Возрастные особенности органов выделения и дыхания у детей и подростков.

Дыхательная система имеет большое физиологическое значение. С её помощью в организм поступает кислород, необходимый для процессов окисления, и выделяется углекислый газ, являющийся конечным продуктом обменных процессов организма. При окислении продуктов питания освобождается необходимая организму энергия. Условно в дыхании выделяют три основных процесса:

а) Обмен газов между окружающей средой и лёгкими (внешнее дыхание).

б) Обмен газов в лёгких между воздухом и кровью.

в) Обмен газов между кровью и тканевой жидкостью (внутреннее дыхание).

В системе выделяют дыхательные пути, по которым воздух циркулирует в лёгкие и дыхательную систему (лёгкие), где происходит газообмен.

Носовая полость. (cavitas nasi).

Разделена костно-хрящевой перегородкой на две части. В полости находятся извилистые носовые ходы, в слизистой которых много кровеносных сосудов. Функции:

1. Согревание вдыхаемого воздуха.

2. Железы слизистой связывают и обезвреживают микроорганизмы и пыль, увлажняют воздух. Реснички гонят пыль назад из полости

3. Обонятельная функция.

Носовая полость открывается в носоглотку внутренними ноздрями (хоанами). Из глотки воздух проходит в гортань.

Гортань. (larynx).

Расположена на уровне 4 –6 шейных позвонков. Снаружи заметна по характерному выступу (адамово яблоко – кадык – щитовидный хрящ). Вверху глотка, внизу трахея. Образована несколькими подвижно соединёнными хрящами в виде колец ( 9 хрящей). Вход в гортань закрывает надгортанный хрящ. Он препятствует попаданию пищи при глотании. По форме полость гортани напоминает песочные часы.

В среднем отделе между хрящами натянуты голосовые связки (plicae vocales). Они ограничивают голосовую щель. В щель проходит выдыхаемый воздух из лёгких. Форма щели меняется в зависимости от степени натяжения голосовых связок и положения хрящей.

В спокойном состоянии (когда молчим) щель имеет треугольную форму и достаточно велика. При разговоре связки натягиваются, сближаясь между собой. Выдыхаемый воздух с силой прорываясь через их сомкнутые края, вызывает вибрацию связок, в результате возникает звук. Чем короче связки, тем выше их звук.

Частота колебаний зависит от силы натяжения и может быть от 80 до 10000 Гц (минимум 20,6 Гц).

Крик повреждает голосовые связки, развивается воспаление, хрипота и потеря голоса.

При шёпоте голосовые связки расслабляются и смыкаются не полностью.

Отрицательно влияют на голосовые связки: частые воспаления, алкоголь, никотин.

Окончательное формирование звука происходит в полостях глотки, носоглотки, рта и носа и зависит от положения губ, нижней челюсти (зуб) и языка, мягкого нёба. Имеются значительные возрастные и половые особенности. У женщин гортань расположена выше и 1/3 меньше.

Трахея.(trachea).

Начинается от гортани, расположена от 7 шейного до верхнего края 5 грудного позвонка, где раздваивается (в лёгкие). Идёт перед пищеводом, спереди и с боков ограничена хрящевыми полукольцами (в результате просвет всегда открыт), полукольца соединяются связками и мышцами. Задняя стенка мягкая и прилегает к пищеводу. Полукольца называют ещё – С –образные хрящи. Трахею изнутри выстилает мерцательный эпителий с железистыми клетками. Длина до 12 см.

Трахея разветвляется на 2 главных бронха, образованных хрящевыми кольцами. Бронхи входят в левое и правое лёгкое.

Лёгкое.(pulmo).

