Возрастные особенности системы дыхания. Органы дыхания, строение, функции, возрастные особенности

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Дыхание - это сложный непрерывный процесс поддержания на оптимальном уровне окислительно-восстановительных процессов в организме человека. В процессе дыхания принято различать три звена: легочное дыхание, транспорт газов кровью, тканевое дыхание.

Легочное дыхание - это газообмен между организмом и окружающим его атмосферным воздухом. Оно делится на два этапа: газообмен между атмосферным и альвеолярным воздухом, газо- обмен между альвеолярным воздухом и кровью.

Легочное дыхание осуществляется за счет активности аппарата внешнего дыхания который включает в себя дыхательные пути (носоглотка, трахея, крупные бронхи), легкие, плевру, дыхательные мышцы, скелет грудной клетки, диафрагму. Основная функция аппарата легочного дыхания это доставка кислорода из окружающего воздуха и освобождение от избытка углекислого газа. Транспорт газов осуществляется кровью. Он обеспечивается разностью парциального давления газов по пути их следования.

Регуляция дыхания осуществляется ЦНС, специальные области которой обусловливают автоматическое дыхание – чередование вдоха и выдоха и произвольное дыхание, обеспечивающее приспособительные изменения в системе органов дыхания, соответствующие конкретной внешней ситуации и осуществляемой деятельности. Группа нервных клеток, ответственная за осуществление дыхательного цикла,называется дыхательным центром. Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, его разрушение приводит к остановке дыхания.

У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и весь плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. Поэтому у новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Такой тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. Дыхание грудных детей теперь становится грудобрюшным с преобладанием диафрагмального.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7 годам он становится выраженным.

В 7–8 лет начинаются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков преобладающим становится брюшной тип дыхания, у девочек – грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14–17 годам.

Своеобразие строения грудной клетки и малая выносливость дыхательных мышц делают дыхательные движения у детей менее глубокими и частыми.

Глубина дыхания характеризуется объемом воздуха, поступающим в легкие за один вдох, – дыхательным воздухом. Дыхание новорожденного частое и поверхностное, при этом его частота подвержена значительным колебания. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания.

Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию.

Жизненная емкость легких меняется с возрастом, зависит от пола, степени развития грудной клетки, дыхательных мышц. Как правило, она больше у мужчин, чем у женщин; у спортсменов больше, чем у нетренированных людей. К 16–17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека.

Дыхание - необходимый физиологический процесс постоянного обмена газами между организмом и внешней средой. В результате дыхания в организм попадает кислород, используемый каждой клеткой организма в реакциях окисления, является основой обмена речевой и энергии. В процессе этих реакций выделяется углекислый газ, избыток которого должен все время выводиться из организма. Без доступа кислорода и выведении углекислого газа жизнь может длиться всего несколько минут. Процесс дыхания включает пять этапов:

Обмен газами между внешней средой и легкими (легочная вентиляция);

Обмен газов в легких между воздухом легких и кровью капилляров, плотно пронизывают альвеолы легких (легочное дыхание)

Транспортировка газов кровью (перенос кислорода от легких к тканям, а углекислого газа от тканей в легкие)

Обмен газов в тканях;

Применение кислорода тканями (внутреннее дыхание на уровне ми-тохондрий клеток).

Четыре первые этапы относятся к внешнего дыхания, а пятый этап - до внутритканевой дыхания, которое происходит на биохимическом уровне.

Дыхательная система человека состоит из следующих органов:

Воздухоносных путей, к которым относятся полость носа, носоглотка, гортань, трахея и бронхи разного диаметра;

Легких, состоящие из мельчайших воздухоносных каналов (бронхиол), воздушных пузырьков - альвеол, плотно оплетены кровеносными капиллярами малого круга кровообращения

Костно - мышечной системы грудной клетки, которая обеспечивает дыхательные движения и включает ребра, межреберные мышцы и диафрагму (перепонку между полостью грудной клетки и полостью живота). Строение и показатели работы органов системы дыхания с возрастом меняются, что обусловливает определенные особенности дыхания людей разного возраста.

Воздухоносных пути начинаются из носовой полости, которая состоит из трех ходов: верхнего, среднего и нижнего и покрыта слизистой оболочкой, волосками и пронизана кровеносными сосудами

(капиллярами). Среди клеток слизистой верхних носовых ходов расположены рецепторы обоняния, окруженные обонятельным эпителием. В нижний носовой ход правой и левой половин носа открываются соответствующие Носослезный каналы. Верхний носовой ход соединяется с повитряносннмы полостями клиновидной и частично решетчатой костей, а средний носовой ход - с полостями верхней челюсти (гайморовой пазухой) и лобной костей. В полости носа воздух, вдыхаемый, нормализуется за температурой (подогревается или охлаждается), увлажняется или обезвоживается и частично очищается от пыли. Реснички эпителия слизистой постоянно быстро двигаются (мерцают), благодаря чему слизь из налепленными на нем частицами пыли проталкивается наружу со скоростью до 1 см в минуту и чаще всего в сторону к глотке где периодически откашливается или проглатывается. К глотки воздуха, вдыхаемый может попадать и через ротовую полость, но в этом случае оно не будет нормализоваться за температурой, влажностью и уровнем очистки от пыли. Таким образом дыхание ртом будет не физиологическим и этого надо избегать.

