Современные представления о развитии дыхательной системы в онтогенезе базируются на многочисленных исследованиях, выполненных в нашей стране и за рубежом. Во многих работах изучена их зависимость от антропометрических показателей. Динамика морфологических преобразований легких в онтогенезе человека рассмотрена в ряде исследований.
Дыхательная система является одной из ведущих и во многом определяющих как умственную, так и физическую работоспособность. Отмечена тесная связь формирования дыхательной системы с физическим развитием и созреванием других физиологических систем организма. Учитывая то, что процесс полового созревания влияет на возрастное развитие в целом, отмечено влияние его на характер возрастных преобразований дыхательной системы подростка.
Дыхательная система человека в различные возрастные периоды имеет не только количественные, но и качественные различия. В их основе лежат процессы непрерывного развития морфологических структур и функциональных процессов.
Большинство исследователей отводят значительную роль в развитии функции дыхания следующим периодам: новорожденности, до 1 года, от 5 до 7 лет и от 11 до 12 лет, когда отмечаются наибольшие количественные изменения показателей изучаемой функции.
Дыхание необходимый для жизни процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей средой. Обмен газов между атмосферным воздухом и воздухом, находящимся в альвеолах, происходит благодаря ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха. Постепенность созревания костно-мышечного аппарата дыхательной системы и особенности его развития у мальчиков и девочек определяет возрастные и половые различия типов дыхания. У новорожденных детей преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Дыхание грудных детей является грудобрюшным, с преобладанием диафрагмального. В возрасте от 3 до 7 лет начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7 годам он становится выраженным. В 7-8 лет выявляются положительные отличия в типе дыхания: у мальчиков преобладает брюшной тип дыхания, у девочек грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14-17 годам. Тип дыхания у юношей и девушек может меняться в зависимости от занятий спортом, трудовой деятельностью. Фарбер Д.А. и Козлов В.И. выделяют у новорожденных смешанное дыхание.
Возрастные особенности строения грудной клетки и мышц обусловливают особенности глубины и частоты дыхания в детском возрасте. Объем воздуха, поступающий в легкие за один вдох, характеризует глубину дыхания. Число дыханий у детей в минуту (по А.Ф. Туру): От 7 до 12 лет 30-35, от 2 до 3 лет 25-30, от 5 до 6 лет около 25, от 10 до 12 лет 20-22\, от 14 до 15 лет 18-20
До 8 лет частота дыхания у мальчиков больше, чем у девочек. Перед периодом полового созревания частота дыхания у девочек больше, и в дальнейшем это отношение сохраняется в течение всей жизни. Дыхательный центр у детей легко возбудим. Дыхание у детей значительно учащается при психических возбуждениях, небольших физических упражнениях, незначительном повышении t 0 тела и окружающей среды.
Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию. Объем вдыхаемого воздуха у детей в 10 лет 239 мл, в 14 лет 300 мл. За счет большой частоты дыхания у детей значительно выше, чем у взрослых, минутный объем дыхания (в пересчете на 1 кг массы). В 6 лет он равен 3500 мл, в 10 лет 4300 мл, в 14 лет 4900 мл, у взрослого человека 5000-6000 мл.
Важной характеристикой функционирования дыхательной системы является жизненная емкость легких наибольшее количество воздуха, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха. ЖЕЛ меняется с возрастом (таблица см. ниже) зависит от длины тела, степени развития грудной клетки и дыхательных мышц, пола. ЖЕЛ является важным показателем физического развития. К 16-17 годам ЖЕЛ достигает величин, характерных для взрослых людей.
Средняя величина ЖЕЛ (в мл)
Человек может произвольно регулировать частоту и глубину дыхания, осуществлять задержку дыхания. Но задержка дыхания не может быть слишком длительной, так как в крови человека, задержавшего дыхание, накапливается СО 2 , а когда его концентрация достигает сверхпорогового уровня, возбуждается дыхательный центр и дыхание возобновляется помимо воли человека. Так как возбудимость дыхательного центра у разных людей различна, то и длительность произвольной задержки дыхания оказывается у них разной. Время задержки дыхания можно удлинить, если провести гипервентиляцию легких (несколько частых и глубоких вдохов и выдохов в течение 20-30 0 С).