Правое и левое лёгкое расположены в полости грудной клетки. Эта полость отделена от брюшной полости особой мышцей – диафрагмой. Форма лёгких – уплощенный конус с закруглённой верхушкой, выступающей над I ребром. Делятся анатомически на доли, в правом – 3, в левом – 2 доли ( место под сердце – сердечное вырезка). Снаружи легкое покрыто соединительно-тканной оболочкой – плеврой. Плевр – две: наружная – пристеночная, она сращена со стенкой грудной клетки, и лёгочная (висцеральная) плевра, покрывающая легкие. Между ними – плевральная полость, в ней серозная жидкость (для смазки) и отрицательное давление (9 – 30 мм рт ст ). Между правым и левым плевральными мешками располагается комплекс органов – средостение. В них расположены – тимус, сердце, трахея и сосуды.

Главные бронхи, войдя в лёгкие, делятся на более мелкие бронхи (соответственно долям на 2 и3 бронха). Каждый бронх многократно делится на ещё более мелкие трубки – бронхиолы. Образуется своеобразная структура – бронхиальное дерево, хрящ постепенно исчезает, диаметр уменьшается (меньше 1 мм). Бронхиолы заканчиваются многочисленными альвеолярными ходами, а они гроздьями тонкостенных лёгочных пузырьков – альвеол. Их кол-во 600 – 700 млн., общая площадь = до 150 м². Толщина стенок около 0,0001 мм. Наружная стенка альвеол густо оплетена кровеносными капиллярами. Внутри стенки выделяют особое вещество – сурфактант (препятствует слипанию и обезвреживает микробов).

Физиология дыхания.

В стенках альвеол идет газообмен между воздухом и венозной кровью. Газообмен происходит за счёт диффузии и разницы в парциальном давлении газов.

Давление кислорода воздуха = 105 мм рт ст, а кислорода крови = 40 мм рт ст.

Давление диоксида углерода воздуха = 40 мм рт ст, в крови = 47 мм рт ст.

В результате в стенках альвеол кровь из венозной превращается в артериальную.

Дыхательные движения.

Ввод и вывод воздуха осуществляется за счёт растягивания или сокращения лёгких. Поскольку они не имеют собственной мускулатуры, поэтому свой объём изменяют пассивно, вслед за изменением объёма грудной клетки. Это происходит вследствие ритмичного сокращения дыхательных мышц – межрёберных и диафрагмы.

1. Вдох. Сокращаются межрёберные мышцы – ребра поднимаются вверх, грудина отдаляется от позвоночника. Сокращается диафрагма – купол становится плоским, опускается вниз. Грудная клетка увеличивает свой объём – лёгкие растягиваются вслед за ней.

2. Выдох. Межрёберные мышцы и диафрагма расслабляются и возвращаются в прежнее положение. Вследствие этого объём грудной клетки уменьшается и воздух из лёгких выталкивается. При глубоком вдохе и выдохе также участвуют мышцы груди и брюшной стенки.

Объём легких.

Жизненная ёмкость лёгких – это тот объём воздуха, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха = 3500 мл. он складывается из следующих величин:

а) Дыхательный объём. Кол-во воздуха при спокойном дыхании =500 мл.

б) Дополнительный объём. После спокойного вдоха, человек может дополнительно вдохнуть ещё 1500мл.

в) Резервный объём. После нормального выдоха ещё выдохнуть 1500 мл.

Сумма трех величин и составляет жизненную ёмкость лёгких.

г) Остаточный объём. После первого вдоха при рождении и до смерти при любых условиях лёгкие полностью не освобождаются от воздуха. Этот объём = 1000 – 1500 мл.

д) Мертвое (вредное) пространство. Воздух в воздухоносных путях в газообмене не участвует. Объём = 500 мл – 360 мл = 140 мл.

Содержание газов.

Вдыхаемый воздух. Выдыхаемый воздух

Кислород= 20% Кислород = 16%

Диоксид углерода = 0,03% Диоксид = 4%

Азот = 79% Азот =79% + пары воды и около 200 ядов.

Регуляция дыхания.