Дети до 8-11 лет имеют недоразвитые носовую полость, набухшую слизистую оболочку и сужены носовые ходы. Это затрудняет дыхание носом и поэтому дети часто дышат с открытым ртом, что может способствовать простудным заболеванием, воспаление глотки и гортани. Кроме того, постоянное дыхание ртом может привести к частым отитов, воспалений среднего уха, бронхитов, сухости полости рта, к неправильному развитию твердого неба, к нарушению нормального положения носовой перегородки и др. Простудно-инфекционные заболевания слизистой носа (риниты) почти всегда способствуют ее дополнительному отека и еще большей уменьшению и к тому суженных носовых проходов у детей, дополнительно способствует усложнению их дыхание носом. Поэтому простудные заболевания детей требуют быстрого и эффективного лечения, тем более, что инфекция может попадать в воздухоносных полости костей черепа (в гайморовую полость верхней челюсти, или во фронтальную полость лобной кости), вызывая соответствующие воспаление слизистой этих полостей и развитие хронического насморка (подробнее смотри далее).

Из полости носа воздух попадает через хоаны в глотку, куда открываются также ротовая полость (зовет), слуховые (евстахиевы каналы) трубки, и берут начало гортань и пищевод. У детей до 10-12 лет глотка очень короткая, что приводит к тому, что инфекционные заболевания верхних дыхательных путей часто осложняются воспалениями среднего уха, так как инфекция туда легко попадает через короткую и широкую слуховую трубу. Об этом следует помнить при лечении простудных заболеваний детей, а также при организации занятий по физической культуре, особенно на базе водных бассейнов, по зимним видам спорта и тому подобное.

Вокруг отверстий из полости рта, носа и слуховых трубок в глотке находятся лимфоэпителиального узлы, предназначенные защищать организм от болезнетворных микроорганизмов, которые могут попадать в рот и глотки вместе с воздухом, вдыхаемый или с пищей или водой мер. Эти образования называются аденоиды или гланды (миндалины). В состав миндалин относятся глоточные трубные, миндалины зева (небные и языковые) и декабре лимфатические узлы, которые образуют лимфо- эпителиальная кольцо иммунной защиты.

Среди всех заболеваний органов дыхания, в том числе детей с первых дней жизни, наиболее распространенными являются острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) в группу которых, по данным А. А. Дробинськои (2003), относятся грипп, парагрипозной, аденовирусные, риновирусные др. болезни верхних дыхательных путей. Дети старше 3 лет наиболее чувствительны к возбудителям гриппа, тогда как в других ОРВИ постепенно приобретают относительного иммунитета. Наиболее распространенными клиническими формами заболеваний ОРВИ является риниты (воспаление слизистой носа), фарингиты (общ сожжения миндалин зева), тонзиллиты (воспаление глоточных миндалин), ларингиты (воспаление гортани), трахеит, бронхит (воспаление воздухоносных путей), пневмонии (воспаление легких) . Тонзиллиты могут осложняться в форме фолликулярных или лакунарных ангин и лимфаденита. Когда инфекция охватывает эпителиальные соединительные ткани и сосудистую систему, могут возникать отеки и гиперемия слизистой (катар дыхательных путей). Вирусы могут также распространяться кровью по всему организму, поражая печень, желудочно-кишечный тракт, сердце, кровеносные сосуды, центральную нервную систему, почки и др. органы. Заболевания ОРВИ способствуют скученность людей, неудовлетворительное гигиеническое состояние помещений (в том числе классных комнат, спортивных залов), переохлаждение организма (простуда), поэтому следует внедрять соответствующие профилактические мероприятия, а во время эпидемий ОРВИ вводить карантинные дни, в том числе прекращать работу спортивно тренировочных секций.

Среди других опасных инфекционных болезней органов дыхания следует выделить корь% коклюш, дифтерию, туберкулез, основными причинами распространения которых есть контакт с больным, неудовлетворительные гигиенические и социально-бытовые условия.

Одной из наиболее распространенных форм осложнений частых ринитов у детей может быть воспаление придаточных пазух носа, то есть развитие гайморитов или фронтит. Гайморит - это воспаление, которое охватывает слизистую воздухоносных полостей верхней челюсти. Заболевание развивается как осложнение после инфекционных болезней (коре, гриппа, ангины) при их небрежном лечении, а также от частого воспаления слизистой носа (насморка), которая бывает, например, у детей, занимающихся водными видами спорта. Воспаление гайморовой полости верхней челюсти может распространяться и на полость лобной кости, приводя к воспалению лобной пазухи - фронтита. При этом заболевании у детей возникают головные боли, слезотечение, гнойные выделения из носа. Гайморит и фронтит опасные переходом в хронические формы и поэтому требуют тщательного и своевременного лечения.

Из носоглотки воздух попадает в гортань, которая состоит из хрящей, связок и мышц. Полость гортани с стороны глотки при глотании пищи прикрывается эластичным хрящом - надгортанником, который противодействует попаданию пищи в воздухоносных путях.

В верхней части гортани расположены также голосовые связки.

Вообще, гортань у детей более короткая, чем у взрослых. Наиболее интенсивно этот орган растет в первые 3 года жизни ребенка, и в период полового созревания. В последнем случае формируются половые различия в строении гортани: у мальчиков она становится более широкой (особенно на уровне щитовидного хряща), появляется кадык и голосовые связки становятся более длинными, что обусловливает ломку голоса с конечным формированием более низкого голоса у мужчин.

