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

Органы дыхания у детей не только имеют абсолютно меньшие размеры, но, кроме того, отличаются и некоторой незаконченностью анатомо-гистологического строения.

Нос ребенка относительно мал, полости его недоразвиты, носовые ходы узкие; нижний носовой ход в первые месяцы жизни отсутствует совсем или развит рудиментарно. Слизистая оболочка нежна, богата кровеносными сосудами, подслизистая бедна в первые годы жизни пещеристой тканью; в 8-9 лет пещеристая ткань уже достаточно развита, и ее особенно много в период полового созревания.

Придаточные полости носа у детей раннего возраста развиты очень слабо или даже совсем отсутствуют. Лобная пазуха появляется лишь на 2-м году жизни, к 6 годам достигает величины горошины и окончательно формируется лишь к 15 годам. Гайморова полость хотя уже и имеется у новорожденных, но очень мала и только с 2-летнего возраста начинает заметно увеличиваться в объеме; приблизительно то же самое надо сказать о sinus ethmoidalis. Sinus sphenoidalis у детей раннего возраста очень мал; до 3-летнего возраста содержимое его легко опорожняется в полость носа; с 6 лет эта полость начинает быстро увеличиваться. Благодаря слабому развитию придаточных полостей носа у детей раннего возраста на эти полости у них очень редко распространяются воспалительные процессы со слизистой носа.

Слезно-носовой канал короток, наружное отверстие его расположено близко от угла век, клапаны недоразвиты, что очень облегчает попадание инфекции из носа в конъюнктивальный мешок.

Глотка у детей относительно узка и имеет более вертикальное направление. Вальдейерово кольцо у новорожденных развито слабо; глоточные миндалины при осмотре зева незаметны и становятся видимыми лишь к концу 1-го года жизни; в следующие годы, наоборот, скопления лимфоидной ткани и миндалины несколько гипертрофируются, достигая максимального разращения чаще всего между 5 и 10 годами. В пубертатном периоде миндалины начинают претерпевать обратное развитие, и после периода полового созревания сравнительно очень редко приходится видеть их гипертрофию. Разращения аденоидов наиболее выражены у детей с экссудативным и лимфатическим диатезами; у них особенно часто приходится наблюдать расстройства носового дыхания, хронические катаральные состояния носоглотки, нарушения сна.

Гортань у детей наиболее раннего возраста имеет воронкообразную форму, позже - цилиндрическую; расположена она несколько выше, чем у взрослых; нижний конец ее у новорожденных находится на уровне IV шейного позвонка (у взрослых на 1 - 1,5 позвонка ниже). Наиболее энергичный рост поперечного и передне-заднего размеров гортани отмечается на 1-м году жизни и в возрасте 14-16 лет; с возрастом воронкообразная форма гортани постепенно приближается к цилиндрической. Гортань у детей раннего возраста относительно длиннее, чем у взрослых.

Хрящи гортани у детей нежны, очень податливы, надгортанник до 12-13 лет относительно узок, и у грудных детей его легко удается увидеть даже при обычном осмотре зева.

Половые отличия гортани у мальчиков и девочек начинают выявляться лишь после 3 лет, когда угол между пластинками щитовидного хряща у мальчиков становится более острым. С 10 лет у мальчиков уже достаточно отчетливо выявлены черты, характерные для мужской гортани.

Указанные анатомо-гистологические особенности гортани объясняют легкое наступление у детей стенотических явлений даже при сравнительно умеренных воспалительных явлениях. Осиплость голоса, отмечаемая часто у маленьких детей после крика, обычно зависит не от воспалительных явлений, а от вялости легко утомляющихся мышц голосовой щели.

Трахея у новорожденных имеет длину около 4 см, к 14-15 годам достигает приблизительно 7 см, а у взрослых равна 12 см. Она имеет у детей первых месяцев жизни несколько воронкообразную форму и располагается у них выше, чем у взрослых; у новорожденных верхний конец трахеи приходится на уровне IV шейного позвонка, у взрослых - на уровне VII. Бифуркация трахеи у новорожденных соответствует III-IV грудным позвонкам, у детей 5 лет - IV-V и 12-летних - V - VI позвонкам.

Рост трахеи идет приблизительно параллельно росту туловища; между шириной трахеи и окружностью груди во всех возрастах сохраняются почти постоянные взаимоотношения. Поперечное сечение трахеи у детей первых месяцев жизни напоминает эллипс, в последующих возрастах - круг.

Слизистая трахеи нежна, богата кровеносными сосудами и сравнительно суха вследствие недостаточной секреции слизистых железок. Мышечный слой перепончатой части трахеальной стенки развит хорошо даже у совсем маленьких детей; эластическая ткань находится в сравнительно малом количестве.

Детская трахея мягка, легко сдавливается; под влиянием воспалительных процессов легко наступают стенотические явления. Трахея до некоторой степени подвижна и может под влиянием одностороннего давления (экссудата, опухоли) смещаться.

Бронхи. Правый бронх является как бы продолжением трахеи, левый отходит под большим углом; этим и объясняется более частое попадание инородных тел в правый бронх. Бронхи узки, хрящи их мягки, мышечные и эластические волокна развиты относительно слабо, слизистая богата сосудами, но относительно суха.

