ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЫХАНИЯ
Дыхание — совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа.
Весь процесс дыхания можно разделить на несколько этапов:
1. внешнее дыхание (поступление воздуха в легкие и выход его из легких наружу);
2. диффузия газов из легких в кровь и из крови в легкие;
3. транспорт газов кровью;
4. диффузия газов из крови в ткани и из тканей в кровь;
5. тканевое дыхание (процессы окисления в тканях).
Гортань |
Трахея |
Легкое |
Капиллярная сеть
Бронхи |
Альвеолы |
Бронхиальное дерево
ч**. " |
Бронхи
Легочные альвеолы и их кровоснабжение |
Воздуховодные
и респираторные пути
Рис. 8.3. Строение дыхательной системы
Обмен газов между кровью и воздухом осуществляет дыхательная система, которая состоит из носовой полости, носоглотки, гортани, трахеи, бронхов и легких (рис. 8.3).
В верхних дыхательных путях (носовая полость, носоглотка, глотка) вдыхаемый воздух очищается от пылевых частиц, согревается и увлажняется. Носовая полость разделена на две части перегородкой. В каждой части носовой полости расположены три извилистых хода. Воздух поступает через наружные отверстия. Внутренний слой носовой полости покрыт мерцательным слизистым эпителием, который содержит кровеносные сосуды и железы. Через носоглотку и глотку воздух поступает в гортань, который также выстлан мерцательным эпителием.
Нижние дыхательные пути образуются гортанью, трахей, бронхами. Средний слой гортани, которая является органом голосообразования, состоит из хрящей, соединенных между собой связками и мышцами. Внутренний слой также покрыт мерцательным слизистым эпителием. Между слизистой оболочкой и хрящами располагаются голосовые связки. Воздух через гортань проходит в трахею. Трахея представляет собой полый цилиндр, нижний конец которого делится на левый и правый первичные бронхи. Трахея проводит воздух к бронхам, которые многократно ветвятся, утопьшаются, уменьшаются, образуя бронхиальное дерево (см. рис. 8.3). По бронхам воздух достигает альвеол (легочных пузырьков), где и происходит газообмен.
Легкие покрыты оболочкой — легочной плеврой, состоящей из двух листков, которые образуют герметически замкнутую плевральную полость, заполненную плевральной жидкостью. Давление внутри плевральной полости ниже атмосферного, поэтому легкие всегда растянуты.
Легкие пассивно участвуют в дыхании. Дыхательные движения (вдох и выдох) осуществляются с помощью дыхательных мышц: межреберных мышц и диафраг-
„«л. Акт вдоха и выдоха ритмически сменяют друг друга. Вдох— это активный процесс, а выдох преимущественно осуществляется пассивно. За 1 мин взрослый человек делает 15-20 дыхательный движений, физически тренированные люди — до 8-12, однако их дыхание более глубокое.
Ритмическая смена акта вдоха и выдоха, а также согласованная работа дыха
тельных мышц обеспечивается нервно-гуморальной регуляцией. Основной дыха
тельный центр расположен в продолговатом мозге: Он состоит из центра вдоха
И центра выдоха. Эти центры тесно функционально взаимодействуют. Автома
тизм центра вдоха поддерживается и изменяется цод влиянием импульсов, по
ступающих от дыхательных мышц, сосудистых рефлексогенных зон, различных
интеро- и экстерорецепторов, а также других гуморальных факторов (рН крови,
концентрация С02 и 02 в крови). Высшие дыхательные центры располагаются в
промежуточном мозге и в коре больших полушарий. Функция высших дыхатель
ных центров заключается в изменении дыхания в зависимости от потребностей
организма и уровня обмена веществ, а также в регуляции произвольного дыха
ния при разговоре, пении и т. д. ,
Показателем подвижности легких и грудной клетки является жизненная емкость легких (ЖЕЛ). ЖЕЛ — максимальный объем воздуха, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха, отражает максимальные возможности дыхательной системы. Величина ЖЕЛ зависит от возраста, пола, размеров, положения тела, степени тренированности, состояния здоровья человека и т. д.
8.2.1. Морфофункциональные преобразования дыхательных путей и легких
У новорожденных носовые раковины относительно толстые, носовые ходы развиты слабо. Они интенсивно развиваются до 10 лет, окончательно формируются к 20 годам. Покровы нежные, хорошо снабжаются кровью и легко набухают. Поэтому в первые годы жизни у детей часто возможно затрудненное дыхание.
Гортань у новорожденных короткая, широкая, расположена выше, чем у взрослых. Она быстро развивается в течение 4 лет жизни и в период полового созревания. В 6-7 лет у детей появляются половые отличия. У мальчиков гортань крупнее, в 10-12 лет появляется выступ (кадык), в строении голосовых связок происходят изменения и голос мутирует. Слизистая оболочка гортани в этом возрасте особенно восприимчива к раздражителям, микроорганизмам, воспалительным реакциям, она быстро набухает, поэтому голос часто меняется или пропадает.