Во время гипервентиляции СО 2 «вымывается» из крови и время его накопления до уровня, возбуждающего дыхательный центр, увеличивается. Это и позволяет после гипервентиляции легких осуществлять задержку дыхания на значительно большее время. При гипервентиляции и задержке дыхания в выдыхаемом воздухе значительно изменяется содержание СО 2 и почти не изменяется содержание О 2 . Следовательно, гуморальным фактором, возбуждающим дыхательный центр и влияющим на длительность задержки дыхания, является СО 2 .
В современной физиологии произвольную задержку дыхания применяют для исследований произвольной регуляции дыхания, при этом продолжительность пробы служит мерой способности человека произвольно управлять дыханием. Она используется для определения индивидуальных особенностей регуляции дыхания. Из различных вариантов проведения произвольной задержки дыхания широкое распространение получили проба Штанге задержка дыхания, проводимая на высоте обычного вдоха и проба Генча задержка дыхания, проводимая на высоте обычного выдоха.
При задержке дыхания происходит быстрое упрочение условного рефлекса на время, чем при нормальном дыхании. Индивидуальные особенности реакций обусловлены неодинаковой чувствительностью к гуморальным (гиперкапния и гипоксия), нейрогенным и механическим факторам, возникающим в процессе пробы и размещениями в механизмах осуществления этих реакций.
Для характеристики функционального состояния ССС и дыхательной систем используются еще одна методика определение по пробе Руфье. Эта проба является наиболее объективным и простым критерием оценки взаимодействия СС и дыхательной систем.
Возрастные особенности сердечно-сосудистой системы
Эффективность обучения и воспитания подрастающего поколения зависит от того, насколько учитываются адаптационные возможности школьников, находящихся на разных этапах индивидуального развития, когда периоды наибольшей восприимчивости сменяются периодами пониженной сопротивляемости воздействию факторов внешней среды.
Развитие всех систем организма предъявляет повышенные требования к ССС, как системе жизнеобеспечения. Именно деятельность ССС является одним из важнейших факторов, лимитирующих развитие приспособительных реакций растущего организма в процессе его адаптации к условиям обучения и воспитания Крови у ребенка 6-16 лет до 7%, т.е. на 1 кг веса тела приходится примерно 70 г крови. Обычно у детей старше одного года многие гематологические показатели приближаются к значениям, характерным для взрослого организма.
У детей относительная масса сердца и общий просвет сосудов больше, чем у взрослых, что в значительной степени облегчает процессы кровообращения. Рост сердца находится в тесной связи с общим ростом тела. Наиболее интенсивный рост сердца наблюдается в первые годы развития и в конце подросткового периода (Калюжная. Функциональные различия в ССС детей и подростков сохраняются до 12 лет. Частота сердечных сокращений у детей больше, чем у взрослых, что связано с преобладанием у детей тонуса симпатических центров по сравнению с блуждающими нервами. В процессе постнатального развития тоническое влияние на сердце блуждающего нерва постепенно усиливается. Задержка в формировании тонического влияния блуждающего нерва на сердечно-сосудистую деятельность может свидетельствовать о задержке физического развития ребенка. Тонус блуждающего нерва усиливается с возрастом, особенно у хорошо физически развитых детей и подростков.
Частота сердечных сокращений обычно измеряется по пульсу, поскольку каждый выброс крови в сосуды приводит к изменению их кровенаполнения, растяжению сосудистой стенки, что ощущается в виде толчка, наибольшая частота пульса наблюдается у новорожденных, у которых число сокращений сердца 120-140 в минуту, а к 12-13 годам 75-80 уд/мин. К 15 годам эта величина приближается к показателю взрослых и составляет 65-75 уд/мин.
Интегральный критерий состояния кровообращения уровень артериального давления в нашей работе не изучался. В общем необходимо отметить, что у детей кровяное давление значительно ниже, чем у взрослых. Чем меньше ребенок, тем у него больше капиллярная сеть и шире просвет кровеносных сосудов, а следовательно, и ниже давление крови. Следует также упомянуть, что возраст 9-10 лет нужно рассматривать как переломный в развитии ССС, т.к. в этот период направленность возрастных изменений показателей артериального давления у мальчиков и девочек противоположна. С окончанием полового созревания у девочек (14-15 лет) и мальчиков (15-16 лет) устанавливаются величины показателей гемодинамики на уровне, характерном для взрослых людей.
