Педиатрия, здоровье детей. Детские болезни. Физиология ребенка. Анатомо-физиологические особенности органов дыхания у детей раннего возраста

Первый вдох у новорожденных появляется сейчас же после рождения, чаще вместе с первым криком. Иногда происходит некоторая задержка первого вдоха вследствие патологии родов (асфиксия, внутричерепная родовая травма) или в результате пониженной возбудимости дыхательного центра из-за достаточного запаса кислорода в крови новорожденного. В последнем случае происходит кратковременная остановка дыхания - апноэ. Если физиологическая задержка дыхания не затягивается, не приводит к асфиксии, то она обычно не оказывает отрицательного действия на дальнейшее развитие ребенка. В дальнейшем устанавливается более или менее ритмичное, но поверхностное дыхание.

У части новорожденных, особенно у недоношенных детей, вследствие поверхностного дыхания и слабого первого крика не происходит полного расправления легких, что ведет к образованию ателектаза, чаще в задненижних отделах легких. Нередко эти ателектазы являются началом развития пневмоний.

Глубина дыхания у детей первых месяцев жизни значительно меньше, чем у детей более старшего возраста.

Абсолютный объем дыхания (количество вдыхаемого воздуха) с возрастом постепенно увеличивается.

Вследствие поверхностного дыхания у новорожденных, бедности дыхательных путей эластической тканью происходит нарушение выделительной способности бронхов, в результате чего нередко наблюдаются вторичные ателектазы. Эти ателектазы чаще наблюдаются у недоношенных детей в связи с функциональной недостаточностью дыхательного центра и всей нервной системы.

Частота дыхания у новорожденных, по данным различных авторов, колеблется от 40 до 60 в минуту; с возрастом дыхание становится более редким. По наблюдениям А. Ф. Тура, частота вдыханий у детей разного возраста следующая:

У детей раннего возраста соотношение частоты дыхания к частоте пульса составляет 1:3,5 или 1:4.

Объем дыхательного акта, умноженный на частоту дыхания в минуту, называется минутным объемом дыхания . Величина его различна в зависимости от возраста ребенка: у новорожденного она составляет 600-700 мл в минуту, на первом году жизни около 1700-1800 мл, у взрослых она равняется 6000-8000 мл в минуту.

Вследствие большой частоты дыхания у детей раннего возраста минутный объем дыхания (на 1 кг веса) больше, чем у взрослого. У детей до 3 лет он равен 200 мл, а у взрослого - 100 мл.

Исследование внешнего дыхания имеет большое значение при определении степени дыхательной недостаточности. Эти исследования проводятся с помощью различных функциональных проб (Штанге, Хенча, спирометрии и др.).

У детей раннего возраста по понятным причинам внешнее дыхание исследуется счетом дыханий, пневмографией и клиническими наблюдениями за ритмом, частотой и характером дыхания.

Тип дыхания у новорожденного и грудного ребенка диафрагмальный или брюшной, что объясняется высоким стоянием диафрагмы, значительной величиной брюшной полости, горизонтальным расположением ребер. С 2-3-летнего возраста тип дыхания становится смешанным (грудобрюшное дыхание) с преобладанием того или иного типа дыхания.

После 3-5 лет начинает постепенно преобладать грудное дыхание, что связано с развитием мускулатуры плечевого пояса и более косым расположением ребер.

Половые различия типа дыхания выявляются в возрасте 7-14 лет: у мальчиков постепенно устанавливается брюшной, у девочек - грудной тип дыхания.

Для покрытия всех потребностей обмена ребенок нуждается в большем количестве кислорода, чем взрослый, что у детей достигается учащенным дыханием. Для этого необходимо правильное функционирование внешнего дыхания, легочного и внутреннего, тканевого дыхания, т. е. чтобы совершался нормальный газообмен между кровью и тканями.

Внешнее дыхание у детей нарушается в связи с плохим составом внешнего воздуха (например, при недостаточном проветривании помещений, где находятся дети). Состояние дыхательного аппарата также влияет на дыхание ребенка: так, дыхание быстро нарушается даже при незначительной отечности эпителия альвеол, поэтому у детей раннего возраста легче может возникнуть кислородная недостаточность, чем у детей более старшего возраста. Известно, что выдыхаемый ребенком воздух содержит меньше углекислоты и больше кислорода, чем воздух, выдыхаемый взрослым человеком.

Дыхательный коэффициент (соотношение между объемом выделенной углекислоты и объемом поглощенного кислорода) у новорожденного равен 0,7, а у взрослого - 0,89, что объясняется значительным потреблением кислорода новорожденным.

Легко возникающая кислородная недостаточность - гипоксемия и гипоксия - ухудшает состояние ребенка не только при воспалении легких, но и при катарах дыхательных путей, бронхитах, ринитах.

Регуляция дыхания совершается дыхательным центром, на который оказывает постоянное влияние кора головного мозга. Деятельность дыхательного центра характеризуется автоматичностью и ритмичностью; в нем различают два отдела - инспираторный и экспираторный (Н. А. Миславский).

Раздражения с экстеро- и интерорецептов по центростремительным путям поступают к дыхательному центру, где появляются процессы возбуждения или торможения. Роль импульсов, поступающих со стороны легких, очень велика. Возбуждение, возникающее при вдохе, через блуждающий нерв передается в дыхательный центр, вызывая его торможение, вследствие чего не посылаются импульсы к дыхательным мышцам, они расслабляются, и наступает фаза выдоха. Афферентные окончания блуждающего нерва в спавшемся легком не возбуждаются, и тормозные импульсы не поступают в дыхательный центр. Последний снова возбуждается, что и вызывает новый вдох, и т. д.

На функцию дыхательного центра оказывает влияние состав альвеолярного воздуха, состав крови, содержание в ней кислорода, углекислоты, продуктов обмена веществ. Весь механизм внешнего дыхания находится в тесной связи с системами кровообращения, пищеварения, кровотворения.

Известно, что повышенное содержание углекислоты вызывает углубление дыхания, а недостаток кислорода - учащение дыхания.

Под влиянием различных эмоциональных моментов изменяется глубина и частота дыхания. Многими работами отечественных ученых установлено, что регуляция дыхания у детей осуществляется главным образом нервнорефлекторным путем. Таким образом, регулирующая роль центральной нервной системы обеспечивает целостность организма ребенка, его связь с окружающей средой, а также зависимость дыхания от функции кровообращения, пищеварения, обмена веществ и т. д.

Особенности органов дыхания у детей раннего возраста

Органы дыхания у детей раннего возраста в анатомическом и функциональном отношении отличаются не только от таковых у взрослых, но даже и у детей более старшего возраста. Объясняется это тем, что у детей раннего возраста еще полностью не завершен процесс анатомо-гистологического развития. Это, естественно, влияет на частоту и характер поражения органов дыхания у детей этого возраста.

Нос ребенка относительно мал, короток, переносица слабо развита, носовые отверстия и носовые ходы узки, нижний носовой ход почти отсутствует и формируется только к 4-5 годам. С ростом лицевых костей и прорезыванием зубов увеличивается ширина носовых ходов. Хоаны узки, напоминают поперечные щели и достигают полного развития к окончанию периода раннего детства. Слизистая оболочка носа нежная, выстлана цилиндрическим мерцательным эпителием, богата кровеносными и лимфатическими сосудами. Малейшее ее набухание очень затрудняет дыхание и сосание. Ринит у грудного ребенка непременно сочетается с фарингитом, процесс локализуется иногда и в гортани, трахее и бронхах.

Кавернозная ткань подслизистого слоя выражена очень слабо и в достаточной степени развивается только к 8-9 годам, чем, по-видимому, можно объяснить довольно редкие носовые кровотечения у детей раннего возраста.

Придаточные полости носа у детей раннего возраста практически отсутствуют, так как они очень слабо развиты (в 4-5 раз меньше, чем у детей старшего школьного возраста). Лобные пазухи и гайморовы полости развиваются к 2 годам, но окончательного развития они достигают значительно позже, в связи с чем заболевания этих пазух у детей раннего возраста встречаются как исключительная редкость.

