокойном вдохе - дополнительный объем. При максимальном выдохе после обычного вдоха из легких может выйти на 1500 см3 воздуха больше, чем при обычном выдохе - резервный объем. Все эти три типа объема дыхательный, дополнительный, резервный вместе и составляют ЖЕЛ: 500 см3 +1500 см3 +1500 см3 = 3500 см3. После выдоха, даже самого глубокого, в легких остается около 100 см3 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.
Возбуждение дыхательного центра может вызывать и понижение содержания кислорода в крови. С дыханием связаны также защитные акты как кашель, чихание, они осуществляются рефлекторно. Кашель возникает в ответ на раздражение слизистой оболочки гортани, глотки или бронхов. А чихание - при раздражении слизистой оболочки носа.
Газообмен резко увеличивается при физической нагрузке, так как во время работы в мышцах повышается обмен веществ, а значит, потребление кислорода и выделение углекислоты.
Остановка дыхания которая происходит в результате понижения углекислоты в крови называется апноэ.
Нарушение ритма дыхания - отдышка и учащение дыхания - происходит вследствие повышения концентрации углекислоты в крови - диспноэ.
При подъеме на большую высоту может развиваться горная болезнь - учащается пульс и дыхание, головная боль, слабость и др. Причина - кислородное голодание. Кессонная болезнь - при работе под водой или в кессонах, где повышенное атмосферное давление. Одним из видов нарушения регуляции дыхания является чейн - стоксово дыхание, наступает при снижении возбудимости дыхательного центра.
Асфиксия или удушение наступает при прекращении доставки кислорода, или при невозможности использовать кислород тканями. При остановке дыхания - искусственное дыхание.
Особенности регуляции дыхания в детском возрасте. К моменту рождения ребенка его дыхательный центр способен обеспечивать ритмичную смену фаз дыхательного цикла (вдох и выдох), но не так совершенно, как у детей старшего возраста. Это связано с тем, что к моменту рождения функциональное формирование дыхательного центра еще не закончилось. Об этом свидетельствует большая изменчивость частоты, глубины, ритма дыхания у детей раннего возраста. Возбудимость дыхательного центра у новорожденных и грудных детей низкая.
Формирование функциональной деятельности дыхательного центра происходит с возрастом. К 11годам уже хорошо выражена возможность приспособления дыхания к различным условиям жизнедеятельности. Следует отметить, что в период полового созревания происходит временные нарушения регуляции дыхания, и организм подростков отличается меньшей устойчивостью к недостатку кислорода, чем организм взрослого человека.
По мере созревания коры больших полушарий совершенствуется возможность произвольно изменять дыхание - подавлять дыхательные движения или производить максимальную вентиляцию легких. Дети не могут при физических нагрузках значительно изменить глубину дыхания, а учащают дыхание. Дыхание становится еще более частым и поверхностным. Это приводит к более низкой эффективности вентиляции легких, особенно у маленьких детей. дыхание гимнастика здоровье гуморальный
Научить детей правильно дышать при ходьбе, беге и других видах деятельности - одна из задач воспитателя. Одно из условий правильного дыхания - это забота о развитии грудной клетки. Для этого важно правильное положение тела. Надо приучать детей ходить и стоять, соблюдая прямую осанку, так как это содействует расширению грудной клетки, облегчает деятельность легких и обеспечивает более глубокое дыхание. При согнутом положении туловища в организм поступает меньшее количество воздуха.
Воспитанию у детей правильного дыхания через нос в состоянии относительного покоя, во время трудовой деятельности и выполнении физических упражнений уделяется большое внимание в процессе физического воспитания. Дыхательная гимнастика, плавание, гребля, катание на коньках, ходьба на лыжах особенно содействуют совершенствованию дыхания.
Дыхательная гимнастика имеет большое оздоровительное значение. При спокойном и глубоком вдохе понижается внутригрудное давление, так как диафрагма опускается в низ. Возрастает приток венозной крови к правому предсердию, что облегчает работу сердца. Опускающаяся при вдохе диафрагма массирует печень и верхние органы брюшной полости, помогает удалению из них продуктов обмена веществ, а из печени - венозной застойной крови и желчи.
Во время глубокого выдоха диафрагма поднимается, что увеличивает отток венозной крови из нижних конечностей, области таза и живота. В результате облегчается кровообращение. Одновременно при глубоком выдохе происходит легкий массаж сердца и улучшение его кровоснабжения.
В дыхательной гимнастике три основных разновидности дыхания, называемые в соответствии с формой выполнения - грудным, брюшным и полным дыханием. Наиболее полноценным для здоровья считается полное дыхание. Существуют разнообразные комплексы дыхательной гимнастики.
Какие цели мы преследуем, проводя с детьми дыхательную гимнастику? Каково значение этой гимнастики в здоровье детей?
От дыхания во многом зависит здоровье человека, его физическая и умственная деятельность. Дыхательная функция необычайно важна для нормальной жизнедеятельности организма, так как усиленный обмен веществ растущего организма связан с повышением газообмена. Однако дыхательная система ребёнка не достигла полного развития. Дыхание у детей поверхностное, учащённое. Следует учить детей дышать правильно, глубоко и равномерно, не задерживать дыхание при мышечной работе. Надо напоминать детям, что надо дышать через нос. Это очень важно, так как атмосферный воздух в носовых ходах очищается, согревается и увлажняется. При носовом дыхании в лёгкие ребёнка поступает гораздо больше воздуха, чем при дыхании ртом. Например, частота дыхания и дыхание попеременно через правую и левую ноздрю влияет на функции мозга. Тренированность дыхательной мускулатуры определяет физическую работоспособность и выносливость человека: стоит неподготовленному человеку пробежать несколько десятков метров, как он начинает учащать дыхание и ощущать отдышку из-за слабого развития дыхательных мышц. Дыхательная гимнастика помогает эффективно решать задачи по укреплению дыхательной мускулатуры детей с целью повышения их сопротивляемости простудным и другим заболеваниям, а также выносливости при физических нагрузках.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод какую огромную роль играет дыхательная гимнастика в закаливании и оздоровлении детей и как важно к решению этой задачи подойти обдуманно и ответственно.