Анатомія, фізіологія дітей з основами гігієни та фізкультури - Антонік В.І. - 4.10. Вікові особливості системи дихання

Дихання — необхідний фізіологічний процес постійного обміну газами між організмом і зовнішнім середовищем. В результаті дихання в організм потрапляє кисень, який використовується кожною клітиною організму в реакціях окислення, що є основою обміну речовий та енергії. В процесі цих реакцій виділяється вуглекислий газ, надлишок якого повинен весь час виводитись з організму. Без доступу кисню і виведенні вуглекислого газу життя може тривати всього декілька хвилин. Процес дихання включає п'ять етапів:

• обмін газами між зовнішнім середовищем і легенями (легенева вентиляція);

• обмін газів у легенях між повітрям легень і кров'ю капілярів, які щільно пронизують альвеоли легенів (легеневе дихання);

• транспортування газів кров'ю (перенос кисню від легень до тканин, а вуглекислого газу від тканин до легень);

• обмін газів у тканинах;

• застосування кисню тканинами (внутрішнє дихання на рівні мі-тохондрій клітин).

Чотири перші етапи відносяться до зовнішнього дихання, а п'ятий етап — до внутрішньотканинного дихання, яке відбувається на біохімічному рівні.

Дихальна система людини складається з наступних органів:

• повітряносних шляхів, до яких відносяться порожнина носа, носоглотка, гортань, трахея і бронхи різного діаметру;

• легень, які складаються із найдрібніших повітряносних каналів (бронхіол), повітряних міхурців — альвеол, щільно оплетених кровоносними капілярами малого кола кровообігу;

• кістково — м 'язової системи грудної клітки, яка забезпечує дихальні рухи і включає ребра, міжреберні м'язи та діафрагму (перетинку між порожниною грудної клітки та порожниною черева). Будова та показники роботи органів системи дихання з віком змінюються, що обумовлює певні особливості дихання людей різного віку.

Повітряносні шляхи починаються з носової порожнини, яка складається з трьох ходів: верхнього, середнього та нижнього і вкрита слизовою оболонкою, волосками та пронизана кровоносними судинами

(капілярами). Серед клітин слизової верхніх носових ходів розташовані рецептори нюху, оточені нюховим епітелієм. В нижній носовий хід правої і лівої половин носа відкриваються відповідні носослізні канали. Верхній носовий хід з'єднується з повітряносннми порожнинами клиноподібної та частково решітчастої кісток, а середній носовий хід — з порожнинами верхньої щелепи (гайморовою пазухою) та лобної кісток. В порожнині носа повітря, що вдихається, нормалізується за температурою (підігрівається або охолоджується), зволожується або зневоднюється і частково очищується від пилу. Війки епітелію слизової постійно швидко рухаються (мерехтять), завдяки чому слиз з наліпленими на ньому частками пилу проштовхується назовні з швидкістю до 1 см за хвилину і найчастіше в бік до глотки де періодично відкашлюється або ковтається. До глотки повітря, що вдихається, може потрапляти і через ротову порожнину, але в цьому випадку воно не буде нормалізуватись за температурою, вологістю та рівнем очищення від пилу. Таким чином дихання ротом буде не фізіологічним і цього треба уникати.

Діти до 8-11 років мають недорозвинуту носову порожнину, набряклу слизову оболонку і звужені носові ходи. Це ускладнює дихання носом і тому діти часто дихають з відкритим ротом, що може сприяти простудним захворюванням, запаленню глотки і гортані. Крім того, постійне дихання ротом може привести до частих отитів, запалень середнього вуха, бронхітів, сухості порожнини рота, до неправильного розвитку твердого піднебіння, до порушення нормального положення носової перетинки та ін. Простудно-інфекційні захворювання слизової носа (риніти) майже завжди сприяють її додатковому набряку і ще більшому зменшенню і до того звужених носових проходів у дітей, що додатково сприяє ускладненню їх дихання носом. Тому простудні захворювання дітей потребують швидкого і ефективного лікування, тим більше, що інфекція може потрапляти у повітряносні порожнини кісток черепа (у гайморову порожнину верхньої щелепи, або у фронтальну порожнину лобної кістки), визиваючи відповідні запалення слизової цих порожнин і розвиток хронічної нежиті (більш детально дивись далі).