В целом, деятельность всей системы кровообращения направлена на обеспечение организма в разных условиях необходимым количеством О 2 и питательных веществ, на выведение из клеток и органов продуктов обмена, сохранение на постоянном уровне кровяного давления. Это создает условия для сохранения постоянства внутренней среды организма.
Физиология развития ССС растущего организма характеризуется постепенной экономизацией функции, выражающейся по мере роста и развития ребенка в урежении ритма сердечных сокращений, усилении мощности сократительного миокарда.
Возрастные изменения системы крови.
Кровь - это промежуточная внутренняя среда, находящаяся в сосудах и не соприкасающаяся непосредственно с большинством клеток организма. Однако кровь и лимфа, находясь в непрерывном движении, обеспечивают постоянство состава и свойств тканевой жидкости.
Важнейшей функцией крови является дыхательная, т.е. она доставляет клеткам кислород и выносит из них углекислый газ. Обогащение крови кислородом происходит через тончайшие стенки эпителиальных клеток капилляров, окружающих легочные пузырьки; там же кровь отдает углекислый газ, который удаляется в окружающую среду с выдыхаемым воздухом. Протекая через капилляры различных тканей и органов, кровь отдает им кислород и поглощает углекислый газ.
Кровь, находясь в постоянном движении, выполняет в организме транспортную функцию. С кровью переносится от органов пищеварения к тканям различные питательные вещества: аминокислоты, глюкоза, жиры, минеральные: вёщества, витамины. Они усваиваются раз личными тканями, клетками организма, а их избыток откладывается в запас. Так осуществляется питательная функция крови.
Кровь переносит продукты обмена веществ мочевина, мочевая кислота и др. от места образования к месту их выделения из организма, так кровь участвует в экскреторной функции организма. Кровь транспортирует гормоны (секреты желез внутренней секреции) и другие физиологически активные вещества и осуществляет гуморальную регуляцию функций организма.
Благодаря тому, что в составе крови очень много воды, а она обладает высокой теплопроводностью и удельной теплоемкостью, велико значение крови в повышении или понижении, в поддержании постоянной температуры тепа - терморегулятивная функция. Защитная функция крови - особая, так как все, что связано с деятельностью крови, имеет защитное для организма значение. Кровь защищает клетки живого организма от вредного влияния чрезмерно сильных колебаний условий внешней среды. Свертываемость крови, обусловленная белками ее плазмы и кровяными пластинками, защищает от кровопотерь. Эта функция включает и защиту организма от чужеродных веществ: белки бактерий, вирусов, различные токсины. Против них в организме вырабатываются антитела. Защитная функция зависит от активности лейкоцитов, которые обладают способностью к поглощению и перевариванию чужеродных веществ. Лейкоциты также участвуют в образовании антител, т.е. в создании иммунных свойств крови.
Количество крови в организме человека меняется (Я возрастом. У детей крови, относительно массе тела, больше, чем у взрослых (табл.1). В пересчете на 1 кг массы тела приходится у новорожденных 150 мл, у 6-11-летнего - 70 мл, а у взрослых - 50 мл. Это связано с более интенсивным протеканием обмена веществ в детском организме. У взрослых людей массой 60-70 кг общее количество крови 5-5,5 л.
Количество крови у детей и подростков
Важное значение в сохранении относительного постоянства состава и количества крови в организме имеет ее резервирование в специальных кровяных депо. Эту функцию выполняют селезенка, печень, легкие, кожа подкожные слои, где резервируются до 50% крови. Например, в кровеносных сосудах кожи может храниться до 1 л крови.
В тех случаях, когда в организме человека возникает недостаток кислорода, - при усиленной мышечной работе, при потере больших количеств крови при ранениях и хирургических операциях, некоторых заболеваниях - запасы крови из депо поступают в общий кровоток. Потеря 50% крови смертельна.
Кровь - эта жидкая соединительная ткань организма. В ее состав входят форменные элементы (клетки крови) и плазма (жидкая часть крови). К форменным элементам крови относят красные кровяные тельца - эритроциты, белые кровяные тельца - лейкоциты и кровяные пластинки -тромбоциты. У взрослого человека они составляют 45% объема крови, а 55% объема составляет плазма. У детей же форменных элементов в крови больше и процентов. У грудных детей 55-50% форменных элементов, 45-50% - плазмы, у детей младшего школьного возраста - 50% на 50%. В плазме крови 90-92% воды, 8-10% приходится на долю сухого вещества. Из них 6,5-8,2% составляют белки и лишь 2% приходится на все остальные органические и неорганические вещества. Неорганические вещества плазмы - это хлориды, фосфаты, карбонаты и сульфиты натрия, калия, кальция и магния. К органическим веществам относятся белки: апьбумины, глобулины, фибриноген и протромбин, аминокислоты, мочевина, мочевая кислого, глюкоза и другие вещества.
Эритроциты. Самыми многочисленными форменными элементами крови являются эритроциты - красные кровяные тельца. Они безъядерные, двояковогнутой формы. Такая форма увеличивает их поверхность более чем в 1,5 раза и обеспечивает более быструю и равномерную диффузию кислорода внутрь эритроцитами способствует лучшему выполнению транспортной функции крови. Молодые эритроциты имеют ядра, но в процессе созревания ядра исчезают, что обеспечивает более экономную работу эритроцитов.
В 1 куб мм крови содержится 4-5 млн. эритроцитов (у мужчин 4,5-5 млн., а у женщин 4-4,5 млн). Значит общее количество их огромно. Подсчитано, что сумма поверхностей всех эритроцитов одного человека в 1500 раз превышает поверхность его тела. Количество эритроцитов не строго постоянно. Оно может значительно увеличиваться при недостатке кислорода на больших высотах, при мышечной работе. Когда же потребность в кислороде уменьшается, количество эритроцитов в крови снижается. Содержание эритроцитов изменяется и с возрастом ребенка.
У детей 6-10-летнего возраста их количество колеблется в пределах 4,1-6,4 млн в 1 мл крови. У детей изменяется не только количество, но и размеры эритроцитов. Так, диаметр эритроцитов у детей колеблется от 3,5 до 10 мк, когда у взрослых - 6-9 мк. Примерно к 9-10 годам, т.е. к концу периода младшего школьного возраста, и форма, и размеры эритроцитов становятся такими же, как у взрослых.
Характерное для детей большое количество эритроцитов делает кровь детей более вязкой, густой. Осуществление эритроцитами дыхательной функции связано с наличием в них особого вещества - гемоглобина, являющегося переносчиком кислорода. Это вещество содержит белок-глобин и небелковое вещество – гем, в составе которого имеется двухвалентное железо. Благодаря этому соединению, гемоглобин в капиллярах легких соединяется с кислородом и образует оксигемоглобин. Это вещество имеет ярко-красный цвет, а кровь, содержащая оксигемоглобин, называется артериальной. В капиллярах тканей оксигемоглобпн распадается на свободный кислород и гемоглобин. Последний, соединяясь с углекислым газом, образует карбгемоглобин. Это вещество темно-красного цвета. Кровь называется венозной.
Лейкоцитами называются бесцветные ядерные клетки разнообразной формы. У взрослого человека в 1 куб мм крови содержится 6-8 тысяч лейкоцитов. По форме клетки и ядра они делятся на лимфоциты, моноциты, нейтрофипы, эозинофипы и базофилы.
Лимфоциты образуются в лимфатических узлах и, вырабатывая антитела, участвуют в формировании иммунных свойств организма. Важное Место они занимают в Обеспечении защиты организма от чужеродных образований.
Нейтрофилы вырабатываются в красном костном мозге. Это самые многочисленные лейкоциты и выполняют основную роль в фагоцитозе. Поглощение и переваривание лейкоцитами различных микробов, простейших, чужеродных веществ, попадающих в организм, называют фагоцитозом, а сами лейкоциты - фагоцитами. Явление фагоцитоза бы по изучено известным русским ученым. И.И. Мечниковым. Один нейтрофил может поглотить 20-30 микробов. Через час все они оказываются переваренными внутри нейтрофила. Способны к фагоцитозу и моноциты - клетки, образующиеся в селезенке и печени, Существует определенное соотношение между разными типами лейкоцитов, выраженное в процентах гак называемой лейкоцитарной формулы.
