Дыхание человека в возрастной динамике.

Развитие легких у человеческого зародыша начинается на 3 неделе эмбрионального существования. Между 5-й неделей и 4-м месяцем жизни зародыша формируются бронхи и бронхиолы, к моменту рождения количество легочных сегментов уже такое же, как и у взрослого.

Ребенок готовится к самостоятельному дыханию заранее - как только начинается родовая деятельность. Первый вдох возникает под влиянием совокупности многих факторов: раздражения кожных покровов во время прохождения ребенка по родовым путям и сразу после рождения, изменения положения его тела, перевязки пуповины. Мощным стимулятором дыхательного центра является холодовое раздражение - перепад температур во время рождения в 12 - 16 град.

Легкие плода заполнены жидкостью, которую вырабатывают клетки дыхательного эпителия. Когда ребенок продвигается по родовому каналу, его грудная клетка сдавливается, и жидкость вытесняется из дыхательных путей. В грудной клетке создается отрицательное давление, и атмосферный воздух засасывается в нее. Первые порции воздуха заполняют только те дыхательные пути, которые в процессе родов освободились от жидкости.

Во время родов при схватках плацентарная циркуляция нарушается, снижается поступление кислорода в организм ребенка, вследствие чего у него в крови и тканях накапливается углекислота.

Гиперкапния, гипоксия, возникающие в процессе родов и в первые секунды и минуты жизни новорожденного, приводят к резкому возбуждению дыхательного центра в продолговатом мозге. Наступает судорожное сокращение диафрагмы и скелетных мышц, участвующих в дыхании, расправляются легкие. В этот момент происходит первый вдох, сопровождающийся криком появившегося на свет младенца.

Частота дыхания доношенных новорожденных в 1-ю неделю жизни колеблется от 30 до 50 в минуту.

Основной структурной единицей легкого у ребенка (также, как и у взрослого) является ацинус. У новорожденных ацинус недостаточно дифференцирован. Дифференцировка происходит еще долгое время после рождения. Так, например, у новорожденного число альвеол 24 млн, а их диаметр - 0,05 мм, что в 12 раз и соответственно в 4 раза меньше, чем у взрослых. Если вес легких новорожденного - 50 г, то к 1 году возрастает в 3 раза, к 12 - в 10 раз и у взрослого - в 20 раз.

Легкие ребенка бедны эластическими волокнами, особенно в окружности альвеол и в стенках легочных капилляров, между дольками легких и альвеолами обильно развита рыхлая соединительная ткань, богатая кровеносными сосудами. До 3 лет происходит усиленная дифференцировка отдельных элементов легких, от 3 до 7 лет ее темп замедляется. К 7-8 годам заканчиваются процессы дифференцировки бронхов. Особенно усиленный рост и совершенствование органов дыхания наблюдается в пубертатном периоде (12-16 лет). В течение этого периода носовые ходы, гортань, трахея и общая поверхность легких достигает максимального развития. Увеличивается просвет трахеи и бронхов, развиваются их мышечные и эластические волокна.

В пубертатном периоде увеличивается объем легких за счет увеличения объема альвеол (их количество достигает уровня взрослого к 8 годам (рис.16)). В то же время объем легких и поверхность альвеол еще значительно меньше, чем у взрослых.

В связи с трудностью определения ЖЕЛ (жизненной емкости легких) у новорожденных, у них обычно определяют жизненную емкость крика, считая, что при очень сильном крике объем выдыхаемого воздуха почти равен ЖЕЛ. Таким образом смогли определить ЖЕЛ в первые минуты после рождения: она составила 56-110 мл.

У детей обычно ЖЕЛ измеряют с 4-6 лет. В значительной степени она зависит от физического развития, возраста, пола и др. На рис.17 показаны средние величины ЖЕЛ в зависимости от возраста и пола. Как видно, с возрастом ЖЕЛ увеличивается, причем наибольший прирост отмечается в 12-17 лет (период полового созревания), к 17 годам достигая величины для взрослого человека.

Частота дыхания в мин у детей первого года жизни составляет 29-60. У детей 1-2 лет эта величина составляет 35-40, у 2-4-летних 25-35, у 4-6-летних - 23-26 циклов в минуту. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания (до 18-20 раз). Большая частота дыхания у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию.

Объем дыхательного воздуха (ДО) у ребенка в 1 месяц составляет 30 мл, в 1 год - 70 мл, в 6 лет - 156 мл, в 10 - 230 мл, в 14 лет - 300 мл, и лишь к 16-17 годам достигает величины взрослого человека.

Минутный объем дыхания - это количество воздуха, которое вдыхает человек в 1 минуту. У новорожденного МОД - 650 - 700 мл, к концу первого жизни - 2700 мл, к 6 годам - 3500 мл, у взрослого человека - 5000-6000 мл.

В процессе роста и развития организма с увеличением резерва вдоха увеличивается и максимальная вентиляция легких или максимальная произвольная вентиляция (МПВ). Напомним, что под этим понимается максимальная возможность дыхательного аппарата. Для его определения человека просят дышать как можно чаще и глубже в течение 15 сек.

Значение МПВ во временном периоде увеличивается, достигая к 16-17 лет уровня взрослого человека.

Примерно с 11 лет прирост МПВ у девочек начинает отставать от такового у мальчиков.

МПВ у дошкольников в 10 раз больше чем МОД; в пубертатном периоде в 13 раз; в среднем у взрослого - в 20-25 раз. Это показывает, что в процессе роста и развития организма резервы внешнего дыхания увеличиваются.