Із порожнини носа повітря потрапляє через хоани у глотку, куди відкриваються також ротова порожнина (зве), слухові (євстахієві канали) трубки, і беруть початок гортань та стравохід. У дітей до 10-12 років глотка дуже коротка, що приводить до того, що інфекційні захворювання верхніх дихальних шляхів часто ускладнюються запаленнями середнього вуха, так як інфекція туди легко потрапляє через коротку і широку слухову трубу. Про це слід пам'ятати при лікуванні застудних хвороб дітей, а також при організації занять з фізичної культури, особливо на базі водних басейнів, по зимовим видам спорту і таке подібне.

Навколо отворів з порожнини рота, носа та слухових трубок у глотці знаходяться лімфоепітеліальні вузли, призначені захищати організм від хвороботворчих мікроорганізмів, які можуть потрапляти до рота і глотки разом з повітрям, що вдихається, або з їжею чи водою, що вживаються. Ці утворення мають назву аденоїди або гланди (мигдалини). До складу мигдалин відносяться глоткові трубні, мигдалини зеву (піднебінні і язикові) та грудні лімфатичні вузли, які утворюють лімфо-епітеліальне кільце імунного захисту.

Серед усіх захворювань органів дихання, в тому числі дітей з перших днів життя, найбільш поширеними є гострі респіраторні вірусні інфекції (ГРВІ) до групи яких, за даними А. О. Дробинської (2003), відносяться грип, парагрипозні, аденовірусні, риновірусні таін. хвороби верхніх дихальних шляхів. Діти старше 3 років найбільш чутливі до збудників грипу, тоді як до інших ГРВІ поступово набувають відносного імунітету. Найбільш поширеними клінічними формами захворювань на ГРВІ є риніти (запалення слизової носа), фарингіти (заг палення мигдалин зіву), тонзиліти (запалення глоткових мигдалин), ларингіти (запалення гортані), трахеїти, бронхіти (запалення повітряносних шляхів), пневмонії (запалення легень). Тонзиліти можуть ускладнюватись у формі фолікулярних або лакунарних ангін та лімфаденітів. Коли інфекція охоплює епітеліальні сполучні тканини та судинну систему, можуть виникати набряки та гіперемія слизової (катар дихальних шляхів). Віруси можуть також розповсюджуватись кров'ю по всьому організму, вражаючи печінку, шлунково-кишковий тракт, серце, кровоносні судини, центральну нервову систему, нирки та ін. органи. Захворюванню на ГРВІ сприяють скупченість людей, незадовільний гігієнічний стан приміщень (в тому числі класних кімнат, спортивних залів), переохолодження організму (застуда), тому слід впроваджувати відповідні профілактичні заходи, а під час епідемій ГРВІ вводити карантинні дні, в тому числі припиняти роботу спортивно-тренувальних секцій.

Серед інших небезпечних інфекційних хвороб органів дихання слід виділити кір% коклюш, дифтерію, туберкульоз, основними причинами розповсюдження яких є контакт з хворим, незадовільні гігієнічні та соціально-побутові умови.

Однією із найбільш поширених форм ускладнень частих ринітів у дітей може бути запалення додаткових пазух носу, тобто розвиток гайморитів або фронтитів. Гайморит — це запалення, яке охоплює слизову повітряносних порожнин верхньої щелепи. Захворювання розвивається як ускладнення після інфекційних хвороб (корі, грипу, ангіни) при їх недбалому лікуванні, а також від частого запалення слизової носа (нежиті), яка буває, наприклад, у дітей, що займаються водними видами спорту. Запалення гайморової порожнини верхньої щелепи може розповсюджуватись і на порожнину лобної кістки, приводячи до запалення лобної пазухи — фронтиту. При цьому захворюванні у дітей виникають головні болі, сльозотеча, гнійні виділення із носу. Гайморит і фронтит небезпечні переходом у хронічні форми і тому потребують ретельного і своєчасного лікування.

Із носоглотки повітря потрапляє у гортань, яка складається із хрящів, зв'язок та м'язів. Порожнина гортані із сторони глотки при ковтанні їжі прикривається еластичним хрящем — надгортанником, який протидіє потраплянню їжі у повітряносні шляхи.