Евстахиева труба короткая, широкая, направление ее более горизонтальное, чем у взрослого. Этим можно объяснить значительную частоту отитов у маленьких детей, в особенности при патологическом состоянии носоглотки.

Носоглотка и зев . Глотка ребенка раннего возраста коротка и имеет более вертикальное направление. Обе глоточные миндалины не выступают в полость зева.

К концу первого года, а у детей, страдающих экссудативным или лимфатическим диатезом, значительно раньше миндалины становятся заметными даже при обычном осмотре зева.

Миндалины у детей в раннем возрасте также имеют особенности строения: сосуды и крипты в них слабо выражены, вследствие чего редко наблюдаются ангины.

С возрастом лимфоидная ткань разрастается и достигает максимума между 5 и 10 годами. Однако и в раннем детском возрасте отмечаются довольно частые катаральные состояния носоглотки с набуханием и покраснением миндалин.

При разрастании тех или иных миндалин наблюдаются и разные болезненные состояния: при увеличении и воспалении носоглоточной миндалины развиваются аденоиды, нарушается носовое дыхание. Ребенок начинает дышать ртом, речь становится гнусавой, иногда понижается слух.

Гортань занимает срединную часть шеи кпереди от пищевода и у ребенка имеет воронкообразную форму с узким просветом, с податливыми и нежными хрящами. Наиболее энергичный рост гортани наблюдается на первом году жизни и в пубертатном возрасте.

У ребенка гортань мала, до 3 лет она имеет одинаковую длину у мальчиков и девочек. Ложные голосовые связки и слизистая оболочка у детей раннего возраста нежны, очень богаты кровеносными сосудами. Истинные голосовые связки короче, чем у старших детей.

Особенно усиленный рост наблюдается на первом году жизни и в пубертатном периоде. Слизистая оболочка гортани покрыта цилиндрическим мерцательным эпителием, а на истинных голосовых связках эпителий многослойный, плоский, без признаков ороговения в отличие от взрослых. Слизистая оболочка богата железами ацинозного типа.

Указанными анатомо-физиологическими особенностями гортани объясняется довольно часто наблюдаемое даже при нерезко выраженных воспалительных процессах гортани затруднение дыхания, доходящее до стеноза гортани, известное под названием «ложный круп».

Трахея . У детей первого полугодия жизни трахея имеет воронкообразную форму, узкий просвет, располагается на 2-3 позвонка выше, чем у взрослых.

Слизистая оболочка трахеи нежная, богатая сосудами и относительно сухая вследствие недостаточного развития желез слизистой оболочки. Хрящи трахеи мягкие, легко сдавливаются и могут смещаться.

Все эти анатомо-физиологические особенности трахеи способствуют более частому возникновению воспалительных процессов и наступлению стенотических явлений.

Трахея делится на два главных бронха - правый и левый. Правый бронх составляет как бы продолжение трахеи, чем и объясняется более частое попадание в него инородных тел. Левый бронх отклоняется от трахеи мод углом и длиннее правого.

Бронхи . У новорожденных и детей раннего возраста бронхи узки, бедны мышечными и эластическими волокнами, слизистая оболочка их богата сосудами, благодаря чему воспалительные процессы наступают скорее, а просвет бронхов сужается быстрее, чем у более старших детей. В постнатальном периоде дифференцировка структур стенок бронхов, наиболее интенсивно выраженная в системе мышечного типа бронхов (В. И. Пузик). Большую роль в патологии этого органа играет возрастная структура бронхиального дерева.

Наибольшее увеличение размеров бронхов (сагиттального и фронтального) происходит в течение первого года жизни; левый бронх отстает от правого.

Легкие . Главной функциональной единицей легких является ацинус, состоящий из группы альвеол и бронхиол (1-го, 2-го и 3-го порядка), в пределах которого осуществляется основная функция легких - газообмен.

У детей раннего возраста легкие более полнокровны и менее воздушны. Интерстициальная, межуточная ткань легкого развита сильнее, чем у более старших детей, обильнее снабжена сосудами.

Легкие ребенка более рыхлые, богаче лимфатическими сосудами и волокнами гладкой мускулатуры. Эти структурные особенности легких ребенка позволяют предположить, что они обладают большей способностью к сокращению и более быстрой резорбции внутриальвеолярного экссудата.

Легкие ребенка грудного возраста бедны эластической тканью, особенно в окружности альвеол и в стенках капилляров, чем можно объяснить склонность их к образованию ателектазов, развитию эмфиземы, защитной компенсаторной реакции легких на инфекцию при пневмонии.

Вес легких новорожденного ребенка составляет, по данным Гундобина, 1/34 - 1/54 веса его тела; к 12 годам увеличивается в 10 раз по сравнению с весом легких новорожденных детей. Правое легкое, как правило, больше левого.

Рост легких происходит с возрастом ребенка главным образом за счет увеличения объема альвеол (от 0,05 мм у новорожденных до 0,12 мм к концу раннего детского возраста и 0,17 мм в подростковом возрасте).

Одновременно происходит увеличение емкости альвеол и нарастание эластических элементов вокруг альвеол и капилляров, замещение соединительнотканной прослойки эластической тканью.

Легочные щели у детей раннего возраста выражены слабо и представляют неглубокие борозды на поверхностях легких.

Вследствие близости корня легких группа лимфатических узлов как бы вдается в главные щели с обеих сторон и является источником междолевых плевритов.

Процессы роста и дифференцировки функциональных элементов легкого - в дольке, ацинусе и внутридольковых бронхах - заканчиваются к 7 годам жизни ребенка (А. И. Струков, В. И. Пузик).

За последние годы важным вкладом в педиатрию является разработанное учение о сегментарном строении легких (А. И. Струков и И. М. Кодолова).

Авторы показали, что к моменту рождения ребенка у него уже сформированы все сегменты и соответствующие им бронхи, как и у взрослых людей. Однако, это сходство только внешнее и в постнатальном периоде продолжается дифференцировка паренхимы легкого и рост субсегментарных бронхов.

Каждый сегмент имеет самостоятельную иннервацию, артерию и вену. Справа имеется 10 сегментов: в верхней доле -3, в средней - 2, в нижней - 5. Слева имеется 9 (реже 10) сегментов: в верхней доле - 3, в язычке средней доли -2, в нижней - 4 сегмента. Каждый сегмент состоит из 2 субсегментов и только VI и X сегменты состоят из 3 субсегментов.

Рис. 1. Схема сегментарного строения легких по номенклатуре Международного съезда отоларингологов в 1949 г. в Лондоне.

1-й сегмент s. apicale (1); 2-й сегмент s. posterius (2); 3-й сегмент s. anterius (3); 4-й сегмент s. Iaterale (4); 5-й сегмент s. mediale (5); 6-й сегмент s. apicale superius (6); 7-й сегмент s. (basale) mediale (на схеме не виден); 8-й сегмент s. (basale) anterius (8); 9-й сегмент s. (basale) Iaterale (9); 10-й сегмент s. (basale) posterius (10).

В настоящее время общепринятой номенклатурой сегментов и бронхов является номенклатура, принятая в 1945 г. на Международном конгрессе анатомов в Париже и в 1949 г. на Международном конгрессе отоларингологов в Лондоне.

Исходя из этого, созданы простые схемы сегментарного строения легких [Ф. Ковач и 3. Жебек, 1958, Бойден (Boyden, 1945) и др.] (рис. 1).

Корень легкого (hilus). Состоит из крупных бронхов, нервов, сосудов, огромного количества лимфатических узлов.

Лимфатические узлы в легких разделяют на следующие группы (по А. Ф. Туру): 1) трахеальные; 2) бифуркационные; 3) бронхопульмональные; 4) лимфатические узлы больших сосудов. Все лимфатические узлы связаны лимфатическими путями с легкими, а также с медиастинальными и надключичными лимфатическими узлами.