Легкие у новорожденного весят около 50 г, к 6 месяцам вес их удваивается, к году - утраивается, к 12 годам достигает 10-кратного первоначального веса; у взрослых легкие весят почти в 20 раз больше, чем при рождении. Правое легкое, как правило, несколько больше левого. У детей раннего возраста легочные щели часто выражены слабо, лишь в виде неглубоких борозд на поверхности легких; особенно часто средняя доля правого легкого почти сливается с верхней. Большая, или главная, косая щель отделяет справа нижнюю долю от верхней и средней долей, а малая горизонтальная проходит между верхней и средней долями. Слева имеется только одна щель.

От роста массы легких надо отличать дифференцировку отдельных клеточных элементов. Основной анатомо-гистологической единицей легкого является ацинус, имеющий, однако, у детей до 2 лет сравнительно примитивный характер. С 2 до 3 лет энергично развиваются бесхрящевые мышечные бронхи; с 6-7-летнего возраста гистоструктура ацинуса в основном совпадает с таковой у взрослого; попадающиеся еще иногда саккулюсы не имеют уже мышечного слоя. Интерстициальная (соединительная) ткань у детей отличается рыхлостью, богата лимфатическими и кровеносными сосудами. Детское легкое бедно эластической тканью, особенно в окружности альвеол.

Эпителий альвеол у недышавших мертворожденных - кубический, у дышавших новорожденных и у более старших детей - плоский.

Дифференцировка детского легкого, таким образом, характеризуется количественными и качественными изменениями: уменьшением респираторных бронхиол, развитием альвеол из альвеолярных ходов, увеличением емкости самих альвеол, постепенным обратным развитием внутрилегочных соединительнотканных прослоек и нарастанием эластических элементов.

Объем легких уже дышавших новорожденных составляет около 67 см 3 ; к 15 годам объем их увеличивается в 10 раз и у взрослых - в 20 раз. Общий рост легких происходит главным образом за счет увеличения объема альвеол, тогда как число последних остается более или менее постоянным.

Дышащая поверхность легких у детей относительно больше, чем у взрослых; контактная поверхность альвеолярного воздуха с системой сосудистых легочных капилляров с возрастом относительно уменьшается. Количество крови, протекающей через легкие в единицу времени, у детей больше, чем у взрослых, что создает у них наиболее благоприятные условия для газообмена.

Дети, особенно раннего возраста, склонны к легочным ателектазам и гипостазам, возникновению которых благоприятствует богатство легких кровью и недостаточное развитие эластической ткани.

Средостение у детей относительно больше, чем у взрослых; в верхней своей части оно заключает трахею, крупные бронхи, зобную железу и лимфатические узлы, артерии и крупные нервные стволы, в нижней его части находятся сердце, сосуды и нервы.

Лимфатические узлы. Различают следующие группы лимфатических узлов в легких: 1) трахеальные, 2) бифуркационные, 3) бронхопульмональные (у места вхождения бронхов в легкие) и 4) узлы больших сосудов. Указанные группы лимфатических узлов связаны лимфатическими путями с легкими, медиастинальными и надключичными узлами (рис. 48).

Рис. 48. Топография медиастинальных лимфатических узлов (по Сукенникову).
1 - нижние трахео-бронхиальные;
2 - верхние трахео-бронхиальные;
3 - паратрахеальные;
4 - бронхопульмональные узлы.

Грудная клетка . Относительно большие легкие, сердце и средостение занимают относительно больше места в детской грудной клетке и предопределяют некоторые ее особенности. Грудная клетка все время находится как бы в состоянии вдоха, тонкие межреберья сглажены, а ребра довольно сильно вдавливаются в легкие.

Ребра у детей наиболее раннего возраста стоят почти перпендикулярно позвоночнику, и увеличение емкости грудной клетки за счет поднятия ребер почти невозможно. Этим и объясняется диафрагмальный характер дыхания в данном возрасте. У новорожденных и грудных детей первых месяцев жизни передне-задний и боковой диаметры грудной клетки почти равны, а эпигастральный угол - очень тупой.

С возрастом ребенка поперечное сечение грудной клетки принимает овальную или почкообразную форму. Фронтальный диаметр увеличивается, сагиттальный относительно уменьшается, и значительно усиливается кривизна ребер; эпигастральный угол становится более острым.

Эти соотношения характеризуются грудным показателем (процентное соотношение между передне-задним и поперечным диаметрами грудной клетки): у плода раннего эмбрионального периода он равен 185, у новорожденного 90, к концу года - 80, к 8 годам - 70, после пубертатного периода он снова несколько увеличивается и колеблется около 72-75.

Угол между реберной дугой и медиальным сечением грудной клетки у новорожденного равен приблизительно 60°, к концу 1-го года жизни - 45°, в возрасте 5 лет - 30°, в 15 лет - 20° и после окончания периода полового созревания - около 15°.

Меняется с возрастом и положение грудины; верхний край ее, лежащий у новорожденного на уровне VII шейного позвонка, к 6-7 годам опускается до уровня II-III грудных позвонков. Купол диафрагмы, достигающий у грудных детей верхнего края IV ребра, с возрастом опускается несколько ниже.

Из изложенного видно, что грудная клетка у детей постепенно из инспираторного положения переходит в экспираторное, что и является анатомической предпосылкой для развития торакального (реберного) типа дыхания.

