Лекция № 5
Строение и функции дыхательной системы.
Возрастные особенности у детей.
Дыхание – физиологический процесс газообмена между организмомчеловека и окружающей средой. Значение дыхания заключается в обеспеченииокислительно-восстановительных процессов в организме, процессазвукообразования, обоняния. В процессе дыхания принято различать четырестадии:
1) обмен газов между средой и легкими («легочная вентиляция»),
2) легочное дыхание (обмен газов между альвеолами легких и кровью),
3) транспорт газов кровью (осуществляется с помощью кровеносной
системы),
4) клеточное дыхание (в клетках на мембранах митохондрий при участиикислорода происходит синтез АТФ).
Дыхательная системачеловека состоит из дыхательныхпутей и дыхательных органов, обеспечивающих легочнуювентиляцию и легочное дыхание(рис. 1). К воздухоносным путямотносятся полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи. Органы дыхания легкиесостоят из бронхиол иальвеолярных мешочков, а такжеиз артерий, капилляров и венмалого круга кровообращения.
Рис. 1 Общий план строения дыхательной системы
В носовую полость поступает воздух через ноздри, где он согревается(охлаждается), увлажняется и очищается. Полость носа разделенаперегородкой и выстлана слизистой оболочкой, образованной мерцательнымэпителием. Многочисленные жесткие волоски, а также снабженные ресничкамиэпителиальные клетки служат для очистки вдыхаемого воздуха от твердыхчастиц. В верхней части носовой полости лежат обонятельные рецепторы. Вносовую полость открываются носо-слезный канал, каналы гайморовой ифронтальной пазух.
В первые годы жизни дыхание у детей через нос затруднено. Носовыеходы у них уже, чем у взрослых, и окончательно они формируются к 14-15 годам.
Далее воздух попадает в верхнюю часть глотки – носоглотку, котораясоединяется с полостью среднего уха при помощи евстахиевой труб. Благодаряэтому давление с обеих сторон барабанной перепонки одинаковое. У детейносоглотка относительно широкая и короткая, а евстахиева труба располагаетсянизко. Поэтому заболевания верхних дыхательных путей у детей нередкоосложняются воспалением среднего уха, так как инфекция легко проникает всреднее ухо через короткую евстахиеву трубу.
Гортань лежит между трахеей и корнем языка и состоит из 6-ти хрящей: щитовидного, черпаловидного, перстневидного, рожковидного, надгортанника, рожковидного. Самым большим хрящом является щитовидный. Он состоит издвух пластинок, сходящихся под углом. У детей щитовидный хрящ имеетформу дуги и развит слабо. В 10-12 лет в месте соединения пластинокщитовидного хряща появляется угол – кадык.
Полость гортани разделена двумя складками слизистой оболочки. Пространство между этими складками – голосовая щель. По краям голосовойщели в слизистой оболочке лежат эластичные связки, которые называютсяголосовыми. Они расположены между черпаловидным и щитовиднымхрящами. Над ними находятся ложные голосовые складки, которые защищаютистинные голосовые складки и сохраняют их влажными. Ложные складки приглотании препятствуют попаданию пищи в гортань. Специализированныемышцы натягивают и расслабляют истинные и ложные голосовые складки, атакже играют важную роль при фонацииТаким образом, гортаньвыполняет три функции:
- дыхательную (через гортаньпроходит вдыхаемый ивыдыхаемый воздух),
- голосообразовательную (навыдохе в результате сокращениямышц гортани голосовые связкинапрягаются, воздух заставляет ихколебаться, и возникает звук).
- защитную (во время глотания гортань поднимается к верху, языкнадавливает на хрящ гортани – надгортанник, который опускается вниз изакрывает вход в гортань).
Трахея (дыхательное горло) начинается у нижнего конца гортани и спускается в грудную полость, где делится на правый и левый бронхи. Стенкаее образована соединительной тканью и имеет хрящевой скелет, представленный полукольцами (стенка, примыкающая к пищеводу, образованафиброзной связкой для лучшего прохождения пищевого комка по пищеводу).