При патологических состояниях изменяется как общее чисто лейкоцитов, так и лейкоцитарная формула.
Количество лейкоцитов и их соотношение изменяются с возрастом. У новорожденного лейкоцитов значительно больше, чем у взрослого (до 20 тыс. в 1 мл крови. В первые сутки жизни число лейкоцитов возрастает (происходит рассасывание продуктов распада тканей ребенка, тканевых кровоизлияний, возможных во время родов) до 30 тыс. в 1 мл крови. Наибольшее количество лейкоцитов у детей в 2-3 месяца, а затем оно постепенно волнообразно уменьшается и доходит до уровня взрослых к 13-15 годам. Чем меньше возраст ребенка, тем его кровь содержит больше незрелых форм лейкоцитов.
Кровь ребенка в первые годы жизни содержит больше лимфоцитов и пониженное число нейтрофилов. К 5-6 годам количество их выравнивается, затем количество нейтрофилов быстро увеличивается, а лимфоцитов понижается. Низка в ранние периоды жизни и фагоцитарная функция нейтрофилов. Всем этим объясняется большая восприимчивость детей младших возрастов к инфекционным болезням. С другой стороны, частые простудные заболевания приводят к гибели большого количества лейкоцитов, в особенности нейтрофилов.
Увеличение общего количества лейкоцитов в крови называется лейкоцитоз, а понижение - лейкопения. В отличие от эритроцитов, содержание лейкоцитов в крови резко колеблется. Лейкоцитоз наблюдается при болезненном состоянии, при мышечной работе, после приема пищи. Лейкопения наблюдается при ионизирующем облучении. У большинства детей до 12 лет учебная нагрузка вызывает лейкоцитоз, особенно увеличение количества лимфоцитов. Хотя у младших школьников в крови лейкоцитов больше, чем у старших детей и взрослых людей, однако их подвижность и фагоцитарная активность понижена. Следовательно, у младших школьников понижена и способность крови к образованию специфических защитных теп, а это повышает восприимчивость детей к инфекционным заболеваниям.
Тромбоциты или кровяные пластинки - очень мелкие, неправильной формы клетки крови. Количество тромбоцитов в 1 мл крови колеблется от 200 тыс. до 400 тыс. Днем их больше, ночью меньше. Мышечная работа увеличивает их количество в крови, т.к. в кровь интенсивно выбрасываются тромбоциты из депо, а именно из селезенки, а также вследствие усиленного кроветворения. Питание белками и жирами и процессе пищеварения вызывают снижение количества тромбоцитов в крови. Такое же явление наблюдается при недостатке в пище витаминов групп А и В и после ионизирующего облучения. У детей тромбоцитов меньше, чем у взрослых.
Выяснено, что любой вид нагрузки, в том числе и умственная, приводит к увеличению количества тромбоцитов и к уменьшению времени свертываемости крови. Например, у мальчиков после 40 приседаний тромбоциты увеличиваются на 13,3%, у девочек – на 8,7%. И вообще у мальчиков 7-10 лет тромбоцитов больше на 12-13%, чем у девочек, а вот время свертывания крови короче у девочек. Все эти изменения и отличия в основном объясняются более высокой моторносгыо мальчиков.
Образуются тромбоциты в красном костном мозге и селезенке. Основная их функция - обеспечение свертываемости крови. В тромбоцитах находится активный фермент фибринаэа, участвующий в превращении белка фибриногена (растворенного в крови) в фибрин - тромб, необходимый для формирования кровяного сгустка. В течение учебного года у школьников 1-Ш классов происходит снижение активности важнейшего фермента - фибринааы. Такое снижение активности фибриназы особо отмечается во втором полугодии. Исследования показывают, что активность фибриназы может снижаться к концу учебного года в 4 раза. Эти данные, видимо, отражают сдвиги в метаболических процессах клеток и тканей, возникающие по мере приспособления школьников младших классов к учебной нагрузке.