От нижнего края гортани отходит трахея, которая далее разветвляется на два бронха, которые и поставляют воздух в соответствии с левого и правого легкое. Слизистая оболочка воздухоносных путей детей (до 15-16 лет) очень уязвима к инфекциям за счет того, что содержит меньшее количество слизистых желез и очень нежная.

Основным газообменным органом дыхательной системы являются легкие. С возрастом строение легких значительно меняется: нарастает длина воздухоносных путей, а в возрасте до 8-10 лет еще и увеличивается количество легочных пузырьков - альвеол, которые являются конечной частью дыхательного пути. Стенка альвеол имеет один слой эпителиальных клеток (Альвеоциты), толщиной 2-3 миллимикрон (мкн) и оплетена густой сетчаткой капилляров. Через такую незначительную перепонку происходит обмен газами: из воздуха в кровь переходит кислород, а в обратном направлении-углекислый газ и вода. У взрослых людей в легких насчитывается до 350 млн альвеол, имеющих общую площадь поверхности до 150 м ~.

Каждое легкое покрыта серозной оболочкой (плеврой), которая состоит из двух листков, один из которых прирастает к внутренней поверхности грудной клетки, второй - к ткани легких. Между листками образуется небольшая полость, заполненная серозной жидкостью (1-2 мл), которая способствует уменьшению трения при скольжения легких при дыхании. Легкие у детей до 8-10 лет растут за счет увеличения количества альвеол, а после 8 лет за счет увеличения объема каждой альвеолы, который за весь период развития может увеличиваться в 20 и более раз, относительно объема у новорожденного. Увеличению объема легких способствуют физические тренировки, особенно бег и плавание и этот процесс может продолжаться до 28-30 лет.

Состояние внешнего дыхания характеризуется функциональными и объемными показателями.

К функциональным показателям относят прежде всего тип дыхания. Дети до 3-х лет имеют диафрагмальный тип дыхания. С 3 до 7 лет у всех детей формируется грудной тип дыхания. С 8 лет начинают проявляться половые особенности типа дыхания: у мальчиков постепенно развивается брюхо - диафрагмальный тип дыхания, а у девочек совершенствуется грудной тип дыхания. Закрепление такой дифференциации завершается в 14-17 лет. Следует заметить, что тип дыхания может изменяться в зависимости от физической нагрузки. При интенсивном дыхании у ребят начинает активно работать не только диафрагма, а и грудная клетка, а у девушек вместе с грудной клеткой активируется и диафрагма.

Вторым функциональным показателем дыхания является частота дыханий (количество вдохов или выдохов за I минуту), значительно уменьшается с возрастом (табл. 15).

Таблица 15

Возрастная динамика основных показателей состояния дыхания (С. И. Гальперин, 1965; В. и. Бобрицкая, 2004)

С возрастом все объемные показатели дыхания значительно возрастают. В табл. 15 представлена возрастная динамика изменения основных объемных показателей дыхания у детей в зависимости от пола.

Объемные показатели дыхания зависят также от длины тела, от состояния развития грудной клетки и от физической подготовки. Так, например, в гребцов и бегунов ЖЕЛ может достигать 5500-8000 мл, а минутный объем дыхания до 9000-12000 мл.

Регуляцию дыхания осуществляет прежде всего дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге. Центральная нервная система обеспечивает автоматическое чередование вдоха и выдоха за счет подачи периодических импульсов, через нисходящие пути спинного мозга до наружных межреберных мышц и мышц диафрагмы грудной клетки, которые осуществляют подъем грудной клетки (опускания диафрагмы), что и обусловливает акт вдоха воздуха. В спокойном состоянии выдох происходит при расслаблении внутренних межреберных мышц и мышц диафрагмы и опускании грудной клетки (выравнивании диафрагмы) под собственным весом. При глубоком выдохе напрягаются внутренние межреберные мышцы, а диафрагма поднимается вверх.

Деятельность дыхательного центра регулируется рефлекторно или гуморального. Рефлексы включаются от рецепторов, расположенных в самых легких (механорецепторы растяжение ткани легких), а также от хеморецепторов (чувствительных к содержанию кислорода или углекислого газа в крови человека) и от прессорецепторив (чувствительных к давлению крови в венах). Существуют также цепи условно рефлекторной регуляции дыхания (например, от предстартового волнения у спортсменов), и сознательного регулирования от центров в коре головного мозга.

По данным А. Г. Хрипкова с соавт. (1990) Дети первых лет жизни имеют более высокую устойчивость к недостатку кислорода (гипоксии), чем дети старшего возраста. Формирование функциональной зрелости дыхательного центра продолжается в течение первых 11-12 лет и в возрасте 14-15 лет он становится адекватным таким регулированием у взрослых. При созревании коры больших полушарий (15-16 лет) совершенствуются возможности сознательно изменять показатели дыхания: задерживать дыхание, делать максимальную вентиляцию и др.

В период полового созревания у некоторых детей может наблюдаться временное нарушение регуляции дыхания (уменьшается устойчивость к недостатку кислорода, повышается частота дыхания и др.), Что следует учитывать при организации занятий по физической культуре.