Трахея и бронхи у новорожденных короткие, вследствие этого инфекция быстро проникает в легкие. Слизистые оболочки их тонкие, нежные и быстро поражаются инфекцией.
Легкие у плода плотные и спавшиеся. Они расправляются после первого вдоха и у новорожденных еще неразвиты. Образование альвеолярных ходов заканчивается к 7-9 годам, альвеол —12-15 годам, легочной ткани — 15-25 годам. Увеличение объема легких происходит до 25 лет.
Плод получает 02 и удаляет С02 посредством плацентарного кровообращения. Однако у него уже наблюдаются ритмические дыхательные движения частотой 38-70 циклов в мин. Эти движения сводятся к небольшому расширению груд. ной клетки, которое сменяется более длительным спадом и еще более длительной паузой. В легких возникает небольшое отрицательное давление в межплевральной щели из-за отхождения наружного листка плевры и увеличения межплевральной щели. Дыхательные движения плода происходят при закрытой голосовой щели, поэтому в дыхательные пути околоплодная жидкость не попадает.
Дыхательные движения способствуют увеличению скорости движения крови по сосудам и ее притоку к сердцу, что улучшает кровоснабжение плода. Они являются своеобразной формой тренировки той функции, которая понадобится организму после его рождения.
С момента рождения ребенка, еще до пережатия пуповины, начинается легочное дыхание. Легкие полностью расправляются после первого вдоха.
Причинами первого вдоха являются:
я избыточное накопление С02 и обеднение 02 крови после прекращения плацентарного кровообращения;
* изменение условий существования;
■ раздражение кожных рецепторов (механо- и термоцепторов);
в разное давление в межплевр^а'ль'нбй щели и дыхательных путях (может достигнуть 70 мм вод. ст., что в 10-15 раз больше, чем при последующем спокойном дыхании).
При осуществлении первого вдоха преодолевается значительная упругость легочной ткани, которая обусловлена силой поверхностного натяжения спавшихся альвеол. Для растяжения легких еще не дышавших детей давление воздушного потока должно быть примерно в 3 раза выше, чем у детей, перешедших на спонтанное дыхание.
Процесс первого вдоха облегчается поверхностно активным веществом — сур-фактантом, которое в виде тонкой пленки покрывает внутреннюю поверхность альвеол. Сурфактант уменьшает силу 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 месяце внутриутробной жизни. При наполнении альвеол воздухом сурфактант мономолекулярным слоем растекается по поверхности альвеол. У нежизнеспособных новорожденных, погибших от слипания альвеол, сурфактант отсутствует.
Давление в межплевральной щели новорожденного во время выдоха равно АД, во время вдоха уменьшается и становится отрицательным (у взрослых АД отрицательно и во время вдоха, и во время выдоха).
У новорожденных детей число дыхательных движений составляет 40-60 в мин, минутный объем дыхания* — 600-700 мл.
* Минутный объем дыхания (МОД) — количество воздуха прошедшего через дыхательные пути за мин. МОД равен произведению глубины вдоха на частоту дыхания.
8.2.2. Частота, глубина, ритм и типы дыхания
Дыхание у детей частое и поверхностное, так как у них преобладает диафрагмаль-цое дыхание*, которое требует преодоления сопротивления органов брюшной полости (у детей относительно большая печень и частые вздутия кишечника).
Частота дыхания у детей разных возрастов:
1-2 мес. 1-3 года 4-6 лет 7-9 лет 10-12 лет 13-15 лет |
35-48 ^8-35 .24-26 21-23 18-20 17-18
Из-за легкой возбудимости дыхательного центра частота дыхания у детей существенно меняется в течение дня под влиянием различных воздействий: психические возбуждения, физическая нагрузка, повышение-температуры тела и среды.
До 8 лет частота дыхания у мальчиков несколько больше, чем у девочек. К периоду полового созревания частота дыхания у девочек становится больше. Такое соотношение сохраняется в течение всей жизни.
У новорожденных и у грудных детей дыхание аритмично. Глубокое дыхание сменяется поверхностным. Паузы между вдохом и выдохом неравномерны. Продолжительность вдоха и выдоха у детей короче, чем у взрослых: вдох ра^ен 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). Соотношение между вдохом и выдохом становится таким же, как у взрослых, уже с момента рождения: вдох короче выдоха.