Строение и форма грудной клетки могут значительно видоизменяться в зависимости от индивидуальных особенностей ребенка. На форме грудной клетки у детей особенно легко сказываются перенесенные заболевания (рахит, плеврит) и различные отрицательные воздействия окружающей среды. Возрастные анатомические особенности грудной клетки обусловливают и некоторые физиологические особенности дыхания детей в различные периоды детства.

Первое дыхание новорожденного . В период внутриутробного развития у плода газообмен совершается исключительно за счет плацентарного кровообращения. В конце этого периода у плода появляются правильные внутриматочные дыхательные движения, указывающие на способность дыхательного центра реагировать на раздражение. С момента рождения ребенка прекращается газообмен за счет плацентарного кровообращения и начинается легочное дыхание.

Физиологическим возбудителем дыхательного центра является углекислота, повышенное накопление которой с момента прекращения плацентарного кровообращения и является причиной первого глубокого вдоха новорожденного; возможно, что причиной первого вдоха надо считать не избыток в крови новорожденного углекислоты, а недостаток в ней кислорода.

Первый вдох, сопровождаемый первым криком, в большинстве случаев появляется у новорожденного сразу - как только заканчивается прохождение плода по родовым путям матери. Однако в тех случаях, когда ребенок появляется на свет с достаточным запасом кислорода в крови или имеется несколько пониженная возбудимость дыхательного центра, проходит несколько секунд, а иногда даже и минут, пока не появится первое дыхание. Эта кратковременная задержка дыхания носит название апноэ новорожденного.

После первого глубокого вдоха у здоровых детей устанавливается правильное и большей частью довольно равномерное дыхание; отмечаемая в некоторых случаях в течение первых часов и даже дней жизни ребенка неравномерность дыхательного ритма обычно быстро выравнивается.

Частота дыхательных движений у новорожденных около 40-60 в минуту; с возрастом дыхание становится более редким, постепенно приближаясь к ритму взрослого. По нашим наблюдениям, частота дыханий у детей следующая.

До 8 лет у мальчиков дыхание чаще, чем у девочек; в препубертатном периоде девочки по частоте дыхания обгоняют мальчиков, и уже во все последующие годы дыхание у них остается более частым.

Для детей характерна легкая возбудимость дыхательного центра: легкие физические напряжения и психическое возбуждение, незначительные повышения температуры тела и окружающего воздуха почти всегда вызывают значительное учащение дыхания, а иногда и некоторое нарушение правильности дыхательного ритма.

На одно дыхательное движение у новорожденных в среднем приходится 272-3 пульсовых удара, у детей конца 1-го года жизни и более старших - 3-4 удара, и, наконец, у взрослых - 4-5 сердечных сокращений. Эти соотношения обычно сохраняются при учащении пульса и дыхания под влиянием физических и психических нагрузок.

Объем дыхания. Для оценки функциональной способности органов дыхания обычно учитывают объем одного дыхательного движения, минутный объем дыхания и жизненную емкость легких.

Объем каждого дыхательного движения у новорожденного в состоянии спокойного сна равен в среднем 20 см 3 , у месячного ребенка он повышается приблизительно до 25 см 3 , к концу года достигает 80 см 3 , к 5 годам - около 150 см 3 , к 12 годам - в среднем около 250 см 3 и к 14-16 годам повышается до 300-400 см 3 ; впрочем, эта величина, по-видимому, может колебаться в довольно широких индивидуальных пределах, так как данные различных авторов сильно расходятся. При крике объем дыхания резко увеличивается - в 2-3 и даже 5 раз.

Минутный объем дыхания (объем одного дыхания, умноженный на частоту дыхания) с возрастом быстро увеличивается и приблизительно равняется у новорожденного 800-900 см 3 , у ребенка в возрасте 1 месяца - 1400 см 3 , к концу 1 -го года - около 2600 см 3 , в возрасте 5 лет - около 3200 см 3 и в 12-15 лет -около 5000 см 3 .

Жизненная емкость легких, т. е. количество воздуха, максимально выдыхаемого после максимального вдоха, может быть указана только в отношении детей, начиная с 5-6 лет, так как самая методика исследования требует активного участия ребенка; в 5-6 лет жизненная емкость колеблется около 1150 см 3 , в 9-10 лет - около 1600 см 3 и в 14-16 лет - 3200 см 3 . У мальчиков жизненная емкость легких больше, чем у девочек; наибольшая емкость легких бывает при торако-абдоминальном дыхании, наименьшая - при чисто грудном.

Тип дыхания меняется в зависимости от возраста и пола ребенка; у детей периода новорожденности преобладает диафрагмальное дыхание при незначительном участии реберной мускулатуры. У детей грудного возраста выявляется так называемое грудо-брюшное дыхание с преобладанием диафрагмального; экскурсии грудной клетки слабо выражены в верхних ее частях и, наоборот, гораздо сильнее - в нижних отделах. С переходом ребенка из постоянного горизонтального положения в вертикальное изменяется и тип дыхания; оно в этом возрасте (начало 2-го года жизни) характеризуется комбинацией диафрагмального и грудного дыхания, причем в одних случаях преобладает одно, в других - другое. В возрасте 3-7 лет в связи с развитием мускулатуры плечевого пояса все отчетливее выявляется грудное дыхание, начинающее определенно доминировать над диафрагмальным.

Первые различия типа дыхания в зависимости от пола начинают отчетливо сказываться в возрасте 7-14 лет; в препубертатный и пубертатный периоды у мальчиков вырабатывается главным образом брюшной тип, а у девочек - грудной тип дыхания. Возрастные изменения типа дыхания предопределяются указанными выше анатомическими особенностями грудной клетки детей в различные периоды жизни.

Увеличение емкости грудной клетки за счет поднятия ребер у детей грудного возраста почти невозможно вследствие горизонтального положения ребер; оно становится возможным в более поздние периоды, когда ребра несколько опускаются книзу и кпереди и при поднимании их происходит увеличение передне-заднего и бокового размеров грудной клетки.

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.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ СПОРТА И ТУРИЗМА

Тема: Возрастные особенности дыхания

Выполнил

студент группы 1-2-07

Даревский П.И

Смоленск 2012г.

ЗНАЧЕНИЕ ДЫХАНИЯ

Дыхание -- жизненно необходимый процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей его внешней средой.

Почти все сложные реакции превращения веществ в организме идут с обязательным участием кислорода. Без кислорода невозможен обмен веществ, и для сохранения жизни необходимо постоянное поступление кислорода.

При окислительных процессах образуются продукты распада, в том числе и углекислый газ, которые удаляются из организма.

При дыхании происходит обмен газов между организмом и окружающей средой, что обеспечивает постоянное поступление в организм кислорода и удаление из него углекислого газа. Этот процесс протекает в легких. Переносчиком кислорода от легких к тканям, а углекислого газа от тканей к легким является кровь.

СТРОЕНИЕ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

Полость носа. В органах дыхания различают воздухоносные пути, по которым проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух, и легкие, где совершается газообмен между воздухом и кровью. Дыхательный путь начинается носовой полостью, отделенной от полости рта перегородкой: спереди -- твердое нёбо, а сзади -- мягкое нёбо. Воздух в носовую полость проникает через носовые отверстия -- ноздри. У наружного края их располагаются волоски, предохраняющие от попадания в нос пыли. Носовая полость делится перегородкой на правую и левую половину, каждая из которых делится носовыми раковинами на нижний, средний и верхний носовые ходы.

В первые дни жизни дыхание у детей через нос затруднено. Носовые ходы у детей уже, чем у взрослых, и окончательно формируются к 14--15 годам.

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

Носовая полость сзади через отверстия -- хоаны -- сообщается с носоглоткой.

Носоглотка. Носоглотка -- верхняя часть глотки. Глотка представляет собой мышечную трубку, в которую открываются полость носа, полость рта и гортани. В носоглотку, кроме хоан, открываются слуховые трубы, соединяющие полость глотки с полостью среднего уха. Из носоглотки воздух проходит в ротовую часть глотки и дальше в гортань.

Глотка у детей широкая и короткая, слуховая труба располагается низко. Заболевания верхних дыхательных путей нередко осложняются воспалением среднего уха, так как инфекция легко проникает в среднее ухо через широкую и короткую слуховую трубу.

Гортань. Скелет гортани образован несколькими хрящами, соединенными между собой суставами, связками и мышцами. Самый крупный из них -- щитовидный хрящ. Над входом в гортань располагается хрящевая пластинка -- надгортанник. Он выполняет роль клапана, закрывающего вход в гортань при глотании.

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.

При обычном дыхании голосовые связки расслаблены и щель между ними сужается. Выдыхаемый воздух, проходя через узкую щель, заставляет колебаться голосовые связки -- возникает звук. От степени натяжения голосовых связок зависит высота тона: при натянутых связках звук выше, при расслабленных -- ниже. Дрожанию голосовых связок и образованию звуков способствуют движения языка,"губ и щек, сокращение мышц самой гортани.

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 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.

Трахея и бронхи. Трахея отходит от нижнего края гортани. Это полая неспадающаяся трубка длиной (у взрослого человека) около 10--13 см. Внутри трахея выстлана слизистой оболочкой. Эпителий здесь многорядный, мерцательный. Позади трахеи расположен пищевод. На уровне IV--V грудных позвонков трахея делится на правый и левый первичные бронхи.

Бронхи по своему строению напоминают трахею. Правый бронх короче левого. Первичный бронх, вступив в ворота легких, делится на бронхи второго, третьего и других порядков, которые образуют бронхиальное дерево. Самые тонкие веточки называют бронхиолами.

У новорожденных трахея узкая и короткая, длина ее 4 см, к 14--15 годам длина трахеи составляет 7 см.

Легкие. 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 м2. 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 вдохах 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.

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 трех лет происходят усиленный рост легких и дифференцировка их отдельных элементов. Число альвеол к восьми 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).

ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ

Акты вдоха и выдоха. Благодаря ритмически совершающимся актам вдоха и выдоха происходит обмен газов между атмосферным и альвеолярным воздухом, находящимся в легочных пузырьках.

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.

Типы 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 трудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. Дыхание грудных детей теперь 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 семи годам он становится выраженным.

В 7--8 лет начинаются 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.

В силу своеобразия строения грудной клетки и малой выносливости дыхательных мышц дыхательные движения у детей менее глубокие и частые.

Глубина и частота дыхания. Взрослый человек делает в среднем 15--17 дыхательных движений в минуту; за один вдох при спокойном дыхании вдыхает 500 мл воздуха. При мышечной работе дыхание учащается в 2--3 раза. При некоторых видах спортивных упражнений частота дыхания доходит до 40--45 раз в минуту.

У тренированных людей при одной и той же работе объем легочной вентиляции постепенно увеличивается, так как дыхание становится более редким, но глубоким. При глубоком дыхании альвеолярный воздух вентилируется на 80--90%, что обеспечивает большую диффузию газов через альвеолы. При неглубоком и частом дыхании вентиляция альвеолярного воздуха значительно меньше и относительно большая часть вдыхаемого воздуха остается в так называемом мертвом пространстве -- в носоглотке, ротовой полости, трахее, бронхах. Таким образом, у тренированных людей кровь в большей степени насыщается кислородом, чем у нетренированных.

Глубина дыхания характеризуется объемом воздуха, поступающим в легкие за один вдох,-- дыхательным воздухом.

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--6-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 дыхательного воздуха у ребенка в 1 месяц составляет 30 мл, в 1 год -- 70 мл, в 6 лет -- 156 мл, в 10 лет -- 230 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 дыхательного воздуха на число дыхательных движений в 1 мин. У новорожденного минутный объем дыхания составляет 650--700 мл воздуха, к концу первого года жизни -- 2600-- 2700 мл, к шести годам -- 3500 мл, у 10-летнего ребенка -- 4300 мл, у 14-летнего -- 4900 мл, у взрослого человека -- 5000--6000 мл.

Жизненная емкость легких. В покое взрослый человек может вдохнуть и выдохнуть относительно постоянный объем воздуха (около 500 мл). Но при усиленном дыхании можно вдохнуть еще около 1500 мл воздуха. Точно так же после обычного выдоха человек может еще выдохнуть 1500 мл воздуха. Наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после глубокого вдоха, называют жизненной емкостью легких,

Жизненная емкость легких меняется с возрастом, зависит она также от пола, степени развития грудной клетки, дыхательных мышц. Обычно она больше у мужчин, чем у женщин; у спортсменов она больше, чем у нетренированных людей. У штангистов, например, она составляет около 4000 мл, у футболистов -- 4200 мл, 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.

ГАЗООБМЕН В ЛЕГКИХ

Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха.

Производя попеременно вдох и выдох, человек вентилирует легкие, поддерживая в альвеолах относительно постоянный газовый состав. Человек дышит атмосферным воздухом с большим содержанием кислорода (20,9%) и низким содержанием углекислого газа (0,03%), а выдыхает воздух, в котором кислорода -- 16,3%, а углекислого газа -- 4%.

В альвеолярном воздухе кислорода -- 14,2%, а углекислого газа -- 5,2%.

Почему в выдыхаемом воздухе кислорода содержится больше, чем в альвеолярном? Объясняется это тем, что при выдохе к альвеолярному воздуху примешивается воздух, который находится в органах дыхания, в воздухоносных путях.

Более низкая эффективность легочной вентиляции у детей выражается в ином газовом составе как выдыхаемого, так и альвеолярного воздуха. Чем моложе дети, тем меньше процент углекислого газа и тем больше процент кислорода в выдыхаемом и альвеолярном воздухе. Соответственно у них меньший процент использования кислорода. Поэтому детям для потребления одного и того же объема кислорода и выделения одного и того же объема углекислого газа нужно больше вентилировать легкие, чем взрослым людям.

Газообмен в легких. В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови поступает в легкие. Движение газов происходит по законам диффузии, согласно которым газ распространяется из среды с высоким парциальным давлением в среду с меньшим давлением.

Парциальным давлением называют часть общего давления, которая приходится на долю данного газа в газовой смеси. Чем выше процентное содержание газа в смеси, тем соответственно выше его парциальное давление.

Для газов, растворенных в жидкости, употребляют термин «напряжение», соответствующий термину «парциальное давление», применяемому для свободных газов.

Газообмен в легких совершается между альвеолярным воздухом и кровью. Альвеолы легких оплетены густой сетью капилляров. 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 (напряжения) диффундирующих газов. Такие условия есть в легких. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются и их поверхность достигает 100--150 м2. Также велика и поверхность капилляров в легких. Есть и достаточная разница парциального давления газов альвеолярного воздуха и напряжения этих газов в венозной крови.

Из таблицы 15 следует, что разность между напряжением газов в венозной крови и их парциальным давлением в альвеолярном воздухе составляет для кислорода 110--40=70 мм рт.ст., а для углекислого газа 47--40=7 мм рт.ст. Такой разницы давлений достаточно для обеспечения организма кислородом и удаления из него углекислого газа.

Связывание кислорода кровью. В крови кислород соединяется с гемоглобином, образуя непрочное соединение -- оксигемоглобин. 1 г гемоглобина способен связать 1,34 см3 кислорода. Чем выше парциальное давление кислорода, тем. больше образуется оксигемоглобина. В альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода 100--ПО мм рт. ст. При этих условиях 97% гемоглобина крови связывается с кислородом.

В виде оксигемоглобина кислород от легких кровью переносится к тканям. Здесь парциальное давление кислорода низкое и оксигемоглобин диссоциирует, высвобождая кислород. Так обеспечивается снабжение тканей кислородом.

Наличие в воздухе или тканях углекислого газа уменьшает способность гемоглобина связывать кислород.

