Дыхание

Особенности системы внешнего дыхания у плода. Дыхание плода реализуется плацен­той. Однако уже с 11-й недели у плода наблюдаются сокращения диафрагмы и межребер­ных мышц. Эти движения способствуют развитию легких плода, активируют его кровооб­ращение, а также формируют ансамбль нейронов, участвующий в регуляции дыхания. Ги­поксия, гиперкапния и ацидоз увеличивают частоту дыхательных движений плода. Замеря­емые с помощью ультразвука дыхательные движения плода (как компонент его биофизиче­ского профиля) позволяют судить о функциональном состоянии плода.

Механизм первого вдоха новорожденного. Первый вдох обычно наступает через 15—70 с после рождения. Он обусловлен развитием гипоксии (в процессе родов и особенно после перевязки пуповины и отслойки плаценты), ростом потока афферентной импульсации от рецепторов кожи, проприо- и вестибулорецепторов, а также устранением рефлекса «ны­ряльщика» (удаление жидкости из носовой полости), тормозящего активность центрально­го дыхательного механизма.

Морфологические особенности системы внешнего дыхания. У новорожденных детей реб­ра расположены почти под прямым углом к позвоночнику, поэтому реберное дыхание, ко­торое преимущественно возникает при крике, у них малоэффективно, в отличие от диафрагмального. Для новорожденных характерны низкая растяжимость ткани легкого и высокая податливость стенок грудной полости. Все это порождает низкую величину эластической тяги легкого при выдохе и объясняет более низкую величину отрицательного давления в плевральной полости, чем у взрослых (0,2—0,9 против 2,0 см вод. ст.), но более высокую -при вдохе (5,0 против 2—3 см вод. ст.)

468

В процессе раннего онтогенеза в системе внешнего дыхания происходят анатомические, биофизические и физиологические изменения, меняется структура дыхательного центра. Возрастает дыхательная поверхность легких, снижается частота дыхания, возрастают дыхательный объем, жизненная емкость легких и ее составные компоненты, минутный объ­ем дыхания, потребление кислорода, а также показатели, характеризующие резервные воз­можности внешнего дыхания (максимальная вентиляция легких, максимальное потребле­ние кислорода. Ведущим фактором всех этих перемен является изменение потребления кислорода в условиях покоя и при физических нагрузках.

Потребление кислорода. В условиях покоя и при физической нагрузке оно зависит от интенсивности обменных процессов, а также от мощности и длительности выполняемой внешней работы. Известно, что в 1 год ребенок потребляет каждую минуту до 8 мл О2 в расчете на кг массы тела, или 80 мл О2 в минуту, в 5 лет — 9 мл О2 на кг массы, или 180 мл 02 в минуту, в 7 лет — 8 мл/кг/мин, или 200 мл/мин О2, в 10 лет — 6 мл/кг/мин, или 180— 210 мл/мин, в 14—17 лет —5 мл/кг/мин, или 250—300 мл/мин, а взрослые —4,5 мл/кг/мин, или 315 мл/мин. Таким образом, в расчете на кг массы тела с возрастом потребность в кислороде снижается, а в целом она возрастает (с 80 мл/мин до 250—350 мл/мин). Такой рост обеспечивается увеличением минутного объема дыхания, которое происходит за счет повышения дыхательного объема. При выполнении работы аэробной направленности по­требность в кислороде возрастает эквивалентно росту мощности работы. Поэтому макси­мальное потребление кислорода (МПК) интегрально отражает резервные возможности кислород - транспортирующей системы, в том числе системы внешнего дыхания. В расчете на кг массы тела МПК с возрастом не меняется и находится у нетренированных людей на уровне 40—50 мл/мин; абсолютные значения МПК в 7 лет составляют 1,0, в 10 лет — 1,4, в 14 лет — 2,4, а у взрослых — 2,8 л/мин. Для удовлетворения такой потребности макси­мальная вентиляция легких (МВЛ) должна быть равной соответственно 40,48, 70 и 150 л воздуха в 1 минуту.