Корень правого легкого расположен несколько выше (на уровне V-VI грудных позвонков), левый - ниже (на уровне VI-VII позвонков). Как правило, корень левого легкого в целом и его отдельные элементы (легочная артерия, вена, бронхи) несколько отстают в своем развитии от соответствующих образований правой стороны.

Плевра . У новорожденных и детей раннего возраста плевра тонка, легко смещаема. Плевральная полость, как и у взрослых, образуется двумя листками плевры - висцеральным и париетальным, а также двумя висцеральными листками в междолевых пространствах. Плевральная полость у детей этого возраста легко растяжима вследствие слабого прикрепления париетальных листков плевры к грудной клетке. Образующееся в результате воспалительных процессов в легких скопление жидкости в плевре у детей раннего возраста легко вызывает у них смещение органов средостения, так как они окружены рыхлой клетчаткой, что влечет за собой нередко значительные нарушения кровообращения.

Средостение . У детей оно относительно больше, чем у взрослых, более эластично и податливо. Средостение ограничивается сзади телами позвонков, снизу - диафрагмой, с боков - листками плевры, окутывающей легкие, а спереди - рукояткой и телом грудины. В верхней части средостения находятся зобная железа, трахея, крупные бронхи, лимфатические узлы, нервные стволы (n. recurrens, n. phrenicus), вены, восходящая дуга аорты. В нижней части средостения находятся сердце, сосуды, нервы. В заднем средостении расположены n. vagus, n. sympaticus и часть пищевода.

Грудная клетка . Строение и форма грудной клетки у детей могут значительно изменяться в зависимости от возраста ребенка. Грудная клетка новорожденного относительно короче в продольном направлении, переднезадний диаметр ее почти равен поперечному. Форма грудной клетки коническая, или почти цилиндрическая, эпигастральный угол очень тупой в связи с тем, что ребра у детей раннего возраста располагаются почти горизонтально и перпендикулярно к позвоночнику (рис. 2).

Грудная клетка постоянно находится как бы в состоянии вдоха, что не может не отразиться на физиологии и патологии дыхания. Этим же объясняется и диафрагмальный характер дыхания у детей раннего возраста.

С возрастом передняя часть грудной клетки, грудина, трахея опускаются вместе с диафрагмой вниз, ребра принимают более наклонное положение, в результате чего увеличивается полость грудной клетки и эпигастральный угол становится более острым. Грудная клетка постепенно из инспираторного положения переходит в экспираторное, что и является одной из предпосылок для развития грудного дыхания.

Диафрагма . У детей диафрагма стоит высоко. При сокращении ее уплощается купол и увеличивается таким образом вертикальный размер грудной полости. Поэтому патологические изменения в брюшной полости (опухоли, увеличение печени, селезенки, метеоризм кишечника и другие состояния, сопровождающиеся затруднением движений диафрагмы) в известной степени уменьшают вентиляцию легких.

Указанные особенности анатомического строения органов дыхания вызывают изменения со стороны физиологии дыхания у детей раннего возраста.

Все указанные анатомо-физиологические особенности дыхания у детей ставят ребенка в невыгодные условия по сравнению со взрослыми, чем до некоторой степени и объясняется значительная частота заболеваний органов дыхания у детей раннего возраста , а также более тяжелое их течение.

Дыхательная система представляет собой совокупность органов, состоящих из дыхательных путей (нос, глотка, трахея, бронхи), легких (бронхиальное дерево, ацинусы), а также групп мышц, способствующих сокращению и расслаблению грудной клетки. Дыхание обеспечивает клетки организма кислородом, они в свою очередь перерабатывают его в углекислый газ. Данный процесс происходит в малом круге кровообращения.

Закладка и развитие дыхательной системы ребенка начинается в период 3 недели беременности женщины. Образуется из трех зачатков:

• Спланхнотом.
• Мезенхима.
• Эпителий передней кишки.

Из висцеральных и париетальных листков спланхнотома происходит развитие мезотелия плевры. Он представлен однослойным плоским эпителием (клетки многоугольные), выстилающим всю поверхность легочной системы, отделяя от других органов. Внешняя поверхность листка покрыта микроресничками, которые вырабатывают серозную жидкость. Она необходима для скольжения между собой двух листков плевры во время вдоха и выдоха.

Из мезенхимы, а именно зародышевого листка мезодермы, образуются хрящи, мышечные и соединительнотканные структуры, кровеносные сосуды. Из эпителия передней кишки берет развитие бронхиальное дерево, легкие, альвеолы.

Во внутриутробном периоде дыхательные пути и легкие заполнены жидкостью, которая удаляется во время родов при первом вдохе, а также всасывается системой лимфы и частично в кровеносные сосуды. Дыхание осуществляется за счет материнской крови, обогащенной кислородом, через пуповину.

К восьмому месяцу гестации, пневмоцитами вырабатывается поверхностно-активное вещество – сурфактант. Он выстилает внутреннюю поверхность альвеол, препятствует их спаданию и слипанию, находится на границе «воздух-жидкость». Защищает от вредоносных агентов, с помощью иммуноглобулинов и макрофагов. Недостаточная секреция или отсутствие сурфактанта грозит развитием респираторного дистресс-синдрома.

Особенностью дыхательной системы у детей является ее несовершенность. Формирование и дифференцировка тканей, клеточных структур выполняется в первые годы жизни и до семи лет.

Строение

Со временем органы ребенка приспосабливаются к той среде, в которой он будет жить, формируются необходимые иммунные, железистые клетки. У новорожденного дыхательные пути, в отличие от взрослого организма, имеют:

• Более узкий просвет.
• Короткую длину ходов.
• Множество васкулярных сосудов на ограниченном участке слизистой.
• Нежную, легко поддающуюся травматизации, архитектонику выстилающих оболочек.
• Рыхлую структуру лимфоидной ткани.

Верхние пути

Нос малыша маленького размера, его ходы узкие и короткие, поэтому самый незначительный отек может привести к непроходимости, что затруднит процесс сосания.

Строение верхних путей у ребенка:

1. Развиты две носовые пазухи – верхняя и средняя, нижняя сформируется к четырем годам. Хрящевой каркас мягкий и податливый. Слизистая оболочка имеет обилие кровеносных и лимфатических сосудов, в связи с чем незначительная манипуляция может привести к травматизации. Редко отмечается носовое кровотечение – это связано с не развитой пещеристой тканью (она сформируется к 9-ти годам). Все остальные случаи течения крови из носа считаются патологией.
2. Гайморовы пазухи, лобная и решетчатая не замкнуты, выпячивают слизистую, оформляются к 2 годам, редки случаи воспалительных поражений. Таким образом, оболочка более приспособлена к очищению, увлажнению вдыхаемого воздуха. Полное развитие всех пазух происходит к 15 годам.
3. Носослезный канал короткий, выходит в углу глаза, близко к носу, что обеспечивает быстрое восходящее распространение воспаления из носа в слезный мешок и развитие полиэтиологичного конъюнктивита.
4. Глотка короткая и узкая, благодаря чему происходит быстрое ее инфицирование через нос. На уровне между полостью рта и глоткой имеется носоглоточное кольцевидное образование Пирогова-Вальдейера, состоящее из семи структур. Сосредоточение лимфоидной ткани защищает вход в органы дыхания и пищеварения от инфекционных агентов, пыли, аллергенов. Особенности строения кольца: слабо сформированные миндалины, аденоиды, они рыхлые, податливы к заселению в их криптах воспалительных агентов. Возникают хронические очаги инфекции, частые респираторные заболевания, ангины, затруднение носового дыхания. У таких детей появляются неврологические расстройства, они обычно ходят с открытым ртом и хуже поддаются школьному обучению.
5. Надгортанник в виде лопатки, относительно широкий и короткий. Во время дыхания ложится на корень языка – открывает вход в нижние пути, в период принятия пищи – препятствует попаданию инородного тела в дыхательные ходы.