Свертывание крови у детей в первые, дни после рождения замедленно, особенно это заметно в первые дни жизни ребенка. С 3-го по 7-й день жизни свертывание крови ускоряется и приближается к норме взрослых, У детей дошкольного и школьного возраста время свертывания крови имеет широкие индивидуальные колебания. В среднем начало свертывания в капле крови наступает через 1-2 мин; конец свертывания - через 3-4 мин. Эту особенность необходимо всегда учитывать при организации учебно-воспитательного процесса, особенно при организации экскурсий, при проведении уроков физкультуры, труда и т.д., так как при ранениях ученики могут терять большое количество крови.
Кроветворение. У взрослого человека кроветворение происходит в красном костном мозги черепа, грудины, ребер, позвонков, таза и эпифизов трубчатых костей. Лимфоциты образуются в селезенке и лимфатических узлах. У детей восстановление форменных элементов крови совершается значительно быстрее, чем у взрослых. Соотношение различных форменных элементов крови на протяжении развития ребенка периодически изменяется. Периодичность этих изменений совпадает с периодичностью в отношении деятельности кроветворных органов: костною мозга, селезенки и печени, которые находятся в самой тесной взаимосвязи благодаря нервной системе.
Костный мозг несет двоякую функцию. С одной стороны, он принимает участие в процессе роста и развития костной ткани, а с другой, - является органом кроветворения. Уже на первом году жизни начинается замена части красного костного мозга жировым. В периоды усиленного роста организма костный мозг находится в состоянии напряжения ввиду предъявленных к нему больших запросов, связанных с интенсивным ростом и кроветворением. И в периоды особо, быстрого росту или во время сильных, длительных болезней у детей костный мозг не успевает с кроветворением. И тогда кроветворную функцию частично берет на себя печень, иногда желтый костный мозг временно переходит в красный костный мозг. Но после выздоровления он снова превращается в желтый костный мозг. С возрастом интенсивность образования форменных элементов крови постепенно снижается.
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.
Дыхание плода . Дыхательные движения у плода возникают задолго до рождения. Стимулом для их возникновения является уменьшение содержания кислорода в крови плода.
Дыхательные движения плода заключаются в небольшом расширении грудной клетки, которое сменяется более длительным спадением, а затем еще более длительной паузой. При вдохе легкие не расправляются, а только возникает небольшое отрицательное давление в плевральной щели, которое отсутствует в момент спадения грудной клетки. Значение дыхательных движений плода заключается в том, что они способствуют увеличению скорости движения крови по сосудам и ее притоку к сердцу. А это приводит к улучшению кровоснабжения плода и снабжения тканей кислородом. Кроме того, дыхательные движения плода рассматриваются как форма тренировки функции легких.
Дыхание новорожденного. Возникновение первого вдоха новорожденного обусловлено рядом причин. После перевязки пупочного канатика у новорожденного прекращается плацентарный обмен газов между кровью плода и матери. Это приводит к увеличению содержания в крови углекислого газа, раздражающего клетки дыхательного центра и вызывающего возникновение ритмического дыхания.
Причиной возникновения первого вдоха новорожденного является изменение условий его существования. Действие различных факторов внешней среды на все рецепторы поверхности тела становится тем раздражителем, который рефлекторно способствует возникновению вдоха. Особенно мощным фактором является раздражение кожных рецепторов.
Первый вдох новорожденного особенно труден. При его осуществлении преодолевается упругость легочной ткани, которая увеличена за счет сил поверхностного натяжения стенок спавшихся альвеол и бронхов. Уменьшению сил поверхностного натяжения способствует образовавшийся в альвеолах сурфактант . Считают, что для растяжения легких необходимо определенное изменение формы грудной клетки с возрастом, соответствие силы сокращения дыхательных мышц и растяжимости легочной ткани. Если мышцы слабы, растяжения легких не произойдет, и дыхательные движения не возникнут.
После возникновения первых 1 – 3 дыхательных движений легкие полностью расправляются и равномерно наполняются воздухом. Во время первого вдоха давление воздуха в легких становится равным атмосферному и легкие растягиваются до такой степени, что листки висцеральной и париетальной плевры соприкасаются между собой.