Спортивные тренировки значительно увеличивают параметры дыхания. У тренированных взрослых людей увеличение легочного газообмена при физических нагрузках происходит в основном за счет глубины дыхания, тогда как у детей, особенно младшего школьного возраста, за счет увеличения частоты дыханий, что менее эффективно.

У детей также быстрее достигается максимальный уровень питания кислорода, но это длится недолго, уменьшая выносливость в работе.

Очень важно с раннего детства приучить детей правильно дышать при ходьбе, беге, плавании и т. Д. Этому способствуют нормальная осанка при всех видах работы, дыхание носом, а также специальные упражнения по дыхательной гимнастике. При правильном стереотипе дыхания длительность выдоха должна в 2 раза превышать продолжительность вдоха.

В процессе физического воспитания, особенно детей дошкольного и младшего школьного возраста (4-9 лет), следует уделять особое внимание воспитанию правильного дыхания через нос, как в состоянии относительного покоя, так и во время трудовой деятельности или занятий спортом. Дыхательная гимнастика, а также плавание, гребля, катание на коньках, лыжные прогулки особенно способствуют совершенствованию дыхания.

Дыхательную гимнастику лучше делать в режиме полного дыхания (глубокое дыхание с комбинацией грудного и брюшного тылов дыхания). Такую гимнастику рекомендуется делать 2-3 раза в день через 1-2 часа после приема пищи. При этом следует стоять или сидеть ровно в расслабленном состоянии. Надо делать быстрый (по 2-3 с) глубокий вдох и медленный (15-30 с) выдох с полным напряжением диафрагмы и "сжатием" грудной клетки. В конце выдоха целесообразно задержать дыхание на 5-10 секунд, а затем снова форсированно вдыхать. Таких дыханий может быть 2-4 в минуту. Продолжительность одного сеанса дыхательной гимнастики должна быть в 5-7 мин.

Дыхательная гимнастика имеет большое оздоровительное значение. Глубокий вдох снижает давление в полости грудной клетки (за счет опускания диафрагмы). Это приводит к росту притока венозной крови к правого предсердия, что облегчает работу сердца. Диафрагма, опускаясь в сторону живота, массирует печень и вторые органы брюшной полости, способствует выведению из них продуктов обмена веществ, а с печени - венозная застойной крови и желчи.

Во время глубокого выдоха диафрагма поднимается, что способствует оттоку крови от нижних частей тела, от органов малого таза и живота. Происходит также легкий массаж сердца и улучшения кровоснабжение миокарда. Указанные эффекты дыхательной гимнастики лучшим образом производят стереотипы правильного дыхания, а также способствуют общему оздоровлению, повышению защитных сил, оптимизации работы внутренних органов.

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), чем у 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 ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ.

Понятие дыхания и его значение.

В понятие дыхание включают следующие процессы :

внешнее дыхание - обмен газов между внешней средой и легкими - легочная вентиляция;

обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью капиллярами легочное дыхание ;

транспорт газов кровью - перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа из тканей в легкие;

обмен газов в тканях - внутреннее, или тканевое, дыхание - биологические процессы, происходящие в митохондриях клеток.

11.2 Строение и функции органов дыхания.

Все звенья дыхательной системы представлены на рис.21. Они с возрастом существенные структурные преобразования, что определяет особенности дыхания детского организма на разных этапах развития.

Рис. 21. Воздухоносные пути дыхательной системы человека.

1, 2, 3 - носовые раковины; 4 - полость рта; 5 - язык; 6 - твердое нёбо; 7-мягкое нёбо; 8 - носоглотка; 9 - надгортанник; 10 - гортань; 11- пищевод.

Воздухоносные пути и дыхательный путь начинаются носовой полостью . Слизистая оболочка носовой полости обильно снабжена кровеносными сосудами и покрыта многослойным мерцательным эпителием. В эпителии много железок, выделяющих слизь, которая вместе с пылевыми частицами, проникшими со вдыхаемым воздухом, удаляется мерцательными движениями ресничек. В носовой полости вдыхаемый воздух согревается, частично очищается от пыли и увлажняется.

К моменту рождения носовая полость ребенка недоразвита, она отличается узкими носовыми отверстиями и практически отсутствием придаточных пазух, окончательное формирование которых происходит в подростковом возрасте. Объем носовой полости с возрастом увеличивается примерно в 2,5 раза. Структурные особенности носовой полости детей раннего возраста затрудняют носовое дыхание, дети часто дышат с открытым ртом, что приводит к подверженности простудным заболеваниям.

Из полости носа воздух попадает в носоглотку - верхнюю часть глотки . В глотку открываются также полость носа, гортань и слуховые трубы, соединяющие полость глотки со средним ухом. Глотка ребенка отличается меньшей длиной, большей шириной и низким расположением слуховой трубы. Особенности строения носоглотки приводят к тому, что заболевания верхних дыхательных путей у детей часто осложняются воспалением среднего уха, так как инфекция легко проникает в ухо через широкую и короткую слуховую трубу.

Следующее звено воздухоносных путей - гортань . Скелет гортани образован хрящами, соединенными между собой суставами, связками и мышцами.