Нижние пути

Гортань новорожденного расположена выше, чем у взрослого индивидуума, за счет мышечного каркаса очень подвижна. Имеет вид воронки диаметром в 0,4 см, сужение направлено в сторону голосовых связок. Связки короткие, что объясняет высокий тембр голоса. При небольшом отеке, во время острых респираторных заболеваний, возникают симптомы крупа, стеноза, что характеризуется тяжелым, свистящим дыханием с невозможностью выполнить полноценный вдох. Как следствие происходит развитие гипоксии. Гортанные хрящи закруглены, их заострение у мальчиков совершается к 10–12 годам.

Трахея к моменту рождения уже сформирована, располагается на уровне 4-го шейного позвонка, подвижна, в форме воронки, затем приобретает цилиндрический вид. Просвет значительно сужен в отличие от взрослого человека, в ней расположено мало железистых участков. При кашле может сокращаться на треть. Учитывая анатомические особенности, при воспалительных процессах, неизбежно сужение и возникновение лающего кашля, симптомов гипоксии (цианоз, одышка). Каркас трахеи состоит из хрящевых полуколец, мышечных структур, соединительнотканной оболочки. Бифуркация при рождении находится выше, чем у старших детей.

Бронхиальное дерево является продолжением бифуркации трахеи, делится на правый и левый бронх. Правый – шире и короче, левый – уже и длиннее. Хорошо развит мерцательный эпителий, продуцирующий физиологическую слизь, очищающую бронхиальный просвет. Слизь ресничками продвигается кнаружи со скоростью до 0,9 см в минуту.

Особенностью органов дыхания у детей является слабый кашлевой толчок, из-за плохо развитой мускулатуры торса, незаконченным покрытием миелином нервных волокон десятой пары черепных нервов. Как следствие инфицированная мокрота не отходит, накапливается в просвете бронхов разного калибра и возникает закупорка густым секретом. В структуре бронха есть хрящевые кольца, за исключением конечных отделов, которые состоят только из гладких мышц. При их раздражении может возникать резкое сужение хода – появляется астматическая картина.

Легкие представляют собой воздушную ткань, их дифференцировка продолжается до 9-ти летнего возраста, состоят из:

• Долей (правое из трех, левое – двух).
• Сегментов (справа – 10, слева – 9).
• Долек.

Бронхиолы заканчиваются у малыша мешочком. С ростом ребенка разрастается ткань легкого, мешочки превращаются в альвеолярные грозди, увеличиваются показатели жизненной емкости. Активное развитие с 5 недели жизни. При рождении вес парного органа составляет 60–70 грамм, хорошо кровоснабжается и васкуляризирован лимфой. Таким образом, является полнокровным, а не воздушным как у старшего возраста. Важным моментом является то, что легкие не иннервируются, воспалительные реакции протекают безболезненно, и в таком случае, можно пропустить тяжелое заболевание.

Ввиду анатомо-физиологического строения, патологические процессы развиваются в базальных отделах, нередки случаи ателектаза и эмфиземы.

Функциональные особенности

Первый вдох осуществляется за счет снижения в крови плода кислорода и повышения уровня углекислого газа, после пережатия пуповины, а также смены условий пребывания – из теплого и влажного в холодное и сухое. Сигналы по нервным окончаниям поступают в центральную нервную систему, а затем в дыхательный центр.

Особенности функции органов дыхания у детей:

• Проведение воздуха.
• Очистка, согревание, увлажнение.
• Насыщение кислородом и очищение от углекислого газа.
• Защитная иммунная функция, синтез иммуноглобулинов.
• Метаболизм – синтез ферментов.
• Фильтрация – пыль, тромбы.
• Липидный и водный обмен.
• Поверхностные вдохи.
• Тахипноэ.

На первом году жизни возникает дыхательная аритмия, что считается нормой, однако ее сохранение и возникновение апноэ после годовалого возраста чревато остановкой дыхания и смертью.

Частота дыхательных движений напрямую зависит от возраста малыша – чем моложе, тем чаще осуществляется вдох.

ЧДД норма:

• Новорожденный 39–60/минуту.
• 1–2 года – 29–35/мин.
• 3–4 года – 23–28/мин.
• 5–6 лет – 19–25/мин.
• 10 лет – 19–21/мин.
• Взрослый – 16–21/мин.

Учитывая особенности органов дыхания у детей, внимательность и осведомленность родителей, своевременное обследование, терапия снижает риск перехода в хроническую стадию болезни и тяжелым осложнениям.

Дыхательные движения плода имеют спинальную регуляцию, т. е. возникают автоматически вследствие возбуждения определенным газовым составом крови спинальных двигательных нейронов, иннервирующих дыхательную мускулатуру. Первые дыхательные движения новорожденного зависят от более сильного возбуждения тех же спинальных центров в зависимости от обеднения крови кислородом и скопления углекислоты. Результатом первых внеутробных дыхательных движений является повышение отрицательного давления в грудной полости, приводящее, с одной стороны, с расправлению легких, а с другой,- как следствие этого к раздражению вагусных рецепторов. Этим осуществляется ритмическая передача по легочным афферентным волокнам нервных импульсов в сетчатое образование продолговатого мозга.

У новорожденного вследствие поверхностного дыхания не происходит полного расправления легких при первых дыхательных движениях, что ведет к так называемому физиологическому ателектазу, который локализуется преимущественно в задненижних участках легкого. Еще более поверхностное дыхание недоношенных, а также имеющаяся у них крайняя степень функциональной недостаточности дыхательного центра приводят к тому, что физиологический ателектаз становится у них особенно стойким и является благоприятной почвой для развития пневмонии . Кровяное давление в малом круге кровообращения у детей значительно меньше, чем у взрослых, а само распределение крови в легочных сосудах, как и у взрослых, зависит от акта дыхания, поскольку при вдохе капилляры удлиняются, а при выдохе укорачиваются. Результатом этого является постоянное перераспределение крови в легком. В детских легких вследствие часто возникающей эмфиземы и ателектазов, приводящих к сужению капилляров в меж-альвеолярных перегородках, чаще происходит замедление тока крови. А это и является одной из наиболее частых причин легко возникающего нарушения газообмена в легких при развитии в них патологического процесса.

Системы легочных и бронхиальных артерий у детей, образуют между собой тесные анастомозы, что имеет значение как в процессе физиологического роста и развития легких, так и при патологических изменениях как средство компенсации одной системы другой.

Для нормального дыхания большое значение имеет свободная проходимость дыхательных путей. Это поддерживается правильной эвакуаторной функцией бронхов, т. е. их самоочистительной способностью и достаточной проходимостью для воздуха. Оба эти акта входят в понятия компенсаторных, защитных механизмов в борьбе с возникающей респираторной инфекцией и всецело связаны со степенью эластичности и способности расширения и сужения бронхов (мышечно-эластические свойства). В раннем детском возрасте вследствие бедности дыхательных путей эластической тканью и ряда особенностей строения бронхиальной стенки и мерцательного эпителия дыхательных путей легче возникает нарушение эвакуаторной способности бронхов со скоплением слизи и микробов. Помимо того, сдавление бронхов увеличенными лимфатическими узлами и хроническими процессами в легочной ткани также способствует сужению и деформации бронхиального просвета.

Исследование внешнего дыхания имеет важное значение при определении степени и формы дыхательной недостаточности как при заболеваниях органов дыхания и сердечно-сосудистой системы, так и при врачебном контроле спортивных занятий в школе. Все виды нарушения внешнего дыхания являются следствием расстройства его нервной регуляции и газообмена.

При определении показателей функции внешнего дыхания могут применяться простые клинические методы и более сложные клинико-лабораторные, требующие специальной аппаратуры. У детей раннего возраста по понятным причинам исследование внешнего дыхания обычно ограничивается пневмографией, счетом дыхания и, главное, клиническими наблюдениями.

