Навігація
Головна
 
Головна arrow Медицина arrow Анатомія і вікова фізіологія

Розвиток органів дихання і їх функції в онтогенезі

Розвиток легенів у людського зародка починається на третьому тижні ембріонального існування. Між 5-м тижнем і 4-м місяцем життя зародка формуються бронхи і бронхіоли, до моменту народження кількість легеневих сегментів відповідає такому у дорослого.

При внутрішньоутробному розвитку газообмін у плода відбувається через плаценту і організм матері, легені мають щільну консистенцію і слабо розвинену еластичну тканину. У плоду реєструються дихальні рухи у вигляді незначного розширення грудної клітки, при цьому легені не розправляються, виникає тільки невелике негативний тиск у плевральній щілини. Дихальні рухи плода сприяють кращій циркуляції крові і поліпшенню кровопостачання.

З першим вдихом новонародженого легкі розправляються і встановлюється ритмічне дихання, частота якого коливається від 40 до 60 в хвилину. Механізм першого вдиху пов'язаний з дією на нервові клітини дихального центру вуглекислого газу, розчиненого в крові. При народженні дитини його концентрація підвищується внаслідок порушення плацентарного кровообігу. Накопичується в крові вуглекислий газ діє на нервові клітини дихального центру безпосередньо і рефлекторно через рецептори кровоносних судин. У результаті активізується дихальний центр і включається механізм дихання - перший вдих, що виявляється як перший крик новонародженого. У виникненні першого вдиху крім головного чинника, збудливого дихальний центр, - зміни газового складу крові - важливу роль відіграє зміна умов існування новонародженого: механічне подразнення шкіри при дотику рук акушера, більш низька температура середовища, втрати води через шкіру і слизові на повітрі та ін.

Будова органів дихання в перші роки життя має свої специфічні особливості. Ніс менше і коротше, носові ходи вже, особливо у дітей грудного віку, слизова оболонка багата кровоносними судинами - все це призводить до легкому виникненню набряку і порушення носового дихання. Глотка у дітей раннього віку вузька, а слухова євстахієву труба коротка і широка. Її отвір розташований нижче і ближче до носових ходів, ніж у старших дітей і дорослих, тому проникнення інфекції з носоглотки в слухову трубу відбувається дуже легко. Додаткові пазухи носа у новонародженого практично відсутні, їх розвиток відбувається в перші роки життя. Гортань у дітей першого року життя має воронкоподібну форму, вона відносно довший, ніж у більш старших дітей, її слизова оболонка і голосові зв'язки ніжні, багаті кровоносними судинами і лімфоїдної тканиною. Така будова є причиною частого розвитку набряку гортані (крупа) в цьому віці. На другому році життя форма гортані поступово змінюється, але інші особливості зберігаються на всьому протязі періоду раннього дитинства. Всі особливості анатомічної будови гортані притаманні і трахеї. Тут також легко розвиваються запальні процеси і велика небезпека набряку. Бронхи у дітей вузькі, хрящі м'які і податливі. Слизова оболонка суха, але багата кровоносними судинами, що сприяє розвитку запальних явищ і набряку. Легкі в ранньому віці багаті сполучною тканиною, рясно забезпечені кровоносними судинами; капіляри і лімфатичні судини широкі, еластична тканина розвинена слабо; менш повітряні і еластичні. Плевра в грудному віці тонка, плевральна порожнина легко розтяжне. Діафрагма розташована відносно вище, ніж у дорослого, скорочення її більш слабке.

Грудна клітка у немовляти опукла, відносно коротка; ребра розташовані горизонтально і під прямим кутом до хребта. На другому році життя у зв'язку з освоєнням ходьби форма грудної клітки і положення ребер інтенсивно змінюються, вони переходять з горизонтального у косе положення. Ці зміни полегшують дихальні рухи і вентиляцію легенів.

Дихальна мускулатура у дітей раннього та дошкільного віку розвинена слабо. Пружність легеневої тканини вище, а розтяжність нижче, ніж у дорослих і дітей шкільного віку; відносно малий діаметр бронхів створює в дихальних шляхах додатковий опір. Таким чином, чим молодша дитина, тим більшу роботу повинні виконати його дихальні м'язи для забезпечення вентиляції легенів.

Підвищений обмін речовин у дітей обумовлює високу потребу в кисні, між тим особливості легенів і грудної клітини в чому обмежують глибину дихання. Інтенсивність газового обміну забезпечується збільшенням частоти дихання, часте і поверхневе дихання немовляти погіршує використання кисню і ускладнює виділення вуглекислоти.

Формування механізмів регуляції дихання до моменту народження дитини ще не завершене, тому він гірший забезпечує ритмічну зміну фаз вдиху і видиху. Підтвердженням цього є велика мінливість частоти, глибини і ритму дихання немовляти. Ритм дихання у дітей раннього віку легко порушується під впливом зовнішніх факторів - практично на всі стресові впливи і захворювання дитина молодшого віку реагує задишкою (почастішанням дихання). Збудливість дихального центру у грудних дітей також знижена.