Полость гортани покрыта слизистой оболочкой, которая образует две пары складок, замыкающих вход в гортань во время глотания. Нижняя пара складок покрывает голосовые связки. Пространство между голосовыми связками называют голосовой щелью . Таким образом, гортань не только связывает глотку с трахеей, но и участвует в речевой функции. Гортань у детей короче, уже и располагается выше, чем /у взрослых. Наиболее интенсивно гортань растет на 1-3-м годах жизни и в период полового созревания. В период полового созревания появляются половые различия в строении гортани. У мальчиков образуется кадык, удлиняются голосовые связки гортань становится шире и длиннее, чем у девочек, происходит ломка голоса.

От нижнего края гортани отходит трахея . Длина ее увеличивается в соответствии с ростом туловища, максимальное ускорение роста трахеи отмечено в возрасте 14 - 16 лет. Окружность трахеи увеличивается соответственно увеличению объема грудной клетки. Трахея разветвляется на два бронха, правый из которых более короткий, и широкий. Наибольший рост бронхов происходит в первый год жизни и в период полового созревания.

Слизистая оболочка воздухоносных путей у детей более обильно снабжена кровеносными сосудами, нежна и ранима, она содержит меньше слизистых желез, предохраняющих ее от повреждения. Эти особенности слизистой оболочки, выстилающей воздухоносные пути, в детском возрасте в сочетании с более узким просветом гортани и трахеи обусловливают подверженность детей воспалительным заболеваниям органов дыхания.

Легкие. С возрастом существенно изменяется и структура основного органа дыхания - легких. Первичный бронх, вступив в ворота легких, делится на более мелкие бронхи, которые образуют бронхиальное дерево. Самые тонкие веточки его называют бронхиолами. Тонкие бронхиолы входят в легочные дольки и внутри них делятся на конечные бронхиолы.

Бронхиолы разветвляются на альвеолярные ходы с мешочками, стенки которых образованы множеством легочных пузырьков - альвеол. Альвеолы являются конечной частью дыхательного пути (рис. 22). Стенки легочных пузырьков состоят из одного слоя плоских эпителиальных клеток. Каждая альвеола окружена снаружи густой сетью капилляров. Через стенки альвеол происходит обмен газами - из воздуха в кровь переходит кислород, а из крови в альвеолы поступают углекислый газ и пары воды.

Каждое легкое покрыто серозной оболочкой, называемое плеврой. У плевры два листка. Один плотно сращен с легким, а другой приращен к грудной клетке. Между листками не большая плевральная полость, заполненная серозной жидкостью (около 1-2 мл), которая облегчает скольжение листков плевры при дыхательных движениях.

До 3 лет происходит усиленный рост легких и дифференцировка их отдельных элементов, к 8 годам число альвеол достигает числа их у взрослого человека. В период полового созревания отмечается активный рост легких, в основном за счет увеличения суммарной поверхности альвеол.

Рис. 22. Схема строения легких (А) и легочных альвеол (Б)

А: - гортань; 2 - трахея; 3 - бронхи; 4 - бронхиолы; 5 - легкие;

Б: 1 - сосудистая сеть; 2, 3 - альвеолы снаружи и в разрезе; 4 -бронхиола; 5 - артерия и вена.

Значение дыхания. Дыхание - необходимый для жизни процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей средой. Дыхание обеспечивает постоянное поступление в организм кислорода, необходимого для осуществления окислительных процессов, являющихся основным источником энергии. Без доступа кислорода жизнь может продолжаться лишь несколько минут. При окислительных процессах образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма. В понятие дыхание 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 из тканей в легкие;
4) обмен газов в тканях;
5) внутреннее, или тканевое, дыхание - биологические процессы, происходящие в митохондриях клеток.

Этот этап дыхания является предметом рассмотрения в курсе биохимии. Нарушение любого из этих процессов создает опасность для жизни человека.

Дыхательная система человека включает: воздухоносные пути, к которым относятся полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи легкие - состоящие из бронхиол, альвеолярных мешочков и богато снабженные сосудистыми разветвлениями; костно-мышечную систему, обеспечивающую дыхательные движения: к ней относятся ребра, межреберные и другие вспомогательные мышцы, диафрагма. Все звенья дыхательной системы претерпевают с возрастом существенные структурные преобразования, что определяет особенности дыхания детского организма на разных этапах развития.

Воздухоносные пути и дыхательный путь начинаются носовой полостью. Слизистая оболочка носовой полости обильно снабжена кровеносными сосудами и покрыта многослойным мерцательным эпителием. В эпителии много железок, выделяющих слизь, которая вместе с пылевыми частицами, проникшими со вдыхаемым воздухом, удаляется мерцательными движениями ресничек. В носовой полости вдыхаемый воздух согревается, частично очищается от пыли и увлажняется. К моменту рождения носовая полость ребенка недоразвита, она отличается узкими носовыми отверстиями и практически отсутствием придаточных пазух, окончательное формирование которых происходит в подростковом возрасте. Объем носовой полости с возрастом увеличивается примерно в 2,5 раза. Структурные особенности носовой полости детей раннего возраста затрудняют носовое дыхание, дети часто дышат с открытым ртом, что приводит к подверженности простудным заболеваниям. Одним из факторов, затрудняющих дыхание через нос, являются аденоиды. "Заложенный" нос влияет на речь, вызывая закрытую гнусавость, косноязычие. При "заложенном" носе воздух недостаточно очищается от вредных примесей, пыли, недостаточно увлажняется, отчего возникают частые воспаления гортани и трахеи. Ротовое дыхание вызывает кислородное голодание, застойные явления в грудной клетке и черепной коробке, деформацию грудной клетки, понижение слуха, частые отиты, бронхиты, сухость слизистой полости рта, неправильное (высокое) развитие твердого нёба, нарушение нормального положения носовой перегородки и формы нижней челюсти.