К простым клиническим методам относятся: а) исследование частоты дыхания и пульса при помощи секундомера в покое и при физической нагрузке; б) измерение размеров грудной клетки и ее подвижности в различные фазы дыхания (вдох, выдох, в покое); в) проба с задержкой дыхания (проба Штанге - Хенча); г) функциональная проба, предложенная Московским институтом физической культуры; д) спирометрия.

Проба с задержкой дыхания заключается в определении времени, на которое может быть полностью задержано дыхание. Исследование проводится в фазе вдоха и выдоха. В норме задержка дыхания колеблется в зависимости от возраста, составляя от 8 до 12 секунд в дошкольном возрасте и до 1 минуты в школьном; после физической нагрузки время задержки укорачивается.

При пробе Московского института физической культуры определяется частота пульса, частота дыхания и высота артериального давления до и после физической нагрузки, состоящей из 60 подскоков за 30 секунд. В норме все эти показатели должны приходить к первоначальным цифрам через 3-5 минут после прекращения нагрузки. С целью более подробного определения состояния функции дыхания и кровообращения рекомендуется производить счет пульса и дыхания в. течение 3 минут через каждые 15 секунд, нанося получаемые данные на кривую. Форма кривой (величина восстановительного периода) позволяет судить о компенсаторном резерве органов дыхания и кровообращения.

Нужно учитывать, что на результаты этих проб в значительной мере влияет тренированность организма. Так, дети, регулярно занимающиеся физкультурой, даже при заболеваниях дают лучшие показатели, чем дети нетренированные. Эти пробы очень важно проводить в поликлиниках, так как они дают возможность выявить у детей наличие скрытой формы дыхательной недостаточности при хронической пневмонии.

При спирометрии определяется максимальное количество воздуха, выдыхаемого в трубку спирометра после максимального вдоха, т. е. то, что называется жизненной емкостью легких.

Спирометрия применяется при массовых осмотрах школьников (например, перед направлением их в лагеря и по возвращении из лагерей). Увеличение жизненной емкости легких происходит параллельно с улучшением физического состояния ребенка - повышением мышечного тонуса, исправлением нарушенной осанки (лордоз, сколиоз, кифоз) - и поэтому может наряду с другими показателями общего физического развития (динамикой веса, роста и увеличением окружности груди) считаться показателем улучшения общего состояния.

Исследование жизненной емкости легких у маленьких детей представляет значительные трудности, но при известной тренировке уже в возрасте после 4 лет спирометрия может быть вполне применима.

В клинике при определении показателей функции внешнего дыхания применяются как простые методы, так и более сложные.

Предложенный Гутчинсоном спирометр для изучения легочных объемов по существу является началом инструментального исследования внешнего дыхания. Большой вклад в эту область сделали наши отечественные ученые. Из многочисленных работ в этом направлении укажем на диссертацию Добрынина об определении жизненной емкости легких при ряде острых и хронических заболеваний органов дыхания при помощи спирометра. Особенно большое значение не только для отечественной, но и для мировой физиологии имели работы М. Н. Шатерникова об определении С02 выдыхаемого воздуха путем поглощения С02 натронной щелочью. В. В. Пашутин предложил для определения газообмена у животных сконструированную им камеру.

В дальнейшем при исследовании внешнего дыхания стали определять и другие показатели, которые получили широкое применение в клинике при самых различных патологических процессах. В проведении патогенетической терапии анализ нарушений внешнего дыхания имеет особенно важное значение, равно как и показатели окислительно-восстановительных процессов.

В раннем детском возрасте исследование внешнего дыхания, естественно, ограничивается преимущественно клиническими наблюдениями, счетом дыхания, пневмографией и некоторыми лабораторными исследованиями, поскольку ряд более сложных методов требует активного участия самого испытуемого или специальной аппаратуры.

Для характеристики степени вентиляции легких обычно измеряются легочные объемы, т. е. жизненная емкость легких и т. д.

Особенности внешнего дыхания у детей раннего возраста играют ведущую роль в патологии дыхательных расстройств, обычно сопровождающих любое патологическое состояние с нарушением внешнего дыхания. Лабильность внешнего дыхания у здорового ребенка связана с рядом особенностей отдельных показателей внешнего дыхания. Во-первых, дыхание ребенка раннего возраста отличается повышенной частотой (так называемое тахипноэ, (физиологическая одышка»): в период новорожденности оно колеблется в пределах от 60 до 48 и в дальнейшем снижается, достигая к концу первого года 30-34. Наряду с этим глубина дыхания на первом месяце жизни не превышает 30 мл и только к концу года возрастает до 70 мл, к 2 годам - до 85 мл, к 5 годам - до 150 мл, к 10 годам - до 230 мл, к 15 годам - до 375 мл.

Таким образом, глубина дыхания возрастает довольно быстрыми темпами, в то время как частота его снижается значительно медленнее.

Легочная вентиляция , или минутный дыхательный объем, т. е. количество воздуха в миллилитрах, проходящее через легкие в одну минуту, у здоровых детей колеблется в значительных пределах.

Эти цифры могут быть приняты лишь как средние, поскольку на легочной вентиляции отражаются все факторы как эндогенного (форма грудной клетки, тренированность), так и внешнего порядка (температура среды, влажность, атмосферное давление). Роминге) приводит значительно более низкие цифры легочной вентиляции, Кемпф - намного большие.

Легочная вентиляция определяется при помощи газовых часов: ребенок дышит в течение 5 минут в особое приспособление, вначале в покое, а затем после физической нагрузки. Это исследование требует активного участия испытуемого, может проводиться преимущественно у детей дошкольного и отчасти школьного возраста и, по нашим данным, только после соответствующей тренировки, так как при этом большое значение имеет сама энергия дыхательного акта.

Относительная легочная вентиляция (минутный дыхательный объем на 1 кг веса) у детей первого полугодия максимальна и равна в среднем 410 мл. К концу года она уменьшается до 320 мл, к 2 годам-до 240 мл, к 5 годам - до 210 мл, к 10 годам - до 170 мл и к 15 годам-до 110 мл.

Таким образом, у ребенка раннего возраста пониженная абсолютная легочная вентиляция как бы компенсируется повышенной относительной легочной вентиляцией, характеризующей напряженность обмена веществ и интенсивность окислительно-восстановительных процессов в грудном возрасте, связанных с энергией роста органов и тканей.

Жизненная емкость легких в грудном возрасте определяется приблизительно, поскольку измеряется лишь выдыхаемый воздух (при крике ребенка); поэтому цифры, определяющие величину жизненной емкости в грудном возрасте, колеблются от 100 до 245 мл; в дошкольном возрасте уже возможно определение жизненной емкости легких спирометрией; к 5 годам она устанавливается в пределах 1200 мл, к 10 годам- 1800 мл и к 15 годам - 3200 мл.

Страница 1 - 1 из 3
Начало | Пред. | 1

Дыхание плода. Во внутриутробной жизни плод получает 0 2 и удаляет С0 2 исключительно путем плацентарного кровообращения. Однако большая толщина плацентарной мембраны (в 10- 15 раз толще легочной мембраны) не позволяет выравнивать парциальные напряжения газов по обе ее стороны. У плода появляются ритмические, дыхательные движения частотой 38-70 в минуту. Эти дыхательные движения сводятся к небольшому расширению грудной клетки, которое сменяется более длительным спадением и еще более длительной паузой. Легкие при этом не расправляются, остаются спавшимися, альвеолы и бронхи заполнены жидкостью, которая секретируется альвеолоцитами. В межплевральной щели возникает лишь небольшое отрицательное давление в результате отхождения наружного (пристеночного) листка плевры и увеличение ее объема. Дыхательные движения плода происходят при закрытой голосовой щели, а поэтому в дыхательные пути околоплодная жидкость не попадает.

Значение дыхательных движений плода: 1) они способствуют увеличению скорости движения крови по сосудам и ее притоку к сердцу, а это улучшает кровоснабжение плода; 2) дыхательные движения плода способствуют развитию легких и дыхательной мускулатуры, т.е. тем структурам, которые понадобятся организму после его рождения.

Особенности транспорта газов кровью. Напряжение кислорода (Р0 2) в оксигенированной крови пупочной вены низкое (30-50 мм рт. ст.), понижено содержание оксигемоглобина (65-80%) и кислорода (10-150 мл/л крови), в связи с чем его еще меньше в сосудах сердца, мозга и других органов. Однако у плода функционирует фетальный гемоглобин (HbF), обладающий высоким сродством с 0 2 , что улучшает снабжение кислородом клеток за счет диссоциации оксигемоглобина при более низких значениях парциального напряжения газа в тканях. К концу беременности содержание HbF снижается до 40%. Напряжение углекислого газа (РС0 2) в артериальной крови плода (35-45 мм рт. ст.) низкое за счет гипервентиляции беременных. В эритроцитах отсутствует фермент карбоангидраза, в результате чего до 42% углекислого газа, который может соединяться с гидрокарбонатами, исключается из транспорта и газообмена. Через плацентарную мембрану транспортируется в основном физический растворенный С0 2 . К окончанию беременности содержание С0 2 в крови плода увеличивается до 600 мл/л. Несмотря на эти особенности транспорта газов, ткани плода имеют адекватное обеспечение кислородом благодаря следующим факторам: тканевой кровоток примерно в 2 раза больше, чем у взрослых; анаэробные окислительные процессы преобладают над аэробными; энергетические затраты плода минимальны.

Дыхание новорожденного. С момента рождения ребенка, еще до пережатия пуповины, начинается легочное дыхание. Легкие полностью расправляются после первых 2-3 дыхательных движений.

Причинами первого вдоха являются:

• 1) избыточное накопление С0 2 и Н + и обеднение 0 2 крови после прекращения плацентарного кровообращения, что стимулирует центральные хеморецепторы;
• 2) изменение условий существования, особенно мощным фактором является раздражение кожных рецепторов (механо- и термо- цепторов) и возрастающая афферентная импульсация с вестибулярных, мышечных и сухожильных рецепторов;
• 3) разность давления в межплевральной щели и в дыхательных путях, которая при первом вдохе может достигнуть 70 мм водяного столба (в 10-15 раз больше, чем при последующем спокойном дыхании).

Кроме того, в результате раздражения рецепторов, расположенных в области ноздрей, околоплодной жидкостью (рефлекс ныряльщика) прекращается торможение дыхательного центра. Происходит возбуждение мышц вдоха (диафрагмы), что вызывает увеличение объема грудной полости и понижение внутриплеврального давления. Объем вдоха оказывается больше объема выдоха, что приводит к формированию альвеолярного запаса воздуха (функциональной остаточной емкости). Выдох в первые дни жизни осуществляется активно с участием экспираторных мышц (мышц выдоха).

При осуществлении первого вдоха преодолевается значительная упругость легочной ткани, обусловленная силой поверхностного натяжения спавшихся альвеол. При первом вдохе энергии затрачивается в 10-15 раз больше, чем в последующие вдохи. Для растяжения легких еще не дышавших детей давление воздушного потока должно быть примерно в 3 раза больше, чем у детей, перешедших на спонтанное дыхание.

Облегчает первый вдох поверхностно активное вещество - сурфактант, которое в виде тонкой пленки покрывает внутреннюю поверхность альвеол. Сурфактант уменьшает силы 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-м месяце внутриутробной жизни. При наполнении альвеол воздухом оно мономолекулярным слоем растекается по поверхности альвеол. У нежизнеспособных новорожденных, погибших от слипания альвеол, обнаружено отсутствие сурфактанта.

Давление в межплевральной щели новорожденного во время выдоха равно атмосферному давлению, во время вдоха уменьшается и становится отрицательным (у взрослых оно отрицательно и во время вдоха, и во время выдоха).

По обобщенным данным, у новорожденных число дыхательных движений в минуту 40-60, минутный объем дыхания - 600-700 мл, что составляет 170-200 мл/мин/кг.

С началом легочного дыхания за счет расширения легких, ускорения кровотока и уменьшения сосудистого русла в системе легочного кровообращения изменяется кровообращение через малый круг. Открытый артериальный (боталлов) проток в первые дни, а иногда недели, может поддерживать гипоксию за счет направления части крови из легочной артерии в аорту, минуя малый круг.

Особенности частоты, глубины, ритма и типа дыхания у детей. Дыхание у детей частое и поверхностное. Это связано с тем, что работа, затрачиваемая на дыхание, по сравнению со взрослыми, больше, так как, во-ервых, преобладает диафрагмальное дыхание, поскольку ребра расположены горизонтально, перпендикулярно позвоночному столбу, что ограничивает экскурсию грудной клетки. Этот тип дыхания остается ведущим у детей до 3-7-летнего возраста. Оно требует преодоления сопротивления органов брюшной полости (у детей относительно большая печень и частые вздутия кишечника); во-торых, у детей велика упругость легочной ткани (низкая растяжимость легких в связи с малым количеством эластических волокон) и значительное бронхиальное сопротивление из-за узости верхних дыхательных путей. Кроме того, альвеолы имеют меньшие размеры, плохо дифференцированы, и их количество ограничено (площадь поверхности воздух/ткань составляет всего 3 м 2 , тогда как у взрослых-75 м 2).

Частота дыхания у детей разных возрастов представлена в табл. 6.1.

Частота дыхания у детей разных возрастов

Таблица 6.1

Частота дыхания у детей существенно меняется в течение дня, а также значительно больше, чем у взрослых, изменяется под влиянием различных воздействий (психические возбуждения, физическая нагрузка, повышение температуры тела и среды). Это объясняется легкой возбудимостью дыхательного центра у детей.

До 8 лет частота дыхания у мальчиков несколько больше, чем у девочек. К периоду полового созревания частота дыхания у девочек становится больше, и это соотношение сохраняется на всю жизнь.

Ритм дыхания. У новорожденных и грудных детей дыхание неритмичное. 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). Уже с момента рождения устанавливается такое же, как у взрослых, соотношение между вдохом и выдохом: вдох короче выдоха.

Типы дыхания. У новорожденного до второй половины первого года жизни преобладает диафрагмальный тип дыхания преимущественно за счет сокращения мышц диафрагмы. Грудное дыхание затруднено, так как грудная клетка имеет пирамидальную форму, верхние ребра, рукоятка грудины, ключица и весь плечевой пояс расположены высоко, ребра лежат почти горизонтально, а дыхательная мускулатура грудной клетки слаба. С момента, когда ребенок начинает ходить и все чаще занимает вертикальное положение, дыхание становится грудобрюшным. С 3-7 лет в связи с развитием мышц плечевого пояса грудной тип дыхания начинает преобладать над диафрагмальным. Половые различия типа дыхания начинают выявляться с 7-8-летнего возраста и заканчиваются к 14-17 годам. К этому времени у девушек формируется грудной, а у юношей - брюшной тип дыхания.

Легочные объемы у детей. У новорожденного ребенка объем легких во время вдоха увеличивается незначительно. Дыхательный объем составляет всего 15-20 мл. В этот период обеспечение организма О, происходит за счет увеличения частоты дыхания. С возрастом вместе с уменьшением частоты дыхания дыхательный объем увеличивается (табл. 6.2). Минутный объем дыхания (МОД) с возрастом также увеличивается (табл. 6.3), составляя у новорожденных 630-650 мл/мин, а у взрослых-6100-6200 мл/мин. В то же время относительный объем дыхания (отношение МОД к массе тела) у детей больше, чем у взрослых примерно в 2 раза (у новорожденных относительный объем дыхания около 192, у взрослых-96 мл/мин/кг). Это объясняется высоким уровнем обмена веществ и потребления 0 2 у детей по сравнению с взрослыми. Так, потребность в кислороде составляет (в мл/мин/кг массы тела): у новорожденных-8-8,5; в 1-2 года-7,5-8,5; в 6-7 лет-8-8,5; в 10-11 лет -6,2-6,4; в 13-15 лет-5,2-5,5 и у взрослых-4,5.

Жизненная емкость легких у детей разного возраста (В.А. Доскин и соавт., 1997)

Таблица 6.2

Жизненная емкость легких определяется у детей, начиная с 4-5 лет, так как требуется активное и сознательное участие самого ребенка (табл. 6.2). У новорожденного определяют так называемую жизненную емкость крика. Считают, что при сильном крике объем выдыхаемого воздуха равен ЖЕЛ. В первые минуты после рождения она составляет 56- 110 мл.

Возрастные показатели минутного объема дыхания (В.А. Доскин и соавт., 1997)

Таблица 6.3

Увеличение абсолютных показателей всех дыхательных объемов связано с развитием легких в онтогенезе, увеличением количества и объема альвеол до 7-8-летнего возраста, снижением аэродинамического сопротивления дыханию за счет увеличения просвета дыхательных путей, уменьшением эластического сопротивления дыханию благодаря увеличению в легких доли эластических волокон относительно коллагеновых, увеличением силы дыхательных мышц. Поэтому энергетическая стоимость дыхания снижается (табл. 6.3).

Дыхание – сложный физиологический процесс, который условно можно разделить на три основных этапа: газообмен между кровью и атмосферным воздухом (внешнее дыхание), транспорт газов, газообмен между кровью и тканями (тканевое дыхание).

Внешнее дыхание – обмен газов между внешним воздухом и кровью – происходит только в альвеолах.

Легочная вентиляция представляет собой перенос вдыхаемого воздуха по воздухоносным путям к зоне внутриальвеолярной диффузии.

Проходя по воздухоносным путям, воздух очищается от примесей и пыли, нагревается до температуры тела, увлажняется.

Пространство воздухоносных путей, в котором не происходит газообмен, было названо Цунтцем (1862 г.) мертвым или вредным пространством. Дети раннего возраста имеют сравнительно большее мертвое пространство, чем взрослые.

Газообмен в легких происходит благодаря разнице между парциальным давлением газов в альвеолярном воздухе и напряжением газов в крови легочных капилляров.

Скорость диффузии прямо пропорциональна силе, обеспечивающей движение газа, и обратно пропорциональна величине сопротивления диффузии, то есть препятствия, которое имеет место на пути движения молекул газа через аэрогематический барьер. Диффузия газа ухудшается при уменьшении газообменной поверхности легкого и при увеличении толщины аэрогематического барьера.

Вдыхаемый атмосферный воздух содержит 79,4 % азота и инертных газов (аргон, неон, гелий), 20,93 % кислорода, 0,03 % углекислого газа.

В альвеолах вдыхаемый воздух смешивается с имеющимся там воздухом, приобретает 100 % относительную влажность, и альвеолярный воздух у взрослого человека уже имеет следующее содержание газов: O 2 – 13,5–13,7 %; CO 2 – 5–6 %; азот – 80 %. При таком проценте содержания кислорода и общем давлении в 1 атм. парциальное давление кислорода составляет примерно 100–110 мм рт. ст., напряжение же кислорода в притекающей в легкое венозной крови составляет 60–75 мм рт. ст. Образующаяся разность в давлениях достаточна для обеспечения диффузии в кровь около 6 л кислорода в 1 минуту, такого количества кислорода достаточно для обеспечения тяжелой мышечной работы.

Парциальное давление углекислого газа (CO 2) в альвеолярном воздухе – 37–40 мм рт. ст., а напряжение CO 2 в венозной крови легочных капилляров в покое – 46 мм рт. ст. Физико-химические свойства альвеолярной мембраны таковы, что растворимость в ней кислорода составляет 0,024, а CO 2 – 0,567, следовательно, через альвеолярно-капиллярную мембрану углекислый газ диффундирует в 20–25 раз быстрее, чем кислород, и разница давления в 6 мм обеспечивает удаление CO 2 из организма при самой тяжелой мышечной работе.

Выдыхаемый воздух является смесью альвеолярного и атмосферного воздуха, имеющегося в воздухоносных путях. В нем содержится у взрослых: O 2 – 15–18 % (16,4); CO 2 – 2,5–5,5 % (4,1).

По разнице в содержании O 2 во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе можно судить об утилизации O 2 легкими. Утилизация кислорода в легких у взрослых равна 4,5 об%, у детей грудного возраста она снижена и составляет 2,6–3,0 об% кислорода, с возрастом процент утилизации кислорода увеличивается до 3,3–3,9 об%.

Это связано с тем, что грудной ребенок дышит более часто и более поверхностно. Чем реже и глубже дыхание, тем лучше используется кислород в легких, и наоборот.

При дыхании из организма выводится вода, а также некоторые быстро испаряющиеся вещества (например, алкоголь).

Дыхательный цикл состоит из вдоха и выдоха.

Вдох осуществляется вследствие сокращения дыхательной мускулатуры, при этом увеличивается объем грудной клетки, альвеолы расширяются, и в них возникает отрицательное давление. Пока существует разница давлений между альвеолами и атмосферой, воздух поступает в легкие.

В момент перехода от фазы вдоха к фазе выдоха альвеолярное давление равно атмосферному.

Выдох осуществляется главным образом за счет эластичности легких. Дыхательная мускулатура расслабляется, и на воздух в легких начинает действовать давление, вызванное эластической тягой легких.

Регуляция акта дыхания осуществляется нервно-гуморальным путем.

Дыхательный центр расположен в продолговатом мозгу. Он обладает собственным автоматизмом, но этот автоматизм не столь резко выражен, как автоматизм сердца, находится под постоянным воздействием импульсов, идущих от коры головного мозга и с периферии.

Ритм, частоту и глубину дыхания можно произвольно изменять, конечно, в известных пределах.

Для регуляции дыхания большое значение имеет изменение напряжений CO 2 , O 2 и pH в организме. Увеличение в крови и тканях напряжения CO 2 , уменьшение напряжения O 2 вызывает увеличение объема вентиляции, уменьшение напряжения CO 2 , увеличение напряжения O 2 сопровождается уменьшением объема вентиляции. Эти изменения дыхания наступают в результате импульсов, поступающих в дыхательный центр с хеморецепторов, расположенных в каротидном и аортальном синусах, а также в самом дыхательном центре продолговатого мозга.

Для характеристики функций внешнего дыхания используется оценка легочных объемов, легочной вентиляции, соотношение вентиляции-перфузии, газов крови и КОС (кислотно-основного состояния) (табл. 23).

Таблица 23

Частота дыхания у детей [Тур А.Ф., 1955]

В состоянии покоя здоровый взрослый человек делает 12–18 дыхательных движений в 1 минуту.

На одно дыхание у новорожденного приходится 2,5–3 сердечных сокращения, у более старших детей – 3,5–4.

Ритм дыхания у детей первых месяцев жизни неустойчив.

Дыхательный объем (ДО). Легкие каждого человека имеют определенный минимальный (на выдохе) и максимальный (на вдохе) внутренний объем. В процессе дыхания периодически происходят его изменения в зависимости от характера дыхания. При спокойном дыхании изменения объема минимальны и составляют в зависимости от массы тела и возраста 250–500 мл.

Объем дыхания у новорожденных составляет около 20 мл, к году – 70–60 мл, к 10 годам – 250 мл.

Минутный объем дыхания (МОД) (объем дыхания, помноженный на число дыханий в минуту) с возрастом увеличивается. Этот показатель характеризует степень вентиляции легких.

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) – объем воздуха, поступающий в легкие за 1 минуту при форсированном дыхании.

Объем форсированного выдоха (ОФВ 1) – объем воздуха, выдохнутый за первую секунду, при максимально возможной скорости выдоха. Снижение ОФВ 1 до 70 % ЖЕЛ и менее свидетельствует о наличии обструкции.