1. Нервная. В продолговатом мозгу находятся две группы нейронов (дыхательный центр), их деятельность вызывает ритмичную смену вдоха и выдоха. Центр состоит из двух частей – центр вдоха и центр выдоха. Когда возбуждается центр вдоха, то он передает возбуждение по нервам на сокращение дыхательных мышц – происходит вдох. При этом он тормозит центр выдоха. Затем в центрах происходит смена нервных процессов на противоположные. Хотя работа дыхательного центра автоматическая, он контролируется КБП, следовательно, человек может произвольно затормозить или ускорить дыхание. Здесь же расположен и синхронно работает с дыхательным центром – центр управления речи. Кроме этого центр осуществляет и некоторые рефлексы – «захватывание духа» и защитные – чихание и кашель.

2. Гуморальная регуляция.

Нейроны дыхательного центра чувствительны к концентрации диоксида углерода. Если в крови, омывающей дыхательный центр, избыток диоксида, то повышается возбудимость нейронов и дыхание становится частым и глубоким. Обратное действие при недостатке углекислого газа.

Частота дыхательных движений в покое = 14 – 20 в минуту (минутный объёмдыхания – МОД).

Возрастные особенности органов дыхания.

В пренатальном периоде собственные органы дыхания плода не работают, кислород идёт через плаценту. С первым вдохом лёгкие расправляются и начинают ритмично работать с частотой 40 – 60 раз в мин.

В процессе онтогенеза значительно увеличивается масса и объём лёгких. Слизистые у детей нежнее, суше и богаче сосудами, лёгкие менее эластичны (отсюда опасность патологий). Изменяется частота и глубина дыхания, ЖЕЛ достигает к 16 – 17 годам функционального уровня взрослых, процент используемого кислорода у детей меньше. Произвольная регуляция дыхания совершенствуется параллельно развитию речи и приближается к уровню взрослого только к 11 – 12 годам.

Выделительная система.

В результате обмена веществ в организме образуются конечные продукты – вода, диоксид углерода, мочевина, мочевая кислота и др. Кроме этого с пищей могут попадать различные яды. Следовательно, для нормальной жизнедеятельности организма необходимо постоянное выведение из него ненужных и ядовитых веществ. Эта функция выполняется различными органами, объединёнными в единую систему органов выделения.

1. Лёгкие выводят из организма диоксид углерода, пары воды и другие газообразные в-ва.

2. Печень и кишечник выводят не растворимые вещества. Яды обезвреживаются в печени, с желчью попадают в кишечник.

3. Потовые железы (как и почки) выводят излишки воды с растворёнными в ней продуктами обмена.

4. Незначительное участие в этом процессе принимают – слюнные железы, а у кормящих женщин – молочные железы.

5. Основная масса воды с растворёнными в ней мочевиной, соли, а также избыток различных веществ (яды, лекарства и др.) выводится через мочевыделительную систему. Она состоит из – почек, мочеточников, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала.

Почки. (ren).

Парные органы бобовидной формы, расположены у позвоночника (верхний край на уровне 2 поясничного позвонка + 10 – 12 см вниз) в поясничной области брюшной полости. Обычно правая почка несколько меньше левой и ниже её на 2 – 3 см. Вогнутый край – ворота почек, в них входят артерии и нервы и выходят мочеточники и вены. Масса почки равна 120 – 200 г.

Функции почек – биологический фильтр крови, фильтрующая поверхность равна 6 м², кровоток через почки = 1,2 л/мин (20 %). Раствор отфильтрованных веществ образует – мочу.

На продольном разрезе почки видны: более тёмный наружный (корковый) и более светлый внутренний (мозговой) слои, состоящие из нескольких пирамид, вершины которых выступают в полость почечной лоханки. Под микроскопом можно заметить, что каждая почка состоит из огромного кол-ва (до 1 миллиона) сложных образований – нефронов.

Нефрон и образование мочи.

Нефрон - это структурная и функциональная единица почки. Он состоит из: капсулы Шумлянского – Боумена, петли нефрона (петля Генле) и извитых канальцев.

