Дыхательные движения

Обмен газов между атмосферным воздухом и воздухом который находится в альвеолах, происходит благодаря ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха.

В легких нет мышечной ткани, активно сокращается, они не могут. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит дыхательным мышцам. При их параличе дыхание становится невозможным, хотя дыхательные органы при этом не поражены.

Вдох осуществляется следующим образом: под влиянием нервных импульсов грудной клетки и диафрагма межреберные мышцы приподнимают ребра и отводят их несколько в сторону, при этом увеличивается объем грудной клетки. При сокращении диафрагмы ее купол уплощается, что также ведет к увеличению объема грудной клетки. При глубоком дыхании принимают участие и другие мышцы груди и шеи. Легкие находятся в герметично закрытой грудной клетке, пассивно двигаются за ее движущимися стенками, так как при помощи плевры они приращены к грудной клетке. Этому способствует отрицательное давление в грудной клетке. При вдохе легкие растягиваются, давление в них падает и становится ниже атмосферного, и наружный воздух устремляется в легкие. При выдохе мышцы расслабляться, ребра опускаются, объем грудной клетки уменьшается, легкие стягиваются, давление в них повышается и воздух устремляется наружу. Глубина вдоха зависит от увеличения грудной клетки при вдохе. Для акта дыхания очень важно состояние легочной ткани, которая обладает эластичностью т.е. легочная ткань оказывает определенное противодействие растяжению.

Типы дыхания. По мере созревания костно-мышечного аппарата дыхательной системы, и особенности его развития у мальчиков и девочек определяют возрастные и половые различия типов дыхания. У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. В связи с этим у новорожденных дыхание диафрагмальное. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз, ребра принимают косое положение - дыхание ребенка становится грудобрюшным с преобладанием диафрагмального. В возрасте от 3 до 7 лет преобладает грудной тип дыхания. А в 7-8 лет выявляются половые отличия в типе дыхания. У мальчиков преобладает брюшной тип, а у девочек - грудной. Заканчивается половая дифференцировка к 14-17 годам. Типы дыхания у юношей и девушек могут меняться в зависимости от занятия спортом, трудовой деятельности.

Возрастные особенности строения грудной клетки и мышц обуславливает особенности глубины и частоты дыхания в детском возрасте. В спокойном состоянии взрослый человек делает 16-20 дыхательных движений в минуту, за один вдох вдыхается 500 мл. воздуха. Объем воздуха характеризует глубину дыхания.

Дыхание новорожденного частое и поверхностное. У детей первого года жизни частота дыхания 50-60 дыхательных движений в минуту, 1-2 года 30 - 40 дыхательных движений в минуту, 2-4 года 25-35 дыхательных движений в минуту, 4-6 лет 23-26 дыхательных движений в минуту. У детей школьного возраста происходит дальнейшее уменьшение темпа дыхания, 18-20 дыхательных движений в минуту. Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую вентиляцию легких. Объем выдыхаемого воздуха у ребенка в 1 месяц жизни - 30 мл., в 1 год - 70 мл., в 6 лет - 156 мл., в 10 лет - 240 мл., в 14 лет - 300 мл. Минутный объем дыхания - это количество воздуха которое человек выдыхает за 1 минуту, чем чаще дыхание, тем выше минутный объем.

Жизненная емкость легких. Важной характеристикой функционирования дыхательной системы является жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после глубокого вдоха. ЖЕЛ меняется с возрастом, зависит от длины тела, степени развития грудной клетки и дыхательных мышц, пола. При спокойном дыхании за один вдох в легкие поступает около 500 см³ воздуха - дыхательный воздух. При максимальном вдохе после спокойного выдоха в легкие поступает в среднем на 1500 см³ воздуха больше чем при спокойном вдохе - дополнительный объем. При максимальном выдохе после обычного вдоха из легких может выйти на 1500 см³ воздуха больше, чем при обычном выдохе - резервный объем. Все эти три типа объема дыхательный, дополнительный, резервный вместе и составляют ЖЕЛ: 500 см³ +1500 см³ +1500 см³ = 3500 см³. После выдоха, даже самого глубокого, в легких остается около 100 см³ воздуха - остаточный воздух, он остается даже в легких трупа, дышавшего ребенка или взрослого человека. Воздух поступает в легкие с первым вдохом после рождения. ЖЕЛ определяется с помощью специального прибора - спирометра. Обычно ЖЕЛ больше у мужчин, чем у женщин. У тренированных людей ЖЕЛ больше, чем у нетренированных. У ребенка ЖЕЛ можно определить при его сознательном участии лишь после 4-5 лет.

Дыхательный центр. Регуляция дыхания осуществляется ЦНС, специальные области которой обуславливают автоматическое дыхание - чередование вдоха и выдоха и произвольное дыхание, обеспечивающее приспособительные изменения в системе органов дыхания, который соответствуют ситуации и рода деятельности. Деятельность дыхательного центра регулируется рефлекторно, импульсацией, поступающей из различных рецепторов и гуморально. Центр дыхания это группа нервных клеток, который располагаются в продолговатом мозге, его разрушение приводит к остановке дыхания. В дыхательном центре различают два отдела: отдел вдоха и отдел выдоха, функции, которых взаимосвязаны. При возбуждении отдела вдоха происходит торможение отдела выдоха и наоборот. Участвуют в регуляции дыхания специальные скопления нервных клеток в мосту и промежуточном мозге. В спинном мозге находится группа клеток, отростки которых идут в состав спинномозговых нервов к дыхательным мышцам. В дыхательном центре попеременно возбуждение сменяется торможением. При вдохе легкие расширяются их стенки растягиваются, что раздражает окончания блуждающего нерва. Возбуждение передается к дыхательному центру и тормозит его деятельность. Мышцы перестают получать возбуждение от дыхательного центра и расслабляются, грудная клетка опускается, ее объем уменьшается, происходит выдох. При расслаблении центростремительный волокна блуждающего нерва перестают возбуждаться, и дыхательный центр не получает тормозящих импульсов, вновь возбуждается - наступает очередной вдох. Таким образом, происходит как бы саморегуляция: вдох вызывает выдох, а выдох вызывает вдох.

Деятельность дыхательного центра также регулируется гуморально, изменяясь в зависимости от химического состава крови. Причиной изменения деятельности дыхательного центра является концентрация углекислоты в крови. Она является специфическим возбудителем дыхания: повышение концентрации углекислоты в крови приводит к возбуждению дыхательного центра - дыхание становится частым и глубоким. Это продолжается до тех пор, пока не снизится уровень углекислоты в крови до нормального. На понижение концентрации углекислоты в крови дыхательный центр отвечает понижением возбудимости вплоть до полного прекращения своей деятельности на некоторое время. Ведущим физиологическим механизмом, влияющим на дыхательный центр, является рефлекторный, за которым следует гуморальный. Дыхание подчинено коре головного мозга, о чем свидетельствует факт произвольной задержки дыхания или изменение частоты и глубины дыхания, учащение дыхания при эмоциональных состояниях человека. Возбуждение дыхательного центра может вызывать и понижение содержания кислорода в крови. С дыханием связаны также защитные акты как кашель, чихание, они осуществляются рефлекторно. Кашель возникает в ответ на раздражение слизистой оболочки гортани, глотки или бронхов. А чихание - при раздражении слизистой оболочки носа. Газообмен резко увеличивается при физической нагрузке, так как во время работы в мышцах повышается обмен веществ, а значит, потребление кислорода и выделение углекислоты. Особенности регуляции дыхания в детском возрасте. К моменту рождения ребенка его дыхательный центр способен обеспечивать ритмичную смену фаз дыхательного цикла (вдох и выдох), но не так совершенно, как у детей старшего возраста. Это связано с тем, что к моменту рождения функциональное формирование дыхательного центра еще не закончилось. Об этом свидетельствует большая изменчивость частоты, глубины, ритма дыхания у детей раннего возраста. Возбудимость дыхательного центра у новорожденных и грудных детей низкая. Формирование функциональной деятельности дыхательного центра происходит с возрастом. К 11 годам уже хорошо выражена возможность приспособления дыхания к различным условиям жизнедеятельности. Следует отметить, что в период полового созревания происходит временные нарушения регуляции дыхания, и организм подростков отличается меньшей устойчивостью к недостатку кислорода, чем организм взрослого человека.

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