У плода органом газообмена является плацента, и снабжение кислородом зависит от напряжения кислорода в крови матери, кислородной емкости крови плода, особенностей его гемоглобина и т.д. На этом периоде развития организм обладает специальным приспособительными механизмами, обеспечивающими доставку кислорода тканям. Кислородная емкость крови плода к концу внутриутробной жизни увеличена. Фетальный гемоглобин обладает повышенным сродством к кислороду, кривая диссоциации оксиформы гемоглобина сдвинута влево, что облегчает поступление кислорода из организма матери в кровь плода. Увеличение кислородной емкости крови плода является важным механизмом биологической адаптации к условиям внутриутробной жизни. К 35-40-му дню постнатальной жизни кривая диссоциации оксигемоглобина приближается к форме таковой у взрослого.

Высокая интенсивность окислительного метаболизма, показанная выше, особенности функции внешнего дыхания, кровообращение, дыхательной функции крови обусловливают своеобразие кислородных режимов организма на ранних этапах его развития. В связи с меньшей мощностью дыхательного аппарата скорость поступления кислорода в легкие ребенка невелика. По мере того, как с возрастом увеличивается кислородный запрос организма, общий объем и мощность органов дыхания, легочная вентиляция, а вместе с ней и скорость поступления кислорода в легкие увеличивается.

Изменяющиеся соотношения между скоростью доставки кислорода и его потреблением приводит к тому, что кислородные режимы организма с возрастом становятся все более эффективными. Повышение эффективности кислородных режимов проявляется в том, что снижается "холостой", в отношении обеспечения тканей кислородом, ток венозной крови; скорость транспорта кислорода венозной кровью превышает скорость потребления его тканями в 2,2-2,4 раза в первом (4-7 лет) и втором детстве (8-12 лет), в 2,7-2,8 раза - в подростковом возрасте (13-16 лет) и только в 1,7 раза у взрослых.

Общая тенденция повышения эффективности кислородных режимов организма в процессе роста и развития ребенка и подростка обусловлена тем, что регуляция дыхания и кровообращения становится с возрастом все более совершенной, а функции этих систем более экономными. Например, у ребенка на каждый литр потребляемого кислорода приходится 29-30, а у подростков 32-34 литра воздуха, проходящего через легкие, тогда как у взрослого - всего 24-25 л. Для доставки тканям 1 л кислорода у ребенка и подростка необходимо 22-21 л крови, у взрослого надо только 15-16 л.

Одной из лучших моделей для выявления функциональных возможностей внешнего дыхания и всей системы газообмена и газотранспорта является физическая нагрузка.

У детей и подростков при мышечной работе потребление кислорода не может возрастать до таких значений, как у взрослых. У детей ниже максимальные величины легочной вентиляции и кровотока. Например, во время физической нагрузки (тест на МПК) легочная вентиляция у детей и подростков возрастает всего в 10-12 раз (8-9 лет - до 50-60 л/мин; 14-15 лет - до 60-70 л/мин), тогда как даже у нетренированных взрослых - достигает 100 л/мин.

В связи с небольшим размером сердца, меньшей мощностью сердечной мышцы, систолический объем крови у детей и подростков при напряженной мышечной деятельности не может увеличиваться так, как у взрослых.

Увеличение легочной вентиляции у детей при нагрузке осуществляется в основном за счет учащения дыхания, а не за счет увеличения дыхательного объема вдоха и выдоха. Малое увеличение диффузионной поверхности легких при нагрузке является причиной меньшей утилизации кислорода из альвеолярного воздуха. Например, 1 л кислорода у детей в покое извлекается из 5 л, а у взрослых из 3,5 л поступившего в альвеолы воздуха. При физической нагрузке коэффициент утилизации кислорода увеличивается примерно в 2 раза, а у взрослых в 3 раза.

Использование кислорода из артериальной крови у детей составляет примерно 50%, тогда как у взрослых - 70% (у спортсменов высокого класса достигает 85-90%). Относительно небольшая кислородная емкость крови, меньшая утилизация из нее кислорода приводит к тому, что у детей и подростков при физической нагрузке эффективность кровообращения не столь высока как у взрослых. Меньшая работоспособность, более низкие эффективность и экономичность кислородных режимов свидетельствует о худшем регулировании кислородных режимов в организме ребенка во время мышечной работы.

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

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

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Значение дыхания
• Дыхательные движения
• Заключение
• Литература

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.

Кислород из внешней среды поступает в легкие. Там, как уже известно, происходит превращение венозной крови в артериальную. Артериальная кровь, текущая по капиллярам большого круга кровообращения, отдает кислород через тканевую жидкость клеткам, которые омываются ею, а углекислый газ, выделяемый клетками, поступает в кровь. Отдача углекислого газа кровью в атмосферный воздух также совершается в легких.

Понятно, что прекращение поступления кислорода к клеткам хотя бы на очень короткое время приводит к их гибели. Вот почему непрестанное поступление этого газа из окружающей среды - необходимое условие жизни организма.

Значение дыхания для человека огромное. На самом деле, без пищи человек может прожить несколько недель, без воды - несколько суток, а без кислорода - всего 5 минут.

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.

дыхание альвеола орган дыхательный

Строение и функции органов дыхания и их возрастные особенности

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 обоим 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 м 2 .

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.

Дыхательные движения

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.

Типы дыхания . 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, 4-6 лет 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.

Жизненная емкость легких . 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 см 3 воздуха - дыхательный воздух. При максимальном вдохе после спокойного выдоха в легкие поступает в среднем на 1500 см 3 воздуха больше чем при спокойном вдохе - дополнительный объем. При максимальном выдохе после обычного вдоха из легких может выйти на 1500 см 3 воздуха больше, чем при обычном выдохе - резервный объем. Все эти три типа объема дыхательный, дополнительный, резервный вместе и составляют ЖЕЛ: 500 см 3 +1500 см 3 +1500 см 3 = 3500 см 3 . После выдоха, даже самого глубокого, в легких остается около 100 см 3 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.

