Органы дыхания. Тип дыхания

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.

Особенности грудной клетки предопределяют у младенцев поверхностный характер дыхания, его большую частоту, аритмию, неправильное чередование пауз между вдохом и выдохом. При этом глубина дыхания (абсолютная емкость), то есть количество воздуха что вдыхает, у новорожденного значительно меньше, чем в следующие периоды детского возраста и у взрослых. С возрастом емкость дыхательного акта увеличивается. Частота дыхания у ребенка тем более высокая, чем она меньшая.

У детей раннего возраста потребность в кислороде большая (повышенный обмен), потому поверхностный характер дыхания компенсируется его частотой. Новорожденный ребенок, находится, будто в состоянии постоянной одышки (физиологичная одышка новорожденных).

Ускорение дыхания у ребенка нередко возникает, когда он кричит, плачет, при физическом напряжении, бронхите, воспалении легких. Минутная емкость дыхания — это емкость дыхательного акта, умноженная на частоту . Она свидетельствует о степени насыщения кислородом легких. Абсолютная величина ее у ребенка меньше, чем во взрослого.

Определение ЖЕЛ возможно у детей с 5-6 лет с помощью спирометра. Определяют максимальное количество воздуха, который выдыхается в трубку спирометра после максимального вдоха. С возрастом ЖЕЛ увеличивается, растет также в результате тренировок.

Относительная минутная емкость дыхания (на 1 кг массы тела) в результате ускоренного дыхания у детей значительно больше, чем во взрослого; от роду до 3 лет — 200 мл, в 11 лет — 180 мл, во взрослого — 100 мл.

Тип дыхания у новорожденного и ребенка на первом году жизни диафрагмальный, или брюшной, с 2 лет дыхания смешано — диафрагмально-грудное, а с 8-10 лет у мальчиков брюшное, у девочек грудное. Ритм дыхания у детей раннего возраста неустойчив, паузы между вдохом и выдохом неравномерны. Это связано с незавершенным развитием дыхательного центра и повышенной возбудимостью вагусных рецепторов. Дыхание регулируется дыхательным центром, к которому поступают рефлекторные раздражения от веток блуждающего нерва.

Газообмен в легких младенца более энергичен, чем у детей старшего возраста и у взрослых. Он состоит из трех фаз:1) внешнего дыхания — обмену через альвеолы легких между атмосферным воздухом (воздухом внешней среды) и легочным воздухом; 2) легочного дыхания — обмена между воздухом легких и кровью (связано с диффузией газов); 3) тканевого (внутреннего) дыхания — газообмена между кровью и тканями.

Правильное развитие грудной клетки, легких, дыхательных мышц ребенка зависит от условий, в которых он растет. Для укрепления его и нормального развития органов дыхания, предотвращения заболеванием органов дыхания необходимо, чтобы ребенок в течение длительного времени находился зимой и летом на свежем воздухе. Особенно полезные подвижные игры на воздухе, спорт, физические упражнения, на воздухе, регулярное проветривание помещений, где находятся дети.

Следует старательно проветривать помещение во время уборки, разъяснять родителям важность этого мероприятия.

Одним из действий, осуществляемых при осмотре педиатром, является подсчет дыхательных движений. Этот простой на первый взгляд показатель несет важную информацию о состоянии здоровья в целом и о функционировании органов дыхания и сердечно-сосудистой системы в частности.

Как правильно подсчитать частоту дыхательных движений (ЧДД) в минуту? Это не составляет особой сложности. А вот с интерпретацией данных возникают определенные трудности. Это в большей степени касается молодых родителей, поскольку, получив результат у ребенка, в несколько раз превышающий свой собственный, они впадают в панику. Поэтому в данной статье предлагаем все же разобраться, какая норма ЧДД у детей. Таблица нам в этом поможет.

Особенности дыхательной системы ребенка

Первое, чего так долго ждет будущая мама - первый крик малыша. Именно с этим звуком происходит и первый его вдох. К моменту рождения органы, обеспечивающие дыхание ребенка, еще не до конца развиты, и только с ростом самого организма происходит их дозревание (как в функциональном, так и в морфологическом плане).

Носовые ходы (которые являются верхними дыхательными путями) у новорожденных имеют свои особенности:
. Они достаточно узкие.
. Относительно короткие.
. Внутренняя их поверхность нежная, с огромным количеством сосудов (кровеносных, лимфатических).

Поэтому даже при незначительных слизистая носа у ребенка быстро отекает, уменьшается и так маленький просвет, как результат - затрудняется дыхание, развивается одышка: маленькие дети еще не могут дышать ртом. Чем младше ребенок, тем опаснее могут быть последствия, и тем быстрее необходимо устранить патологическое состояние.

Легочная ткань у маленьких детей также имеет свои особенности. У них, в отличие от взрослых, слабо развита легочная ткань, а сами легкие имеют небольшой объем при огромном количестве кровеносных сосудов.

Правила подсчета частоты дыхания

Измерение частоты дыхательных движений не требует каких-либо особенных навыков или оснащения. Все, что понадобится - это секундомер (или часы с секундной стрелочкой) и соблюдение простых правил.

Человек должен находиться в спокойном состоянии и в удобной позе. Если речь идет о детях, особенно раннего возраста, то подсчет дыхательных движений лучше проводить во сне. Если такой возможности нет, следует максимально отвлечь испытуемого от проводимой манипуляции. Для этого достаточно взяться за запястье (где обычно определяется пульс) и тем временем подсчитывать частоту дыхания. Следует отметить, что и пульс у детей младше года (около 130-125 ударов в минуту) не должен вызывать опасений - это норма.

У грудничков настоятельно рекомендуется проводить подсчет частоты дыхания во время сна, поскольку плач может в значительной степени повлиять на результат и дать заведомо ложные цифры. Положив руку на переднюю брюшную стенку (или просто визуально), вы сможете с легкостью провести данное исследование.

Учитывая, что дыхание имеет свой ритмический цикл, необходимо соблюдать и длительность его подсчета. Обязательно проводите измерение ЧДД в течение целой минуты, а не умножая результат, полученный всего за 15 секунд, на четыре. Рекомендуется провести три подсчета и вычислить среднее значение.

Норма ЧДД у детей

Таблица демонстрирует нормы частоты дыхательных движений. Данные представлены для детей разных возрастных групп.

Как видим из таблицы, частота дыхательных движений в минуту тем выше, чем младше ребенок. Постепенно, по мере взросления, их количество уменьшается, и к пубертатному периоду, когда ребенку исполняется 14-15 лет, частота дыхания становится равной этому показателю у взрослого здорового человека. Каких-либо различий по половому признаку не наблюдается.

Типы дыхания

Существует три основных типа дыхания как у взрослого, так и у ребенка: грудной, брюшной и смешанный.

Грудной тип больше характерен для представительнец женского пола. При нем вдох/выдох обеспечиваются в большей степени за счет движений грудной клетки. Недостатком такого типа дыхательных движений является плохая вентиляция нижних отделов легочной ткани. Тогда как при брюшном типе, когда в большей степени задействована диафрагма (и визуально движется при дыхании передняя брюшная стенка), недостаток вентиляции испытывают верхние отделы легких. Данный тип дыхательных движений присущ в большей степени для мужчин.

А вот при смешанном типе дыхания происходит равномерное (одинаковое) расширение грудной клетки с увеличением объема ее полости во всех четырех направлениях (верхне-нижнем, боковых). Это наиболее правильный который обеспечивает оптимальную вентиляцию всей легочной ткани.

В норме частота дыхания у здорового взрослого человека равна 16-21 в одну минуту, у новорожденных - до 60 в минуту. Выше более подробно приведена норма ЧДД у детей (таблица с возрастными нормами).

Учащенное дыхание

Первым признаком поражения органов дыхания, особенно при инфекционных заболеваниях, является При этом обязательно будут и другие признаки простудного заболевания (кашель, насморк, хрипы и т. д.). Достаточно часто при повышении температуры тела увеличивается частота дыхания и учащается пульс у детей.

Задержка дыхания во сне

Достаточно часто у маленьких детей (особенно грудничков) во сне отмечаются кратковременные по длительности остановки дыхания. Это физиологическая особенность. Но если вы заметили, что подобные эпизоды учащаются, их продолжительность становится большей или возникают другие симптомы, такие как посинение губ или потеря сознания, немедленно необходимо вызывать "Скорую помощь", чтобы предотвратить необратимые последствия.

Заключение

Органы дыхания у имеют ряд особенностей, способствующих их частому поражению и быстрой декомпенсации состояния. Это, прежде всего, связано с их незрелостью к моменту рождения, определенными анатомо-физиологическими особенностями, незавершенной дифференциацией структур центральной нервной системы и их непосредственным влиянием на дыхательный центр и органы дыхания.
Чем младше ребенок, тем меньшим объемом легких он обладает, тем, следовательно, ему потребуется сделать большее количество дыхательных движений (вдох/выдох), чтобы обеспечить организм необходимым объемом кислорода.

Подводя итоги

Следует помнить, что у детей первых месяцев жизни достаточно часто встречается дыхательная аритмия. Чаще всего это не является патологическим состоянием, а лишь свидетельствует о возрастных особенностях.

Итак, теперь и вы знаете, какая норма ЧДД у детей. Таблица средних показателей должна приниматься во внимание, но не следует паниковать при небольших отклонениях. И обязательно проконсультируйтесь с врачом, прежде чем делать поспешные выводы!

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).

Формирование дыхательной системы у ребёнка начинается на 3-4 неделе внутриутробного существования. К 6 неделе эмбрионального развития у ребёнка появляются разветвления дыхательных органов второго порядка. В это же время начинается формирование лёгких. К 12 неделе внутриутробного периода у плода появляются участки лёгочной ткани. Анатомо-физиологические особенности — АФО органов дыхания у детей претерпевают изменения по мере роста малыша. Решающее значение имеет правильное развитие нервной системы, которая задействована в процессе дыхания .

Верхние дыхательные пути

У новорождённых деток кости черепа развиты недостаточно, за счёт чего носовые ходы и вся носоглотка небольшие и узкие. Слизистая оболочка носоглотки нежная и пронизана кровеносными сосудами. Она более ранимая, чем у взрослого человека. Носовые придатки чаще всего отсутствуют, они начинают развиваться только к 3-4 годам.

По мере того как ребёночек растёт, увеличивается в размерах и носоглотка. К 8 годам у малыша появляется нижний носовой проход. У детей придаточные пазухи расположены не так, как у взрослых, за счёт чего инфекция быстро может распространиться в полость черепа.

У детей в носоглотке наблюдается сильное разрастание лимфоидной ткани. Своего пика оно достигает к 4 годам, а с 14 лет оно начинает обратное развитие. Миндалины являются своеобразными фильтрами, защищая организм от проникновения микробов. Но если ребёночек часто и длительно болеет, то лимфоидная ткань сама становится источником инфекции.

Дети часто болеют респираторными заболеваниями, что обусловлено строением дыхательных органов и недостаточным развитием иммунитета.

Гортань

У маленьких деток гортань узкая, имеет форму воронки. Лишь позже она становится цилиндрической. Хрящики мягкие, голосовая щель сужена и сами голосовые связочки короткие. К 12 годам у мальчиков голосовые связки становятся более длинные, чем у девочек. Этим и обусловлено изменение тембра голоса у мальчишек.

Трахея

Отличается у детей и строение трахеи. В течение первого года жизни она узкая, воронкообразной формы. К 15 годам верхняя часть трахеи достигает 4 шейного позвонка. К этому времени вдвое увеличивается и длина трахеи, она составляет 7 см. У деток она очень мягкая, поэтому при воспалении носоглотки нередко сдавливается, что проявляется стенозом.

Бронхи

Правый бронх является как бы продолжением трахеи, а левый под углом отходит в сторону. Именно поэтому при случайном попадании инородных предметов в носоглотку, они нередко оказываются именно в правом бронхе .

Восприимчивы детки к бронхитам. Любая простуда может окончиться воспалением бронхов, сильным кашлем, высокой температурой и нарушением общего состояния малыша.

Лёгкие

Лёгкие у деток претерпевают изменения по ходу взросления. Увеличиваются масса и размеры этих дыхательных органов, а также происходит дифференцировка в их строении. У деток в лёгких мало эластичной ткани, зато промежуточная ткань хорошо развита и содержит большое количество сосудиков и капилляров.

Лёгочная ткань полнокровная, в ней содержится меньше воздуха, чем у взрослых. К 7 годам заканчивается формирование ацинуса, а до 12 лет просто продолжается рост сформировавшейся ткани. К 15 годам альвеолы увеличиваются в 3 раза.