Грудная клетка растет быстрее, чем легкие, поэтому в плевральной полости возникает отрицательное давление, и создаются условия для постоянного растяжения легких. Создание отрицательного давления в плевральной полости и поддержание его на постоянном уровне зависит и от свойств плевральной ткани. Она обладает высокой всасывательной способностью. Поэтому газ, введенный в плевральную полость и уменьшивший в ней отрицательное давление, быстро всасывается, и отрицательное давление в ней снова восстанавливается.
Механизм акта дыхания у новорожденного. Особенности дыхания ребенка связаны со строением и развитием его грудной клетки. У новорожденного грудная клетка имеет пирамидальную форму, к 3 годам она становится конусообразной, а к 12 годам – почти такой же, как и у взрослого. Верхние ребра, рукоятка грудины, ключицы и весь плечевой пояс у новорожденного расположены высоко. Все ребра лежат почти горизонтально, дыхательная мускулатура слаба. В связи с таким строением грудная клетка принимает незначительное участие в акте дыхания. Оно осуществляется в основном за счет опускания диафрагмы.
У новорожденных эластичная диафрагма, ее сухожильная часть занимает малую площадь, а мышечная – большую. По мере развития мышечная часть диафрагмы увеличивается еще больше. Она начинает атрофироваться с 60-летнего возраста, и взамен ее увеличивается сухожильная часть.
Поскольку у грудных детей в основном диафрагмальное дыхание, то во время вдоха должно преодолеваться сопротивление внутренних органов, находящихся в брюшной полости. Кроме того, при дыхании приходится преодолевать упругость легочной ткани, которая у новорожденных еще велика и уменьшается с возрастом. Приходится преодолевать также бронхиальное сопротивление, которое у детей значительно больше, чем у взрослых. А поэтому работа, затрачиваемая на дыхание, у детей значительно больше по сравнению со взрослыми.
Изменение с возрастом типа дыхания. Диафрагмальное дыхание сохраняется вплоть до второй половины первого года жизни. По мере роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. При этом у грудных детей наступает смешанное дыхание (грудобрюшное), причем более сильная подвижность грудной клетки наблюдаются в ее нижних отделах. В связи с развитием плечевого пояса (3 – 7 лет) начинает преобладать грудное дыхание. С 8 – 10 лет возникают половые различия в типе дыхания: у мальчиков устанавливается преимущественно диафрагмальный тип дыхания, а у девочек – грудной.
Изменение с возрастом ритма и частоты дыхания. У новорожденных и грудных детей дыхание аритмичное. Аритмичность выражается в том, что глубокое дыхание сменяется поверхностным, паузы между вдохами и выдохами неравномерны. Продолжительность вдоха и выдоха у детей короче, чем у взрослых: вдох равен 0,5 – 0,6 с (у взрослых – 0,98 – 2,82 с), а выдох – 0,7 – 1 с (у взрослых – от 1,62 до 5,75 с). Уже с момента рождения устанавливается такое же, как и у взрослых, соотношение между вдохом и выдохом: вдох короче выдоха.
Частота дыхательных движений у детей уменьшается с возрастом. У плода она колеблется в пределах 46 – 64 в минуту. До 8 лет частота дыханий (ЧД) у мальчиков больше, чем у девочек. К периоду полового созревания ЧД у девочек становится больше, и это соотношение сохраняется в течение всей жизни. К 14 – 15-летнему возрасту ч. д. приближается к величине у взрослого человека.
Частота дыхания у детей значительно больше, чем у взрослых, изменяется под влиянием различных воздействий. Она увеличивается при психическом возбуждении, небольших физических упражнениях, незначительном повышении температуры тела и среды.
Изменение с возрастом величины дыхательного и минутного объемов легких, их жизненной емкости. Жизненная емкость легких, дыхательный и минутный объемы у детей с возрастом постепенно увеличиваются в связи с ростом и развитием грудной клетки и легких.
У новорожденного ребенка легкие малоэластичны и относительно велики. Во время вдоха их объем увеличивается незначительно, всего на 10 – 15 мм. Обеспечение организма ребенка кислородом происходит за счет увеличения частоты дыхания. Дыхательный объем легких увеличивается с возрастом вместе с уменьшением частоты дыхания.