Дыхательный центр . 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 центр, 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. Возбуждение дыхательного центра может вызывать и понижение содержания кислорода в крови. С дыханием связаны также защитные акты как кашель, чихание, они осуществляются рефлекторно. Кашель возникает в ответ на раздражение слизистой оболочки гортани, глотки или бронхов. А чихание - при раздражении слизистой оболочки носа. Газообмен резко увеличивается при физической нагрузке, так как во время работы в мышцах повышается обмен веществ, а значит, потребление кислорода и выделение углекислоты. Особенности регуляции дыхания в детском возрасте. 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. Формирование функциональной деятельности дыхательного центра происходит с возрастом. К 11 годам уже хорошо выражена возможность приспособления дыхания к различным условиям жизнедеятельности. Следует отметить, что в период полового созревания происходит временные нарушения регуляции дыхания, и организм подростков отличается меньшей устойчивостью к недостатку кислорода, чем организм взрослого человека.

По мере созревания коры больших полушарий совершенствуется возможность произвольно изменять дыхание - подавлять дыхательные движения или производить максимальную вентиляцию легких. Дети не могут при физических нагрузках значительно изменить глубину дыхания, а учащают дыхание. Дыхание становится еще более частым и поверхностным. Это приводит к более низкой эффективности вентиляции легких, особенно у маленьких детей.

Гигиенические требования к воздушной среде учебных заведений

Гигиенические свойства воздушной среды определяются не только ее химическим составом, но и физическим состоянием: температурой, влажностью, давлением, подвижностью, напряжением электрического поля атмосферы, солнечной радиацией и др. Для нормальной жизнедеятельности человека огромное значение имеет постоянство температуры тела и окружающей среды, что оказывает влияние на равновесие процессов теплообразования и теплоотдачи. Высокая температура окружающего воздуха затрудняет отдачу тепла, что приводит к повышению температуры тела. При этом учащаются пульс и дыхание, нарастает утомляемость, падает работоспособность. Также затрудняет теплоотдачу и усиливает потоотделение пребывание человека в условиях повышенной относительной влажности. При низких температурах наблюдается большая теплопотеря, что может привести к переохлаждению организма. При повышенной влажности воздуха и низкой температуре опасность переохлаждения и простудных заболеваний значительно повышается. Кроме того, потеря тепла организмом зависит от скорости движения воздуха и самого организма (езда на открытой машине, велосипеде и т.д.). Электрическое и магнитное поля атмосферы также влияют на человека. Например, отрицательные электрочастицы воздуха положительно действуют на организм (снимают утомляемость, повышают работоспособность), а положительные ионы, наоборот, угнетают дыхание и т.д. Отрицательные ионы воздуха более подвижны, и их называют легкими, положительные - менее подвижны, поэтому их называют тяжелыми. В чистом воздухе преобладают легкие ионы, а по мере его загрязнения они оседают на пылинках, капельках воды, переходя в тяжелые. Поэтому воздух становится теплым, спертым и душным. В воздухе содержатся примеси разного происхождения: пыль, дым, различные газы. Все это отрицательно сказывается на здоровье людей, животных и жизнедеятельности растений. Кроме пыли, в воздухе содержатся и микроорганизмы - бактерии, споры, плесневые грибки и др. Их особенно много в закрытых помещениях.

Микроклимат школьных помещений. Микроклиматом называют совокупность физико-химических и биологических свойств воздушной среды. Для школы эту среду составляют ее помещения, для города - его территория и т.д. Гигиенически нормальный воздух в школе - важное условие успеваемости и работоспособности учеников. При длительном пребывании в классе или кабинете 35-40 учеников воздух перестает отвечать гигиеническим требованиям. Изменяются его химический состав, физические свойства и бактериальная загрязненность. Все эти показатели резко возрастают к концу уроков.

Косвенным показателем загрязнения воздуха в закрытых помещениях является содержание углекислого газа. Предельно допустимая концентрация (ПДК) углекислого газа в школьных помещениях составляет 0,1 %, но уже при меньшей его концентрации (0,08 %) у детей младших возрастов наблюдается снижение уровня внимания и сосредоточенности.

Наиболее благоприятными условиями в классе являются температура 16-18°C и относительная влажность 30-60 %. При этих нормах дольше всего сохраняется работоспособность и хорошее самочувствие учащихся. При этом разница температуры воздуха по вертикали и горизонтали класса не должна превышать 2-3°C, а скорость движения воздуха - 0,1-0,2 м/с.

В спортивном зале, рекреационных помещениях, мастерских температура воздуха должна поддерживаться на уровне 14-15°C. Расчетные нормы объема воздуха на одного ученика в классе (так называемый воздушный куб) обычно не превышают 4,5-6 куб. м. Но, чтобы в воздухе класса в течение урока концентрация углекислого газа не превышала 0,1 %, ребенку 10-12 лет требуется около 16 куб. м воздуха. В возрасте 14-16 лет потребность в нем увеличивается до 25-26 куб. м. Эта величина названа объемом вентиляции: чем старше ученик, тем она больше. Для обеспечения указанного объема необходима трехкратная смена воздуха, что достигается вентиляцией (проветриванием) помещения.

Естественная вентиляция. Приток наружного воздуха в помещение ввиду разности температуры и давления через поры и щели в строительном материале или через специально проделанные проемы называют естественной вентиляцией. Для проветривания классных комнат по такому типу используют форточки и фрамуги. Последние имеют преимущество перед форточками, так как наружный воздух через открытую фрамугу поступает сначала вверх, к потолку, где согревается и теплым опускается вниз. При этом находящиеся в помещении люди не переохлаждаются и ощущают приток свежего воздуха. Фрамуги можно оставлять открытыми во время занятий даже зимой.

Площадь открытых форточек или фрамуг не должна быть меньше 1/50 площади пола класса - это так называемый коэффициент проветривания. Проветривание классных комнат должно проводиться регулярно, после каждого урока. Наиболее эффективным является сквозное проветривание, когда во время перемены одновременно открываются форточки (или окна) и двери класса. Сквозное проветривание позволяет за 5 мин снизить концентрацию СО2 до нормы, уменьшить влажность, количество микроорганизмов и улучшить ионный состав воздуха. Однако при таком проветривании в помещении не должно быть детей. Особое внимание уделяется проветриванию кабинетов, химических, физических и биологических лабораторий, где после проведения опытов могут оставаться ядовитые газы и пары.