Капсула Шумлянского расположена в корковом слое и образована однослойным эпителием. По форме напоминает «рюмочку».

В «рюмочке» капсулы находится капиллярный клубочек. Под давлением из капиллярного клубочка (давление в капиллярах= 70 мм, в полости= 30 мм) фильтруется плазма, не проходят белки и форменные элементы крови. После фильтрации в капсуле образуется – первичная моча.

От капсулы идёт извитой каналец 1-го порядка, в котором начинается избирательное обратное всасывание воды и нужных организму веществ. Артерия из клубочка образует капиллярную сеть вокруг канальцев. В эту сеть из первичной мочи канальцев всасываются необходимые организму вещества

От извитых канальцев в мозговое веществво почки идёт петля Генле, возвращающаяся в корковое вещество, где она впадает в собирательную трубочку.

Собирательные трубочки сливаются в почечные сосочки, те в свою очередь в 7 –8 малых почечных чашек. Несколько малых чашек открываются в одну большую чашку, которых у человека 2 – 3. Большие чашки, сливаясь, друг с другом, образуя одну общую полость – почечную лоханку, которая, постепенно суживаясь, переходит в мочеточник.

Стенки чашек, лоханки, мочеточников и мочевого пузыря устроены одинаково – слизистая (внутренняя), мышечная (средняя) и серозная (наружная) оболочки.

Таким образом, в основе процесса мочеобразования лежат 2 процесса – фильтрация и избирательное обратное всасывание (реабсорбция).

1.Фильтрация – происходит в капсулах, в итоге образуется первичная моча, 150 л/сутки. Состав – 99% воды, «отходы» метаболизма, аминокислоты, глюкоза, соли и др.

2.Реабсорбция – происходит в извитых канальцах, в итоге образуется вторичная моча, 1,5 л/сутки. Состав – 96% воды, 2,5% «отходы», гормоны, лекарства, яды. Отсутствуют белки, аминокислоты, глюкоза и необходимые организму соли.

Регуляция деятельности почек.

Группа нейронов (центр жажды) расположенных в гипоталамусе. он контролирует водно-солевой баланс и при его нарушении включает нейрогуморальную регуляцию.

Нервная осуществляется вегетативной нервной системой. Симпатические нервы сужают кровеносные сосуды, входящие в почки, а парасимпатические (блуждающий нерв) действует наоборот. В итоге с изменением кол-ва крови изменяется и количество, и состав образующейся мочи. Эта регуляция осуществляется под контролем ЦНС.

ЦНС же влияет на выделение гормонов. Задняя доля гипофиза выделяет – вазопрессин. Он вызывает уменьшение мочеобразования (вплоть до анурии). Кроме вазопрессина эту функцию выполнят и другой гормон – АДГ (антидиуретический гормон), который стимулирует обратное всасывание воды. Гормоны передней доли гипофиза резко увеличивают мочеобразование. Это делает и тироксин ,а адреналин – уменьшает мочеобразование.

Кроме этого на механизм мочеобразования, воздействуют ранения, операции и другие сильные болевые раздражения.

Мочеточники. (ureter).

Мочеточники – представляют собой цилиндрические трубки диаметром 6 – 8 мм, длиной 25 – 30 см. Выходят из почек и в области малого таза впадают в мочевой пузырь. Моча передвигается благодаря ритмичной перистальтике мышечных стенок.

Мочевой пузырь.(vesica urinaria).

Расположен в области малого таза, позади лобкового симфиза. Полый мышечный орган, способен сокращаться и растягиваться. Ёмкость равна 0,5 л. В строении выделяют верхушку, дно и тело. Из пузыря выходит мочеиспускательный канал (urethra). Выход в канал из пузыря запирает сфинктер.

Возрастные особенности органов выделения.