Частота дыхания (ЧД), дыхательный объем (ДО) и минутный объем дыхания (МОД). Новорожденный совершает 30—70 дыханий в 1 минуту, дети в 1 год — 30—35, в 3 года — 25—30, в 5 лет — 20—25, в 7 лет — 23—24, в 10 лет — 20, в 14—17 лет — 18, взрослые — 12—18 дыханий в 1 минуту. Дыхательный объем у новорожденного составляет 15—20 мл воздуха, в 1 год — 60, в 3 года — 95, в 5 лет — 140, в 7 лет — 160, в 10 лет — 210, в 14—17 лет — 260—300, у взрослых — 400—500 мл воздуха. Минутный объем дыхания у новорож­денного — 600—700 мл воздуха /мин, в 1 год — 2200—2700, в 3 года — 2900—3100, в 5лет — 3200—3500, в 7 лет — 3700—3900, в Шлет — 4300—4500, в 14—17 лет — 5000—5200, у взрослых — до 6000 мл/мин.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ). Ее удается замерить с 4 лет. В этом возрасте она составляет 1100 мл, в 5 лет — 1200, в 7 лет — 1200—1400, в 10 лет — 1400—1800, в 14— 17 лет — 2500—2700 (девушки), 2700—3900 (юноши), у взрослых — 4000—5000 мл.

Мощность форсированного вдоха и выдоха (показатели пневмотахометрии). В 7 лет эти показатели достигают соответственно 1,4 и 1,8 л/с; в 10 лет — 1,7 и 2,5 л/с; в 14 лет — 2,9 и 3,7 л/с.

Особенности регуляции дыхания у детей. У новорожденных дыхательная периодика не­регулярна, серии частых дыханий чередуются с более редкими; примерно 1 раз в 1—2 ми­нуты возникают глубокие вдохи. Возможны внезапные остановки дыхания, что объясняет­ся низкой чувствительностью нейронов дыхательного центра к гиперкапнии. Однако у но­ворожденных есть одно важное приспособление — очень высокая устойчивость к гипоксии. Это позволяет им выдерживать длительные апноэ. Важную роль в регуляции дыхания ново­рожденных играет рефлекс Геринга—Брейера. Во время грудного вскармливания частота дыхания соответствует частоте сосательных движений: центр сосания навязывает инспираторным нейронам свой ритм возбуждения. С возрастом совершенствуется деятельность дыхательного центра — развиваются механизмы, обеспечивающие четкую смену дыхатель-

469

ных фаз и формируется способность к произвольной регуляции дыхания. Такая способность появляется к началу периоду гуления, т. е. в период становления речи (2—4 мес.). К 11 годам хорошо выражена приспособляемость дыхания к различным условиям. Чувствитель­ность нейронов дыхательного центра к содержанию СО; с возрастом повышается, достигая «взрослого» состояния к 7—8 годам. В период полового созревания происходят временные нарушения регуляции дыхания: у подростка организм отличается меньшей устойчивостью к недостатку кислорода, чем у взрослого. Дети и подростки меньше, чем взрослые, способ­ны задерживать дыхание и работать в условиях недостатка кислорода. У детей ниже спо­собность преодолевать гипоксические и гиперкапнические сдвиги в крови, о чем, в частно­сти, свидетельствуют результаты пробы Штанге (задержка дыхания на вдохе). Так, в 5—6 лет длительность задержки дыхания достигает 16 с, в 7 лет — 28 с, в 10 лет — 40—50 с, в 14—17 лет—80—90с.

Особенности внешнего дыхания у юных спортсменов. По сравнению со сверстниками у юных спортсменов, как правило, выше ЖЕЛ, МПК, МВЛ, мощность форсированного вдо­ха и выдоха (т. е. показатели тахометрии), выше устойчивость к гипоксии и гиперкапнии (т.е. показатели функциональных дыхательных проб, например, пробы Штанге), снижена потребность в кислороде в условиях покоя и при физической нагрузке, т. е. у них работа совершается более экономно.

Особенности транспорта О2и СО2. У новорожденных повышено содержание гемоглоби­на и высок уровень фетального гемоглобина (HbF) — все это повышает кислородсвязывающую способность крови и тем самым его адаптационные возможности. Активность карбоангидразы у новорожденных составляет 30% от активности взрослых; однако к концу 1-го года жизни эти различия исчезают.