У верхній частині гортані розташовані також голосові зв'язки.

Взагалі, гортань у дітей більш коротка, ніж у дорослих. Найбільш інтенсивно цей орган росте в перші 3 роки життя дитини, та в період статевого дозрівання. В останньому випадку формуються статеві розбіжності у будові гортані: у хлопчиків вона стає більш широкою (особливо на рівні щитовидного хряща), з'являється кадик і голосові зв'язки стають більш довгими, що обумовлює ламку голосу з кінцевим формуванням більш низького голосу у чоловіків.

Від нижнього краю гортані відходить трахея, яка далі розгалужується на два бронхи, які і постачають повітря відповідно до лівого і правого легеня. Слизова оболонка повітряносних шляхів дітей (до 15-16 років) дуже вразлива до інфекцій за рахунок того, що містить меншу кількість слизових залоз і дуже ніжна.

Основним газообмінним органом дихальної системи є легені. З віком будова легень значно змінюється: наростає довжина повітряносних шляхів, а у віці до 8-10 років ще й збільшується кількість легеневих пухирців — альвеол, які є кінцевою частиною дихального шляху. Стінка альвеол має один прошарок епітеліальних клітин (альвеоцитів), товщиною 2-3 мілімікрона (мкн) і оплетена густою сітківкою капілярів. Через таку незначну перетинку відбувається обмін газами: із повітря в кров переходить кисень, а в зворотному напрямку—вуглекислий газ та вода. У дорослих людей в легенях нараховується до 350 млн альвеол, які мають загальну площу поверхні до 150 м~.

Кожна легеня вкрита серозною оболонкою (плеврою), яка складається із двох листків, один з яких приростає до внутрішньої поверхні грудної клітки, другий — до тканини легень. Між листками утворюється невеличка порожнина, заповнена серозною рідиною (1-2 мл), яка сприяє зменшенню тертя при сковзанні легень при диханні. Легені у дітей до 8-10 років ростуть за рахунок збільшення кількості альвеол, а після 8 років за рахунок збільшення об'єму кожної альвеоли, який за весь період розвитку може збільшуватись у 20 і більше разів, відносно об'єму у новонародженого. Збільшенню об'єму легень сприяють фізичні тренування, особливо біг і плавання і цей процес може тривати до 28-30 років.

Стан зовнішнього дихання характеризується функціональними та об'ємними показниками.

До функціональних показників відносять перш за все тип дихання. Діти до 3-х років мають діафрагмальний тип дихання. З 3 до 7 років у всіх дітей формується грудний тип дихання. З 8 років починають проявлятися статеві особливості типу дихання: у хлопчиків поступово розвивається черево — діафрагмальний тип дихання, а у дівчаток вдосконалюється грудний тип дихання. Закріплення такої диференціації завершується в 14-17 років. Слід зауважити, що тип дихання може змінюватись в залежності від фізичного навантаження. При інтенсивному диханні у хлопців починає активно працювати не тільки діафрагма, а і грудна клітка, а у дівчат разом з грудною кліткою активується і діафрагма.

Другим функціональним показником дихання є частота дихань (кількість вдихів або видихів за І хвилину), яка значно зменшується з віком (табл. 15).

Таблиця 15

Вікова динаміка основних показників стану дихання (С. И. Гальперин, 1965; В. і. Бобрицька, 2004)

З віком усі об'ємні показники дихання значно зростають. В табл. 15 представлена вікова динаміка зміни основних об'ємних показників дихання у дітей в залежності від статі.

Об'ємні показники дихання залежать також від довжини тіла, від стану розвитку грудної клітини та від фізичної підготовки. Так, наприклад, у гребців та бігунів ЖЄЛ може досягати 5500-8000 мл, а хвилинний об'єм дихання до 9000-12000 мл.

Регуляцію дихання здійснює перш за все дихальний центр, розташований у довгастому мозку. Центральна нервова система забезпечує автоматичне чергування вдиху і видиху за рахунок подачі періодичних імпульсів, через низхідні шляхи спинного мозку до зовнішніх міжреберних м'язів та м'язів діафрагми грудної клітки, які здійснюють підйом грудної клітки (опускання діафрагми), що і обумовлює акт вдиху повітря. В спокійному стані видих відбувається при розслабленні внутрішніх міжреберних м'язів та м'язів діафрагми і опусканні грудної клітки (вирівнюванні діафрагми) під власною вагою. При глибокому видиху напружуються внутрішні міжреберні м'язи, а діафрагма підіймається до верху.