Искусственная вентиляция. Это вентиляция приточная, вытяжная и приточно-вытяжная (смешанная) с естественным или механическим побуждением. Такая вентиляция устанавливается чаще всего там, где необходимо удаление отработанного воздуха и газов, образующихся при проведении опытов. Ее называют принудительной вентиляцией, так как воздух выводится наружу с помощью специальных вытяжных каналов, которые имеют несколько отверстий под потолком комнаты. Воздух из помещений направляется на чердак и по трубам выводится наружу, где для усиления тока воздуха в вытяжных каналах устанавливают тепловые побудители движения воздуха - дефлекторы или электрические вентиляторы. Устройство этого вида вентиляции предусматривается во время строительства зданий. Вытяжная вентиляция особенно хорошо должна действовать в уборных, гардеробах, буфете, чтобы воздух и запахи этих помещений не проникали в классы и другие основные и служебные помещения.

Заключение

· Дыхание является одним из основных процессов функционирования и жизнедеятельности человеческого организма, без дыхания жизнь может продолжаться всего несколько минут.

· Процесс дыхания представляет собой сложную систему обмена газами между организмом и окружающей средой и включает механизмы частичной обработки вдыхаемых газов органами дыхания человека.

· Органы дыхания человека изменяются в течении взросления и жизни человека, а так же под воздействием внешних факторов.

Литература

1. А.Г. Хрипкова, М.В. Антропова, Д.А. Фарбер "Возрастная физиология и школьная гигиена" Просвещение 1990 г.

2. Ю.А. Ермолаев "Возрастная физиология" Просвещение 1976 г.

3. Н.Н. Леонтьева, К.В. Маринова, Э.Г. Каплун "Анатомия и физиология детского организма " Высшая школа 1985 г.

4. Н.В. Полтавцева, Н.А. Гордова "Физическая культура в дошкольном детстве"

5. Е.А. Воробьева, А.В. Губарь, Е.Б. Сафьянникова "Анатомия и физиология" Медицина 1975 г.

6. http://med-tutorial.ru/med-books/book/59/

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Физиологические процессы, обеспечивающие газообмен между организмом, внешней средой и окислительными процессами в клетках. Особенности строения, расположение и функции органов дыхания. Механизм вдоха и выдоха; искусственное дыхание; заболевания и смерть.

презентация , добавлен 14.09.2014


Строение верхних и нижних дыхательных путей (нос, глотка, гортань, трахея). Легкие и особенности физиологии дыхания. Изменение с возрастом типа дыхания, его ритма и частоты, величины дыхательного и минутного объёмов легких, их жизненной ёмкости.

презентация , добавлен 24.04.2014


Особенности строения и эволюция органов дыхания. Сущность процесса дыхания, его значение в обмене веществ. Функции носовой полости. Органы нижних дыхательных путей. Газообмен между кровью и окружающим воздухом. Как возникает и формируется звук.

презентация , добавлен 20.10.2013


Дыхание как совокупность физиологических процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода и выделение во внешнюю среду углекислого газа. Работа дыхательной системы человека, особенности ее строения. Обмен O2 и CO2 между организмом и средой.

реферат , добавлен 10.04.2011


Внешнее и тканевое дыхание: молекулярная основа процессов. Этапы процесса дыхания. Поступление кислорода в организм и удаление из него углекислого газа как физиологическая сущность дыхания. Строение дыхательной системы человека. Влияние нервной регуляции.

реферат , добавлен 27.01.2010


Гортань, трахея, бронхи и легкие, их строение, функции. Плевральные листки и синусы плевры. Заболевания органов дыхания. Вредные привычки, способствующие развитию заболеваний органов дыхания. Процесс газообмена в легких и тканях, дыхательные движения.

презентация , добавлен 01.05.2013


Определение термина "дыхательная система", ее функции. Функциональная анатомия системы дыхания. Онтогенез органов дыхания во время внутриутробного развития и после рождения. Формирование механизмов регуляции дыхания. Диагностика и лечение заболеваний.

курсовая работа , добавлен 02.12.2014


Роль дыхания в жизни человека. Органы дыхания: носовая полость, гортань, трахея, бронхи, лёгкие. Строение носовой полости человека. Правое и левое лёгкие. Строение бронхиол и альвеол. Газообмен в легких и тканях. Роль кислорода в жизнедеятельности клетки.

презентация , добавлен 11.01.2010


Анализ строения и функций органов дыхания (нос, гортань, трахея, бронхи, легкие). Отличительные черты воздухоносных путей и дыхательной части, где происходит газообмен между воздухом, содержащимся в альвеолах легких и кровью. Особенности процесса дыхания.

реферат , добавлен 23.03.2010


Дыхание как физиологический процесс, обеспечивающий нормальный метаболизм живых организмов. Особенности дыхания в измененных условиях. Влияние на процесс дыхания жаркого климата. Дыхание в условиях высокогорья и повышенного барометрического давления.

Основной жизненно важной функцией органов дыхания являются обеспечение тканей кислородом и выведение углекислого газа.
Органы дыхания состоят из воздухопроводящих (дыхательных) путей и парных дыхательных органов - легких. Дыхательные пути делятся на верхние (от отверстия носа до голосовых связок) и нижние (гортань, трахея, долевые и сегментарные бронхи, включая внутрилегочные разветвления бронхов).

К моменту рождения органы дыхания у детей не только имеют абсолютно меньшие размеры, но, кроме того, отличаются и некоторой незаконченностью анатомо-гистологического строения, с чем связаны и функциональные особенности дыхания.
Интенсивный рост и дифференцировка дыхательных органов продолжаются в течение первых месяцев и лет жизни. Формирование органов дыхания заканчивается в среднем к 7 годам и в дальнейшем увеличиваются только их размеры (Рис.1).

Рис.1. Строение органов дыхания у детей

Особенности морфологического строения ОД у детей первых лет жизни:
1) тонкая, нежная, легкоранимая сухая слизистая оболочка с недостаточным развитием желез, сниженной продукцией секреторного иммуноглобулина A (SIg А) и недостаточностью сурфактанта;
2) богатая васкуляризация подслизистого слоя, представленного преимущественно рыхлой клетчаткой и содержащего мало эластических и соединительнотканных элементов;
3) мягкость и податливость хрящевого каркаса нижних отделов дыхательных путей, отсутствие в них и легких эластической ткани.

Данные особенности снижают барьерную функцию слизистой оболочки, способствуют более легкому проникновению инфекционного агента в кровеносное русло, а также создают предпосылки к сужению дыхательных путей вследствие быстро возникающего отека или сдавления податливых дыхательных трубок извне (вилочковой железой, аномально расположенными сосудами, увеличенными трахеобронхиальными лимфатическими узлами).
Нос и носоглоточное пространство у детей раннего возраста малых размеров, полость носа низкая и узкая из-за недостаточного развития лицевого скелета. Раковины толстые, носовые ходы узкие, нижний формируется только к 4 годам. Слизистая оболочка нежна, богата кpовеносными сосудами. Даже небольшие гиперемия и отек слизистой оболочки при насморке делают носовые ходы непроходимыми, вызывают одышку, затрудняют сосание груди. Подслизистая в первые годы жизни бедна пещеристой тканью, которая развивается к 8-9 годам, поэтому носовые кровотечения у маленьких детей редки и обусловлены патологическими состояниями. В период полового созревания они наблюдаются чаще.
Придаточные полости носа у детей раннего возраста развиты очень слабо или даже совсем отсут­ствуют.

К рождению ребенка сформированы лишь верхнечелюстные (гайморовы) пазухи; лобная и решетчатая представляют собой незамкнутые выпячивания слизистой оболочки, оформляющиеся в виде полостей только после 2 лет, основная пазуха отсутствует. Полностью все околоносовые пазухи носа развиваются к 12-15 годам, однако гайморит может развиться и у детей первых двух лет жизни.
Носослезный канал короткий, клапаны его недоразвиты, выходное отверстие расположено близко от угла век, что облегчает распространение инфекции из носа в конъюнктивальный мешок.
Глотка у детей расположена выше, имеет меньшую длину чем у взрослых, относительно узка и имеет более вертикальное направление, слизиста оболочка относительно суха и хорошо кровоснабжена. Слуховая труба, соединяющая полость глотки со средним ухом у детей раннего возраста широкая и короткая, расположена низко, что нередко приводит к осложнению заболеваний верхних дыхательных путей проявляющихся воспалением среднего уха

Небные миндалины при рождении отчетливо видны, но не выступают из-за хорошо развитых дужек. Их крипты и сосуды развиты слабо, что в какой-то мере объясняет редкие заболевания ангиной на первом году жизни. К концу 4-5 года жизни лимфоидная ткань миндалин, в том числе носоглоточной (аденоиды), нередко гиперплазируется, особенно у детей с экссудативным и лимфатическим диатезами. Барьерная их функция в этом возрасте низкая, как у лимфатических узлов.

В пубертатном периоде глоточные и носоглоточные миндалины начинают претерпевать обратное развитие, и после периода полового созревания сравни­тельно очень редко приходится видеть их гипертрофию.

При гиперплазии миндалин и заселение их вирусами и микробами могут наблюдаться ангины, которые в последующем приводят к хроническому тонзиллиту. При разрастании аденоидов и проникновении вирусов и микроорганизмов может наблюдать расстройства носового дыхания, нарушения сна, развивается аденоидит. Таким образом формируются очаги инфекции в организме ребенка.

Гортань у детей наиболее раннего возраста имеет, воронкообразную форму, с отчетливым сужением в области подсвязочного пространства, ограниченного ригидным перстневидным хрящом. Диаметр гортани в этом месте у новорожденного всего 4 мм и увеличивается медленно (6-7 мм в 5-7 лет, 1 см к 14 годам), расширение ее невозможно. Узкий просвет, обилие сосудов и нервных рецепторов в подсвязочном пространстве, легко возникающий отек подслизистого слоя могут вызвать тяжелые нарушения дыхания даже при небольших проявлениях респираторной инфекции (синдром крупа).
Гортань у детей короче, уже и располагается выше, чем у взрослых, подвижна, слизистая оболочка относительно суха и хорошо кровоснабжается, нижний конец ее у новорожденных находится на уровне IV шейного позвонка (у взрослых на 1- 1 1 / 2 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.

Голосовая щель у детей узка истинные голосовые связки от­носительно короче, чем у взрослых, рост их особенно энергичен на 1-м году жизни и в начале пубертатного периода. Ложные голосовые связки и слизистая оболочка нежны, богаты сосудами и лимфоидной тканью.

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.

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, в более старшем возрасте преобладают цилиндрическая и коническая формы. У новорожденных верхний конец трахеи приходится на уровне IV шейного позвонка, у взрослых - на уровне VII.

Бифуркация трахеи у новорожденных соответствует ΙΙΙ-ΙV 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.

Каркас трахеи состоит из 14-16 хрящевых полуколец, соединенных сзади фиброзной перепонкой (вместо эластической замыкающей пластины у взрослых). В перепонке содержится много мышечных волокон, сокращение или расслабление которых меняет просвет органа.
Слизистая оболочка воздухоносных путей у детей более обиль­но снабжена кровеносными сосудами, нежна, ранима и сравнительно суха вследствие меньшего количества и недостаточной секреции 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. Мышечный слой перепончатой части трахеальной стенки развит хорошо даже у новорожденных детей, эластическая ткань находится в сравнительно малом количестве.