Также с возрастом у деток увеличивается масса лёгочной ткани, в ней появляется больше эластичных элементов. По сравнению с периодом новорождённости, масса дыхательного органа увеличивается к 7 годам приблизительно в 8 раз.

Количество крови, которое протекает по капиллярам лёгких, выше, чем у взрослых, что улучшает газообмен в лёгочной ткани.

Грудная клетка

Формирование грудной клетки у детей происходит по мере роста и заканчивается только ближе к 18 годам. Соответственно возрасту ребёнка увеличивается объём грудной клетки.

У младенцев грудина имеет цилиндрическую форму, в то время как у взрослых грудная клетка приобретает овальную форму. У детей по-особенному расположены и рёбра, за счёт такого их строения ребёночек может безболезненно перейти от диафрагмального к грудному дыханию.

Особенности дыхания у ребёнка

У деток повышена частота дыхания, при этом дыхательные движения тем чаще, чем меньше ребёнок. С 8 лет мальчики дышат чаще, нежели девочки, но начиная с подросткового возраста, девочки начинают дышать чаще и такое положение вещей сохраняется на протяжении всего времени.

Для оценки состояния лёгких у детей, необходимо рассматривать такие параметры:

• Общий объём дыхательных движений.
• Объём вдыхаемого воздуха в минуту.
• Жизненную ёмкость дыхательных органов.

Глубина дыхания у детей увеличивается по мере их взросления. Относительный объём дыхания у деток в два раза выше, чем у взрослых. Жизненная ёмкость повышается после физических нагрузок или спортивных упражнений. Чем больше физическая нагрузка, тем более заметно изменение характера дыхания.

В спокойном состоянии ребёночком используется только часть жизненной ёмкости лёгких.

Жизненная ёмкость увеличивается, по мере роста диаметра грудной клетки. Количество воздуха, которое лёгкие могут провентилировать за минуту, называется пределом дыхания. Эта величина тоже увеличивается по мере взросления ребёнка.

Огромное значение для оценки лёгочной функции имеет газообмен. Содержание углекислого газа в выдыхаемом воздухе у школьников составляет 3,7%, в то время как у взрослых эта величина составляет 4,1%.

Методы исследования дыхательной системы детей

Чтобы оценить состояние дыхательных органов ребёнка, врач собирает анамнез. Внимательно изучается медицинская карточка маленького пациента, и выясняются жалобы. Далее доктор осматривает больного, выслушивает нижние дыхательные пути стетоскопом и простукивает их пальцами, обращая внимание на тип издаваемого звука. Затем обследование происходит по такому алгоритму:

• У матери выясняют, как протекала беременность, и не было ли осложнений при родах. Кроме того, важно, чем болел малыш незадолго до появления проблем с дыхательным трактом.
• Осматривают малыша, обращая внимание на характер дыхания, тип кашля и наличие выделений из носа. Смотрят на цвет кожных покровов, их цианоз говорит о кислородной недостаточности. Важным признаком является одышка, её возникновение говорит о ряде патологий.
• Врач спрашивает у родителей, не наблюдается ли у ребёночка кратковременных остановок дыхания во сне. Если такое состояние характерно, то это может говорить о проблемах неврологического характера.
• Рентген назначается для уточнения диагноза, при подозрении на пневмонию и прочие патологии лёгких. Рентген может проводиться даже детям раннего возраста, при наличии показаний к этой процедуре. Чтобы снизить уровень облучения, обследование детей рекомендуется проводить на цифровых аппаратах.
• Обследование при помощи бронхоскопа. Проводится при бронхите и подозрении на попадание инородного тела в бронхи. С помощью бронхоскопа инородное тело удаляют из дыхательных органов.
• Компьютерная томография проводится при подозрении на онкологические заболевания. Этот метод хоть и дорогостоящий, но наиболее точный.

Детям младшего возраста бронхоскопию проводят под общим наркозом. Это исключает травмы дыхательных органов при проведении обследования.

Анатомо-физиологические особенности дыхательной системы у детей отличаются от дыхательной системы взрослых. Дыхательные органы у детей продолжают расти приблизительно до 18 лет. Увеличивается их размер, жизненная ёмкость и вес.