Д ы ха н и е – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и выделения углекислого газа в окружающую среду.
Дыхание состоит из следующих этапов:
- газообмен между альвеолярной смесью газов и атмосферным воздухом;
- газообмен между смесью газов в альвеолах и притекающих к легким венозной кровью;
- транспорт кислорода и углекислого газа кровью;
- газообмен между артериальной кровью и тканями; - тканевое дыхание.
Различают внешнее и внутреннее звенья системы дыхания. Внешнее звено системы дыхания – это совокупность легких с воздухоносными путями и грудной клетки с мышцами, приводящими ее движение. Внутреннее звено системы дыхания включает кровь, сердечно-сосудистую систему и органеллы клеток, обеспечивающих потребление кислорода (внутреннее дыхание). Внешнеедыхание – это способ газообмена между кровью организма и окружающей средой. Оно включает два процесса – вентиляцию легких и газообмен смесью, находящейся в альвеолах.
Функциональное состояние легких зависит от возраста, пола, физического развития и ряда других факторов.
О состоянии функции дыхания в целостном организме можно судить на основанииследующихеё показателей:
128
Г л уб и н аич а с т о т ад ы х а н и я(Ч Д). У взрослого человека в покое ЧД
составляет от 16 до 20 в минуту (у новорожденного – 40-45; в 2-3 года – 25-30; в 5-6 лет – около 25). Во сне дыхание урежается до 12-15 в минуту, а при физической нагрузке, эмоциональном возбуждении, после обильного приёма пищи учащается (это особенно характерно для детей). Изменение ритма дыхания называется диспное (одна из разновидностей диспное – одышка), остановка дыхания – апное. Патологическое урежение дыхания, как и выраженное диспное является симптомом тяжёлых заболеваний ЦНС или токсических поражений дыхательного центра.
Своеобразие строения грудной клетки и малая выносливость дыхательных мышц делают дыхательные движения у детей менее глубокими и частыми. Взрослый же человек делает в среднем 15–17 дыхательных движений в минуту; за один вдох при спокойном дыхании он вдыхает 500 мл воздуха. При мышечной работе дыхание учащается в 2–3 раза. У тренированных людей при одной и той же работе объем легочной вентиляции постепенно увеличивается, так как дыхание становится более редким и глубоким. При глубоком дыхании альвеолярный воздух вентилируется на 80–90 %. Это обеспечивает большую диффузию газов через альвеолы. При неглубоком и частом дыхании вентиляция альвеолярного воздуха значительно меньше и относительно большая часть вдыхаемого воздуха остается в так называемом мертвом пространстве – в носоглотке, ротовой полости, трахее, бронхах. Таким образом, у тренированных людей кровь в большей степени насыщается кислородом, чем у людей нетренированных. Глубинадыхания характеризуется объемом воздуха, поступающим в легкие за один вдох, – дыхательным воздухом. Дыхание новорожденного частое и поверхностное, при этом его частота подвержена значительным колебаниям: 48–63 дыхательных цикла в минуту во время сна. У детей первого года жизни частота дыхательных движений
129
равна 50–60 в минуту во время бодрствования. У детей 1–2-летних – 35–40
в минуту; у2–4-летних – 25–35 в минуту и у 4–6-летних – 23–26 в минуту. У школьников происходит снижение частоты дыхания до 18–20 в минуту. Подсчёт числадыханий (ЧД) производится по движению грудной или брюшной стенки и, притом, незаметно для исследуемого; сначала подсчитывают пульс и затем, не прерывая процесса, число дыханий в минуту (подсчёт дыханий облегчает положенная на грудь или живот ребёнка рука исследователя).
Наиболее распространенной характеристикой состояния легких является измерение легочныхобъемов, которые свидетельствуют о развитии органов дыхания и функциональных резервах дыхательной системы. Обычно в состоянии относительного покоя при каждом вдохе в легкие поступает около 500 мл воздуха и столько же выходит наружу. Этот объем воздуха называют дыхательнымобъемом и используют для характеристики глубины дыхания. Однако после спокойного выдоха в легких еще остается около 1500 мл воздуха — это резервныйобъемвыдоха. После спокойного вдоха человек может вдохнуть еще 1500 мл — резервныйобъемвдоха. Сумма этих трех объемов (дыхательного, резервных объемов вдоха и выдоха) составляет жизненнуюемкостьлегких, которая зависит от возрастных, половых и морфологических особенностей человека и является одним из важнейших функциональных показателей внешнего дыхания.