Детская трахея мягка, легко сдавливается. При развитии воспалительных процессов, легко наступают стенотические явления (это состояние, при котором происходит сужение дыхательных путей.). Трахея подвижна, что наряду с меняющимся просветом и мягкостью хрящей, иногда приводит к ее щелевидному спадению.
Бронхи. К моменту рождения ребенка бронхиальное дерево сформировано. С ростом ребенка число ветвей и их распределение в легочной ткани не меняются. Размеры бронхов интенсивно увеличиваются на первом году жизни и в пубертатном периоде. Бронхи узки, их основу также составляют хрящевые полукольца, в раннем детстве не имеющие замыкающей эластической пластинки, соединенные фиброзной перепонкой, содержащей мышечные волокна. Хрящи бронхов очень эластичные, мягкие, пружинят и легко смещаются, слизистая оболочка богата сосудами, но относительно суха.

Правый бронх является как бы продолже­нием трахеи, левый отходит под большим углом, этой анатомической особенностью и объясняется более частое попадание инородных тел в правый бронх.

При развитии воспалительного процесса наблюдается гиперемия и отечность слизистой оболочки бронхов, воспалительное ее набухание значительно сужают просвет бронхов, вплоть до полной их обструкции (затрудняется движение воздуха по бронхиальному дереву в легкие). Активная моторика бронхов недостаточна из-за слабого развития мышц и мерцательного эпителия.
Незаконченная миелинизация блуждающего нерва и недоразвитие дыхательной мускулатуры способствуют слабости кашлевого толчка у маленького ребенка, что приводит к скапливанию в бронхиальном дереве инфицированной слизи, которая закупоривает просветы мелких бронхов, способствует ателектазированию (это уменьшение или полное исчезновения воздушности легкого вследствие частичного или полного спадения альвеол.) и инфицированию легочной ткани. Таким образом, основной функциональной особенностью бронхиального дерева маленького ребенка является недостаточное выполнение дренажной, очистительной функции.
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.

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. У ребенка, как и у взрослых, легкие имеют сегментарное строение

Рис.2. Сегментарное строение легкого

Сегменты отделены друг от друга узкими бороздками и прослойками соединительной ткани (дольчатое легкое). Основной структурной единицей является ацинус, но терминальные его бронхиолы заканчиваются не гроздью альвеол, как у взрослого, а мешочком (sacculus). Общий рост легких происходит главным образом за счет увеличения объема альвеол, тогда как число последних остается более или менее постоянным.

Увеличивается и диаметр каждой альвеолы (0,05 мм у новорожденного, 0,12 мм в 4-5 лет, 0,17 мм к 15 годам). Параллельно нарастает жизненная емкость легких (это максимальное количество воздуха, которое может быть забрано в легкие после максимального выдоха.Жизненная емкость легких у детей - величина более лабильная, чем у взрослых.

Жизненная емкость легких, норма у детей

Жи́зненная ёмкость лёгких (ЖЕЛ) – это максимальное количество воздуха, выдыхаемое после самого глубокого вдоха (Табл.1).

Для девочек возраста от 4 до 17 лет, рост которых находится в пределах от 1 до 1,75 метра, нормальная жизненная емкость легких рассчитывается по формуле: 3,75 х рост − 3,15.
Для мальчиков возраста от 4 до 17 лет и ростом до 1,65 метра, ДЖЕЛ рассчитывается по формуле: 4,53 X рост − 3,9
Нормальную жизненную емкость легких для мальчиков того же возраста, но рост которых превышает 1,65 метра можно рассчитать следующим образом: 10 х рост − 12,85.

Таблица 1. Показатели жизненной емкости легких у детей в зависимости от возраста

Объем легких уже дышавших новорожденных состав­ляет 70 мл. к 15 годам объем их увеличивается в 10 раз и у взрослых - в 20 раз.

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.

Ателектазы особенно часто возникают в задненижних отделах легких, где постоянно наблюдаются гиповентиляция и застой крови из-за вынужденного горизонтального положения маленького ребенка (преимущественно на спине).
Склонность к ателектазу усиливается из-за дефицита сурфактанта – это пленка, регулирующая поверхностное альвеолярное натяжение.

Сурфактант вырабатывается альвеолярными макрофагами. Именно этот дефицит приводит к недостаточному расправлению легких у недоношенных после рождения (физиологический ателектаз).

Плевральная полость . У ребенка легко растяжима в связи со слабым прикреплением париетальных листков. Висцеральная плевра, особенно у новорожденных, относительно толстая, рыхлая, складчатая, содержит ворсинки, выросты, наиболее выраженные в синусах, междолевых бороздах. В этих участках имеются условия для более быстрого возникновения инфекционных очагов.
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.

Средостение является составной частью корня легкого, которое характеризуется легкой смещаемостью и нередко является местом развития воспалительных очагов, откуда инфекционный процесс распространяется на бронхи и легкие.

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.

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

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 детей первых месяцев жизни передне-задний и боковой диаметры грудной клетки почти равны, а эпигастральный угол - тупой.

С возрастом ребенка поперечное сечение грудной клетки принимает овальную или бочкообразную форму.

Фронтальный диаметр увеличивается, сагиттальный от­носительно уменьшается, и значительно усиливается кривизна ребер. Эпигастральный угол становится более острым.

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.

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 являются недостаток кислорода и углекислота, повышенное накопление которой с момента прекращения плацен­тарного кровообращения и является причиной первого глубокого вдоха новорожденного. Возможно, что причи­ной первого вдоха надо считать не столько избыток в крови новорожденного углекислоты, а главным образом 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.

Похожая информация.

Дыхание – необходимый для жизни процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей средой. Дыхание обеспечивает постоянное поступление в организм кислорода, необходимого для осуществления окислительных процессов, являющихся источником энергии. Без доступа кислорода жизнь продолжается лишь несколько минут. При окислительных процессах образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма.