С возрастом абсолютная величина МОД увеличивается, но относительный МОД (отношение МОД к массе тела) уменьшается. У новорожденных и детей первого года жизни он в два раза больше, чем у взрослых. Это связано с тем, что у детей при одинаковом относительном дыхательном объеме частота дыханий в несколько раз больше, чем у взрослых. В связи с этим легочная вентиляция на 1 кг массы тела у детей больше (у новорожденных она равна 400 мл, в 5 – 6-летнем возрасте она составляет 210, в 7-летнем – 160, в 8 – 10-летнем – 150, 11 – 13-летнем – 130 – 145, 14-летних – 125, а у 15 – 17-летних – 110). Благодаря этому обеспечивается большая потребность растущего организма в О 2 .
Величина ЖЕЛ увеличивается с возрастом в связи с ростом грудной клетки и легких. У ребенка 5 – 6 лет она равна 710-800 мл, в 14 – 16 лет – 2500 – 2600 мл. С 18 до 25 лет жизненная емкость легких является максимальной, а после 35 – 40 лет уменьшается. Величина жизненной емкости легких колеблется в зависимости от возраста, роста, типа дыхания, пола (у девочек на 100 – 200 мл меньше, чем у мальчиков).
У детей при физической работе дыхание изменяется своеобразно. Во время нагрузки увеличивается ЧД и почти не меняется ДО. Такое дыхание неэкономно и не может обеспечить длительное выполнение работы. Легочная вентиляция у детей при выполнении физической работы увеличивается в 2 – 7 раз, а при больших нагрузках (беге на средние дистанции) почти в 20 раз. У девочек при выполнении максимальной работы потребление кислорода меньше, чем у мальчиков, особенно в 8 – 9 лет и в 16 – 18. Все это следует учитывать при занятиях физическим трудом и спортом с детьми различного возраста.
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.
Дыхание - это сложный непрерывный процесс поддержания на оптимальном уровне окислительно-восстановительных процессов в организме человека. В процессе дыхания принято различать три звена: легочное дыхание, транспорт газов кровью, тканевое дыхание.
Легочное дыхание - это газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Оно делится на два этапа: газообмен между атмосферным и альвеолярным воздухом, газо- обмен между альвеолярным воздухом и кровью.
Легочное дыхание осуществляется за счет активности аппарата внешнего дыхания который включает в себя дыхательные пути (носоглотка, трахея, крупные бронхи), легкие, плевру, дыхательные мышцы, скелет грудной клетки, диафрагму. Основная функция аппарата легочного дыхания это доставка кислорода из окружающего воздуха и освобождение от избытка углекислого газа. Транспорт газов осуществляется кровью. Он обеспечивается разностью парциального давления газов по пути их следования.
Регуляция дыхания осуществляется ЦНС, специальные области которой обусловливают автоматическое дыхание – чередование вдоха и выдоха и произвольное дыхание, обеспечивающее приспособительные изменения в системе органов дыхания, соответствующие конкретной внешней ситуации и осуществляемой деятельности. Группа нервных клеток, ответственная за осуществление дыхательного цикла,называется дыхательным центром. Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, его разрушение приводит к остановке дыхания.
У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и весь плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. Поэтому у новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Такой тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. Дыхание грудных детей теперь становится грудобрюшным с преобладанием диафрагмального.
В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7 годам он становится выраженным.
В 7–8 лет начинаются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков преобладающим становится брюшной тип дыхания, у девочек – грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14–17 годам.
Своеобразие строения грудной клетки и малая выносливость дыхательных мышц делают дыхательные движения у детей менее глубокими и частыми.
Глубина дыхания характеризуется объемом воздуха, поступающим в легкие за один вдох, – дыхательным воздухом. Дыхание новорожденного частое и поверхностное, при этом его частота подвержена значительным колебания. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания.
Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию.
Жизненная емкость легких меняется с возрастом, зависит от пола, степени развития грудной клетки, дыхательных мышц. Как правило, она больше у мужчин, чем у женщин; у спортсменов больше, чем у нетренированных людей. К 16–17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека.