V. Возрастные особенности дыхательной системы

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.

Легкие и воздухоносные пути начинают развиваться у эмбриона на 3-й неделе из мезодермальной мезенхимы. В дальнейшем в процессе роста формируется долевое строение легких, после 6 месяцев образуются альвеолы. В 6 месяцев поверхность альвеол начинает покрываться белково-липидной выстилкой – сурфактантом . Его наличие является необходимым условием нормальной аэрации легких после рождения. Если сурфактант не образуется, то легкие ново­рожденного не расправляются.

Легкие плода как орган внешнего дыхания не функционируют. Но они не находятся в спавшем состоянии, альвеолы и бронхи плода заполнены жидкостью. У плода, начиная с 11-й недели, появляются периодические сокращения инспираторных мышц – диафрагмы и межреберных мышц.

В конце беременности дыхательные движения плода занимают 30-70% всего времени. Частота дыхательных движений обычно увеличивается ночью и по утрам, а также при увеличении двигательной активности матери. Дыхательные движения необходимы для нормального развития легких. После их выключения развитие альвеол и увеличение массы легких замедляется. Помимо этого дыхательные движения плода представляют собой своего рода подготовку дыхательной системы к дыханию после рождения. Рождение вызывает резкие изменения состояния дыхательного центра, расположенного в продолговатом мозгу, приводящие к началу вентиляции. Первый вдох наступает, как правило, через 15-70 сек. после рождения.

Органы дыхания к моменту рождения ребенка морфологически несовершенны. В течение первых лет жизни они интенсивно растут и дифференцируются. К 7 годам формирование органов дыхания заканчиваются и в дальнейшем происходит только увеличение их размеров.

Носовая полость к моменту рождения ребенка недоразвита, ее высота составляет 17,5 мм при длине решетчатой кости 10,5 мм и верхней челюсти 7 мм. Носовая перегородка, разделяющая нос на правую и левую части, очень низкая. Носовые раковины, идущие от наружных боковых стенок носовой полости и разделяющие носовую полость на ряд щелей (четыре носовых хода), очень толстые. В связи с этим носовые ходы узкие. Нижний носовой ход образуется к 6 месяцам и продолжает увеличиваться до 13 лет, затем в течение жизни изменяется мало. Значительное увеличение среднего носового хода начинается с 2 лет и продолжается до 20.

У новорожденных добавочные полости носа развиты слабо: лобная и клиновидная пазухи представляют собой небольшие вы­пячивания слизистой оболочки. К 14 годам они достигают размеров и формы пазух взрослого человека. Больше других развита гайморова полость. Ячейки решетчатой кости у новорожденных находятся в зачаточном состоянии. Наиболее сильно они растут в первый год. Сначала они имеют круглую форму, к 3 годам становятся крупнее, в 7 годам теряют округлые очертания и число их увеличивается, к 14 годам достигают размеров ячеек взрослого.

Слезный канал у новорожденного выражен хорошо, но очень короток, его выходное отверстие лежит сравнительно близко ко дну носовой полости. Слизистая оболочка носовой полости очень нежна и богато снабжена кровеносными сосудами, причем просвет сосудов шире, чем у взрослых. Это обеспечивает лучшее согревание воздуха.

После рождения сильно растет наружная хрящевая часть носа, меняются размеры и форма носа (особенно в первые 5 лет жизни), а вместе с ним изменяется и носовая полость. Структурные особенности носовой полости детей раннего возраста затрудняют носовое дыхание, дети часто дышат с открытым ртом, что приводит к подверженности простудным заболеваниям.

Носоглотка у детей раннего возраста отличается меньшей длиной, большей шириной и низким расположением евстахиевой трубы. Данные особенности приводят к тому, что заболевания верхних дыхательных путей у детей часто осложняются воспалением среднего уха (отит), так как инфекция легко проникает в ухо через широкую и короткую слуховую трубу. Заболевания миндалевидных желез, расположенных в глотке, серьезно отражаются на здоровье ребенка.

Гортань детей расположена выше, чем у взрослых, поэтому ребенок, лежа на спине, может глотать жидкую пищу. Гортань в раннем возрасте имеет форму воронки, у которой фронтальный диаметр больше сагиттального. С возрастом она принимает цилиндрическую форму. Наиболее интенсивно гортань растет на 1-3-м годах жизни и в момент полового созревания.

В области подсвязочного пространства имеет выраженное сужение. Диаметр гортани в этом месте у новорожденного всего 4 мм и увеличивается с возрастом медленно─ к 14 годам составляет 1 см. Узкий просвет гортани, легко возникающие отек подслизистого слоя, спазм гладкой мускулатуры из-за обилия нервных рецепторов в подсвязочном пространстве могут привести при респираторной инфекции к стенозу (сужению) гортани.

У детей раннего возраста истинные голосовые связки короче. Их длина у новорожденного 0,42-0,45 см. Довольно быстро голосовые связки растут в первый год жизни и в 14-16 лет. С 12 лет появляются половые различия – с этого времени голосовые связки у мальчиков длиннее (1,65 см), чему девочек (1,5 см ).

Половые различия в развитии гортани до 2 лет не обнаружены. После 2-3 лет у девочек гортань отстает в росте. Еще ярче это выражено в 10-15 лет. У девочек гортань короче и меньше, чем у мальчиков. У мальчиков переднезадний диаметр гортани увеличивается с 3-5 лет и становится больше, чем у девочек. В период полового созревания у мальчиков образуется кадык, удлиняются голосовые связки, гортань становиться шире и длиннее, чем у девочек, происходит ломка голоса.

Трахея новорожденного относительно широкая и длинная, располагается выше, чем у взрослого. У новорожденного длина составляет 3,2– 4,5 см. Она увеличивается в соответствии с ростом туловища, максимальное ускорение отмечено в первые 6 месяцев жизни и в период полового созревания – 14-16 лет. К 25 годам длина трахеи составляет 10 –12 см. Хрящи трахеи тонкие и мягкие после 60 лет становятся хрупкими.

Бронхи к моменту рождения узкие, их хрящи мягкие, мышечные и эластические волокна развиты слабо, слизистая оболочка содержит мало слизистых желез, богато снабжена сосудами. Наибольший рост отмечен в первый год жизни и в момент полового созревания. В раннем детстве бронхиальное дерево выполняет очистительную функцию недостаточно. Механизмы самоочищения - кашлевой рефлекс, развиты намного слабее, чем у взрослых.

Легкие у новорожденного недостаточно сформированы. До 3 лет происходит их усиленный рост и дифференцировка отдельных элементов. При рождении диаметр альвеол достигает 0,07мм, у взрослого-0,2мм. Число альвеол к 8 годам достигает их числа у взрослого человека. В возрасте от3 до 7 лет темпы роста легких снижаются. Особенно усиленно растут после 12 лет.

По сравнению с объемом новорожденного, к 12 годам легкие увеличиваются в 10 раз, а к концу полового созревания – в 20 раз (в основном за счет увеличения объема альвеол).

С возрастом изменяется и масса легких: у новорожденного – 50 г , а у годовалого ребенка – 150 г , у 12-летнего – 560 г , а у взросло­го – 1 кг.

Дыхание новорожденного частое и поверхностное -48-63 дыхательных движений в минуту. У детей первого года жизни частота дыхательных движений во время бодрствования ─50-60, а во время сна ─35-40. У детей 1-2 лет во время бодрствования частота дыхания ─35-40, у 2-4-летних ─25-35 и у 4-6-летних─23-26. В дошкольном возрасте происходит дальнейшее урежение до 18-20 раз в минуту.

Объем вдыхаемого воздуха у ребенка в 1 месяц жизни составляет 30мл, в 1 год-70 мл, в 6 лет-156мл, в 10 лет-239мл, в 14 -300мл.

Минутный объем дыхания у новорожденных составляет 650-700мл воздуха, к концу первого года жизни достигает─ 2600-2700мл, к 6 годам- 3500 мл, в 10 лет ─4300мл, в 14 ─ 4900мл, у взрослого человека ─ 5000-6000 мл.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) с возрастом также меняется. У новорожденных и детей младшего возраста измерения не проводятся. В 4-6 лет составляет 1200 мл воздуха, в 8 лет─ 1360-1440 мл, к 12 годам- 1950 мл, в 15 лет ─2500-2600 мл, в 14 ─ 2700-3500мл, у взрослого человека ─ 3000-4500 мл.