Основною структурною одиницею легені у дитини, як і у дорослого, є ацинус. У новонароджених ацинус слабко диференційований, його формування відбувається ще довгий час після народження. Так, наприклад, у новонародженого число альвеол 24 млн, а їх діаметр - 0,05 мм, що в 12 разів і відповідно в 4 рази менше, ніж у дорослих.

Легені дитини бідні еластичними волокнами, особливо в окружності альвеол і в стінках легеневих капілярів, між часточками легенів і альвеолами рясно розвинена пухка сполучна тканина, багата кровоносними судинами. До 3 років відбувається посилена диференціювання окремих елементів легенів, від 3 до 7 ліг її темп сповільнюється, до 7-8 років закінчуються процеси формування бронхів.

Посилений ріст і вдосконалення органів дихання спостерігається в пубертатному періоді. Протягом цього вікового періоду носові ходи, гортань, трахея і загальна поверхня легенів досягають максимального розвитку. Збільшується просвіт трахеї та бронхів, розвиваються їх м'язові та еластичні волокна, збільшується об'єм легенів за рахунок збільшення розміру альвеол (їх кількість досягає рівня дорослого до 8 років, але об'єм легенів і поверхня альвеол на початку пубертатного періоду значно менше, ніж у дорослих).

У підлітковому і юнацькому віці продовжується розвиток легень, життєва ємність наближається до рівня такої у дорослих. Збільшуються довжина і діаметр трахеї і бронхів. Під дією чоловічого статевого гормону - тестостерону - істотно змінюється будова гортані у хлопчиків (розвивається система гортанних хрящів і голосових зв'язок). Відбувається мутація голосу - він стає низьким. У 16-18 років між системою дихання та іншими системами життєзабезпечення встановлюється скоординоване взаємодія.

З віком відбувається формування функціональної діяльності дихального центру, змінюється його чутливість до вмісту кисню, досягаючи в шкільному віці приблизно рівня дорослого. Вже до 11 років повноцінної стає можливість мимовільного пристосування дихання до різних умов життєдіяльності. Однак у період статевого дозрівання в організмі підлітків відбуваються тимчасові порушення регуляції дихання, відзначається менша, ніж у дорослої людини, стійкість до гіпоксії.

У процесі онтогенезу велику роль у функціональному вдосконаленні регуляції дихання відіграє розвиток рухового аналізатора. У міру росту і розвитку дитини і підлітка розвивається опорно-руховий апарат і рухові реакції, удосконалюються пропріорецептивних механізми, стає більш тонким аналіз інформації, яка надходить у головний мозок від проприорецепторов м'язів і сухожиль, удосконалюється взаємозв'язок рухового і дихального центрів головного мозку, оптимізується забезпечення киснем рухової активності організму. Скоординоване взаємодія між системою дихання та іншими системами життєзабезпечення встановлюється до 16-18 років.

З віком дихання все краще піддається управлінню, з'являється можливість довільно змінювати дихання (припинити або підсилити дихальні руху, які забезпечують вентиляцію легенів). Така регуляція здійснюється через кору великих півкуль головного мозку, пов'язана з розвитком другої сигнальної системи і виявляється з розвитком мови.

У дитини першого року життя у зв'язку зі слабкістю міжреберних м'язів дихання здійснюється переважно за рахунок руху діафрагми (черевний тип дихання). У період з 1 року до 3 років у міру зростання грудної клітки і розвитку міжреберних м'язів дихання стає грудобрюшная, частота його зменшується до 35-40 циклів на хвилину. У віці 5-6 років вона становить близько 25 дихальних рухів у хвилину, в 10 років - 18-20, у дорослих - 15-16, а ставлення частоти дихання до частоти пульсу у новонароджених - 1: 2,5-3, у дітей 6-7 років - 1: 3,5-4, у дорослих -1: 4.

У віці 6-7 років відбувається інтенсивний ріст ребер і змінюється їх положення. Довші ребра змінюють форму грудної клітки - її передня частина опускається вниз. Міжреберні м'язи починають відігравати провідну роль в організації вдиху і видиху. Резервний об'єм помітно збільшується, що створює сприятливі умови для роботи легенів, особливо при фізичному навантаженні. У молодшому шкільному віці відбувається подальше збільшення дихальних об'ємів, що розширює можливості організму в умовах фізичного навантаження та адаптації.

У 7-8 років починають проявлятися, а до 14-17 років остаточно формуються статеві відмінності в типі дихання: у хлопчиків переважає черевний тип дихання, а у дівчаток - грудний. Надалі тип дихання може змінюватися в залежності від спортивної діяльності.