Трахея делится на два бронха. Правый бронх обычно короче и шире левогои является непосредственным продолжением трахеи. Левый бронх отходит подуглом, близким к прямому. Поэтому чаще всего инфекционные заболеванияпоражают правый бронх и правое легкое. Инородные предметы чаще такжепопадают именно туда.
Войдя в легкие, главные бронхи постепенно делятся на все более мелкиетрубки (бронхиолы), самые мелкие из которых - конечные бронхиолы являютсяпоследним элементом воздухоносных путей.
Легкие – парный орган, имеющий форму конуса и находящийся в груднойполости. Правое легкое короче и шире, состоит из трех долей, левое – уже идлиннее, состоит из двух долей и имеет сердечную вырезку. Внизу легкиеприлегают к диафрагме.
Основной структурной единицей легкого является ацинус – разветвленияконечной бронхиолы, ведущей в легочную бронхиолу и альвеолярный мешок. Стенки легочной бронхиолы и альвеолярного мешка образуютуглубления-альвеолы. Такая структура легких увеличивает их дыхательнуюповерхность, которая в 50-100 раз превышает поверхность тела. Стенки альвеолсостоят из одного слояэпителиальных клеток иокружены легочнымикапиллярами. Внутренняяповерхность альвеолыпокрыта поверхностно-активным веществомсурфактантом, котороепрепятствует спадению(слипанию) стенок альвеолпри дыхании за счётснижения поверхностногонатяжения плёнки.
Каждое легкое покрыто соединительно-тканной оболочкой – плеврой, которая состоит из 2-х листков. Наружный листок плевры изнутри выстилаетгрудную клетку, внутренний – покрывает легкое. Щель между листкаминазывается плевральной полостью. При движении грудной клетки внутреннийлисток обычно легко скользит по наружному. Давление в плевральной полостивсегда меньше атмосферного (отрицательное), благодаря чему легкие пассивноследуют за грудной клеткой, изменяя свой объем.
Механизм вдоха и выдоха.
Дыхательный цикл состоит из вдоха, выдоха и дыхательной паузы. Длительность вдоха у взрослого человека от 0,9 до 4,7 с, выдоха – 1,2–6 с. Дыхательная пауза различна по величине и может отсутствовать. Дыхательные движения совершаются с определенным ритмом и частотой.
У взрослого человека частота дыхательных движений составляет 12–18 в 1 мин. У детей первого года жизни частота дыхательных движений равна 50–60 вминуту во время бодрствования. У детей 1–2-летних – 35–40 в минуту, у 2–4- летних – 25–35 в минуту и у 4–6-летних – 23–26 в минуту. У школьниковпроисходит снижение частоты дыхания до 18–20 в минуту.
Активную роль в дыхании играют дыхательные мышцы – мышцы, сокращения которых изменяют объем грудной клетки. К ним относятсямежреберные мышцы и диафрагма, отделяющая грудную полость от брюшной. Это главная мышца, участвующая во вдохе. При усиленном вдохе и выдохесокращаются дополнительные группы мышц. При сокращении межреберныхмышц грудная клетка увеличивается в размерах и приподнимается. Сокращение диафрагмы увеличивает размеры грудной полости в продольномнаправлении. Так как внутриплевральное давление отрицательное, легкиеточно следуют за грудной клеткой. Следовательно, объем легкихувеличивается, а давление в них становится чуть ниже, чем атмосферное, ивоздух поступает в легкие.
В зависимости от участия дыхательных мышц в дыхании выделяют 2 типадыхания:
1) грудной тип (реберный) – преобладание межреберных мышц (чащевстречается у женщин),
2) брюшной тип (диафрагмальный) – дыханиеобеспечивается в основном за счет работы диафрагмы (встречается у мужчин).
При равноценной работе всех дыхательных мышц говорят и смешанном типе.