В придаточных пазухах носовой полости детей могут развиваться воспалительные процессы - гайморит и фронтит.

Гайморит - воспаление придаточной (гайморовой-- верхнечелюстной) полости носа. Обычно гайморит развивается после острой инфекции (скарлатина, корь, грипп). Инфекция попадает через кровь из полости носа или из соседнего очага (кариозный зуб). Больной испытывает общее недомогание, познабливание, повышается температура до 38° в первые дни заболевания, появляется головная боль или боль невралгического характера с иррадиацией в щеку, в верхние зубы и висок, слизистая носа (односторонне) набухает, появляются выделения (с той же стороны). Необходимо немедленно направить ребенка в лечебное учреждение для своевременного лечения. Недостаточное лечение приводит к переходу заболевания в хроническое состояние.

Фронтит - воспаление лобной пазухи. Больной жалуется на боль над бровью, во лбу и нижней стенке лобной пазухи, наблюдается слезотечение и светобоязнь. Комплекс этих симптомов появляется периодически, они продолжаются с 10--11 ч утра и затихают к 15--16 ч дня. При вертикальном положении тела наблюдаются обильные выделения (гнойные). Важно направить ребенка в лечебное учреждение для своевременного лечения. Нередко заболевание становится хроническим.

Из полости носа воздух попадает в носоглотку - верхнюю часть глотки. В глотку открываются также полость носа, гортань и слуховые трубы, соединяющие полость глотки со средним ухом. Глотка ребенка отличается меньшей длиной, большей шириной и низким расположением слуховой трубы. Особенности строения носоглотки приводят к тому, что заболевания верхних дыхательных путей у детей часто осложняются воспалением среднего уха, так как инфекция легко проникает в ухо через широкую и короткую слуховую трубу. Заболевания миндалевидных желез, расположенных в глотке, серьезно отражаются на здоровье ребенка.

Тонзиллит - воспаление миндалин. Оно может быть острым (ангины) и хроническим. Хронический тонзиллит развивается после частых ангин и некоторых других инфекционных заболеваний, сопровождающихся воспалением слизистой оболочки зева (скарлатина, корь, дифтерия). Особую роль в развитии хронического заболевания миндалин имеет микробная (стрептококк и аденовирус) инфекция. Хронический тонзиллит способствует возникновению ревматизма, воспалению почек, органическому поражению сердца.

Одним из видов заболеваний миндалевидных желез являются аденоиды - увеличение третьего миндалика, находящегося в носоглотке. Для увеличения миндалика имеют значение ряд перенесенных инфекций, климатические условия (в холодном климате аденоиды у детей встречаются чаще, чем в теплом). Разрастание миндалика констатируется преимущественно у детей до 7--8 лет. При аденоидах наблюдаются: долго не прекращающийся насморк, затрудненное носовое дыхание, особенно по ночам (храпение, не освежающий, беспокойный сон с частым пробуждением), притупление обоняния, открытый рот, отчего нижняя губа отвисает, носогубные складки сглаживаются, появляется особое "аденоидное" выражение лица.

Следующее звено воздухоносных путей - гортань. Скелет гортани образован хрящами, соединенными между собой суставами, связками и мышцами.

Гортань у детей короче, уже и располагается выше, чем у взрослых. Наиболее интенсивно гортань растет на 1--3-м годах жизни и в период полового созревания. В период полового созревания появляются половые различия в строении гортани. У мальчиков образуется кадык, удлиняются голосовые связки, гортань становится шире и длиннее, чем у девочек, происходит ломка голоса.

От нижнего края гортани отходит трахея. Длина ее увеличивается в соответствии с ростом туловища, максимальное ускорение роста трахеи отмечено в возрасте 14--16 лет. Окружность трахеи увеличивается соответственно увеличению объема грудной клетки. Трахея разветвляется на два бронха, правый из которых более короткий и широкий. Наибольший рост бронхов происходит в первый год жизни и в период полового созревания.

Легкие. С возрастом существенно изменяется и структура основного органа дыхания - легких. Первичный бронх, вступив в ворота легких, делится на более мелкие бронхи, которые образуют бронхиальное дерево. Самые тонкие веточки его называют бронхиолами. Тонкие бронхиолы входят в легочные дольки и внутри них делятся на конечные бронхиолы.

Бронхиолы разветвляются на альвеолярные ходы с мешочками, стенки которых образованы множеством легочных пузырьков -- альвеол. Альвеолы являются конечной частью дыхательного пути. Стенки легочных пузырьков состоят из одного слоя плоских эпителиальных клеток. Каждая альвеола окружена снаружи густой сетью капилляров. Через стенки альвеол и капилляров происходит обмен газами - из воздуха в кровь переходит кислород, а из крови в альвеолы поступают углекислый газ и пары воды.