^ В понятие дыхания включают следующие процессы:

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

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

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

4. обмен газов в тканях ;

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

Дыхательная система человека состоит из:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

^ VI. Возрастные особенности системы пищеварения
и ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Использование питательных продуктов идет в двух направлениях:

Для обеспечения роста и развития организма (пластическая функция)

Для обеспечения двигательной активности (энергетическая функция).

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

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

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

^ VII. Возрастные особенности эндокринной системы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

^ VIII. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОНТОГЕНЕЗА НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 выведения углекислого газа жизнь может длиться всего несколько минут.

В понятие дыхания включают следующие процессы:

внешнее дыхание - 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;

внутреннее или тканевое дыхание - применение кислорода тканями (внутреннее дыхание на уровне митохондрий 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.

Помимо описанной функции, с дыхательной системой связаны:

2. 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);

3. защитные рефлексы чихания и кашля;

4. функция приближения температуры вдыхаемого воздуха к температуре внутренней среды организма (обильное кровоснабжение слизистой оболочки верхних дыхательных путей);

5. функция увлажнения вдыхаемого воздуха;

6. функция выведения продуктов обмена (углекислый газ, пары воды и др.);

7. 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.

3.9.1. Морфофункциональные преобразования дыхательных путей и легких

У новорожденных носовые раковины относительно толстые, носовые ходы развиты слабо. Они интенсивно развиваются до 10 лет, окончательно формируются к 20 годам. Покровы нежные, хорошо снабжаются кровью и легко набухают. Поэтому, в первые годы жизни у детей часто возможно затрудненное дыхание.

Гортань у новорожденных короткая, широкая, расположена выше, чем у взрослых. Она быстро развивается в течение 4 лет жизни и в период полового созревания. В 6–7 лет у детей появляются половые отличия. У мальчиков гортань крупнее, в 10–12 лет появляется выступ (кадык), в строении голосовых связок происходят изменения и голос мутирует. Слизистая оболочка гортани в этом возрасте особенно восприимчива к раздражителям, микроорганизмам, воспалительным реакциям, она быстро набухает, поэтому голос часто меняется или пропадает.

Трахея и бронхи у новорожденных короткие, вследствие этого инфекция быстро проникает в легкие. Слизистые оболочки их тонкие, нежные и быстро поражаются инфекцией.

Легкие у плода плотные и спавшиеся. Они расправляются после первого вдоха и у новорожденных еще неразвиты. Образование альвеолярных ходов заканчивается к 7–9 годам, альвеол -12–15 годам, легочной ткани - 15–25 годам. Увеличение объема легких происходит до 25 лет.

Плод получает О2 и удаляет СО2 посредством плацентарного кровообращения. Однако у него уже наблюдаются ритмические дыхательные движения частотой 38–70 циклов в мин. Эти движения сводятся к небольшому расширению грудной клетки, которое сменяется более длительным спадом и еще более длительной паузой. В легких возникает небольшое отрицательное давление в межплевральной щели из-за отхождения наружного листка плевры и увеличения межплевральной щели. Дыхательные движения плода происходят при закрытой голосовой щели, поэтому в дыхательные пути околоплодная жидкость не попадает.

Дыхательные движения способствуют увеличению скорости движения крови по сосудам и ее притоку к сердцу, что улучшает кровоснабжение плода. Они являются своеобразной формой тренировки той функции, которая понадобится организму после его 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.

Причинами первого вдоха являются:

· избыточное накопление СО2 и обеднение О2 крови после прекращения плацентарного кровообращения;

· изменение условий существования;

· раздражение кожных рецепторов (механо- и термоцепторов);

· разное давление в межплевральной щели и дыхательных путях (может достигнуть 70 мм вод. ст., что в 10–15 раз больше, чем при последующем спокойном дыхании).

При осуществлении первого вдоха преодолевается значительная упругость легочной ткани, которая обусловлена силой поверхностного натяжения спавшихся альвеол. Для растяжения легких еще не дышавших детей давление воздушного потока должно быть примерно в 3 раза выше, чем у детей, перешедших на спонтанное дыхание.

Процесс первого вдоха облегчается поверхностно активным веществом - сурфактантом , которое в виде тонкой пленки покрывает внутреннюю поверхность альвеол. Сурфактант уменьшает силу поверхностного натяжения и работу, необходимую для вентиляции легких, а также поддерживает в расправленном состоянии альвеолы, предохраняя их от слипания. Это вещество начинает синтезироваться на 6 месяце внутриутробной жизни. При наполнении альвеол воздухом сурфактант мономолекулярным слоем растекается по поверхности альвеол. У нежизнеспособных новорожденных, погибших от слипания альвеол, сурфактант отсутствует.

У новорожденных детей число дыхательных движений составляет 40–60 в мин, минутный объем дыхания - 600–700 мл.

Минутный объем дыхания (МОД) - количество воздуха прошедшего через дыхательные пути за мин. МОД равен произведению глубины вдоха на частоту дыхания.

Минутный объем дыхания (МОД)

Дыхание у детей частое и поверхностное, так как у них преобладает диафрагмальное дыхание , которое требует преодоления сопротивления органов брюшной полости (у детей относительно большая печень и частые вздутия кишечника).

Диафрагмальное дыхание - дыхание, осуществляемое за счет сокращения диафрагмы и брюшных мышц.

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

Частота дыхания у детей разных возрастов:

1–2 мес. 35–48

1–3 года 28–35

4–6 лет 24–26

7–9 лет 21–23

10–12 лет 18–20

13–15 лет 17–18

Величина

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

Из-за легкой возбудимости дыхательного центра частота дыхания у детей существенно меняется в течение дня под влиянием различных воздействий: психические возбуждения, физическая нагрузка, повышение температуры тела и среды.

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.

До 8 лет частота дыхания у мальчиков несколько больше, чем у девочек. К периоду полового созревания частота дыхания у девочек становится больше. Такое соотношение сохраняется в течение всей жизни.

У новорожденных и у грудных детей дыхание аритмично. Глубокое дыхание сменяется поверхностным. Паузы между вдохом и выдохом неравномерны.

Продолжительность вдоха и выдоха у детей короче, чем у взрослых: вдох равен 0,5–0,6 с (у взрослых 0,98–2,82 с), а выдох - 0,7–1 с (у взрослых 1,62–5,75 с). Соотношение между вдохом и выдохом становится таким же, как у взрослых, уже с момента рождения: вдох короче выдоха.

Грудное дыхание у новорожденного затруднено, так как грудная клетка имеет пирамидальную форму, а верхние ребра, рукоятка грудины, ключица и весь плечевой пояс расположены высоко, ребра лежат почти горизонтально, дыхательная мускулатура грудной клетки еще слаба. Когда ребенок начинает ходить и все чаще занимает вертикальное положение, его дыхание становится грудобрюшным . Грудобрюшное дыхание (смешанное дыхание) - дыхание, при котором активны мышцы грудной и брюшной полостей, а также диафрагма.

С 3-7 лет вследствие развития мышц плечевого пояса грудной тип дыхания начинает преобладать над диафрагмальным. Грудное дыхание - дыхание, при котором происходит активное движение грудной клетки: расширение грудной клетки и втягивание живота при вдохе и обратные движения - при выдохе.

Половые различия типа дыхания начинают проявляться с 7–8-летнего возраста, формирование заканчивается к 14–17 годам.

В этом возрасте у девушек - грудной тип дыхания, а у юношей - брюшной.

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.

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

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

Этапы созревания регуляторных функций легких делятся на три периода: 13-14 лет (хеморецепторный), 15-16 лет (механорецепторный), 17 лет и старше (центральный). Отмечена тесная связь формирования дыхательной системы с физическим развитием и созреванием других систем организма.

Дыхательный объем (объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает в состоянии покоя) у новорожденного ребенка составляет всего 15–20 мл. Объем легких во время вдоха увеличивается незначительно. В этот период обеспечение организма О2 происходит за счет высокой частоты дыхания. В процессе развития организма с уменьшением частоты дыхания увеличивается дыхательный объем:

Возраст Дыхательный объем

1–12 мес. 30–70

1–3 года 70–115

4–6 лет 120–160

7–9 лет 160–230

10–12 лет 230–260

13–15 лет 280–375

Относительный объем дыхания (отношение дыхательного объема к массе тела) у детей больше, чем у взрослых, поскольку у детей высокий уровень обмена веществ и потребления О2.

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

ЖЕЛ определяется у детей в 5–6 лет, так как для этого необходимо активное и сознательное участие самого ребенка. У новорожденного определяют так называемую жизненную емкость крика. Считается, что при сильном крике объем выдыхаемого воздуха равен ЖЕЛ. В первые минуты после рождения он составляет 56–110 мл.

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.

Требования к воздушной среде

Гигиенические свойства воздушной среды определяются не только ее химическим составом, но и физическим состоянием: температурой, влажностью, давлением, подвижностью, напряжением электрического поля атмосферы, солнечной радиацией и др. Для нормальной жизнедеятельности человека огромное значение имеет постоянство температуры тела и окружающей среды, что оказывает влияние на равновесие процессов теплообразования и теплоотдачи.

Высокая температура окружающего воздуха затрудняет отдачу тепла, что приводит к повышению температуры тела. При этом учащаются пульс и дыхание, нарастает утомляемость, падает работоспособность.

Электрическое и магнитное поля атмосферы также влияют на человека. Например, отрицательные электрочастицы воздуха положительно действуют на организм (снимают утомляемость, повышают работоспособность), а положительные ионы, наоборот, угнетают дыхание и т. д.

Кроме пыли, в воздухе содержатся и микроорганизмы – бактерии, споры, плесневые грибки и др. Их особенно много в закрытых помещениях.

Микроклимат школьных помещений. Микроклиматом называют совокупность физико-химических и биологических свойств воздушной среды. Для школы эту среду составляют ее помещения, для города – его территория и т. д. Гигиенически нормальный воздух в школе – важное условие успеваемости и работоспособности учеников. При длительном пребывании в классе или кабинете 35–40 учеников воздух перестает отвечать гигиеническим требованиям. Изменяются его химический состав, физические свойства и бактериальная загрязненность. Все эти показатели резко возрастают к концу уроков.

Наиболее благоприятными условиями в классе являются температура 16–18 °C и относительная влажность 30–60 %. При этих нормах дольше всего сохраняется работоспособность и хорошее самочувствие учащихся. При этом разница температуры воздуха по вертикали и горизонтали класса не должна превышать 2–3 °C, а скорость движения воздуха – 0,1–0,2 м/с.

Естественная вентиляция. Приток наружного воздуха в помещение ввиду разности температуры и давления через поры и щели в строительном материале или через специально проделанные проемы называют естественной вентиляцией. Для проветривания классных комнат по такому типу используют форточки и фрамуги.

Искусственная вентиляция. Это вентиляция приточная, вытяжная и приточно-вытяжная (смешанная) с естественным или механическим побуждением. Такая вентиляция устанавливается чаще всего там, где необходимо удаление отработанного воздуха и газов, образующихся при проведении опытов. Ее называют принудительной вентиляцией, так как воздух выводится наружу с помощью специальных вытяжных каналов, которые имеют несколько отверстий под потолком комнаты. Воздух из помещений направляется на чердак и по трубам выводится наружу, где для усиления тока воздуха в вытяжных каналах устанавливают тепловые побудители движения воздуха – дефлекторы или электрические вентиляторы. Устройство этого вида вентиляции предусматривается во время строительства зданий.