Наиболее интенсивно растут почки в первые годы жизни и период полового созревания. До 1 года жизни механизм мочеиспускания, безусловно-рефлекторный, затем постепенно становиться условно-рефлекторным. Энурез чаще всего следствие некоторой ретардации психического развития, психической травмы или психического заболевания ребёнка.

Кожа.(cutis).

Наружный покров тела, выполняющий многообразные функции. Общая площадь = 1,5 – 2 м², вес = 2,7 кг. Состоит из трёх слоёв.

I. Эпидермис – толщина 0,03 – 1,5 мм. Наружный слой, образованный многослойным эпителием. Эпителий постоянно слущивается и заменяется новыми клетками. Функции эпидермиса:

а) Защита от проникновения микроорганизмов, пигмент – меланин , осуществляет защиту от ультрафиолетового излучения.

б) Образование витамина Д под воздействием света.

в) Производные эпидермиса – ногти и волосы.

II. Дерма (собственно кожа) – слой плотной волокнистой соединительной ткани, толщиной 1 – 2,5 см. В ней расположены различные структуры:

а) Рецепторы температурной,, болевой и тактильной чувствительности.

б) Потовые железы (2 – 2,5 млн.) – простые трубчатые железы. Протоки открываются порами на поверхности кожи. В них фильтруется кровь, образуя пот. Состав пота – 98% воды, 2% соли, мочевина и др., выделяется до 12 л/сутки. Функции желёз – терморегуляция и выделение. Видоизменение потовых желёз – молочные железы.

в) Сальные железы – простого строения, протоки открываются в волосяные сумки. Всего кожного сала выделяется до 20 г/сутки. Функции сала – смазка волос и эпидермиса, бактерицидные свойства. В период полового созревания активизируются у мужчин.

г) Корни волос, кровеносные и лимфатические сосуды.

Кроме того, дерма ещё и «депо» крови.

III. Подкожно-жировая клетчатка.. самый глубокий слой кожи. Образован жировой тканью. Служит для механической защиты и термоизоляции, а также является жировым запасом организма.

Терморегуляция.

Уравновешивание процессов образования и отдачи тепла, регулируется нейрогуморальным путём. Избыток тепла удаляется за счёт потоотделения и с выдыхаемым воздухом.

I. При понижении температуры среды.

Сосуды кожи рефлекторно сужаются (цвет кожи – бледный).

К коже притекает меньше крови – теплоотдача уменьшается.

При дальнейшем понижении температуры увеличивается теплопродукция за счёт произвольных и непроизвольных ритмичных мышечных сокращений (дрожь).

II. При повышении температуры среды.

Сосуды расширяются (кожа – красная), следовательно, увеличивается теплоотдача.

Начинается обильное потоотделение, и удалятся избытки тепла.

Литература:

Сапин, М. Р. Анатомия человека : [ в 2 кн.] : учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений / М. : Академия, 2006.
2. Краев, А.В. Анатомия человека [Текст] : учеб. пособие: в 2 т. / - Изд. 2 -е, перераб. и доп. - М. : Медкнига, 2007.

3. Сапин, М.Р. Анатомия и физиология детей и подростков : Учеб. пособие для студентов высш. пед. учеб. заведений / М. Р. Сапин, З. Г. Брыксина. - М. : Академия, 2000. - 454 с. : ил. - (Высшее образование).

4. Курепина, М. М. Анатомия человека : учеб. для студентов высш. учеб. заведений / М. М. Курепина, А. П. Ожигова, А. А. Никитина. - М. : ВЛАДОС, 2003. - 383 с. : ил. - (Учебник для вузов).

5. Атлас анатомии человека : учеб. пособие для мед. учеб. заведений. - М. : РИПОЛ классик, 2007. - 528 с.

6.Нормальная физиология [Текст] : учеб. пособие: в 3 т. / В. Н. Яковлев [и др.]. - М. : Академия, 2006.

7. Общая физиология / под ред. В.Н. Яковлева. - 2006. - 239 с.