Діяльність дихального центру регулюється рефлекторно або гуморально. Рефлекси включаються від рецепторів, які розташовані у самих легенях (механорецептори розтягнення тканини легень), а також від хеморецепторів (чутливих до вмісту кисню або вуглекислого газу в крові людини) і від прессорецепторів (чутливих до тиску крові у венах). Існують також ланцюги умовно рефлекторної регуляції дихання (наприклад, від передстартового хвилювання у спортсменів), та свідомого регулювання від центрів у корі головного мозку.

За даними А. Г. Хрипкової із співав. (1990) Діти перших років життя мають більш високу стійкість до нестачі кисню (гіпоксії), ніж діти старшого віку. Формування функціональної зрілості дихального центру триває на протязі перших 11-12 років і у віці 14-15 років він стає адекватним таким регулюванням у дорослих. При дозріванні кори великих півкуль (15-16 років) удосконалюються можливості свідомо змінювати показники дихання: затримувати подих, робити максимальну вентиляцію та ін.

В період статевого дозрівання у деяких дітей може спостерігатись тимчасове порушення регуляції дихання (зменшується стійкість до нестачі кисню, підвищується частота дихання та ін.), що слід враховувати при організації занять з фізичної культури.

Спортивні тренування значно збільшують параметри дихання. У тренованих дорослих людей збільшення легеневого газообміну при фізичних навантаженнях відбувається в основному за рахунок глибини дихання, тоді як у дітей, особливо молодшого шкільного віку, за рахунок збільшення частоти дихань, що менш ефективно.

У дітей також швидше досягається максимальний рівень живлення кисню, але це триває недовго, зменшуючи витривалість в роботі.

Дуже важливо з раннього дитинства привчити дітей правильно дихати при ходінні, бігу, плаванні і т. д. Цьому сприяють нормальна постава при всіх видах роботи, дихання носом, а також спеціальні вправи з дихальної гімнастики. При правильному стереотипі дихання тривалість видиху повинна у 2 рази перебільшувати тривалість вдиху.

В процесі фізичного виховання, особливо дітей дошкільного і молодшого шкільного віку (4-9 років), слід приділяти особливу увагу вихованню правильного дихання через ніс, як у стані відносного спокою, так і під час трудової діяльності або занять спортом. Дихальна гімнастика, а також плавання, гребля, катання на ковзанах, лижні прогулянки особливо сприяють вдосконаленню дихання.

Дихальну гімнастику найкраще робити в режимі повного дихання (глибоке дихання з комбінацією грудного та черевного тилів дихання). Таку гімнастику рекомендується робити 2-3 рази на день через 1-2 години після приймання їжі. При цьому слід стояти, або сидіти рівно у розслабленому стані. Треба робити швидкий (за 2-3 с) глибокий вдих і повільний (15-30 с) видих з повним напруженням діафрагми і "стисненням" грудної клітки. В кінці видиху доцільно затримати дихання на 5-10 с, а потім знову форсовано вдихати. Таких дихань може бути 2-4 за хв. Тривалість одного сеансу дихальної гімнастики повинна бути до 5-7 хв.

Дихальна гімнастика має велике оздоровче значення. Глибокий вдих знижує тиск у порожнині грудної клітки (за рахунок опускання діафрагми). Це приводить до зростання притоку венозної крові до правого передсердя, що полегшує роботу серця. Діафрагма, опускаючись у бік черева, масажує печінку і другі органи черевної порожнини, сприяє виведенню з них продуктів обміну речовин, а із печінки — венозної застійної крові і жовчі.

Під час глибокого видиху діафрагма піднімається, що сприяє відтоку крові від нижніх частин тіла, від органів малого тазу та черева. Відбувається також легкий масаж серця і поліпшення кровозабезпечення міокарду. Вказані ефекти дихальної гімнастики найкращим чином виробляють стереотипи правильного дихання, а також сприяють загальному оздоровленню, підвищенню захисних сил, оптимізації роботи внутрішніх органів.