В легких насчитывают до 350 млн. альвеол, а их поверхность достигает 150 м 2. Большая поверхность альвеол способствует лучшему газообмену. По одну сторону этой поверхности находится альвеолярный воздух, постоянно обновляющийся в своем составе, по другую - непрерывно текущая по сосудам кровь. Через обширную поверхность альвеол происходит диффузия кислорода и углекислого газа. Во время физической работы, когда при глубоких входах альвеолы значительно растягиваются, размеры дыхательной поверхности увеличиваются. Чем больше общая поверхность альвеол, тем интенсивнее происходит диффузия газов.

Каждое легкое покрыто серозной оболочкой, называемой плеврой. У плевры два листка. Один плотно сращен с легким, другой приращен к грудной клетке. Между обоими листками - небольшая плевральная полость, заполненная серозной жидкостью (около 1--2 мл), которая облегчает скольжение листков плевры при дыхательных движениях. В альвеолах осуществляется газообмен: кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, из крови углекислый газ поступает в альвеолы.

Стенки альвеол и стенки капилляров очень тонкие, что способствует проникновению газов из легких в кровь и наоборот. Газообмен зависит от поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления диффундирующих газов. Такие условия есть в легких. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются, и их поверхность достигает 100--150 м 2. Также велика и поверхность капилляров в легких. Есть и достаточная разница парциального давления газов, альвеолярного воздуха и напряжения этих газов в венозной крови. Для кислорода эта разница составляет 70 мм рт.ст., для углекислого газа- 7 мм рт. ст.

Легкие у детей растут главным образом за счет увеличения объема альвеол (у новорожденного диаметр альвеолы 0,07 мм, у взрослого он достигает уже 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 энергично растут альвеолы после 12 лет. 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 диффузионных возможностей легких.

Дыхательные движения. Обмен газов между атмосферным воздухом и воздухом, находящимся в альвеолах, происходит благодаря ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха.

В легких нет мышечной ткани, и поэтому активно они сокращаться не могут. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит дыхательным мышцам. При параличе дыхательных мышц дыхание становится невозможным, хотя органы дыхания при этом не поражены.

При вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и диафрагма. Межреберные мышцы приподнимают ребра и отводят их несколько в сторону. Объем грудной клетки при этом увеличивается. При сокращении диафрагмы ее купол уплощается, что также ведет к увеличению объема грудной клетки. При глубоком дыхании принимают участие и другие мышцы груди и шеи. Легкие, находясь в герметически закрытой грудной клетке, пассивно следуют во время вдоха и выдоха за ее движущимися стенками, так как при помощи плевры они приращены к грудной клетке. Этому способствует и отрицательное давление в грудной полости. Отрицательное давление - это давление ниже атмосферного. Во время вдоха оно ниже атмосферного на 9--12 мм рт. ст., а во время выдоха -- на 2--6 мм рт. ст.

В ходе развития грудная клетка растет быстрее, чем легкие, отчего легкие постоянно (даже при выдохе) растянуты. Растянутая эластичная ткань легких стремится сжаться. Сила, с которой ткань легкого стремится сжаться за счет эластичности, противодействует атмосферному давлению. Вокруг легких, в плевральной полости, создается давление, равное атмосферному минус эластическая тяга легких. Так вокруг легких создается отрицательное давление. За счет отрицательного давления в плевральной полости легкие следуют за расширившейся грудной клеткой. Легкие при этом растягиваются. Атмосферное давление действует на легкие изнутри через воздухоносные пути, растягивает их, прижимает к грудной стенке.

В растянутом легком давление становится ниже атмосферного, и за счет разницы давления атмосферный воздух через дыхательные пути устремляется в легкие. Чем больше увеличивается при вдохе объем грудной клетки, тем больше растягиваются легкие, тем глубже вдох.

При расслаблении дыхательных мышц ребра опускаются до исходного положения, купол диафрагмы приподнимается, объем грудной клетки, а следовательно, и легких уменьшается и воздух выдыхается наружу. В глубоком выдохе принимают участие мышцы живота, внутренние межреберные и другие мышцы.

Постепенность созревания костно-мышечного аппарата дыхательной системы и особенности его развития у мальчиков и девочек определяют возрастные и половые различия типов дыхания. У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и весь плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. В связи с такими особенностями у новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Диафрагмальный тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз, и ребра принимают косое положение. Постепенно дыхание грудных детей становится грудобрюшным, с преобладанием диафрагмального, причем в верхнем отделе грудной клетки подвижность остается все еще небольшой.

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 становится выраженным.

В 7--8 лет выявляются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков становится преобладающим брюшной тип дыхания, у девочек - грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14--17 годам. Следует заметить, что тип дыхания у юношей и девушек может меняться в зависимости от занятий спортом, трудовой деятельностью.

Возрастные особенности строения грудной клетки и мышц обусловливают особенности глубины и частоты дыхания в детском возрасте. Взрослый человек делает в среднем 15--17 дыхательных движений в минуту, за один вдох при спокойном дыхании вдыхается 500 мл воздуха. Объем воздуха, поступающий в легкие за один вдох, характеризует глубину дыхания.

Дыхание новорожденного ребенка частое и поверхностное. Частота подвержена значительным колебаниям - 48--63 дыхательных цикла в минуту во время сна. У детей первого года жизни частота дыхательных движений в минуту 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--б-летних - 23--26 циклов в минуту. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания (18--20 раз в минуту).

Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию.

Объем вдыхаемого воздуха у ребенка в 1 месяц жизни составляет 30 мл, в 1 год - 70 мл, в 6 лет--156 мл, 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). Минутный объем дыхания - это количество воздуха, которое человек вдыхает за 1 мин; он определяется произведением величины вдыхаемого воздуха на число дыхательных движений за 1 мин. У новорожденного минутный объем дыхания составляет 650--700 мл воздуха, к концу первого года жизни - 2600-- 2700 мл, к 6 годам - 3500 мл, у 10-летнего ребенка - 4300 мл, у 14-летнего - 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. Жизненная емкость воздуха легких меняется с возрастом (табл. 18), зависит от длины тела, степени развития грудной клетки и дыхательных мышц, пола. Обычно она больше у мужчин, чем у женщин. У спортсменов жизненная емкость легких больше, чем у нетренированных людей: у штангистов, например, она составляет около 4000 мл, у футболистов --4200, у гимнастов - 4300, у пловцов - 4900, у гребцов --5500 мл и более.

Так как измерение жизненной емкости легких требует активного и сознательного участия самого ребенка, то она может быть определена лишь после 4--5 лет.

К 16--17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека. Для определения жизненной емкости легких используется прибор спирометр. Жизненная емкость является важным показателем физического развития.

Регуляция дыхания

Обычно человек не замечает, как он дышит, потому что процесс этот регулируется независимо от его воли. В какой-то мере, однако, дыхание можно регулировать сознательно, о чем мы и поговорим ниже. Непроизвольную регуляцию дыхания осуществляет дыхательный центр, находящийся в продолговатом мозге (одном из отделов заднего мозга). Вентральная (нижняя) часть дыхательного центра ответственна за стимуляцию вдоха; ее называют центром вдоха (инспнраторным центром). Стимуляция этого центра увеличивает частоту и глубину вдоха. Дорсальная (верхняя) часть и обе латеральные (боковые) тормозят вдох и стимулируют выдох; они носят собирательное название центра выдоха (экспираторного центра). Дыхательный центр связан с межреберными мышцами межреберными нервами, а с диафрагмой - диафрагмальными. Бронхиальное дерево (совокупность бронхов и бронхиол) иннервируется блуждающим нервом. Ритмично повторяющиеся нервные импульсы, направляющиеся к диафрагме и межреберным мышцам обеспечивают осуществление вентиляционных движений. Расширение легких при вдохе стимулирует находящиеся в бронхиальном дереве рецепторы растяжения (проприоцепторы) и они посылают через блуждающий нерв все больше и больше импульсов в экспираторный центр. Это на время подавляет инспираторный центр и вдох. Наружные межреберные мышцы теперь расслабляются, эластично сокращается растянутая легочная ткань - происходит выдох. После выдоха рецепторы растяжения в бронхиальном дереве более уже не подвергаются стимуляции. Поэтому экспираторный центр отключается, и вдох может начаться снова.

Весь этот цикл непрерывно и ритмично повторяется на протяжении всей жизни организма. Форсированное дыхание осуществляется при участии внутренних межреберных мышц. Основной ритм дыхания поддерживается дыхательным центром продолговатого мозга, даже если все входящие в него нервы перерезаны. Однако в обычных условиях на этот основной ритм накладываются различные влияния. Главным фактором, регулирующим частоту дыхания, служит не концентрация кислорода в крови, а концентрация С 02. Когда уровень С 02 повышается (например, при физической нагрузке), имеющиеся в кровеносной системе хеморецепторы каротидных и аортальных телец посылают нервные импульсы в инспираторный центр. В самом продолговатом мозге также имеются хеморецепторы. От инспираторного центра через диафрагмальные и межреберные нервы поступают импульсы в диафрагму и наружные межреберные мышцы, что ведет к их более частому сокращению, а следовательно, к увеличению частоты дыхания. Накапливающийся в организме С 02 может причинить большой вред организму. При соединении С 02 с водой образуется кислота, способная вызвать денатурацию ферментов и других белков. Поэтому в процессе эволюции у организмов выработалась очень быстрая реакция на любое повышение концентрации С 02. Если концентрация С 02 в воздухе увеличивается на 0,25%, то легочная вентиляция удваивается. Чтобы вызвать такой же результат, концентрация кислорода в воздухе должна снизиться с 20% до 5%. Концентрация кислорода тоже влияет на дыхание, однако в обычных условиях кислорода всегда бывает достаточно, и потому его влияние относительно невелико. Хеморецепторы, реагирующие на концентрацию кислорода, располагаются в продолговатом мозге, в каротидных и аортальных тельцах, так же, как и рецепторы С 02. В известных пределах частота и глубина дыхания могут регулироваться произвольно, о чем свидетельствует, например, наша способность "затаить дыхание". К произвольной регуляции дыхания мы прибегаем при форсированном дыхании, при разговоре, пении, чихании и кашле. В этом случае импульсы, возникающие в полушариях головного мозга, передаются в дыхательный центр, который и выполняет соответствующие действия. Регуляция вдоха при помощи рецепторов растяжения и хеморецепторов представляет собой пример отрицательной обратной связи. Произвольная активность полушарий головного мозга способна преодолеть действие этого механизма.