Грудное дыхание у новорожденного затруднено, так как грудная клетка имеет пирамидальную форму, а верхние ребра, рукоятка грудины, ключица и весь плечевой пояс расположены высоко, ребра лежат почти горизонтально, дыхательная мускулатура грудной клетки еще слаба. Когда ребенок начинает ходить и все чаще занимает вертикальное положение, его дыхание становится грудобрюшным**. С 3-
7 лет вследствие развития мышц плечевого пояса грудной тип дыхания*** начинает преобладать над диафрагмальным. Половые различия типа дыхания начинают проявляться с 7-8-летнего возраста, формирование заканчивается к 14-17 годам.
8 этом возрасте у девушек — грудной тип дыхания, а у юношей — брюшной.
Дыхательный объем (объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает в состоянии покоя) у новорожденного ребенка составляет всего 15-20 мл. Объем
* Диафрагмальное дыхание — дыхание, осуществляемое за счет сокращения диафрагмы и брюшных мышц.
** Грудобрюшное дыхание (смешанное дыхание) — дыхание, при котором активны мышцы грудной и брюшной полостей, а также диафрагма.
*** Грудное дыхание — дыхание, при котором происходит активное движение грудной . клетки: расширение грудной клетки и втягивание живота при вдохе и обратные движения — при выдохе.
легких во время вдоха увеличивается незначительно. В этот период обеспечение организма 02 происходит за счет высокой частоты дыхания. В процессе развития организма с уменьшением частоты дыхания увеличивается дыхательный объем:
Возраст | Дыхательный объем |
1-12 мес. | 30-70 |
1-3 года | 70-115 |
4-6 лет | 120-160 |
7-9 лет | 160-230 |
10-12 лет | 230-260 |
13-15 лет | 280-375 |
Относительный объем дыхания (отношение дыхательного объема к массе тела) у детей больше, чем у взрослых, поскольку у детей высокий уровень обмена веществ и потребления 02.
ЖЕЛ определяется у детей в 5-6 лет, так как для этого необходимо активное и сознательное участие самого ребенка. У новорожденного определяют так называемую жизненную емкость крика. Считается, что при сильном крике объем выдыхаемого воздуха равен ЖЕЛ. В первые минуты после рождения он составляет 56-110 мл.
8.2.3. Особенности поступления кислорода у детей
В процессе развития организма общее количество поступающего в минуту 02 увеличивается, а его относительное потребление на 1 кг массы тела и дыхательный эквивалент* уменьшаются.
У детей относительно высокое содержание 02 в выдыхаемом воздухе, так как у них, по сравнению с взрослыми, меньше кислорода переходит из альвеол в кровь. С возрастом содержание 02> а с ним и его парциальное давление в альвеолярном воздухе становится ниже, а содержание и парциальное давление С02 в альвеолярном воздухе возрастает.
У новорожденных газообмен осуществляется не только в альвеолах, но и в дыхательных ходах, поэтому соотношение между анатомическим и физиологическим мертвым пространством (дыхательные пути, в которых не происходит газообмен) у них иное, чем у взрослых.
Мертвое дыхательное пространство у новорожденных равно 4,4-5 мл, что составляет 30-32 % от дыхательного объема. Альвеолярная вентиляция у новорожденных — 120-151 мл/мин/кг (по соотношению между мертвым дыхательным пространством, дыхательным объемом и частотой дыхания).
У ребенка 6-7 лет физиологическое мертвое дыхательное пространство в 2 раза меньше, чем у взрослого, оно занимает 22-26 % от дыхательного объема.
* Дыхательный эквивалент — отношение минутного объема дыхания к величине фактического потребления Ог в мин, умноженное на 10.
3 8-9 лет — 27 %, в 10-11 лет — 28 %. У подростков дыхательное пространство все еще меньше, чем у взрослого, но доля его в дыхательном объеме такая же, как у взрослых (33 %).
По мере развития ребенка с увеличением альвеолярной вентиляции увеличи-8ается и скорость поступления 02 в альвеолы. Однако, поскольку уровень окислительных процессов с возрастом замедляется, то уменьшается количество 02 на
1 кг массы, поступающее в альвеолы за 1 мин.
Несмотря на то, что дыхательные движения совершаются с ранних этапов он
тогенеза, у плода и грудного ребенка дыхательный дентр морфологически и функ
ционально не оформлены. ,'.
Дыхательные движения плода регулируются частью дыхательного центра, который расположен в продолговатом мозге. Высшие отделы дыхательного центра на регуляцию дыхания не влияют. Корковая (произвольная) регуляция дыхания возникает вместе с речью.
Дыхательный центр плода, новорожденных нетрудных детей обладает низкой возбудимостью. С возрастом возбудимость дыхательного центра постепенно растет и в школьном возрасте становится такой же,;как у взрослых. В период полового созревания возбудимость дыхательного цейтра повышается, что приводит к ухудшению координации дыхания. В этом периоде при небольшом снижении количества 02 во вдыхаемом воздухе часто возникает гипоксемия.
Дата добавления: 2014-12-17; просмотров: 3185;