Максимальная скорость вдоха и выдоха (МС вд, МС выд) характеризует бронхиальную проходимость. В нормальных условиях МС вд взрослого человека составляет от 4–8 до 12 л/с. При нарушении бронхиальной проходимости она снижается до 1 л/с и менее.

Мертвое дыхательное пространство (МДП) включает в себя часть пространства воздухоносных путей, не участвующего в газообмене (полость рта, носа, глотки, гортани, трахеи, бронхов), и часть альвеол, воздух в которых не участвует в газообмене.

Альвеолярная вентиляция (АВ) определяется по формуле:

AB = (ДО – МДП) × ЧД.

У здоровых людей АВ составляет 70–80 % общей вентиляции легких.

Общее потребление кислорода. В состоянии покоя взрослый человек потребляет примерно 0,2 л кислорода за 1 минуту. При работе потребление кислорода возрастает пропорционально энергозатратам до определенного предела, который в зависимости от индивидуальных особенностей организма может превысить уровень основного обмена в 10–20 и более раз.

Максимальное потребление кислорода – объем кислорода, потребляемый организмом за 1 минуту при предельно форсированном дыхании.

Дыхательный коэффициент (ДК) – соотношение объемов выделяемого углекислого газа и потребляемого кислорода.

Дыхательный эквивалент (ДЭ) – это объем вдыхаемого воздуха, необходимый для поглощения легкими 100 мл кислорода (то есть это то количество литров воздуха, которое надо провентилировать через легкие, чтобы использовать 100 мл O 2).

Легочные объемы включают:

ОЕЛ (общая емкость легких) – объем газа, содержащийся в легких после максимального вдоха;

ЖЕЛ (жизненная емкость легких) – максимальный объем газа, выдыхаемый после максимального вдоха;

ООЛ (остаточный объем легких) – объем газа, остающийся в легких после максимального выдоха;

ФОЕ (функциональная остаточная емкость) – объем газа, находящийся в легких после спокойного выдоха;

РО вд (резервный объем вдоха) – максимальный объем газа, который можно вдохнуть от уровня спокойного вдоха;

РО выд (резервный объем выдоха) – максимальный объем газа, который можно выдохнуть после спокойного выдоха;

ЕВ (емкость вдоха) – максимальный объем газа, который можно вдохнуть от уровня спокойного выдоха;

ДО (дыхательный объем) – объем газа, вдыхаемый или выдыхаемый за один дыхательный цикл.

ЖЕЛ, ЕВ, РО вд, РО выд, ДО измеряют при помощи спирографа.

ОЕЛ, ФОЕ, ООЛ измеряются методом разведения геля в закрытой системе.

Результаты исследования легочных объемов оцениваются путем сравнения с должными величинами, рассчитанными по регрессивным уравнениям, отражающим связь объемов с ростом детей, или по номограммам.

При помощи ЖЕЛ можно оценить вентиляционную способность легких в целом. ЖЕЛ снижается под влиянием многих факторов – как легочных (при обструкции воздухоносных путей, ателектазе, пневмонии и др.), так и внелегочных (при высоком стоянии диафрагмы, снижении мышечного тонуса).

Патологическим считается уменьшение ЖЕЛ более чем на 20 % от должной.

Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) – объем максимально быстро и полно выдохнутого воздуха после полного глубокого вдоха. У здоровых людей ФЖЕЛ обычно больше ЖЕЛ на 100–200 мл из-за того, что большее усилие способствует более полному выдоху. ФЖЕЛ является функциональной нагрузкой для выявления изменений механических свойств аппарата вентиляции. У больных с обструкцией дыхательных путей ФЖЕЛ меньше ЖЕЛ.

Для оценки бронхиальной проходимости используется тест Тифно – отношение объема форсированного выдоха за 1 с (ОФВ 1) ко всему объему форсированного выдоха ЖЕЛ (ФЖЕЛ), выраженное в процентах. 75 % является нормальной величиной. Значения ниже 70 % указывают на обструкцию дыхательных путей, а выше 85 % отмечаются при наличии рестриктивных явлений.

С целью определения наличия и измерения обструкции дыхательных путей применяется определение скорости пикового потока на выдохе (СПП в). Для этого используются мини-счетчики пикового потока (пик-флоуметры). Наиболее удобен и точен мини-счетчик Райта.

Исследуемый делает максимально глубокий вдох (до величины ЖЕЛ), а затем – короткий и резкий выдох в аппарат. Полученный результат оценивается путем сравнения с данными номограммы. Измерение скорости пикового потока выдоха с помощью пик-флоуметра Райта в домашних условиях дает возможность объективно оценить реакцию пациента на применяемое лечение.

Транспорт кислорода из легких в ткани . Кислород, пройдя через альвеолярно-капиллярную мембрану, растворяется в плазме крови согласно физическим законам. При нормальной температуре тела в 100 мл плазмы растворено 0,3 мл кислорода.

Основную роль в транспорте кислорода от легких к тканям играет гемоглобин. 94 % кислорода переносится в виде оксигемоглобина (НbО 2). 1 г Нb связывает 1,34–1,36 мл О 2 .

Кислородная емкость крови (КЕК) – максимальное количество кислорода, которое может быть связано гемоглобином крови после полного насыщения ее кислородом. При полном насыщении гемоглобина кислородом 1 л крови может содержать до 200 мл кислорода. Нормальная величина КЕК для взрослого человека составляет 18–22 % по объему. КЕК новорожденного равна или несколько превышает КЕК взрослого человека. Вскоре после рождения она уменьшается, достигая минимальной величины в возрасте 1–4 лет, после чего постепенно повышается, доходя до уровня взрослого человека к периоду полового созревания.

Химическая связь кислорода с гемоглобином обратима. В тканях оксигемоглобин освобождает кислород и превращается в восстановленный гемоглобин. Оксигенация гемоглобина в легких и его восстановление в тканях обусловлены разницей парциального давления кислорода: альвеолярно-капиллярным градиентом давления в легких и капиллярно-тканевым градиентом в тканях.

Транспорт углекислого газа, образующегося в клетках, к месту его выведения – легочным капиллярам – осуществляется в трех видах: углекислый газ, поступая из клеток в кровь, растворяется в ней, в результате чего парциальное давление его в крови повышается. Физически растворимый в плазме углекислый газ составляет 5–6 % всего его объема, транспортируемого кровью. 15 % углекислого газа переносится в виде карбогемоглобина, более 70–80 % эндогенного углекислого газа связывается гидрокарбонатами крови. Эта связь играет большую роль в поддержании кислотно-основного равновесия.

Тканевое (внутреннее) дыхание – процесс поглощения тканью кислорода и выделения углекислого газа. В более широком смысле это – протекающие в каждой клетке ферментативные процессы биологического окисления, в результате которых молекулы жирных кислот, аминокислот, углеводов расщепляются до двуокиси углерода и воды, а высвобождающаяся при этом энергия используется и запасается клеткой.

Помимо газообмена, легкие осуществляют в организме и другие функции: метаболическую, терморегуляторную, секреторную, экскреторную, барьерную, очистительную, всасывательную и др.

Метаболическая функция легких включает в себя обмен липоидов, синтез жирных кислот и ацетона, синтез простагландинов, выработку сурфактанта и др. Секреторная функция легких реализуется благодаря наличию специализированных желез и секреторных клеток, выделяющих серозно-мукозный секрет, который, перемещаясь из нижних отделов в верхние, увлажняет и защищает поверхность дыхательных путей.

В секрете присутствуют также лактоферин, лизоцим, сывороточные белки, антитела – вещества, обладающие антимикробным действием и способствующие санации легкого.

Экскреторная функция легкого проявляется в выделении летучих метаболитов и экзогенных веществ: ацетона, аммиака и др. Всасывательная функция обусловлена высокой проницаемостью альвеолярно-капиллярных мембран для жиро– и водорастворимых веществ: эфира, хлороформа и др. Ингаляционный путь введения применяется для ряда лекарств.