У новорожденных детей преобладает диафрагмальное дыхание снезначительным участием межреберных мышц. Такой тип дыхания сохраняетсядо второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышци роста ребенка грудная клетка опускается вниз, и ребра принимают косоеположение. Дыхание грудных детей теперь становится грудобрюшным спреобладанием диафрагмального.
В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса начинаетпреобладать грудной тип дыхания, и к 7 годам он становится болеевыраженным. В 7–8 лет начинаются половые отличия в типе дыхания: умальчиков преобладающим становится брюшной тип дыхания, у девочек –грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14–17 годам.
Регуляция дыхания
Различают 3 вида регуляции дыхания:
- саморегуляция. Это механизмы обеспечения ритмических смен вдохов ивыдохов. Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге. Главнымнепосредственным раздражителем дыхательного центра является повышениесодержания в крови углекислоты. В меньшей степени возбуждает дыхательныйцентр недостаток кислорода в крови. В дыхательный центр поступаютраздражения с рецепторов дыхательных мышц и слизистой оболочкидыхательных путей. Раздражение слизистой оболочки слизью, пылью, инородными телами вызывают защитные реакции чихания и кашля. Рефлексчихания обусловлен раздражением чувствительных окончания слизистойоболочки носа, рефлекс кашля – раздражением рецепторов гортани и трахеи.
- регуляция. Это механизмы приспособления дыхания к меняющимсяусловиям внешней и внутренней среды, к изменению уровня метаболизма.
- произвольное управление. Этот вид регуляции осуществляется приучастии высших отделов мозга, включая кору больших полушарий, обеспечивая произвольное управление дыханием. Но вплоть до 11-летнеговозраста отмечается недостаточность произвольной регуляции дыхания, чтоособенно отражается на речевой функции детей.
Условно-рефлекторное влияние на дыхание оказывают мышечнаядеятельность, различные эмоциональные переживания, напряженнаяумственная работа и т. д.
Гигиена дыхания
Дыхание в покое должно быть лёгким и ритмичным, желательно, брюшным. Во время движения или физической работы нужно обращатьвнимание на возникновение прерывистости дыхания или одышки, снижая вэтом случае нагрузку или переходя к отдыху. Дышать нужно только через нос, причём нос должен быть всегда чистым.
Важным показателем качества воздуха является загрязнение егомикроорганизмами. Если в помещении много людей и уборка его ведется сухимспособом (полы подметают, не смачивая веник водой), содержащаяся в комнатепыль вместе с микроорганизмами поднимется в воздух и может заразить людей. В данном случае рекомендуется влажная уборка помещений. Частицы пыли прилипают квлажной тряпке и не рассеиваются в воздухе. В школе и дома целесообразноносить сменную обувь, тогда частицы почвы, всегда присутствующие на обуви, не будут попадать в помещения и создавать дополнительные источники пыли.
Радиоприборы, часы, компьютеры и другие закрытые емкости могут статьрезервуарами пыли. Днем все предметы нагреваются сильнее и воздух, расширяясь, выходит из них, а ночью, когда в комнатах становится прохладнее, в закрытые емкости через щели попадают порции воздуха, содержащие пыль. Вот почему время от времени надо протирать книги в закрытых книжныхшкафах и на полках, внутренние части часов, радиоаппаратуры очищать отпыли с помощью пылесоса.
Большой вред растущему организму наносит никотин, содержащийся втабачном дыме. Негативное воздействие его заключается в уменьшениижизненной емкости легких, в хроническом раздражении слизистых оболочекдыхательных путей, вызывающих развитие хронических бронхитов.
Для правильного дыхания важна осанка. При хорошей осанке лёгкиечеловека вмещают больший объем воздуха, что положительно сказывается наздоровье.
При общении с людьми, заболевшими инфекционной болезнью, надонадевать марлевую повязку. Так мы защищаем себя от заболеваний, передающихся воздушно-капельным путём. При кашле, чихании необходимозакрывать рот и нос платком, предотвращая заражения окружающих людей.
Чаще нужно гулять на свежем воздухе, особенно в местах, где много растений. Это способствует улучшению вентиляции лёгких и снабжению организмакислородом.