Объем дыхательного воздуха увеличивается с возрастом. В 1 мес. оставляет 30 мл; 1 год – 70 мл; 6 лет – 160 мл; 10 лет – 230 мл; 14 лет – 300 мл.
130
Рис 23. Схема легочных объемов и их отражение на спирограмме.
Ж и зне н н а яемкостьл е г к и х. В покое взрослый человек может
вдохнуть и выдохнуть около 500мл воздуха, при усиленном дыхании – еще около 1500мл воздуха. Наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после глубокого вдоха, называют жизненной емкостью легких. Жизненная емкость легких меняется с возрастом, зависит от пола, степени развития грудной клетки, дыхательных мышц. Как правило, она больше у мужчин, чем у женщин; у спортсменов больше, чем у нетренированных людей. Например, у штангистов жизненная емкость легких составляет около 4000мл, у футболистов – 4200мл, у гимнастов – 4300мл, у пловцов – 4900мл, у гребцов – 5500мл и более. К 16–17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека.
С р ед н яя в ел и ч и н а ж и з н е нн о й е м к о с ти л ег к и х (в м л)
| Пол | Возраст в годах | ||||||
| 6 | 7 | 8 | 10 | 12 | 15 | 17 | |
| мальчики | 1200 | 1400 | 1440 | 1630 | 1975 | 2600 | 3500 |
| девочки | 1100 | 1200 | 1360 | 1460 | 1900 | 2500 | 2750 |
131
У взрослого человека жизненная емкость легких равна 3500 мл (500
мл + 1500 мл + 1500 мл). У мужчин она колеблется в пределах 3200-7200 мл, у женщин — 2500-5000 мл. У детей жизненная емкость легких может быть определена только после 4-5 лет. К 16-17 годам она достигает величины, характерной для взрослого человека. Даже при максимальном выдохе в легких остается еще 1500мл воздуха. Это остаточныйобъем. Жизненная емкость легких и остаточный объем в сумме составляют общуюемкостьлегких. Из 500 мл вдыхаемого воздуха только 360мл проходит в альвеолы и отдает кислород в кровь. Остальные 140мл остаются в воздухоносных путях и в газообмене не участвуют. Поэтому воздухоносные пути называют «мертвым пространством».
Количество воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого в течение одной минуты, называют минутнымобъемомдыхания. В покое его величина составляет от 7 до 10л, при физической работе увеличивается до 150—180л. Величина минутного объема дыхания также зависит от возраста, пола и степени тренированности человека. За счет большой частоты дыхания у детей минутный объем дыхания значительно выше, чем у взрослых. У новорожденного он составляет 650—670 мл, у ребенка первого года жизни — 2600—2700мл, в 10 лет — 4300мл, у взрослого человека — 5000-6000мл.
Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию. За счет большой частоты дыхания у детей значительно выше, чем у взрослых, минутный объем дыхания (в пересчете на 1кг массы). Минутнымобъемомдыхания называют количество воздуха, которое человек вдыхает за 1мин. Он определяется произведением величины дыхательного воздуха на число дыхательных движений в 1 мин. Минутный объем дыхания составляет: 650–700мл воздуха – у новорожденного; 2600–2700мл – к концу первого года жизни; 3500мл – к 6
132
годам; 4300мл – к 10 годам; 4900мл – в 14 лет; 5000–6000мл – у взрослого
человека.
Т и п д ы ха н и я меняется в зависимости от возраста и пола ребёнка. У новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание при незначительном участии межрёберной мускулатуры. У детей до 1 года выявляется так называемое грудобрюшноедыхание с преобладанием диафрагмального: экскурсии (подвижность) грудной клетки слабо выражены в верхней её части и, наоборот, гораздо сильнее – в нижних отделах. В возрасте 3-7 лет, в связи с развитием мускулатуры плечевого пояса, всё отчётливее выявляется грудноедыхание, начинающее определённо доминировать над диафрагмальным.
Первые различия типа дыхания в зависимости от пола начинают отчётливо прослеживаться в возрасте 7-14 лет: у мальчиков в предпубертатный и пубертатный период вырабатывается главным образом брюшнойтип дыхания, а у девочек – грудной.
Большое значение для роста и развития ребенка имеет н о с о в о е дыхание, выключение которого ведет к расстройству сна и пищеварения и, к отставанию физического и умственного развития. Требуется тщательный уход за полостью носа грудных детей, а при возникновении заболеваний носоглотки (риниты, назофарингиты, аденоиды носовой полости) следует незамедлительно провести соответствующее лечение. В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса все более начинает преобладать груднойтипдыхания. В период полового созревания грудная клетка приобретает форму взрослого человека, хотя остается еще меньшей по размеру. Грудная клетка у девочек приобретает цилиндрическую форму, и тип дыхания становится грудным (верхние ребра активнее участвуют в дыхании, чем нижние). У мальчиков она приобретает коническую форму с основанием, обращенным вверх (плечевой пояс шире таза) и типдыхания
133
с т а н о в и т сяб р ю ш н ы м (нижние ребра и диафрагма активно участвуют в
дыхании). В этом возрасте повышается ритмичность дыхания, частота дыхания уменьшается до 20 в минуту, а глуби-
на растет, и минутный объем легких составляет 3500–4000 мл, что приближается к показателям взрослого человека. К 18 годам частота дыхания устанавливается 16–17 в минуту, и минутный объем дыхания соответствует норме взрослого.
В о з р а стные о с о б е нн о сти дыха н и я. Легкие и воздухоносные пути начинают развиваться у эмбриона на 3-й неделе. В дальнейшем в процессе роста формируется долевое строение легких, после 6 месяцев образуются альвеолы. В 6 месяцев поверхность альвеол начинает покрываться белково-липидной выстилкой – сурфактантом. Его наличие является необходимым условием нормальной аэрации легких после рождения. При недостатке сурфактанта после попадания в легкие воздуха альвеолы спадаются, что приводит к тяжелым расстройствам. Дети до 8-11 лет имеют недоразвитую носовую полость, набухшую слизистую оболочку, и суженые носовые ходы. Это затрудняет дыхание носом, поэтому дети часто дышат с открытым ртом, что может способствовать простудным заболеваниям, воспалению глотки и гортани. Кроме того, постоянное дыхание ртом может привести к частым отитам (воспаление среднего уха), бронхитам, к неправильному развитию твердого неба, к нарушению нормального положения носовой перегородки.
С возрастом увеличиваются жизненная емкость легких, проницаемость легочных альвеол для О2 и СО2. Это связано с увеличением массы тела и работающих мышц, с ростом потребности в энергетических ресурсах. Кроме того, дыхание становится более экономичным, об этом свидетельствуют снижение частоты дыхания и дыхательного объема. Наибольшие морфофункциональные изменения в легких охватывают возрастной период до 7-8 лет. В этом возрасте отмечается интенсивная
134
дифференцировка бронхиального дерева и увеличение количества альвеол.
Рост легочных объемов связан также с изменением диаметра альвеол. В период с 7 до 12 лет диаметр альвеол увеличивается вдвое, к взрослому состоянию – втрое. Общая поверхность альвеол увеличивается в 20 раз. Гортань у детей более короткая, чем у взрослых. Наиболее интенсивно этот орган растет в первые 3 года жизни ребенка, и в период полового созревания. В последнем случае формируются половые различия в строении гортани: у мальчиков она становится более широкой (особенно на уровне щитовидного хряща), появляется кадык и голосовые связки становятся более длинными, что обусловливает ломку голоса и формированием более низкого голоса у мужчин. Слизистая оболочка воздухоносных путей детей до 15-16 лет очень уязвима к инфекциям за счет того, что содержит меньшее количество слизистых желез и очень нежная.
Основным г а з оо б м ен н ы е о р г а н о м дыхател ь н о й с и сте м ы я в л я ю т ся легкие. С возрастом строение легких значительно меняется: нарастает длина воздухоносных путей, а в возрасте до 8-10 лет еще и увеличивается количество легочных пузырьков – альвеол, являющихся конечной частью дыхательного пути. Таким образом, развитие дыхательной функции легких происходит неравномерно. Наиболее интенсивное развитие отмечается в возрасте 6-8, 10-13, 15-16 лет. В эти возрастные периоды преобладает рост и расширение трахеобронхиального дерева. Кроме того, в это время наиболее интенсивно протекает процесс дифференцировки легочной ткани, который завершается к 8-12 годам. Критические периоды для развития функциональных возможностей системы дыхания наблюдаются в возрасте 9-10 и 12-13 лет.
В период полового созревания происходят временные нарушения регуляции дыхания и организм подростков отличается меньшей устойчивостью к недостатку кислорода; чем организм взрослого человека. Увеличивающая по мере роста и развития организма потребность в кислороде обеспечивается совершенствованием регуляции дыхательного аппарата, приводящей к
135
возрастающей экономизации его деятельности. По мере созревания коры
больших полушарий, совершенствуется возможность произвольно изменять дыхание - подавлять дыхательные движения или производить максимальную вентиляцию легких. Такие виды деятельности, как бег, плавание, бег на коньках и лыжах, езда на велосипеде, резко повышают объем легочной вентиляции. У тренированных людей усиление легочного газообмена идет главным образом за счет увеличения глубины дыхания. Дети же в силу особенностей их аппарата дыхания не могут при физических нагрузках значительно изменить - глубину дыхания, а учащают дыхание. И без того частое и поверхностное дыхание у детей при физических нагрузках становится еще более частым и поверхностным. Это приводит к более низкой эффективности вентиляции легких, особенно у маленьких детей. Организм подростка, в отличие от взрослого, быстрее достает максимального уровня потребления кислорода, но и быстрее прекращает работу из-за неспособности долго поддерживать потребление кислорода на высоком уровне. Произвольные изменения дыхания играют важную роль при выполнении ряда дыхательных движений и помогают правильно сочетать определенные с фазой дыхания (вдохом и выдохом). Одним из важных факторов в обеспечении оптимального функционирования дыхательной системы при различного вида нагрузок, является регуляция соотношения вдоха и выдоха. Наиболее эффективным и облегчающим физическую и умственную деятельности является дыхательный цикл, в котором выдох длиннее вдоха.
Научить детей правильно дышать при ходьбе, беге и других видах деятельности - одна из задач учителя. Одно из условий правильного дыхания -это забота о развитии грудной клетки, потому что длительность и амплитуда дыхательного цикла зависят от действия внешних факторов и внутренних свойств системы легкие-грудная клетка. Для этого важно правильное расположение тела, особенно во время сидения за партой, дыхательная гимнастика и другие физические упражнения, развивающие мускулатуру, приводящую в движение грудную клетку. Особенно полезны в этом отношении такие виды спорта, как плавание, гребля, катание на коньках, ходьба на лыжах.
136
Обычно человек с хорошо развитой грудной клеткой дышит равномерно и
правильно. Надо приучать детей ходить и стоять, соблюдая правильную осанку, так как это содействует расширению грудной клетки, облегчает деятельность легких и обеспечивает более глубокое дыхание. При согнутом положении тела в организм поступает меньшее количество воздуха. Правильное положение туловища детей в процессе различных видов деятельности содействует расширению грудной клетки, обеспечивает глубокое дыхание, Наоборот, при согнутом положении тела создаются обратные условия, нарушается нормальная деятельность легких, ими поглощается меньшее количество воздуха, а вместе с этим и кислорода, что снижает сопротивляемость организма к неблагоприятным факторам внешней среды (А.Г.Хрипкова, М.В. Антропова, Д.А.Фарбер, 1990г.)
С п и ро м е т р и я – метод определения жизненной емкости легких (Ж ЕЛ) и составляющих ее объемов воздуха. Объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха можно измерить с помощью суховоздушного спирометра.
Ц е л ьр а б о т ы: освоить навыки измерения и оценки основных параметров дыхательной системы.
О б ор удован и е: спирометр, спирт, вата, зажим для носа.
Рис. 24 Спирометр
137
П ор я д о кр а б о т ы
1. Мундштук спирометра протрите ватой, смоченной спиртом. Установите стрелку спирометра на «0», затем максимально глубоко вдохнуть воздух и, зажав нос пальцами (или специальным носовым зажимом), сделать, не торопясь, максимально глубокий выдох через мундштук прибора. По шкале спирометра определите ЖЕЛ. Измерение проведите три раза и в расчет возьмите максимальное значение. При повторных изменениях необходимо каждый раз установить шкалу спирометра в исходное положение.
2. Определите дыхательный объем воздуха. Для этого испытуемый делает спокойный вдох и выдыхает в спирометр.
3. Определите резервного объема выдоха. Для этого испытуемый после очередного спокойного выдоха делает максимальный выдох в спирометр. Повторите измерения несколько раз и вычислите среднюю величину.
4. Вычислите резервный объем вдоха (емкость вдоха). Из величины ЖЕЛ вычитаем сумму дыхательного и резервного объемов выдоха.
Р О в д о ха = Ж ЕЛ – (ДВ + Р Ов ы доха)
5. Рассчитайте должную жизненную ёмкость легких в соответствии с Вашим возрастом и полом:
Д л яю н о ш ей13 - 1 6л е т:
ЖЕЛ= (Рост (см) • 0,052) – (Возраст (лет) • 0,022)– 4,2 Длядевушек8-16лет:
ЖЕЛ= (Рост (см) • 0,041) – (Возраст (лет) • 0,018) – 3,7 ДляженщинпоформулеЛюдвига:
ЖЕЛ= (Рост (см) • 0,041) – (Возраст (лет) • 0,018) – 2,68 ЖЕЛ= (Рост (см) • 40) + (масса (кг) • 10) - 3800
Д л ям у ж ч и нп оф ор м у л еЛюдв и г а:
ЖЕЛ= (Рост (см) • 0,052) – (Возраст (лет) • 0,022) – 3,60 ЖЕЛ= (Рост (см) • 40) + (масса (кг) • 30) – 4400
138
По данным таблиц 14 или 15 определите нормативную жизненную ёмкость
легких (ЖЕЛ):
Таблица 14 Жизненная ёмкость легких для юношей (мл)
|
Р о ст, с м |
М а сса т е л а, к г | |||||||
| 6 0 | 6 5 | 7 0 | 7 5 | 8 0 | 8 5 | 9 0 | 9 5 | |
| 16 5 | 4000 | 4150 | 4300 | 4450 | 4600 | 4750 | 4900 | 5050 |
| 17 0 | 4200 | 4350 | 4500 | 4650 | 4800 | 4950 | 5100 | 5250 |
| 17 5 | 4400 | 4550 | 4700 | 4850 | 5000 | 5150 | 5300 | 5450 |
| 18 0 | 4600 | 4750 | 4900 | 5050 | 5200 | 5350 | 5500 | 5650 |
| 18 5 | 4800 | 4950 | 5100 | 5250 | 5400 | 5550 | 5700 | 5850 |
| 19 0 | 5000 | 5150 | 5300 | 5450 | 5600 | 5750 | 5900 | 6050 |
| 19 5 | 5200 | 5350 | 5500 | 5650 | 5800 | 5950 | 6100 | 6250 |
Таблица 15 Жизненная ёмкость для девушек (мл)
| Р о с т,
С м |
М а сса т ела, к г | ||||||||
| 4 0 | 4 5 | 5 0 | 5 5 | 6 0 | 6 5 | 7 0 | 7 5 | 8 0 | |
| 150 | 2600 | 2650 | 2700 | 2750 | 2800 | 2850 | 2900 | 2950 | 3000 |
| 155 | 2800 | 2850 | 2900 | 2950 | 3000 | 3050 | 3100 | 3150 | 3200 |
| 160 | 3000 | 3050 | 3100 | 3150 | 3200 | 3250 | 3300 | 3350 | 3400 |
| 165 | 3200 | 3250 | 3300 | 3350 | 3400 | 3450 | 3500 | 3550 | 3600 |
| 170 | 3400 | 3450 | 3500 | 3550 | 3600 | 3650 | 3700 | 3750 | 3800 |
| 175 | 3600 | 3650 | 3700 | 3750 | 3800 | 3850 | 3900 | 3950 | 4000 |
| 180 | 3800 | 3850 | 3900 | 3950 | 4000 | 4050 | 4100 | 4150 | 4200 |
6. Рассчитайте интегральный показатель – а д а п т а ц и о н н ы йп о т е н ц и а лдыхательнойсистемы (АПд с). Он определяется как отношение жизненной ёмкости лёгких (ЖЕЛ) к его должной (ДЖЕЛ) величине и выражается числом от0до1:
А П д с = Ж Е Л / Д Ж Е Л Критерии:
АПдс = 1,00-0,85–незначительный(контрольный)уровень напряжения АПДС АПдс =0,84-0,60–существенныйуровень напряжения АПДС
АПдс =мен. 0,60 –высокийуровень напряжения АПДС 139
7. Ориентировочным критерием достаточности легочной вентиляции
является жизненныйи н д екс (ЖИ): Он определяется по формуле:
Ж И = Ж ЕЛ (мл) / В ес (кг)
В норме для мужчин он должен быть не менее 60 -70 мл/кг, а для женщин не менее 55-60 мл/кг. Если при расчете вы получите меньшую величину, это будет свидетельствовать о недостаточности ЖЕЛ, или об избыточной массе.
П ро т о к оли с сле д о ва н ий Полученные данные внесите в таблицу и проанализируйте:
| Показатель | Полученный результат | Должный показатель |
| ЖЕЛ | ||
| Резервный объем вдоха | ||
| Резервный объем выдоха |