Связывание углекислого газа кровью. Углекислый газ переносится кровью в химически связанном виде -- в виде гидрокарбоната натрия и гидрокарбоната калия. Часть его транспортируется гемоглобином.

Связывание углекислого газа и отдача его кровью зависят от его напряжения в тканях и крови. Важная роль при этом принадлежит содержащемуся в эритроцитах ферменту карбоангидразе. Карбоангидраза в зависимости от содержания углекислого газа ускоряет во много раз реакцию, уравнение которой: СО2+Н2О=Н2С03.

В капиллярах тканей, где напряжение углекислого газа высокое, происходит образование угольной кислоты. В легких карбоангидраза способствует дегидратации, что приводит к вытеснению углекислого газа из крови.

Газообмен в легких у детей тесно связан с особенностями регуляции у них кислотно-щелочного равновесия. У детей дыхательный центр очень чутко реагирует на малейшие изменения реакции крови. Даже при незначительном сдвиге равновесия в сторону подкисления, у детей легко возникает одышка.

Диффузионная способность легких у детей с возрастом увеличивается. Это связано с увеличением суммарной поверхности альвеол легких.

Потребность организма в кислороде и выделение углекислого газа определяются уровнем окислительных процессов, протекающих в организме. С возрастом этот уровень снижается, соответственно и величина газообмена на 1 кг массы по мере роста ребенка уменьшается.

РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ

Дыхательный центр. Дыхание человека меняется в зависимости от состояния его организма. Оно спокойное, редкое во время сна, частое и глубокое при физических нагрузках, прерывистое, неровное во время эмоций. При погружении в холодную воду у человека на время останавливается дыхание, «дух захватывает». Русский физиолог Н. А. Миславский в 1919 г. установил, что в продолговатом мозге имеется группа клеток, разрушение которых ведет к остановке дыхания. Так было положено начало изучению дыхательного центра. Дыхательный центр -- сложное образование и состоит из центра вдоха и центра выдоха. Позже удалось показать, что дыхательный центр имеет более сложную структуру и в процессах регуляции дыхания принимают участие также вышележащие отделы центральной нервной системы, которые обеспечивают приспособительные изменения в системе органов дыхания к различной деятельности организма. Важная роль в регуляции дыхания принадлежит коре больших полушарий.

Дыхательный центр находится в состоянии постоянной активности: в нем ритмически возникают импульсы возбуждения. Эти импульсы возникают автоматически. Даже после полного выключения центростремительных путей, идущих к дыхательному центру, в нем можно зарегистрировать ритмическую активность. Автоматизм дыхательного центра связывают с процессом обмена веществ в нем. Ритмические импульсы передаются из дыхательного центра по центробежным нейронам к дыхательным мышцам и диафрагме, обеспечивая чередование вдоха и выдоха.

Рефлекторная регуляция. При болевом раздражении, при раздражении органов брюшной полости, рецепторов кровеносных сосудов, кожи, рецепторов дыхательных путей изменение дыхания происходит рефлекторно.

При вдыхании паров аммиака, например, раздражаются рецепторы слизистой оболочки носоглотки, что приводит к рефлекторной задержке дыхания. Это важное защитное приспособление, препятствующее попаданию в легкие ядовитых и раздражающих веществ.

Особое значение в регуляции дыхания имеют импульсы, идущие от рецепторов дыхательных мышц и от рецепторов самих легких. От них в большей степени зависит глубина вдоха и выдоха. Это происходит так. При вдохе, когда легкие растягиваются, раздражаются рецепторы в их стенках. Импульсы от рецепторов легких по центростремительным волокнам блуждающего нерва достигают дыхательного центра, тормозят центр вдоха и возбуждают центр выдоха. В результате дыхательные мышцы расслабляются, грудная клетка опускается, диафрагма принимает вид купола, объем грудной клетки уменьшается и происходит выдох. Выдох, в свою очередь, рефлекторно стимулирует вдох.

В регуляции дыхания принимает участие кора головного мозга, обеспечивающая тончайшее приспособление дыхания к потребностям организма в связи с изменениями условий внешней среды и жизнедеятельности организма.

Вот примеры влияния коры больших полушарий на дыхание. Человек может на время задержать дыхание, по своему желанию изменить ритм и глубину дыхательных движений. Влияниями коры головного мозга объясняются предстартовые изменения дыхания у спортсменов -- значительное углубление и учащение дыхания перед началом соревнования. Возможна выработка условных дыхательных рефлексов. Если к вдыхаемому воздуху добавить 5--7% углекислого газа, который в такой концентрации учащает дыхание, и сопровождать вдох стуком метронома или звонком, то через несколько сочетаний один только звонок или стук метронома вызовет учащение дыхания.

Гуморальные влияния на дыхательный центр. Большое влияние на состояние дыхательного центра оказывает химический состав крови, в частности ее газовый состав. Накопление углекислого газа в крови вызывает раздражение рецепторов в кровеносных сосудах, несущих кровь к голове, и рефлекторно возбуждает дыхательный центр. Подобным образом действуют и другие кислые продукты, поступающие в кровь, например молочная кислота, содержание которой в крови увеличивается во время мышечной работы.

Первый вдох новорожденного. При внутриутробном развитии плод получает кислород и отдает углекислый газ через плаценту организму матери. Однако плод совершает дыхательные движения в виде незначительного расширения грудной клетки. Легкие при этом не расправляются, а только возникает небольшое отрицательное давление в плевральной щели.

Согласно данным И. А. Аршавского, такого рода дыхательные движения плода способствуют лучшему движению крови и улучшению кровоснабжения плода, а также являются своеобразной тренировкой функции легких. Во время родов, после перевязки пупочного канатика, организм ребенка отделяется от организма матери. При этом в крови новорожденного накапливается углекислый газ и снижается содержание кислорода. Изменение газового состава крови приводит к повышению возбудимости дыхательного центра как гуморально, так и рефлекторно через раздражение рецепторов в стенках кровеносных сосудов. Клетки дыхательного центра раздражаются, и в ответ возникает первый вдох. А далее вдох рефлекторно вызывает выдох.

В возникновении первого вдоха немаловажная роль принадлежит изменению условий существования новорожденного по сравнению с внутриутробным его существованием. Механические раздражения кожи при прикосновении рук акушера к телу ребенка, более низкая температура окружающей среды по сравнению с внутриутробной, подсыхание тела новорожденного в воздухе -- все это также способствует рефлекторному возбуждению дыхательного центра и возникновению первого вдоха.

И. А. Аршавский в появлении первого вдоха основную роль отводит возбуждению спинномозговых дыхательных мотонейронов, клеток ретикулярной формации продолговатого мозга; возбуждающим фактором при этом служит снижение парциального давления кислорода в крови.

Во время пepвoго вдоха расправляются легкие, которые у плода были в спавшемся состоянии, легочная ткань плода очень упруга, малорастяжима. Нужна определенная сила, чтобы растянуть и расправить легкие. Поэтому первый вдох труден и происходит с большими затратами энергии.

Особенности возбудимости дыхательного центра у детей. К моменту рождения ребенка его дыхательный центр способен обеспечивать ритмичную смену фаз дыхательного цикла (вдох и выдох), но не так совершенно, как у детей старшего возраста. Это связано с тем, что к моменту рождения функциональное формирование дыхательного центра еще не закончилось. Об этом свидетельствует большая изменчивость частоты, глубины, ритма дыхания у детей раннего возраста. Возбудимость дыхательного центра у новорожденных и грудных детей низкая.

Дети первых лет жизни отличаются более высокой устойчивостью к недостатку кислорода (гипоксии), чем дети более старшего возраста.

Формирование функциональной деятельности дыхательного центра происходит с возрастом. К 11 годам уже хорошо выражена возможность приспособления дыхания к различным условиям жизнедеятельности.

Чувствительность дыхательного центра к содержанию углекислого газа повышается с возрастом и в школьном возрасте достигает примерно уровня взрослых. Следует отметить, что в период полового созревания происходят временные нарушения регуляции дыхания и организм подростков отличается меньшей устойчивостью к недостатку кислорода, чем организм взрослого человека.

О функциональном состоянии дыхательного аппарата свидетельствует и возможность произвольно изменять дыхание (подавлять дыхательные движения или производить максимальную вентиляцию). В произвольной регуляции дыхания участвует кора больших полушарий головного мозга, центры, связанные с восприятием речевых раздражителей и с ответами на эти раздражители.

Произвольная регуляция дыхания связана со второй сигнальной системой и появляется лишь с развитием речи.

Произвольные изменения дыхания играют важную роль при выполнении ряда дыхательных упражнений и помогают правильно сочетать определенные движения с фазой дыхания (вдохом и выдохом).

Дыхание при физической работе. У взрослого человека при мышечной работе 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.

Подростки, в отличие от взрослых, быстрее достигают максимального уровня потребления кислорода, но и быстрее прекращают работу из-за неспособности поддерживать долго потребление кислорода на высоком уровне.

Правильное дыхание. Замечали ли вы, что человек на короткое время задерживает вдох, когда к чему-нибудь прислушивается? А почему у гребцов, молотобойцев момент наибольшего усиления совпадает с резким выдохом («ух»)?

При нормальном дыхании вдох короче выдоха. Такой ритм дыхания облегчает физическую и умственную деятельность. Это можно объяснить так. Во время вдоха дыхательный центр возбуждается, при этом по закону индукции возбудимость других отделов мозга снижается, а при выдохе имеет место обратное явление. Поэтому сила мышечного сокращения понижается во время вдоха и возрастает во время выдоха. Поэтому работоспособность понижается и скорее наступает утомление, если вдох удлинен, а выдох укорочен.

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 этого 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 1 более глубокое дыхание. При согнутом положении туловища в организм поступает меньшее количество воздуха.

Адаптация организма к физическим нагрузкам

С биологической точки зрения физическая подготовка представляет собой процесс направленной адаптации организма к тренировочным воздействиям. Нагрузки, применяемые в процессе физической подготовки, выполняют роль раздражителя, возбуждающего приспособительные изменения в организме. Тренировочный эффект определяется направленностью и величиной физиологических и биохимических изменений, происходящих под воздействием применяемых нагрузок. Глубина происходящих при этом в организме сдвигов зависит от основных характеристик физической нагрузки:

* интенсивности и продолжительности выполняемых упражнений;

* количества повторений упражнений;

* продолжительности и характера интервалов отдыха между повторением упражнений.

Определенное сочетание перечисленных параметров физических нагрузок приводит к необходимым изменениям в организме, к перестройке обмена веществ и, в конечном итоге, к росту тренированности.

Процесс адаптации организма к воздействию физических нагрузок имеет фазный характер. Поэтому выделяют два этапа адаптации: срочный и долговременный (хронический).

Этап срочной адаптации сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обеспечения на основе уже сформированных механизмов их реализации, и представляет собой непосредственный ответ организма на однократные воздействия физических нагрузок.

При многократном повторении физических воздействий и суммировании многих следов нагрузок, постепенно развивается долгосрочная адаптация. Этот этап связан с формированием в организме функциональных и структурных изменений, происходящих вследствие стимуляции генетического аппарата нагружаемых во время работы клеток. В процессе долговременной адаптации к физическим нагрузкам активируется синтез нуклеиновых кислот и специфических белков, в результате чего происходит увеличение возможностей опорно-двигательного аппарата, совершенствуется его энергообеспечение.

Фазовость протекания процессов адаптации к физическим нагрузкам позволяет выделять три разновидности эффектов в ответ на выполняемую работу.

Срочный тренировочный эффект, возникающий непосредственно во время выполнения физических упражнений и в период срочного восстановления в течение 0.5 - 1.0 часа после окончания работы. В это время происходит устранение образовавшегося во время работы кислородного долга.

Отставленный тренировочный эффект, сущность которого составляет активизация физической нагрузкой пластических процессов для избыточного синтеза разрушенных при работе клеточных структур и восполнение энергетических ресурсов организма. Этот эффект наблюдается на поздних фазах восстановления (обычно в пределах до 48 часов после окончания нагрузки).

Кумулятивный тренировочный эффект - является результатом последовательного суммирования срочных и отставленных эффектов повторяющихся нагрузок. В результате кумуляции следовых процессов физических воздействий на протяжении длительных периодов тренировки (более одного месяца) происходит прирост показателей работоспособности и улучшение спортивных результатов.

Небольшие по объему физические нагрузки не стимулируют развитие тренируемой функции и считаются неэффективными. Для достижения выраженного кумулятивного тренировочного эффекта необходимо выполнить объем работы, превышающий величину неэффективных нагрузок.

Дальнейшее наращивание объемов выполняемой работы сопровождается, до определенного предела, пропорциональным увеличением тренируемой функции. Если же нагрузка превышает предельно допустимый уровень, то развивается состояние перетренированности, происходит срыв адаптации.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Понятие процесса дыхания в медицине. Описание особенностей органов дыхания, краткая характеристика каждого из них, строение и функции. Газообмен в легких, профилактика заболеваний органов дыхания. Особенности строения органов дыхания у детей, роль ЛФК.

статья , добавлен 05.06.2010


Значение дыхания для жизнедеятельности организма. Механизм дыхания. Обмен газов в легких и тканях. Регуляция дыхания в организме человека. Возрастные особенности и нарушения деятельности органов дыхания. Дефекты органов речи. Профилактика заболеваний.

курсовая работа , добавлен 26.06.2012


Понятие внешнего дыхания. Вентиляция альвеол конвективным путем при физической работе. Факторы, способствующие диффузии газов в легких. Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Адаптация дыхательной системы при физической нагрузке.

курсовая работа , добавлен 10.12.2009


Физиологические показатели дыхания. Регуляция внешнего дыхания. Функциональная система поддержания уровня кислорода в организме. Основные рецепторы легких. Активность разных типов нейронов в течение фаз дыхания. Рефлекторная активация центра вдоха.

презентация , добавлен 13.12.2013


Регуляция внешнего дыхания. Влияние внешнего дыхания на движения, его особенности при локомоциях, мышечной работе разной интенсивности. Сочетание фаз дыхания и движения. Эффективность синхронных и асинхронных соотношений темпа движений и частоты дыхания.

курсовая работа , добавлен 25.06.2012


Функции и элементы дыхательной системы. Строение носовой полости, гортани, трахеи, бронхов и легких. Особенности дыхания плода и новорожденного, его возрастные изменения. Гигиенические требования к организации воздушного режима в дошкольных учреждениях.

контрольная работа , добавлен 23.02.2014


Процесс поглощения из воздуха кислорода и выделения углекислого газа. Смена воздуха в легких, чередование вдоха и выдоха. Процесс дыхания через нос. Что опасно для органов дыхания. Развитие смертельных заболеваний легких и сердца у курильщиков.

презентация , добавлен 15.11.2012


Анатомо-физиологические особенности органов дыхания. Соотношение вентиляции и перфузии кровью легких, процесс диффузии газов. Процессы нарушения газообмена в легких при измененном давлении воздуха. Функциональные и специальные методы исследования легких.

курсовая работа , добавлен 26.01.2012


Эмбриогенез органов дыхания. Варианты пороков развития. Анатомо-физиологические особенности респираторной системы у детей, их значение. Клиническое исследование органов дыхания. Симптомы, выявляемые при осмотре, пальпации, перкуссии, и аускультации.

презентация , добавлен 20.11.2015


Дыхательная система - органы, при помощи которых происходит газообмен между организмом и внешней средой. Этапы акта дыхания. Функции и строение гортани. Скелет трахеи. Главные бронхи в области ворот легких. Регуляция дыхания. Механизм первого вдоха.

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.