Дыхательная система. Возрастные особенности органов дыхания

Дыхательная система.

Возрастные  особенности органов 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 несколько минут. При окислительных процессах образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма. Переносчиком кислорода от легких к тканям, а углекислоты от тканей к легким является кровь.

      Акт дыхания состоит из трех процессов:

1.Внешнее  или легочное дыхание – обмен  газов между организмом окружающей  средой.

2. Внутреннее  или тканевое дыхание, протекающее в клетках.

3.Транспорт газов кровью, т.е. перенос кислорода кровью от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким.

      Дыхательная система человека подразделяется:

- Воздухоносные   пути к ним относятся полость  носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи.

-Респираторная часть или легкие – состоит из паренхиматозного образования, которое делится на альвеолярные пузырьки, в которых происходит газообмен.

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

      Воздухоносные пути и респираторная часть начинаются носовой полостью. Воздух поступает через ноздри, носовая полость делится на две половины, а сзади с помощью хоан сообщается с носоглоткой. Стенки носовой полости образованы костями и хрящами,  выстланы слизистой оболочкой. Слизистая оболочка носовой полости обильно снабжена кровеносными сосудами и покрыта многослойным мерцающим эпителием. 

      Проходя через носовую полость, воздух согревается, увлажняется и очищается. В полости носа находятся обонятельные луковицы, благодаря которым человек воспринимает запах.

      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 в 2.5 раза. Структурные особенности носовой полости детей раннего возраста затрудняют носовое дыхание, дети часто дышат с открытым ртом, что приводит к подверженности простудными заболеваниями. Фактором этого могут быть аденоиды. «Заложенный »  нос влияет на речь – гнусавость. Ротовое дыхание вызывает кислородное голодание, застойные явления в грудной клетке и черепной коробке, деформацию грудной клетки, понижение слуха, частые отиты, бронхиты, неправильное (высокое) развитие твердого неба, нарушение носовой перегородки и формы нижней челюсти. С носовой полостью связаны воздухоносные пазухи соседних костей – придаточные пазухи носа. В придаточные пазухи носа могут развиваться воспалительные процессы : гайморит- воспаление гайморовой, верхнечелюстной придаточной пазухи носа; фронтит- воспаление лобной пазухи.

Из полости  носа воздух попадает в носоглотку, а затем в ротовую и гортанную часть глотки.

      Глотка  у ребенка отличается меньшей  длиной и большей шириной, а также низким расположением слуховой трубки. Особенности строения носоглотки приводят к тому, что заболевания верхних дыхательных путей у детей часто осложняются воспалением среднего уха. Также серьезно отражается на здоровье детей заболевание миндалевых желез расположенных в глотке. Тонзиллит - воспаление миндалин. Аденоиды  являются одним из видов заболеваний миндалевых желез – увеличение третьего миндалика.

      Следующее звено воздухоносных путей – гортань. Гортань расположена на передней поверхности шеи, на уровне 4-6 шейных позвонков, по обеим бокам ее располагаются доли щитовидной железы, а сзади - глотка. Гортань имеет форму воронки. Ее скелет образован парными и непарными  хрящами, соединенными между собой суставами, связками и мышцами. Непарные хрящи – щитовидный, надгортанник, перстневидный. Парные хрящи – рожковидный, черпаловидный. Надгортанник покрывает вход в гортань во время глотания. Изнутри гортань покрыта слизистой оболочкой с мерцательным эпителием. Гортань служит для проведения воздуха и одновременно является органом звукообразования, в котором участвуют две голосовые связки, это слизистые складки, состоящие из эластических соединительных волокон. Связки натянуты между щитовидным и черпаловидным хрящами, и ограничивают голосовую щель.

У детей  гортань короче, уже и располагается выше, чем у взрослых. Наиболее интенсивно гортань растет на 1-3 годах жизни и в период  полового созревания – у мальчиков образуется кадык, удлиняются голосовые связки, гортань становится шире и длиннее чем у девочек, происходит ломка голоса. Слизистая оболочка воздухоносных путей более обильно снабжена кровеносными сосудами, нежна и ранима, содержит меньше слизистых желез предохраняющих ее от повреждений.

      От  нижнего края гортани отходит  трахея.  Трахея – длиной около 12 см. (длина ее увеличивается в соответствии с ростом туловища, максимально ускоренный рост в 14 -16 лет), состоит из хрящевых полуколец. Задняя стенка трахеи мягкая, прилегает к пищеводу. Изнутри выстлана слизистой оболочкой содержащей железы, которые выделяют слизь. Из области шеи трахея переходит в грудную полость и делится на два бронха, слева шире и короче, а справа – уже и длиннее.  Бронхи входят в легкие  и там делятся на бронхи меньшего диаметра-бронхиолы, которые разделяются еще на более мелкие, образуя бронхиальное дерево, которое в свою очередь образует  ворота легких. В грудной полости расположены два легких, они имеют форму конуса. На обращенной к сердцу стороне каждого легкого, располагаются углубления – ворота легкого, через которые проходят бронх, нерв легкого, кровеносные и лимфатические сосуды. Бронх в каждом легком ветвится. Бронхи, как и трахея, в стенках содержат хрящи. Самые маленькие разветвления бронхов – бронхиолы, они не имеют хрящей, но снабжены мышечными волокнами и способны сужаться.

Легкие располагаются  в грудной клетке. Каждое легкое покрыто серозной оболочкой – плеврой. Плевра состоит из двух листов: пристеночный лист  - прилегает к грудной клетке, внутринносный  - сросся  с легким. Между двумя листами имеется пространство – плевральная полость, заполнена серозной жидкостью, которая облегчает скольжение листов плевры при дыхательных движениях. В полости плевры воздуха нет и давление там отрицательное. Плевральная полость между собой не сообщается.

      Правое  легкое состоит из трех, а левое из двух долей. Каждый отдел легкого состоит из сегментов: в правом - 11 сегментов, в левом -10 сегментов. Каждый сегмент в свою очередь состоит из множества легочных долек. Структурной единицей является аценус  - конечная часть бронхиолы с альвеолярными пузырьками. Бронхиолы переходя в расширение – альвеолярные ходы, на стенках которых находятся выпячивания – альвеолы. которые являются конечной частью дыхательного пути. Стенки легочных пузырьков состоят из однослойного плоского эпителия и к ним примыкают капилляры. Через стенки  альвеол и капилляров осуществляется газообмен : в кровь из альвеол поступает кислород, а обратно углекислый газ. В легких насчитывают  до 350  млн. альвеол, а их поверхность достигает 150 м². Большая поверхность альвеол способствует лучшему газообмену.

      У детей легкие растут за счет увеличения объема альвеол (у новорожденных  диаметр альвеол 0,07 мм, у взрослых достигает  0,2 мм). Усиленный рост легких происходит до трех лет. Число альвеол к 8 годам достигает числа их у взрослого человека. В возрасте от 3 до 7 лет темп роста легких сниженный. Особенно энергично альвеолы растут после 12 лет, объем легких к этому возрасту увеличивается в 10 раз по сравнению  с новорожденным, а к концу периода полового созревания в 20 раз. Соответственно изменяется газообмен в легких, увеличение суммарной поверхности альвеол приводит к возрастанию диффузионных  возможностей легких. 

      Обмен газов между атмосферным воздухом и воздухом который находится в альвеолах, происходит благодаря ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха.

В легких нет  мышечной ткани, активно сокращается, они не могут. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит дыхательным мышцам. При их параличе дыхание становится невозможным, хотя дыхательные органы при этом не поражены.

Вдох осуществляется следующим образом: под влиянием нервных импульсов грудной клетки и диафрагма межреберные мышцы приподнимают ребра и отводят их несколько в сторону, при этом увеличивается объем грудной клетки. 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 находятся в герметично закрытой грудной клетке, пассивно двигаются за ее движущимися стенками, так как при помощи плевры они приращены к грудной клетке. Этому способствует отрицательное давление в грудной клетке. При вдохе легкие растягиваются, давление в них падает и становится ниже атмосферного, и наружный воздух устремляется в легкие. При выдохе мышцы расслабляться, ребра опускаются, объем грудной клетки уменьшается, легкие стягиваются, давление в них повышается  и воздух устремляется наружу. Глубина вдоха зависит от увеличения грудной клетки при вдохе. Для акта дыхания очень важно состояние легочной ткани. которая обладает эластичностью т.е. легочная ткань оказывает определенное противодействие растяжению.

      По  мере 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 плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. В связи с этим у новорожденных дыхание диафрагмальное. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз, ребра принимают косое положение – дыхание ребенка становится грудобрюшным с преобладанием диафрагмального. В возрасте от 3 до 7 лет преобладает грудной тип дыхания. А в 7-8 лет выявляются половые отличия в типе дыхания. У мальчиков преобладает брюшной тип, а у девочек – грудной. Заканчивается половая дифференцировка к 14-17 годам. Типы дыхания у юношей и девушек могут меняться в зависимости от занятия спортом, трудовой деятельности.

      Возрастные особенности строения грудной клетки и мышц обуславливает особенности глубины и частоты дыхания в детском возрасте. В спокойном состоянии взрослый человек делает 16-20 дыхательных движений в минуту, за один вдох  вдыхается 500 мл. воздуха. Объем воздуха характеризует глубину дыхания.

Дыхание новорожденного частое и поверхностное. У детей первого года жизни частота дыхания 50-60 дыхательных движений в минуту , 1-2 года 30 -40 дыхательных движений в минуту, 2-4 года 25-35 дыхательных движений в минуту, 4-6лет 23-26 дыхательных движений в минуту. У детей школьного возраста происходит дальнейшее  уменьшение темпа   дыхания, 18-20 дыхательных движений в минуту. Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую вентиляцию легких. Объем выдыхаемого воздуха у ребенка в 1 месяц жизни -30 мл.,  в 1 год -70 мл.,   в 6 лет -156 мл., в 10 лет -240 мл., в 14 лет -300 мл.. Минутный объем дыхания – это  количество воздуха которое человек выдыхает за 1 минуту, чем чаще дыхание, тем выше минутный объем.

                                                                                    Важной характеристикой  функционирования дыхательной системы  является жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после глубокого вдоха. ЖЕЛ меняется с возрастом, зависит от длины тела, степени развития грудной клетки и дыхательных мышц, пола. При спокойном дыхании за один вдох в легкие поступает около 500 см³ воздуха – дыхательный воздух. При максимальном вдохе после спокойного выдоха в легкие поступает в среднем  на 1500 см³ воздуха больше чем при спокойном вдохе  - дополнительный объем. При максимальном выдохе после обычного вдоха из легких может выйти на 1500 см³ воздуха больше, чем при обычном выдохе – резервный объем. Все эти три типа объема дыхательный, дополнительный, резервный вместе и составляют ЖЕЛ : 500 см³ +1500 см³ +1500 см³ = 3500 см³. После выдоха, даже самого глубокого, в легких остается около 100 см³ воздуха – остаточный воздух, он остается даже в легких трупа, дышавшего ребенка или взрослого человека. Воздух поступает в легкие с первым вдохом после рождения. ЖЕЛ определяется с помощью специального прибора – спирометра. Обычно ЖЕЛ больше у мужчин, чем у женщин. У тренированных людей ЖЕЛ больше, чем у нетренированных. У ребенка ЖЕЛ можно определить при его сознательном участии лишь после 4-5 лет.

      Регуляция дыхания осуществляется ЦНС, специальные области которой обуславливают автоматическое дыхание - чередование вдоха и выдоха и произвольное дыхание, обеспечивающее приспособительные изменения в системе органов дыхания, который соответствуют ситуации и рода деятельности. Деятельность дыхательного центра регулируется рефлекторно,  импульсацией,  поступающей из различных рецепторов и гуморально.

     Центр дыхания это группа нервных клеток, который располагаются в продолговатом мозге, его разрушение приводит к остановке дыхания. В дыхательном центре различают два отдела: отдел вдоха и отдел выдоха, функции, которых взаимосвязаны. При возбуждении отдела вдоха происходит торможение отдела выдоха и наоборот.

     Участвуют в регуляции дыхания специальные скопления нервных клеток в мосту и промежуточном мозге . В спинном мозге находится группа клеток, отростки которых идут в состав спинномозговых нервов  к дыхательным мышцам. В дыхательном центре попеременно возбуждение сменяется торможением. При вдохе легкие расширяются их стенки растягиваются, что раздражает окончания блуждающего нерва. Возбуждение передается к дыхательному центру  и тормозит его деятельность. Мышцы перестают получать возбуждение от дыхательного центра  и расслабляются, грудная клетка опускается, ее объем уменьшается, происходит выдох. При расслаблении центростремительный волокна блуждающего нерва перестают возбуждаться, и дыхательный центр не получает тормозящих импульсов, вновь возбуждается – наступает очередной вдох. Таким образом происходит как бы саморегуляция : вдох вызывает выдох, а выдох вызывает вдох.

     Деятельность  дыхательного центра также регулируется гуморально, изменяясь в зависимости от химического состава крови. Причиной изменения деятельности дыхательного центра является концентрация углекислоты в крови. Она является специфическим возбудителем дыхания: повышение концентрации углекислоты в крови приводит к возбуждению дыхательного центра – дыхание становится частым и глубоким. Это продолжается до тех пор, пока не снизится уровень углекислоты в крови до нормального. На понижение концентрации углекислоты в крови дыхательный центр отвечает понижением возбудимости вплоть до полного прекращения своей деятельности на некоторое время. Ведущим физиологическим механизмом влияющим на дыхательный центре, является рефлекторный, за которым следует гуморальный. Дыхание подчинено коре головного мозга, о чем свидетельствует факт произвольной задержки дыхания или изменение частоты и глубины дыхания, учащение дыхания при эмоциональных состояниях человека.