Постепенность созревания костно-мышечного аппарата дыхательной системы и особенности его развития у мальчиков и девочек определяют возрастные и половые различия типов дыхания . У новорожденных детей преобладает диафрагмальное дыхание , которое сохраняется до второй половины первого года. Постепенно дыхание грудных детей становится грудобрюшным , с преобладанием диафрагмального. В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса все более начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7-годам он становиться выраженным.

В 7-8 лет выявляются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков становиться преобладающий брюшной тип , у девочек – грудной . Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14-17 годам.

Литература:

1. Ежова Н.В., Русакова Е.М., Кащеева Г.И. Педиатрия. ─ Минск: Вышэйшая школа, 2003.─ С. 232-236.

2. Хрипкова А.Г., Антропова М.В., Фарбер Д.А. Возрастная физиология и школьная гигиена: пособие для студентов пед. институтов. ─ М.: Просвещение, 1990.─ С. 236-243.

3. Симонова О.И. Возрастная анатомия и физиология. УМК.─Горно-Алтайск РИО ГАГУ, 2008.─ С. 31-33.

4. http://www.neuronet.ru/bibliot/semiotika/3_5.html

5. http://www.studentmedic.ru/download.php?rub=1&id=1585

6. http://works.tarefer.ru/64/100209/index.html

7. http://www.traktat.ru/tr/referats/id.6248.html

Возрастные особенности дыхательной системы

У новорожденного полость носа низкая и узкая. Верхний носовой ход отсутствует. К 6 мес. жизни высота полости носа увеличивается. К 10 годам – в 1,5 раза, а к 20 годам – в 2 раза.

Носоглотка у новорожденного сравнительно широкая, а евстахиева труба короткая, в связи с чем заболевания верхних дыхательных путей у детей нередко осложняются воспалением среднего уха, так как инфекция легко проникает в среднее ухо через широкую и короткую евстахиеву трубу.

Гортань у новорожденных располагается выше, чем у взрослых, вследствие чего ребенок одновременно может дышать и глотать. Хрящи гортани, тонкие у новорожденных, с возрастом становятся более толстыми. После 2–3 лет у девочек гортань отстает в росте, она становится короче и меньше, чем у мальчиков, что сохраняется и у взрослых. Половые различия гортани больше всего заметны на щитовидном хряще и голосовых связках. В 12–14 лет у мальчиков на месте соединения пластинок щитовидного хряща начинает расти кадык, удлиняются голосовые связки, вся гортань становится шире и длиннее, чем у девочек. У мальчиков в этот период происходит ломка голоса.

Рост трахеи у детей осуществляется в соответствии с ростом тела. К 10 годам ее длина увеличивается в 2 раза, к 25 годам – в 3 раза. Слизистая оболочка трахеи и носоглотки детей нежна и богата кровеносными сосудами.

Бронхи у детей узкие, слизистая оболочка содержит мало слизистых желез, богато снабжена сосудами. Рост бронхов наиболее энергичен в первый год жизни и в период полового созревания.

Рост легких осуществляется за счет ветвления мелких бронхов, образования альвеол и увеличения их объема. До 3-х лет происходит усиленный рост легких и дифференцировка их отдельных элементов. В возрасте от 3 до 7 лет темпы роста легких снижаются. Особенно энергично растут альвеолы после 12 лет. Объем легких в этом возрасте увеличивается

в 10 раз по сравнению с объемом легких новорожденного, а к концу полового созревания – в 20 раз.

Грудная клетка ребенка растет параллельно росту тела, ребра принимают наклонное вниз положение и начинают принимать участие в дыхании. Тип дыхания становится смешанным. Совершенствуется рефлекторная регуляция дыхания, т. е. кора головного мозга постепенно начинает контролировать деятельность дыхательного центра продолговатого мозга, однако морфологическая и функциональная незрелость органов дыхания сохраняется до 14 лет. Формирование половых различий в строении грудной клетки и типе дыхания заканчивается к 21 году. Однако развитие органов дыхания и совершенствование его регуляции продолжается и у взрослых людей. При этом наблюдаются значительные индивидуальные различия в зависимости от того, занимается ли человек физическим трудом, спортом или ведет малоподвижный образ жизни, курит, употребляет алкоголь.

Дыхательные движения. Первый вдох новорожденного происходит в результате резкого возбуждения центра вдоха после перерезания пуповины. У новорожденных мышцы ребер в дыхании не участвуют, и оно осуществляется только за счет сокращений диафрагмы (диафрагмальный или брюшной тип дыхания). Дыхание новорожденного поверхностное и частое (до 60 в минуту), вентиляция в периферических участках легких слабо выражена, минутный объем легких всего 1300 мл (у взрослого 4–6 л).

У детей первого года жизни частота дыхательных движений равна 50–60 в минуту во время бодрствования. У детей 1–2-летних – 35–40 в минуту; у

2–4-летних – 25–35 в минуту и у 4–6-летних – 23–26 в минуту. У школьников

происходит снижение частоты дыхания до 18–20 в минуту.

Большое значение для роста и развития ребенка имеет носовое дыхание , выключение которого ведет к расстройству сна и пищеварения и,как следствие, к отставанию физического и умственного развития. Требуется тщательный уход за полостью носа грудных детей, а при возникновении заболеваний носоглотки (риниты, назофарингиты, аденоиды носовой полости) следует незамедлительно провести соответствующее лечение.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса все более начинает преобладать грудной тип дыхания . В период полового созревания грудная клетка приобретает форму взрослого человека, хотя остается еще меньшей по размеру. Грудная клетка у девочек приобретает цилиндрическую форму, и тип дыхания становится грудным (верхние ребра активнее участвуют в дыхании, чем нижние). У мальчиков она приобретает коническую форму с основанием, обращенным вверх (плечевой пояс шире таза) и тип дыхания становится брюшным (нижние ребра и диафрагма активно участвуют в дыхании). В этом возрасте повышается ритмичность дыхания, частота дыхания уменьшается до 20 в минуту, а глубина растет, и минутный объем легких составляет 3500–4000 мл, что приближается к показателям взрослого человека. К 18 годам частота дыхания устанавливается 16–17 в минуту, и минутный объем дыхания соответствует

норме взрослого.

Литература

а) основная литература

1. Сапин М.П., Сивоглазов В.И. Анатомия и физиология человека (с возрастными особенностями детского организма): Учеб. пособие. М., 1997.

2. Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Возрастная физиология: (Физиология развития ребенка): Учеб. пособие. М., 2002.

3. Любимова, З.В. Возрастная физиология: учеб. для студентов вузов: в 2ч. Ч.1 / З. В. Любимова, К. В. Маринова, А. А. Никитина. - М.: Владос, 2004, 2008. – 301 с. – Рекомендовано МО РФ.

б) дополнительная литература

1. Обреимова, Н.И. Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков: Учеб. пособие /Н.И. Обреимова, А.С.Петрухин – М.: Академия, 2008. – 368 с.

2. Алешина, Л.И. Методическое руководство к лабораторным занятиям по возрастной анатомии, физиологии и гигиене человека /Л.И. Алешина, С.Ю. Лебедченко, М.В. Мужиченко, Е.И. Новикова, С.А. Сулейманова, М.М. Тобольская, Н.А. Федоркина, Е.А. Шульгин. – Волгоград.: Перемена, 2005. – 141 с.

У детей слизистые оболочки верхних дыхательных путей и голосовые связки очень нежны и легко ранимы, поэтому они часто страдают от насморка, воспаления гортани, бронхов и легких. Большую роль в предупреждении заболеваний органов дыхания и голосового аппарата играет правильное дыхание – через нос. При носовом дыхании воздух, прежде чем попасть в гортань, бронхи и легкие, проходит через узкие, извилистые носовые пути, где очищается от пыли, микробов и других вредных примесей, увлажняется и согревается. Этого не происходит при дыхании через рот. Кроме того, при дыхании через рот затрудняются нормальный ритм и глубина дыхания и прохождение воздуха в легкие в единицу времени уменьшается. Дыхание через рот у детей чаще всего возникает при хроническом насморке, появлении в носоглотке аденоидов. Нарушение носового дыхания отрицательно сказывается на общем состоянии ребенка: он бледнеет, становится вялым, легко утомляется, плохо спит, страдает головными болями, физическое и психическое развитие его замедляется. Такого ребенка надо срочно показать врачу. Если причиной неправильного дыхания являются аденоиды, их удаляют. После этой несложной и неопасной операции состояние ребенка значительно улучшается, физическое и умственное развитие быстро приходит к норме. При воспалении гортани (ларингите) заболевают в основном голосовые связки, расположенные на внутренней поверхности боковых стенок гортани. Ларингит имеет две формы: острую и хроническую. Острый ларингит сопровождается кашлем, першением в горле, болями при глотании, разговоре, хрипотой, иногда даже потерей голоса (афонией). Если не будут своевременно приняты необходимые меры лечения, острый ларингит может перейти в хроническую форму. Для предохранения органов дыхания и голосового аппарата от заболеваний у детей большое значение имеет отсутствие резких колебаний

температуры воздуха и пищи. Не следует выводить детей из сильно нагре-тых помещений или после горячей ванны (бани) на холод, разрешать пить холодные напитки или есть мороженое в разгоряченном состоянии. Сильное напряжение голосового аппарата также может привести к воспалению гортани. Надо следить за тем, чтобы дети не разговаривали громко продолжительное время, не пели, не кричали и не плакали, особенно в сырых, холодных и пыльных помещениях или на прогулках в неблагоприятную погоду. Разучивание стихотворений и пение (с соблюдением голосового режима и дыхания) способствуют развитию и укреплению гортани, голосовых связок и легких. Чтобы голосовые связки не перенапрягались, декламировать стихи надо спокойным, негромким голосом, петь без напряжения; непрерывность звучания не должна превышать 4–5 мин. Дети же в силу особенностей их аппарата дыхания не могут при физических нагрузка значительно изменить глубину дыхания, а учащают дыхание. И без того частое и поверхностное дыхание у детей при физических нагрузках становится еще более частым и поверхностным. Это приводит к более низкой эффективности вентиляции легких, особенно у маленьких детей. Научить детей правильно дышать при ходьбе, беге и других видах деятельности - одна из задач учителя. Одно из условий правильного дыхания - это забота о развитии грудной клетки. Для это важно правильное положение тела. Особенно во время сидения за партой, дыхательная гимнастика и другие физические упражнения, развивающие мускулатуру, приводящую в движение грудную клетку. Особенно полезны в этом отношении такие виды спорта, как плавание, гребля, катание на коньках, ходьба на лыжах. Обычно человек с хорошо развитой грудной клеткой дышит равномерно и правильно. 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.

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 источником энергии. Без доступа кислорода жизнь продолжается лишь несколько минут. При окислительных процессах образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма.

^ В понятие дыхания включают следующие процессы:

1. внешнее дыхание – обмен газов между внешней средой и легкими – легочная вентиляция;

2. обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью капилляров – легочное дыхание ;

3. транспорт газов кровью, перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа в легкие;

4. обмен газов в тканях ;

5. внутреннее или тканевое дыхание – биологические процессы, происходящие в митохондриях клеток.

Дыхательная система человека состоит из:

1) воздухоносных путей, к которым относятся полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи;

2) легких - состоящих из бронхиол, альвеолярных мешочков и богато снабженных сосудистыми разветвлениями;

3) костно-мышечной системы, обеспечивающей дыхательные движения: к ней относятся ребра, межреберные и другие вспомогательные мышцы, диафрагма.

С ростом и развитием организма увеличивается объем легких. Легкие у детей растут главным образом за счет увеличения объема альвеол (у новорожденных диаметр альвеолы 0,07 мм, у взрослого он достигает 0,2 мм. До 3 лет происходит усиленный рост легких и дифференцировка их отдельных элементов. Число альвеол к 8 годам достигает числа их у взрослого человека. В возрасте от 3 до 7 лет темпы роста легких снижаются. Особенно интенсивный рост легких отмечается между 12 и 16 годами. Вес обоих легких в 9-10 лет равен 395 г, а у взрослых почти 1000 г. Объем легких к 12 годам увеличивается в 10 раз по сравнению с объемом легких новорожденного, а к концу периода полового созревания - в 20 раз (в основном за счет увеличения объема альвеол). Соответственно изменяется газообмен в легких, увеличение суммарной поверхности альвеол приводит к возрастанию диффузных возможностей легких.

В возрасте 8-12 лет происходит плавное созревание морфологических структур легких и физическое развитие организма. Однако между 8 и 9 годами жизни удлинение бронхиального дерева преобладает над его расширением. В результате этого снижение динамического сопротивления дыхательных путей замедляется, а в ряде случаев динамики трахеобронхиального сопротивления нет. Плавно, с тенденцией к возрастному увеличению, изменяются и объемные скорости дыхания. Качественные изменения на грани 8-12 лет претерпевают эластические свойства легких и тканей грудной клетки. Возрастает их растяжимость.

Частота дыхания у детей 8-12 лет колеблется в пределах от 22 до 25 вдохов в минуту без четкой возрастной зависимости. Дыхательный объем увеличивается со 143 до 220 мл у девочек и со 167 до 214 мл у мальчиков. При этом минутный объем дыхания у мальчиков и девочек не имеет достоверных различий. Он плавно снижается у детей от 8 до 9 лет и практически не меняется между 10 и 11 годами. Снижение относительной вентиляции между 8 и 9 годами и ее тенденция к снижению от 11 к 12 годам свидетельствует об относительной гипервентиляции легких у младших детей по сравнению с более старшими. Прирост статических объемов легких наиболее выражен у девочек от 10 до 11 лет и у мальчиков от 10 до 12 лет.

Такие показатели, как длительность задержки дыхания, макси­мальная вентиляция легких (МВЛ), ЖЕЛ определяются у детей с 5-летнего возраста, когда они могут сознательно регулировать дыхание.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) дошкольников в 3-5 раз мень­ше, чем у взрослых, а младшем школьном возрасте - в 2 раза меньше. В возрасте 7-11 лет отношение ЖЕЛ к массе тела (жиз­ненный индекс) составляет 70 мл/кг (у взрослого - 80 мл/кг).

Минутный объем дыхания (МОД) на протяжении дошкольного и младшего школьного возраста постепенно растет. Этот показатель за счет высокой частоты дыхания у детей меньше отстает от взрослых величин: в 4 года - 3.4 л/мин, в 7 лет - 3.8 л/мин, в 11 лет - 4-6 л/мин.

Продолжительность задержки дыхания у детей невелика, так как у них очень высокая скорость обмена веществ, большая потреб­ность в кислороде и низкая адаптация к анаэробным условиям. У них очень быстро снижается содержание оксигемоглобина в крови и уже при его содержании 90-92% в крови задержка дыхания пре­кращается (у взрослых задержка дыхания прекращается при значительно более низком содержании оксигемоглобина - 80-85%, а у адаптированных спортсменов - даже при 50-60%). Длительность задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) в возрасте 7-11 лет по­рядка 20-40 с (у взрослых - 30-90 с), а на выдохе (проба Генчи) -15-20 с (у взрослых - 35-40 с).

Величина МВЛ достигает в младшем школьном возрасте всего 50-60 л/мин (у нетренированных взрослых людей она порядка 100-140 л/мин, а у спортсменов - 200 л/мин и более).

Показатели функционального состояния воздухоносных путей и легочной ткани изменяются в тесной связи с изменением антропометрических характеристик организма детей на данном этапе онтогенеза. В переходный период из «второго детства» к подростковому возрасту (у девочек в 11-12 лет, у мальчиков с 12 лет) она наиболее выражена. Базально-апикальный градиент вентиляции, характеризующий неравномерность распределения газов в легких, у детей до 9 лет остается ниже, чем у взрослых. В 10-11 лет выявляется достоверный градиент кровенаполнения между верхними и нижними зонами легких. Отмечается большая неоднородность отношения вентиляции (кровоток в нижних зонах легких) и тенденция к его увеличению с возрастом.

Из-за неглубокого дыхания и сравнительно большого объема «мерт­вого пространства» эффективность дыхания у детей невысока. Из альвео­лярного воздуха в кровь переходит меньше кислорода и много кислорода оказывается в выдыхаемом воздухе. Кислородная емкость крови в резуль­тате мала - 13-15 об.% (у взрослых - 19-20 об.%).

Однако, в ходе исследований было установлено, что при адаптации к дозированной физической нагрузке мальчиков 8 и 12 лет под влиянием работы умеренной интенсивности увеличивается легочная вентиляция, заметно возрастает потребление кислорода, повышается эффективность дыхания. Было показано, что физическая нагрузка приводила к некоторому перераспределению величин регионарных дыхательных объемов воздуха, их большей функциональной нагрузке верхних зон легких.

В процессе возрастного развития повышается эффективность газообмена в легких, поглощение кислорода увеличивается до 3,9%, а выделение углекислого газа - до 3,8%. Относительные величины потребления кислорода продолжают снижаться, наиболее заметно в 9 лет - 4,9 мл/(мин×кг), в 11 лет показатель равен 4,6 мл/ (мин-кг) у девочек и 4,85 мл/(мин×кг) у мальчиков. Относительное содержание кислорода в крови у детей в возрасте 9-12 лет составляет 1/4 уровня детей грудного возраста и 1/2 уровня детей 4-7 лет. Однако количество физически растворимого в крови кислорода с возрастом, увеличивается (у 7 летних оно не превышало 90 мм рт.ст., у 8-10 летних равно 93-97 мм рт.ст.).

Половые различия функциональных показателей дыхательной системы появляются с первыми признаками полового созревания (у девочек с 10-11 лет, у мальчиков с 12 лет). Неравномерность развития дыхательной функции легких остается особенностью данного этапа индивидуального развития организма ребенка.

Между 8 и 9 годами жизни на фоне усиленного роста бронхиального дерева значительно снижается относительное альвеолярная вентиляция легких и относительное содержание кислорода в крови. Характерно затихание темпов развития дыхательной функции в препубертатном периоде, вновь его усиление в начале препубертата. После 10 лет после относительной стабилизации функциональных показателей, усиливаются их возрастные преобразования: увеличиваются легочные объемы, растяжимость легких, еще больше уменьшаются относительные величины легочной вентиляции и поглащений кислорода легкими, начинают различаться функциональные показатели у мальчиков и девочек.

^ Механизм регуляции дыхания весьма сложен. Дыхательный центр обеспечивает ритмичную смену фаз дыхательного цикла благодаря замыканию в нем сигнализацией от органов дыхания и рецепторов сосудов. Дыхательный центр имеет хорошо развитые связи со всеми отделами центральной нервной системы, благодаря чему его деятельность может объединиться с деятельностью любой части центральной нервной системы. Этим обеспечивается перестройка деятельности дыхательного центра и приспособление процесса дыхания к изменяющейся жизнедеятельности организма. В регуляции дыхания имеют преобладающее значение нервно-рефлекторные механизмы. Гуморальные факторы действуют не непосредственно на дыхательный центр, а через периферические и центральные хеморецепторы. Выявлена роль коры головного мозга в регуляции дыхания.

К моменту рождения центральные механизмы регуляции дыхания обеспечиваются ретикумерными структурами моста, сенсорной корой и рядом образований лимбической системы в дальнейшем постнатальном развитии в регуляцию дыхательной функции включаются новые структуры: парафисцикумерный комплекс зрительного бугра, задний и латеральный гипоталамус. Эффекторный отдел функциональной дыхательной системы оформляется и достигает зрелости уже к 24-28 й неделе эмбриогенеза. Хеморецепторный гломус у новорожденных обладает высокой чувствительностью к изменению рО2 и рСО2 крови, что указывает на достаточную зрелость самого гломуса и идущих от него нервных путей. Такая автоматизированная функция, как дыхание, уже с первых дней жизни начинает совершенствоваться не только в результате продолжающегося развития синапсов и новых связей, но и благодаря быстрому образованию условно-рефлекторных реакций. Именно они обеспечивают наилучшее приспособление организма ребенка к окружающей среде.

Уже с первых часов жизни дети отвечают увеличением вентиляции на падение рО2 крови и снижением вентиляции на вдыхание кислорода. В отличие от взрослых реакция на колебание кислорода в крови у новорожденных незначительна и не стойка. С возрастом большое значение в усилении легочной вентиляции приобретает увеличение дыхательного объема. В дошкольном и младшем школьном возрасте прирост легочной вентиляции достигается преимущественно за счет учащения дыхания. У подростков дефицит кислорода во вдыхаемом воздухе вызывает увеличение дыхательного объема, и только у половины из них увеличивается и частота дыхания. Реакция дыхательного центра на изменение концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе и его содержание в артериальной крови также изменяется в онтогенезе и в школьном возрасте достигает уровня взрослых. В период полового созревания происходят временные нарушения регуляции дыхания и организм подростков отличается меньшей устойчивостью к недостатку кислорода; чем организм взрослого человека. Увеличивающая по мере роста и развития организма потребность в кислороде обеспечивается совершенствованием регуляции дыхательного аппарата, приводящей к возрастающей экономизации его деятельности. По мере созревания коры больших полушарий, совершенствуется возможность произвольно изменять дыхание - подавлять дыхательные движения или производить максимальную вентиляцию легких.

У взрослого человека во время мышечной работы увеличивается легочная вентиляция в связи с учащением и углублением дыхания. Такие виды деятельности, как бег, плавание, бег на коньках и лыжах, езда на велосипеде, резко повышают объем легочной вентиляции. У тренированных людей усиление легочного газообмена идет главным образом за счет увеличения глубины дыхания. Дети же в силу особенностей их аппарата дыхания не могут при физических нагрузках значительно изменить - глубину дыхания, а учащают дыхание. И без того частое и поверхностное дыхание у детей при физических нагрузках становится еще более частым и поверхностным. Это приводит к более низкой эффективности вентиляции легких, особенно у маленьких детей. Организм подростка, в отличии от взрослого, быстрее достает максимального уровня потребления кислорода, но и быстрее прекращает работу из-за неспособности долго поддерживать потребление кислорода на высоком уровне. Произвольные изменения дыхания играют важную роль при выполнении ряда дыхательных движений и помогают правильно сочетать определенные с фазой дыхания (вдохом и выдохом).

Одним из важных факторов в обеспечении оптимального функционирования дыхательной системы при различного вида нагрузках является регуляция соотношения вдоха и выдоха. Наиболее эффективным и облегчающим физическую и умственную деятельности является дыхательный цикл, в котором выдох длиннее вдоха. Научить детей правильно дышать при ходьбе, беге и других видах деятельности - одна из задач учителя. Одно из условий правильного дыхания - это забота о развитии грудной клетки, потому что длительность и амплитуда дыхательного цикла зависят от действия внешних факторов и внутренних свойств системы легкие - грудная клетка. Для этого важно правильное расположение тела, особенно во время сидения за партой, дыхательная гимнастика и другие физические упражнения, развивающие мускулатуру, приводящую в движение грудную клетку.

Особенно полезны в этом отношении такие виды спорта, как плавание, гребля, катание на коньках, ходьба на лыжах. Обычно человек с хорошо развитой грудной клеткой дышит равномерно и правильно. Надо приучать детей ходить и стоять, соблюдая правильную осанку, так как это содействует расширению грудной клетки, облегчает деятельность легких и обеспечивает более глубокое дыхание. При согнутом положении тела в организм поступает меньшее количество воздуха. Правильное положение туловища детей в процессе различных видов деятельности содействует расширению грудной клетки, обеспечивает глубокое дыхание, Наоборот, при согнутом положении тела создаются обратные условия, нарушается нормальная деятельность легких, ими поглощается меньшее количество воздуха, а вместе с этим и кислорода, что снижает сопротивляемость организма к неблагоприятным факторам внешней среды.

Дыхательная система в старости . Наблюдаются атрофические процессы в слизистой оболочке органов дыхания, дистрофические и фиброзно-склеротические изменения хрящей трахеобронхиального дерева. Стенки альвеол истончаются, снижается их эластичность, утолщается мембрана. Существенно изменяется структура общей емкости легких: уменьшается жизненная емкость, увеличивается остаточный объем. Все это нарушает легочный газообмен, снижает эффективность вентиляции. Характерной особенностью возрастных изменений является напряженное функционирование дыхательной системы. Это находит отражение в росте вентиляционного эквивалента, снижении коэффициента использования кислорода, увеличении частоты дыхания и амплитуды дыхательных колебаний транспульмонального давления.

С возрастом ограничиваются функциональные возможности дыхательной системы. В этом отношении показательны возрастное снижение максимальной вентиляции легких, максимальных уровней транспульмонального давления, работы дыхания. Отчетливо уменьшаются у пожилых и старых людей максимальные величины вентиляционных показателей в условиях напряженного функционирования при гипоксии, гиперкапнии, физической нагрузке. Касаясь причин этих нарушений, следует отметить изменения костно-мышечного аппарата грудной клетки - остеохондроз грудного отдела позвоночника, окостенение реберных хрящей, дегенеративно-дистрофические изменения реберно-позвоночных сочленений, атрофические и фиброзно-дистрофические процессы в дыхательных мышцах. Указанные сдвиги приводят к изменению формы грудной клетки и уменьшению ее подвижности.

Одной из важнейших причин возрастных изменений легочной вентиляции, напряженного ее функционирования является нарушение бронхиальной проходимости вследствие анатомо-функциональных изменений бронхиального дерева (инфильтрация стенок бронхов лимфоцитами и плазматическими клетками, склерозирование бронхиальных стенок, появление в просвете бронхов слизи, спущенного эпителия, деформации бронхов из-за перибронхиального разрастания соединительной ткани). Ухудшение бронхиальной проходимости связано также со снижением эластичности легких (уменьшается эластическая тяга легких). Увеличение объема воздухоносных путей и, следовательно, мертвого пространства с соответствующим снижением доли альвеолярной вентиляции ухудшают условия газообмена в легких. Характерны снижение напряжения кислорода и рост напряжения углекислоты в артериальной крови, что обусловлено ростом альвеолоартериальных градиентов этих газов и отражает нарушение легочного газообмена на этапе альвеолярный воздух - капиллярная кровь. К причинам артериальной гипоксемии при старении относятся неравномерность вентиляции, несоответствие вентиляции и кровотока в легких, рост анатомического шунтирования, уменьшение поверхности диффузии со снижением диффузионной способности легких. Среди указанных факторов решающее значение имеет несоответствие вентиляции и перфузии легких. В связи с ослаблением рефлекса Геринга - Брейера нарушаются реципрокные отношения между экспираторными и инспираторными нейронами, что способствует учащению дыхательных аритмий.

Возникающие изменения ведут к снижению адаптационных возможностей дыхательной системы, к возникновению гипоксии, которая резко усиливается при стрессовых ситуациях, патологических процессах аппарата внешнего дыхания.

^ VI. Возрастные особенности системы пищеварения
и ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

Пищеварение - это процесс расщепления пищевых структур до компонентов, утративших видовую специфичность и способных всасываться в желудочно-кишечном тракте. При этом пластическая и энергетическая ценность питательных веществ сохраняется. Попадая в кровь и лимфу, питательные вещества включаются в обмен веществ организма и усваиваются его тканями. Следовательно, пищеварение обеспечивает питание организма и тесно связано с ним.

В период внутриутробного развития функции органов пищева­рения выражены слабо в связи с отсутствием пищевых раздражите­лей, стимулирующих секрецию их желез. Околоплодная жидкость, которую плод заглатывает со второй половины внутриутробного периода развития, является слабым раздражителем пищеваритель­ных желез. В ответ на это они выделяют секрет, переваривающий небольшое количество белков, содержащихся в околоплодной жидкости. Секреторная функция пищеварительных желез усиленно раз­вивается после рождения под влиянием раздражающего действия пищевых веществ, вызывающих рефлекторное выделение пищева­рительных соков.

Различают лактотрофное, искусственное и смешанное питание. При лактотрофном типе питания питательные вещества молока гидролизуются посредством ферментов с последующей все возрастающей ролью собственного пищеварения. Усиление секреторной деятельности пищеварительных желез развивается постепенно и резко повышается при переходе на смешанное и особенно искусственное питание детей.

С переходом на прием плотной пищи особое значение приобретают ее размельчение, смачивание и формирование пищевою комка, что достигается с помощью жевания. Жевание становится эффективным сравнительно поздно к 1,5 – 2 годам. В первые месяцы после рождения зубы находятся под слизистой оболочкой десен. Прорезывание молочных зубов происходит с 6 до 30-го месяца в определенной последовательности разных зубов. Молочные зубы заменяются постоянными в период с 5 - 6 до 12 - 13 лет. При прорезывании молочных зубов жевательные движения слабые аритмичные, с увеличением числа зубов они становятся ритмичными и по силе, длительности, характеру приводятся в соответствие со свойствами пережевываемой пищи. В пубертатном периоде развитие зубов заканчивается, за исключением третьих коренных (зубы мудрости), которые прорезываются в 18 - 25 лет.

С появлением молочных зубов у ребенка начинается выраженное слюноотделение. Оно усиливается на протяжении первого года жиз­ни и продолжает совершенствоваться по количеству и составу слюны с увеличением разнообразия пищи.

У новорожденных желудок имеет округлую форму и расположен горизонтально. К 1 году он становится продолговатым и приобретает вертикальное положение. Форма, характерная для взрослых, формируется к 7 - 11 годам. Слизистая оболочка желудка детей менее складчатая и более тонка, чем у взрослых, содержит меньше желез, а в каждой из них число гланулоцитов меньше, чем у взрослых. С возрастом увеличивается общее число желез и число их на 1 мм 2 слизистой оболочки. Желудочный сок беднее ферментами, активность их еще мала. Это затрудняет процесс переваривания пищи. Низкое содержание соля­ной кислоты снижает бактерицидные свойства желудочного сока, что приводит к частым желудочно-кишечным заболеваниям детей.

Железы тонкой кишки, так же как и желе­зы желудка, функционально не вполне развиты. Состав кишечного сока у ребенка такой же, как и у взрослого, но переваривающая сила ферментов значительно меньше. Она возрастает одновременно с повышением активности желудочных желез и увеличением кислот­ности его сока. Поджелудочная железа выделяет тоже менее актив­ный сок. Кишечник ребенка отличается активной и очень неустойчивой перистальтикой. Она может легко усиливаться под влиянием мест­ного раздражения (поступление пищи, ее брожение в кишечнике) и различных внешних воздействий. Так, общее перегревание ребен­ка, резкое звуковое раздражение (крик, стук), увеличение его дви­гательной активности приводят к усилению перистальтики. В связи с тем что у детей относительно большая длина кишечни­ка и длинная, но слабая, легко растягивающаяся брыжейка, возни­кает возможность возникновения заворотов кишок. Двигательная функция желудочно-кишечного тракта становится такой же, как у взрослых, к 3-4 годам.

В дошкольном возрасте интенсивно развиваются функции под­желудочной железы и печени ребенка. В возрасте 6-9 лет активность желез пищеварительного тракта значительно усиливается, пищева­рительные функции совершенствуются. Принципиальное отличие пищеварения в детском организме от взрослого заключается в том, что у них представлено только пристеночное пищеварение и отсутствует внутриполостное переваривание пищи.

Недостаточность процессов всасывания в тонком кишечнике в некоторой степени компенсируется возможностью всасывания в же­лудке, которая сохраняется у детей до 10-летнего возраста.

Особенностью обменных процессов в детском организме является преобладание анаболических процессов (ассимиляции) над катаболическими (диссимиляции). Растущему организму требуются повышен­ные нормы поступления питательных веществ, особенно белков. Для детей характерен положительный азотистый баланс, т. е. поступле­ние азота в организм превышает его выведение.

Использование питательных продуктов идет в двух направлениях:

Для обеспечения роста и развития организма (пластическая функция)

Для обеспечения двигательной активности (энергетическая функция).

Для детей в связи с большой интенсивностью обменных процес­сов характерна более высокая, чем у взрослых, потребность в воде и витаминах. Относительная потребность в воде (на 1 кг массы тела) с возрастом снижается, а абсолютная суточная величина потребления воды нарастает: в возрасте 1 года необходимо 0.8 л, в 4 года - 1 л, в 7-10 лет 1,4 л, в 11-14 лет- 1,5 л.

В детском возрасте также необходимо постоянное поступление в организм минеральных веществ: для роста костей (кальций, фосфор), для обеспечения процессов возбуждения в нервной и мышечной ткани (натрий и калий), для образования гемоглобина (железо) и др.

Энергетический обмен у детей дошкольного и младшего школьного возраста значительно (почти в 2 раза) превышает уровень обме­на у взрослых, снижаясь наиболее резко в первые 5 лет и менее замет­но - на протяжении всей последующей жизни. Суточный расход энергии растет с возрастом: в 4 года - 2000 ккал, в 7 лет - 2400 ккал, в 11 лет - 2800 ккал.

^ VII. Возрастные особенности эндокринной системы

В регуляции функций организма важная роль принадлежит эндокринной системе. Органы этой си­стемы - железы внутренней секреции - выделяют особые вещест­ва (гормоны), оказывающие существенное и специализированное влияние на обмен веществ, структуру и функцию органов и тканей. Гормоны изменяют проницаемость клеточных мембран, обеспечивая доступ в клетки питательных и регуляторных веществ. Они непосредственно действуют на генетический аппарат в клеточных ядрах, регулируя считывание наследственной информации, усиливая синтез РНК и, соответственно, процессы синтеза белка и ферментов в организме. С участием гормонов формируются в развивающемся организме про­цессы адаптации к различным условиям внешней среды, в том числе к стрессовым ситуациям.

Эндокринные железы человека невелики по размерам, имеют очень небольшую массу (от долей грамма до нескольких грам­мов), богато снабжены кровеносными сосудами. Кровь приносит к ним необходимый строительный материал и уносит химически активные секреты. К эндокринным железам подходит разветвленная сеть нерв­ных волокон, их деятельность постоянно контролирует нервная система.

Еще до рождения ребенка начинают функционировать некоторые железы внутренней секреции, которые имеют большое значение и в первые годы после рождения (эпифиз, вилочковая железа, гормоны поджелудочной железы и коры надпочечников).

^ Щитовидная железа. В процессе онтогенеза масса щитовидной железы значительно возрастает - с 1 г в период новорожденности до 10 г к 10 годам. С началом полового созревания рост железы особенно интенси­вен, в этот же период возрастает функциональное напряжение щи­товидной железы, о чем свидетельствует значительное повышение содержания суммарного белка, который входит в состав гормона щитовидной железы. Содержание тиреотропина в крови интенсив­но нарастает до 7 лет.

Увеличение содержания тироидных гормонов отмечается к 10 годам и на завершающих этапах поло­вого созревания (15-16 лет). В возрасте от 5-6 к 9-10 годам качественно изменяются гипофизарно-щитовидные взаимоотноше­ния- снижается чувствительность щитовидной железы к тирео-тропным гормонам, наибольшая чувствительность к которым от­мечена в 5-6 лет. Это свидетельствует о том, что щитовидная железа имеет особенно большое значение для развития организ­ма в раннем возрасте.

Недостаточность функции щитовидной железы в детском воз­расте приводит к кретинизму. При этом задерживается рост и нарушаются пропорции тела, задерживается половое развитие, отстает психическое развитие. Раннее выявление гипофункции щитовидной железы и соответствующее лечение оказывают зна­чительный положительный эффект.

Резкую реакцию растущего организма вызывает недостаточная функция паращитовидных желез, регулирующих кальциевый обмен в организме. При их гипофункции содержание кальция в крови па­дает, повышается возбудимость нервной и мышечной тканей, разви­ваются судороги. Гиперфункция паращитовидных желез приводит к вымыванию кальция из костей и повышению его концентрации в крови. Это приводит к излишней гибкости костей, деформации ске­лета и отложению кальция в кровеносных сосудах и других органах.

Раннее развитие вилочковой железы (тимуса) обеспечивает высо­кий уровень иммунитета в организме. Она влияет на созревание лим­фоцитов, рост селезенки и лимфатических узлов. При нарушении ее гормональной активности у детей грудного возраста резко снижают­ся защитные свойства организма, исчезает в крови гаммаглобулин, имеющий большое значение в образовании антител, и ребенок поги­бает в возрасте 2-5 месяцев.

Надпочечники. Надпочечные железы уже с первых недель жизни характери­зуются бурными структурными преобразованиями. Развитие кори надпочечников интенсивно протекает в первые годы жизни ре­бенка. К 7 годам ее ширина достигает 881 мкм, в 14 лет она составляет 1003,6 мкм. Мозговое вещество надпочечников к мо­менту рождения представлено незрелыми нервными клетками. Они быстро в течение первых лет жизни дифференцируются в зрелые клетки, называемые хромофильными, так как отличаются способ­ностью окрашиваться в желтый цвет хромовыми солями. Эти клет­ки синтезируют гормоны, действие которых имеет много общего с симпатической нервной системой,- катехоламины (адреналин и норадреналин). Синтезированные катехоламины содержатся в мозговом веществе в виде гранул, из которых освобождаются под действием соответствующих стимулов и поступают в венозную кровь, оттекающую от коры надпочечников и проходящую через мозговое вещество. Стимулами поступления катехоламинов в кровь является возбуждение, раздражение симпатических нер­вов, физическая нагрузка, охлаждение и др. Главным гормоном мозгового вещества является адреналин, он составляет примерно 80% гормонов, синтезируемых в этом отделе надпочечников. Адре­налин известен как один из самых быстродействующих гормонов. Он ускоряет кругооборот крови, усиливает и учащает сердечные сокращения; улучшает легочное дыхание, расширяет бронхи; уве­личивает распад гликогена в печени, выход сахара в кровь; уси­ливает сокращение мышц, снижает их утомление и т. д. Все эти влияния адреналина ведут к одному общему результату - моби­лизации всех сил организма для выполнения тяжелой работы.

Повышенная секреция адреналина - один из важнейших ме­ханизмов перестройки в функционировании организма в экстре­мальных ситуациях, при эмоциональном стрессе, внезапных физи­ческих нагрузках, при охлаждении.

Тесная связь хромофильных клеток надпочечника с симпати­ческой нервной системой обусловливает быстрое выделение адре­налина во всех случаях, когда в жизни человека возникают об­стоятельства, требующие от него срочного напряжения сил. Зна­чительное нарастание функционального напряжения надпочечни­ков отмечается к 6 годам и в период полового созревания. В это же время значительно увеличивается содержание в крови стеро­идных гормонов и катехоламинов.

^ Поджелудочная железа. У новорожденных внутрисекреторная ткань поджелудочной железы преобладает над внешнесекреторной. Островки Лангер­ганса значительно увеличиваются в размерах с возрастом. Остров­ки большого диаметра (200-240 мкм), свойственные взрослым, обнаруживаются после 10 лет. Установлено и повышение уровня инсулина в крови в период от 10 до 11 лет. Незрелость гормо­нальной функции поджелудочной железы может явиться одной из причин того, что у детей сахарный диабет выявляется чаще всего в возрасте от 6 до 12 лет, особенно после перенесения острых инфекционных заболеваний (корь, ветряная оспа, свинка). Отмечено, что развитию заболевания способствует переедание, в особенности избыточность богатой углеводами пищи.

Секреция гормона гипофиза соматотропина нарастает постепен­но, а в возрасте 6 лет усиливается более значительно, обуславливая заметную прибавку роста ребенка. Однако самый значительный подъем секреции этого гормона приходится на переходный период, вызывая резкое увеличение длины тела.

Эпифиз в дошкольном возрасте осуществляет важнейшие процес­сы регуляции водного и солевого обмена в детском организме. Ак­тивная деятельность эпифиза подавляет в этот период нижележащие структуры гипоталамуса.

С ослаблением тормозных влияний эпифиза после 7-летнего воз­раста нарастает активность гипоталамуса и формируется тесная взаи­мосвязь его функций с гипофизом, т.е. оформляется гипоталамо-гипофизарная система, передающая влияния ЦНС через различные железы внутренней секреции на все органы и системы организма.

^ VIII. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОНТОГЕНЕЗА НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Возрастные изменения морфофункциональной организации нейрона. На ранних стадиях эмбрионального развития для нерв­ной клетки характерно наличие большого ядра, окруженного не­значительным количеством цитоплазмы. В процессе развития относительный объем ядра уменьшается. На третьем месяце вну­триутробного развития начинается рост аксона. Дендриты выра­стают позже аксона. Рост миелиновой оболочки ведет к повышению скорости про­ведения возбуждения по нервному волокну и, как следствие этого, повышается возбудимость нейрона.

Миелинизация раньше всего отмечена у периферических нер­вов, затем ей подвергаются волокна спинного мозга, стволовой части головного мозга, мозжечка и позже волокна больших полу­шарий головного мозга. Двигательные нервные волокна покрыты миелиновой оболочкой уже к моменту рождения. К трехлетнему возрасту в основном завершается миелинизация нервных воло­кон.

^ Развитие спинного мозга. Спинной мозг развивается раньше, чем другие отделы нервной системы. Когда у эмбриона головной мозг находится на стадии мозговых пузырей, спинной мозг до­стигает уже значительных размеров. На ранних стадиях разви­тия плода спинной мозг заполняет всю полость позвоночного ка­нала. Затем позвоночный столб обгоняет в росте спинной мозг. У новорожденных длина спинного мозга 14-16 см, к 10 годам она удваивается. В толщину спинной мозг растет медленно. У детей раннего возраста отмечается преобладание передних рогов над задними. Увеличение размеров нервных клеток спинного мозга наблюда­ется у детей в школьные годы.

^ Рост и развитие головного мозга. Масса головного мозга но­ворожденного 340-400 г, что составляет 1/8-1/9 массы его те­ла, тогда как у взрослого человека масса мозга составляет 1/40 от массы тела. Наиболее интенсивный рост мозга происходит в первые три года жизни ребенка.

До 4-го месяца развития плода, поверхность больших полу­шарий гладкая. К 5-ти месяцам внутриутробного развития обра­зуются боковая, затем центральная, теменно-затылочная бороз­ды. К моменту рождения кора больших полушарий имеет такой же тип строения, как и у взрослого. Но форма и величина борозд и извилин существенно изменяются и после рождения.

Нервные клетки новорожденного имеют простую веретенооб­разную форму с очень небольшим количеством отростков, кора у детей значительно тоньше, чем у взрослого.

Миелинизация нервных волокон, расположение слоев коры, дифференцирование нервных клеток в основном завершаются к 3 годам. Последующее развитие головного мозга характеризуется увеличением количества ассоциативных волокон и образованием новых нервных связей. Масса мозга в эти годы увеличивается незначительно.

Все реакции приспособления к условиям новой среды тре­буют быстрого развития мозга, особенно его высших отделов - коры больших полушарий.

Однако различные зоны коры созревают не одновременно. Раньше всего, в первые же годы жизни созревают проекционные зоны коры (первичные поля) - зрительные, моторные, слуховые и др., затем вторичные поля (периферия анализаторов) и позднее всего, вплоть до взрослого состояния - третичные, ассоциативные поля коры (зоны высшего анализа и синтеза). Так, моторная зона коры (первич­ное поле) в основном сформирована уже к 4 годам, а ассоциативные поля лобной и нижнетеменной области коры по занимаемой террито­рии, толщине и степени дифференцирования клеток к возрасту 7-8 лет созревают лишь на 80%, особенно отставая в развитии у мальчи­ков по сравнению с девочками.

Быстрее всего формируются функциональные системы, включаю­щие вертикальные связи между корой и периферическими органами и обеспечивающие жизненно необходимые навыки - сосания, защит­ных реакций (чихания, моргания и пр.), элементарных движений. Очень рано у детей грудного возраста в районе лобной области фор­мируется центр опознания знакомых лиц. Однако, медленнее происходит развитие отростков корковых нейронов и миелинизация не­рвных волокон в коре, процессы налаживания горизонтальных меж­центральных взаимосвязей в коре больших полушарий. В результате этого для первых лет жизни характерна недостаточность межсис­темных взаимосвязей в организме (например, между зрительной и моторной системой, что лежит в основе несовершенства зрительно-двигательных реакций).

Для нервной системы детей дошкольного и младшего школьного возраста характерна высокая возбудимость и слабость тормозных процессов, что приводит к широкой иррадиации возбуждения по коре и недостаточной координации движений. Однако длительное поддер­жание процесса возбуждения еще невозможно, и дети быстро утомля­ются. Особенно важно строго до­зировать нагрузки, так как дети этого возраста отличаются недоста­точно развитым ощущением усталости. Они плохо оценивают изме­нения внутренней среды организма при утомлении и не могут в пол­ной мере отразить их словами даже при полном изнеможении.

При слабости корковых процессов у детей преобладают подкорко­вые процессы возбуждения. Дети в этом возрасте легко отвлекаются при любых внешних раздражениях. В такой чрезвычайной выражен­ности ориентировочной реакции отражается непроизвольный характер их внимания. Произ­вольное же внимание очень кратковременно: дети 5-7 лет способны сосредотачивать внимание лишь на 15-20 минут.

У ребенка первых лет жизни плохо развито субъективное чувство времени. Схема тела формируется у ребенка к 6 годам, а более сложные про­странственные представления - к 9-10 годам, что зависит от разви­тия полушарий мозга и совершенствования сенсомоторных функций.

Высшая нервная деятельность детей дошкольного и младшего школьного возраста характеризуется медленной выработкой отдель­ных условных рефлексов и формирования динамических стереоти­пов, а также особенной трудностью их переделки. Большое значение для формирования двигательных навыков имеет использование под­ражательных рефлексов, эмоциональность занятий, игровая дея­тельность.

Дети 2-3-х лет отличаются прочной стереотипной привязаннос­тью к неизменной обстановке, к знакомым окружающим лицам и усвоенным навыкам. Переделка этих стереотипов происходит с большим трудом, приводит зачастую к срывам высшей нервной дея­тельности. У 5-6-летних детей увеличивается сила и подвижность не­рвных процессов. Они способны осознанно строить программы дви­жений и контролировать их выполнение, легче перестраивают про­граммы.

В младшем школьном возрасте уже возникают преобладающие влияния коры на подкорковые процессы, усиливаются процессы внут­реннего торможения и произвольного внимания, появляется способ­ность к освоению сложных программ деятельности, формируются характерные индивидуально-типологические особенности высшей нервной деятельности ребенка.

Особое значение в поведении ребенка имеет развитие речи. До 6 лет у детей преобладают реакции на непосредственные сигналы (пер­вая сигнальная система, по И. П. Павлову), а с 6 лет начинают доми­нировать речевые сигналы (вторая сигнальная система).

В среднем и старшем школьном возрасте значительное развитие отмечается во всех высших структурах ЦНС. К периоду половой зрелости вес головного мозга по сравнению с новорожденным увели­чивается в 3.5 раза у юношей и в 3 раза у девушек.

До 13-15 лет продолжается развитие промежуточного мозга. Про­исходит рост объема и нервных волокон таламуса, дифференцирование ядер гипоталамуса. К 15-летнем возрасту взрослых размеров до­стигает мозжечок. В коре больших полушарий общая длина борозд к 10 годам увели­чивается в 2 раза, а площадь коры - в 3 раза. У подростков заканчива­ется процесс миелинизации нервных путей.

Период с 9 до 12 лет характеризуется резким увеличением взаимо­связей между различным корковыми центрами, главным образом за счет роста отростков нейронов в горизонтальном направлении. Это создает морфофункциональную основу развития интегративных функций мозга, установления межсистемных взаимосвязей.

В возрасте 10-12 лет усиливаются тормозные влияния коры на подкорковые структуры. Формируется близкие к взрослому типу корково-подкорковые взаимоотношения с ведущей ролью коры больших полушарий и подчиненной ролью подкорки.

Создается функциональная основа для системных процессов в коре, обеспечивающих высокий уровень извлечения полезной ин­формации из афферентных сообщений, построения сложных много­целевых поведенческих программ. У 13-летних подростков суще­ственно улучшается способность к переработке информации, быст­рому принятию решений, повышение эффективности тактического мышления. Время решения тактических задач у них достоверно со­кращается по сравнению с 10-летними. Оно мало изменяется к 16-летнему возрасту, но еще не достигает взрослых величин.

Помехоустойчивость поведенческих реакций и двигательных навыков достигает взрослого уровня уже к возрасту 13 лет. Эта спо­собность имеет большие индивидуальные различия, она контроли­руется генетически и мало изменяется в процессе тренировки.

Плавное улучшение мозговых процессов у подростков нарушается по мере вступления их в период полового созревания - у девочек в 11-13 лет, у мальчиков в 13-15 лет. Этот период характеризуется ослаблени­ем тормозных влияний коры на нижележащие структуры, вызывающим сильное возбуждение по всей коре и усиление эмоциональных реакций у подростков. Возрастает актив­ность симпатического отдела нервной системы и концентрация адре­налина в крови. Ухудшается кровоснабжение мозга.

Такие изменения ведут к нарушению тонкой мозаики возбужденных и заторможенных участков коры, нарушают координацию движений, ухудшают память и чувство времени. Поведение подростков стано­вится нестабильным, часто немотивированным и агрессивным. В межполушарных отношениях также возникают существенные изме­нения - временно усиливается роль правого полушария в поведенческих реакциях. У подростка ухудшается деятельность второй сигнальной системы (речевые функции), повышается значимость зрительно-про­странственной информации. Отмечаются нарушения высшей не­рвной деятельности - нарушаются все виды внутреннего торможе­ния, затрудняется образование условных рефлексов, закрепление и пе­ределка динамических стереотипов. Наблюдаются расстройства сна.

Гормональные и структурные перестройки переходного периода замедляют рост тела в длину, снижают темпы развития силы и вы­носливости.

С окончанием этого периода перестроек в организме (после 13 лет у девочек и 15 лет у мальчиков) снова усиливается ведущая роль ле­вого полушария головного мозга, налаживаются корково-подкорковые отношения с ведущей ролью коры. Снижается повышенный уро­вень корковой возбудимости и нормализуются процессы высшей нервной деятельности.

Переход от возраста подростков к юношескому возрасту знамену­ется возросшей ролью переднелобных третичных полей и переходом доминирующей роли от правого к левому полушарию (у правшей). Это приводит к значительному совершенствованию абстрактно-логи­ческого мышления, развитию второй сигнальной системы и процес­сов экстраполяции. Деятельность ЦНС вплотную приближается к взрослому уровню. Однако еще отличается меньшими функциональными резервами, более низкой устойчивостью к действию высоких умственных и фи­зических нагрузок. Все реакции приспособления к условиям новой среды тре­буют быстрого развития мозга, особенно его высших отделов - коры больших полушарий.

^ Возрастная динамика сенсорных процессов определяется посте­пенным созреванием различных звеньев анализатора. Рецепторные аппараты созревают еще в пренатальном периоде и к момен­ту рождения являются наиболее зрелыми. Значительные измене­ния претерпевают проводящая система и воспринимающий аппарат проекционной зоны, что приводит к изменению параметров реакции на внешний стимул. Следствием усложнения ансамблевой организации нейронов и совершенствования механизмов обработки информации, осуществляемой в проекционной корковой зоне, является усложнение возможностей анализа и обработки стиму­ла, которое наблюдается уже в первые месяцы жизни ребенка. На этом же этапе развития происходит миелинизация афферентных путей. Это приводит к значительному сокращению времени по­ступления информации к корковым нейронам: латентный (скры­тый) период реакции существенно сокращается. Дальнейшие изменения процесса переработки внешних сигналов связаны с формированием сложных нервных сетей, включающих различные корковые зоны и определяющих формирование процесса воспри­ятия как психической функции.

Развитие сенсорных систем в основном происходит на протяже­нии дошкольного и младшего школьного возраста.

^ Зрительная сенсорная система особенно быст­ро развивается на протяжении первых 3-х лет жизни, затем ее совер­шенствование продолжается до 12-14 лет. В первые 2 недели жизни формируется координация движений обоих глаз (бинокулярное зре­ние). В 2 месяца отмечаются движения глаз при прослеживании предметов. С 4-х месяцев глаза точно фиксируют предмет и движе­ния глаз сочетаются с движениями рук.

У детей первых 4-6-и лет жизни глазное яблоко еще недостаточно выросло в длину. Хотя хрусталик глаза имеет высокую эластичность и хорошо фокусирует световые лучи, но изображение попадает за сетчатку, т. е. возникает детская дальнозоркость. В этом возрасте еще плохо различаются цвета. В дальнейшем с возрастом проявления дальнозоркости уменьшаются, растет число детей с нормальной рефракцией.

При переходе от дошкольного к младшему школьному возрасту по мере улучшения взаимосвязи зрительной информации и двига­тельного опыта улучшается оценка глубины пространства. Поле зрения резко увеличивается с 6 лет, достигая к 8 годам взрослых величин. Качественная перестройка зрительных восприятий происходит в возрасте 6 лет, когда начинается вовлечение в анализ зрительной информации ассоциативных нижнетеменных зон мозга. При этом значительно улучшается механизм опознания целостных образов.

Созревание лобных ассоциативных зон обеспечивает в возрасте 9-10 лет еще одну качественную перестройку зрительного восприятия, обеспечивая тонкий анализ сложных форм картины внешнего мира, избирательное восприятие отдельных компонентов изображения, активный поиск наиболее информативных сигналов окружающей среды.

К возрасту 10-12 лет формирование зрительной функции в основ­ном завершается, достигая уровня взрослого организма.

^ Слуховая сенсорная система ребенка имеет важнейшее значение для развития речи, обеспечивая не только вос­приятие речи посторонних лиц, но и играя формирующую роль сис­темы обратной связи при собственном произнесении слов. Именно в диапазоне речевых частот (1000-3000 Гц) наблюдается наибольшая чувствительность слуховой системы. Ее возбудимость на словесные сигналы особенно заметно повышается в возрасте 4 лет и продолжает увеличиваться к 6-7 годам. Однако острота слуха у детей в 7-13 лет (пороги слышимости) все еще хуже, чем в 14-19 лет, когда достигает­ся наиболее высокая чувствительность. У детей особенно широк диа­пазон слышимых звуков - от 16 до 22 000 Гц. К возрасту 15 лет верхняя граница этого диапазона снижается до 15 000-20 000 Гц, что соответствует уровню взрослых людей.

Слуховая сенсорная система, анализируя продолжительность звуковых сигналов, темпа и ритма движений, участвует в развитии чувства времени, а благодаря наличию двух ушей (бинауральный слух) - включается в формирование пространственных представле­ний ребенка.

^ Двигательная сенсорная система созревает у человека одной из первых. Подкорковые отделы двигательной сенсорной системы созревают раньше, чем корковые: к возрасту 6-7 лет объем подкорковых образований увеличивается до 98% от конеч­ной величины у взрослых, а корковых образований - лишь до 70-80%.

Вместе с тем пороги различения силы мы­шечного напряжения у дошкольников все еще превышают уровень показателей взрослого организма в несколько раз. К 12-14-летнему возрасту развитие двигательной сенсорной системы достигает взрос­лого уровня. Повышение мышечной чувствительности может проис­ходить и далее - до 16-20 лет, способствуя тонкой координации мышечных усилий.

^ Вестибулярная сенсорная система является одной из самых древних сенсорных систем организма и в ходе онто­генеза она развивается также довольно рано. Рецепторный аппарат начинает формироваться с 7 недельного возраста внутриутробного развития, а у 6-месячного плода достигает размеров взрослого орга­низма.

Вестибулярные рефлексы проявляются у плода уже с 4 месячного возраста, вызывая тонические реакции и сокращения мышц тулови­ща, головы и конечностей. Рефлексы с вестибулярных рецепторов хорошо выражены на протяжении первого года после рождения ре­бенка. С возрастом у ребенка анализ вестибулярных раздражений со­вершенствуется, а возбудимость вестибулярной сенсорной системы понижается, и это уменьшает проявление побочных моторных и ве­гетативных реакций. При этом многие дети проявляют высокую вестибулярную устойчивость к вращениям и поворотам.

^ Тактильная сенсорная система развивается рано, обнаруживая уже у новорожденных общее двигательное воз­буждение при прикосновениях. Тактильная чувствительность увеличивается с ростом двигатель­ной активности ребенка и достигает максимальных значений к воз­расту 10 лет.

^ Болевая рецепция представлена уже у новорожденных, осо­бенно в области лица, но в раннем возрасте она еще недостаточно со­вершенна. С возрастом она улучшается. Пороги болевой чувстви­тельности снижаются от грудного возраста до 6 лет в 8 раз.

^ Температурная рецепция у новорожденных проявляется резкой реакцией (криком, задержкой дыхания, обобщенной двига­тельной активностью) на повышение или понижение температуры окружающей среды. Затем эта реакция с возрастом сменяется более локальными проявлениями, время реакции укорачивается от 2-11 с в первые месяцы жизни до 0,13-0,79 с у взрослых.

^ Вкусовые и обонятельные ощущения хотя имеются уже с первых дней жизни, но они еще непостоянны и неточ­ны, часто бывают неадекватны раздражителям, носят обобщенный характер. Чувствительность этих сенсорных систем заметно повы­шается к возрасту 5-6 лет у дошкольников и в младшем школьном возрасте практически достигает взрослых значений.