Вікові зміни показників дихання мають велике значення для оцінки фізіологічного стану організму, його адаптивних можливостей. Такими показниками є обсяг дихального повітря (кількість повітря, вдихуваного і видихуваного за одне дихальне рух), хвилинний об'єм дихання (кількість повітря, яке вдихає людина в 1 хвилину), максимальна довільна вентиляція легенів (максимальний об'єм повітря, який людина може вдихнути і видихнути за 15 с). У міру росту і розвитку організму ці показники зазнають значних змін. Обсяг дихального повітря (ДО) у дитини в 1 місяць становить 30 мл, в 1 рік - 70, в 6 років - 156, в 10 - 230, в 14 років - 300 мл і лише до 16-17 років досягає величини дорослої людини. Хвилинний об'єм дихання (МОД) у новонародженого становить 650-700 мл, до кінця першого життя - 2700, до 6 років - 3500, у дорослої людини - 5000-6000 мл. Значення максимальної довільної вентиляції легень (МПВ) з віком збільшується, досягаючи до 16-17 років рівня дорослої людини. Приблизно з 11 років приріст МПВ у дівчаток починає відставати від такого у хлопчиків. МПВ у дошкільнят в 10 разів більше, ніж МОД; в пубертатному періоді в 13 разів; в середньому у дорослого - в 20-25 разів. Це показує, що в процесі росту і розвитку організму резерви зовнішнього дихання збільшуються. Життєва ємність легень (ЖЕЛ) - максимальний об'єм повітря, що видихається після найглибшого вдиху, - доступна вимірюванню за 4-6 років. В значній мірі вона залежить від фізичного розвитку, віку, статі та ін. З віком ЖЕЛ збільшується, причому найбільший приріст відзначається в 12-17 років (період статевого дозрівання), досягаючи до 17 років величини для дорослої людини.

Зміна кисневих режимів з віком

Під кисневим режимом дихання розуміється швидкість і ефективність поглинання організмом кисню з вдихуваного повітря. Загальна тенденція підвищення ефективності кисневих режимів організму в процесі росту і розвитку обумовлена тим, що функції дихання і кровообігу стають з віком більш економними, а регуляція цих систем більш досконалою. Наприклад, дитині дошкільного віку для споживання одного літра кисню необхідно проходження через легені 29-30 л повітря, підлітку - 32-34, дорослому - всього 24-25 л. Для доставки тканинам 1 л кисню у дитини і підлітка необхідна участь у газообміні 21-22 л крові, у дорослого - 15-16 л.

Однією з кращих моделей для виявлення функціональних можливостей зовнішнього дихання і всієї системи газообміну є фізичне навантаження (виконання певних фізичних вправ). У дітей і підлітків при м'язовій роботі споживання кисню не може зростати до таких значень, як у дорослих, у них також нижче ресурс збільшення легеневої вентиляції і кровотоку. Наприклад, під час фізичного навантаження легенева вентиляція у дітей та підлітків зростає всього в 10-12 разів (8-9 років - до 50-60 л / хв; 14-15 років - до 60-70 л / хв), тоді як у нетренованих дорослих МОД досягає 100 л / хв.

Збільшення легеневої вентиляції у дітей при навантаженні здійснюється в основному за рахунок почастішання дихання, а не за рахунок збільшення дихального об'єму вдиху і видиху. Можливості більш інтенсивного засвоєння кисню з повітря при підвищенні навантаження також невеликі: при фізичному навантаженні коефіцієнт утилізації кисню у дітей 5-6 років збільшується приблизно в 2 рази, а у дорослих в 3 рази.

У зв'язку з невеликим розміром серця, меншою потужністю серцевого м'яза систолічний об'єм крові у дітей та підлітків при напруженій м'язовій діяльності не може збільшуватися так, як у дорослих. Тому для посилення транспорту кисню до тканин організму використовується такий менш ергономічний спосіб активізації кровообігу, як почастішання серцебиття.

Використання тканинами кисню з артеріальної крові у дітей становить приблизно 50%, тоді як у дорослих - 70% (у спортсменів високого класу сягає 85-90%). Відносно невелика киснева ємність крові, менша утилізація з неї кисню призводить до того, що у дітей та підлітків при фізичному навантаженні ефективність кровообігу не настільки висока, як у дорослих. Більш низькі ефективність і економічність кисневих режимів свідчать про менш скоєному регулюванні їх в організмі дитини під час м'язової роботи.

Узагальнюючи вікові особливості дихальної системи, слід ще раз підкреслити, що органи дихання у дітей та підлітків ще не повністю адаптовані до мінливих зовнішніх умов і уразливі для різних шкідливих факторів. У той же час потреба дитини в інтенсивному газообміні призводить до значного навантаження на них. Тому гігієна органів дихання та попередження захворювань дихальних шляхів дуже важливі для благополучного росту і розвитку дитини.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук