Anatomija_fiziologija_ditini_homenko_didkov

Анатомія і фізіологія дитячого організму

цього дитина одночасно може дихати і ковтати. Гортань у ранньому віці має форму лійки, у якої фронтальний діаметр більше сагітального. З віком вона приймає циліндричну форму. Гортань і голосова щілина в новонароджених вузькі. Довжина її відносно велика: 1,53 см, тобто 1/32 довжини тіла. Гортань росте нерівномірно. До 3 років росте швидко, і в цей час у хлопчиків і дівчаток вона однакова. З 3 до 12 років її ріст незначний, але сильно змінюються форма хрящів, їх щільність, будова слтзової оболонки й ін.

Надгортанник у немовлят розташовується близько до язика, він невеликий, його краї загнуті досередини так, що він має вид жолоба. Він широкий і короткий – ширина 1 см, довжина 0,5 см. Розміри надгортанника до 16 років збільшуються в два рази. Надгортанник поступово сплощується і до 10 років у хлопчиків здобуває таку ж форму, як і у дорослого. У жінок цей процес закінчується до 20 років.

Справжні голосові зв’язки прикріплюються в однорічних дітей попереду до щитовидного хряща вище, ніж у дорослих. У дітей раннього віку вони коротші абсолютно і відносно голосової щілини, чим у старшому віці. Досить швидко голосові зв’язки ростуть у перший рік життя й у 14-16 років. З 12 років з’являються статеві розходження – з цього часу голосові зв’язки у хлопчиків довші (1,65 см),чим у дівчаток (1,5 см).Довжина голосових зв’язувань у немовляти 0,42–0,45 см.

Статеві розходження у розвитку гортані до 2 років не виявлені. Після 2-3 років у дівчаток гортань відстає у рості. Ще яскравіше це виражено в 10-15 років. У дівчаток гортань коротше і менше, ніж у хлопчиків. У хлопчиків передньозадній діаметр гортані збільшується з 3-5 років і стає більше, ніж у дівчаток. Ця закономірність зберігається і у дорослих. Статеві розходження гортані більше за все помітні на щитовидному хрящі і голосових зв’язках.

Трахея у немовлят і дітей перших місяців життя має просвіт еліпсоїдної форми, що поступово до 15-20 років стає круглим, окружність її збільшується.

Унемовлят, як і у плоду, трахея розташовується вище, ніж у дорослого. Ріст трахеї здійснюється відповідно до росту тіла. Особливо інтенсивно росте трахея в перші 6 місяців життя й у період статевого дозрівання – 14-16 років. Довжина трахеї до 10 років збільшується в 2 рази, до 25 років – у 3 рази.

Уновонароджених і грудних дітей хрящова частина трахеальных кілець відносно мала, а сполучнотканинна задня стінка, навпаки, велика. Хрящова тканина трахеї еластична і м’яка, унаслідок чого вона легко стискується. У дітей трахея легко звужується і розширюється. З 25-річного віку звуження і розширення трахеї стає важким, а з 60річного – неможливим.

291

Дідков О., Хоменко Б.

Слизова оболонка трахеї, як і носоглотки, ніжна і багата кровоносними судинами, але відносно суха внаслідок недостатнього розвитку слизових залоз.

Бронхи у дітей вузькі, їх хрящова тканина м’яка, м’язові і еластичні волокна розвинені слабко, слизова оболонка містить мало слизових залоз, має багато судин. Ріст бронхів найбільш енергійний у перший рік життя і у період статевого дозрівання. Правий бронх є ніби продовженням трахеї, а лівий відходить від трахеї під великим кутом. Лівий бронх у немовлят і дітей раннього віку завжди більш довгий і вузький у порівнянні з правим. У підлітків у зв’язку з посиленим ростом бронхів у довжину відбувається зменшення їх хрящових стінок і посилений розвиток м’язової і эластической тканин. Бронхи дітей містять набагато менше хрящової тканини в порівнянні з дорослими.

Легені людини розділені на частки (праве має три частки, а ліве – дві). Цей розподіл виражений із другого місяця розвитку плоду.

Леггені немовляти відносно великі: маса легень у дітей відноситься до маси тіла як 1:43 чи 1:59. Легені ростуть безупинно до 16 років, але є періоди найбільш сильного росту: у 3 місяці і від 13 до 16 років.

З віком маса легень змінюється: у немовляти – 50 г, в однорічної дитини – 150 г, у 12-річного – 500 г, а в дорослого – 1 кг. Відносна маса легень зменшується в усі вікові періоди. Об’єм легень значно збільшується в перший рік життя. У 2-3-тижневої дитини легені займають 2/3 об’єму грудної клітини. Ріст легень здійснюється за рахунок розгалуження дрібних бронхів, утворення альвеол і збільшення їхнього об’єму: у новонароджених розмір альвеол у 2 рази менший, ніж у дітей 12 років, і в 3 рази, чим у дорослих. Процес диференціації легень закінчується до 7 років.

Удорослої людини альвеола являє собою кулю з поверхнею 0,126 мм і внутрішнім об’ємом 4,14 мл. У плоду у спавшихся легенях альвеоли мають круглясту чи овальну форму, у легенях дитини, наповнених повітрям, вони багатогранної форми унаслідок діючого на них тиску.

Упроцесі розвитку легеневого альвеолярного епітелію до моменту народження у плоду утвориться сурфактант – речовина, що стабілізує силу поверхневого натягу легень. Вона продудукується великими клітинами альвеолярного епітелію – гранулярними пневмоцитами. Якщо сурфактант не утвориться, то легені немовляти не розправляються.

Різні відділи легень розвиваються неоднаково. У немовляти верхня і середня частки правої легені майже однакового розміру, нижня більше їх. До 3 місяців верхня частка розвивається повільніше інших, надалі – однаково з

292

Анатомія і фізіологія дитячого організму

ними. До другого року життя дитини окремі частки правих і лівих легень здобувають ті ж розміри відносно один одного, як і у дорослих. Нерівномірно змінюється маса легень: від моменту народження до 3 місяців життя права легеня важче лівого. Відповідно, і об’єм правої легені більший. До року об’єм легень дитини дорівнює 250-280 мл. До 16 років він збільшується в 20 разів у порівнянні з об’ємом легень немовляти.

Плевра новонародженої дитини містить багато клітинних елементів і мало эластичних і сполучнотканинних волокон аж до 2-2,5 років. Будова плеври дитини наближається до будівлі дорослого до 7 років.

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ЗОВНІШНЬОГО ДИХАННЯ

Дихання плоду. Дихальні рухи у плода виникають задовго до народження. Стимулом для їхнього виникнення є зменшення вмісту кисню в крові плоду.

Дихальні рухи плода полягають у невеликому розширенні грудної клітини, що змінюється більш тривалим спадінням, а потім ще більш тривалою паузою. При вдиху легені не розправляються, а тільки виникає невеликий негативний тиск у плевральній щілині, який відсутній у момент спадіння грудної клітини.

За даними лабораторії І. А. Аршавского та ін., значення дихальних рухів плоду полягає в тому, що вони сприяють збільшенню швидкості руху крові по судинах і її припливу до серця. А це приводить до поліпшення кровопостачання плоду і постачання тканин киснем. Крім того, дихальні рухи плоду розглядаються як форма тренування функції легень.

Таким чином, акт дихання, що дозріває до народження, бере участь у підтримці газового складу крові і забезпечує поліпшення кровопостачання.

Дихання немовляти. Виникнення першого вдиху немовляти обумовлено рядом причин. Після перев’язки пупочного канатика у немовляти припиняється плацентарний обмін газів між кров’ю плоду і матері. Це приводить до збільшення вмісту в крові вуглекислого газу, що подразнює клітини дихального центра і викликає виникнення ритмічного дихання.

Причиною виникнення першого вдиху немовляти є зміна умов його існування. Дія різних факторів зовнішнього середовища на всі рецептори поверхні тіла стає тим подразником, що рефлекторно сприяє виникненню вдиху. Особливо могутнім фактором є подразнення шкірних рецепторів.

293

Дідков О., Хоменко Б.

Перший вдих немовляти особливо важкий. При його здійсненні переборюється пружність легеневої тканини, що збільшена за рахунок сил поверхневого натягу стінок спавшихся альвеол і бронхів. Зменшенню сил поверхневого натягу сприяє утворений в альвеолах сурфактант. Вважають, що для розтягання легень необхідно визначена відповідність сили скорочення дихальних

м’язів і розтяжності легеневої тканини.

Рис. 98. Зміна форми грудної клітини з віком.

Якщо м’язи слабкі, розтягання легень не відбудеться і дихальні рухи не виникнуть.

Після виникнення перших 1-3 дихальних рухів легені цілком розправляються і рівномірно наповнюються повітрям. Під час першого вдиху тиск повітря в легенях стає рівним атмосферному і легені розтягуються до такого ступеня, що листки вісцеральної і парієтальної плеври стикаються між собою.

Грудна клітка росте швидше, ніж легені, тому в плевральній порожнині виникає негативний тиск і створюються умови для постійного розтягання легень.

Створення негативного тиску в плевральній порожнині і підтримка його на постійному рівні залежить і від властивостей плевральної тканини. Вона володіє високою всмоктувальною здатністю. Тому газ, введений у плевральну порожнину і, що зменшив у ній негативний тиск, швидко всмоктується, і негативний тиск у ній знову відновлюється.

Механізм акта дихання в немовляти. Механізм акта дихання дитини пов’язаний з будовою і розвитком його грудної клітки.

У немовляти грудна клітка має пірамідальну форму, до 3 років вона стає конусоподібною, а до 12 років – майже такою ж, як і в дорослого. Верхні ребра, рукоятка грудини, ключиці і весь плечовий пояс у немовляти розташовані високо. Усі ребра лежать майже горизонтально, дихальна

294

Анатомія і фізіологія дитячого організму

мускулатура слабка. У зв’язку з такою будовою грудна клітка бере незначну участь в акті дихання. Воно здійснюється в основному за рахунок опускання діафрагми.

У немовлят діафрагма еластична, її сухожильна частина займає малу площу, а м’язова – велику. В міру розвитку м’язова частина діафрагми збільшується ще більше. Вона починає атрофуватись з 60-річного віку, і замість її збільшується сухожильна частина.

Оскільки у грудних дітей в основному діафрагмальне дихання, то під час вдиху повинен долатися опір внутрішніх органів, що знаходяться в черевній порожнині. Крім того, при диханні доводиться долати пружність легеневої тканини, яка у немовлят ще велика і зменшується з віком. Доводиться долати також бронхіальний опір, який у дітей значно більший, ніж у дорослих. А тому робота, витрачена на дихання, у дітей значно більша у порівнянні з дорослими.

ЗМІНИ ЗОВНІШНЬОГО ДИХАННЯ З ВІКОМ

Зміна типу дихання. Діафрагмальне дихання зберігається аж до другої половини першого року життя. По мірі росту дитини грудна клітка опускається вниз і ребра набувають косе положення. При цьому у грудних дітей настає змішавши тип дихання (грудочеревне), причому більш сильна рухливість грудної клітки спостерігається в її нижніх відділах. У зв’язку з розвитком плечового пояса (3-7 років) починає переважати грудне дихання. До 7-річного віку дихання стає переважно грудним.

З 8-10 років виникають статеві розходження в типі дихания: у хлопчиків установлюється переважно діафрагмальний тип дихання, а у дівчаток – грудний.

Зміна ритму і частоти дихання з віком. У новонарджених і немовлят дихання аритмічне. Аритмічність виражається в тому, що глибоке дихання змінюється поверхневим, паузи між вдихами і видихами нерівномірні. Тривалість вдиху і видиху у дітей коротша, ніж у дорослих: вдих дорівнює

0,5-0,6 сек (у дорослих – 0,98-2,82 сек), а видих 0,7-1 сек(у дорослих від 1,62

до 5,75 сек). Деякі дослідники вважають, що у немовлят у перші дні життя вдих на 25% довше видиху. Більшість підтримує думку про те, що уже з моменту народження встановлюється таке ж як і в дорослих, співвідношення між вдихом і видихом: вдих коротше видиху.

Частота дихальних рухів у дітей зменшується з віком. У плоду вона коливається в межах 46-64 у хвилину. Поступове зменшення відбувається до 14-15-річного віку, коли частота дихальння наближається до її величини у

295

Дідков О., Хоменко Б.

дорослого.

Узв’язку з легкою збудливістю дихального центру частота дихання коливається не тільки в межах однієї вікової групи, але й в одного випробуваного протягом дня.

Дихання новонароджених і грудних дітей у стані неспання дуже нерівномірне, воно більш спокійне під час сну.

До 8 років частота дихання у хлопчиків більша, ніж у дівчаток. До періоду статевого дозрівання частота дихання у дівчаток стає більшою, і це співвідношення зберігається протягом усього життя.

Частота дихання у дітей значно більша, ніж у дорослих, змінюється під впливом різних факторів. Вона збільшується при психічних збудженнях, невеликих фізичних вправах, незначному підвищенні температури тіла і середовища.

Зміна з віком величини дихального і хвилинного об’ємів легень, їх життєвої ємності. Життєва ємність легень, дихальний і хвилинний об’єми у дітей з віком поступово збільшуються в зв’язку з ростом і розвитком грудної клітини і легень.

Уновонародженої дитини легені малоеластичні і відносно великі. Під час вдиху їх об’єм збільшується незначно, усього на 10-15 мм. Забезпечення організму дитини киснем відбувається за рахунок збільшення частоти дихання. Дихальний об’єм легень збільшується з віком разом зі зменшенням частоти дихання.

Зміна величини дихального об’єму легень з віком

Відносний об’єм дихання (відношення дихального об’єму до маси тіла) у дітей більше, ніж у дорослих; у новонароджених він перевищує величину дорослих у 2 рази. Так, у дорослих людей відношення дихального об’єму повітря до маси тіла дорівнює 6, а в новонароджених воно близько 12. Це пов’язано з високим обміном речовин у дітей і, отже, з великою потребою

296

Анатомія і фізіологія дитячого організму

зростаючого організму в кисні. Про величину хвилинного об’єму приводяться дуже строкаті дані, що залежать від методу виміру. З віком величина хвилинного об’єму легень збільшується. Але відносний хвилинний об’єм легень (відношення хвилинного об’єму дихання до маси тіла) з віком зменшується. У немовлят і дітей першого року життя він у два рази більше, ніж у дорослих. Це пов’язано з тим, що в дітей при однаковому відносному дихальному обсязі частота дихання у декілька разів більше, ніж у дорослих. У зв’язку з цим легенева вентиляція на 1 кг маси тіла у дітей більша. Величина легеневої вентиляції на 1 кг маси тіла у немовлят дорівнює 400 мл, у 5-6- річному віці вона складає 210, у 7-річному – 160, у 8-10-річному – 150, 11-13- річному – 130-145, 14-річних – 125, а в 15-17-річних – 110. Завдяки цьому забезпечується велика потреба зростаючого організму в О2.

Величина життєвої ємності легень збільшується з віком у зв’язку з ростом грудної клітки і легень. У дитини 5-6 років вона дорівнює 700-800 мл, у 14-16 років – 2500-2600 мл. З 18 до 25 років життєва ємність легень є максимальною, а після 35-40 років зменшується. Величина життєвої ємності легень коливається в залежності від віку, росту, типу дихання, статі (у дівчаток на 100-200 мл менше, ніж у хлопчиків).

Життєва ємність легень є більш-менш постійною величиною з коливаннями, що не перевищують 100 мл. Вона значною мірою залежить від фізичного розвитку і тренування дітей. Найбільша величина відзначена в лижників, веслярів, плавців, бігунів (до 6000 мл). Збільшення життєвої ємності легень відбувається за рахунок росту альвеол,

Дихальна поверхня легень і кількість крові, що протікає через легені в одиницю часу, у дітей відносно більше, ніж у дорослих. У зв’язку з великим розвитком капілярів легень дитини поверхня зіткнення крові з альвеолярним повітрям у дітей також відносно більше, ніж у дорослих. Усе це сприяє кращому газообміну в легенях зростаючого організму, що необхідно для забезпечення інтенсивного обміну речовин.

У дітей своєрідно змінюється дихання при фізичній роботі. Під час фізичного навантаження збільшується частота дихальних рухів і майже не міняється дихальний об’єм легень. Таке дихання неощадливе і не може забезпечити тривале виконання роботи.

Легенева вентиляція в дітей при виконанні фізичної роботи збільшується в 2-7 разів, а при великих навантаженнях (бігу на середні дистанції) майже в 20 разів.

Максимальне споживання кисню в дорослої людини в спокої складає 150300 мл у хвилину. У дітей воно значно менше і збільшується при роботі. При

297

Дідков О., Хоменко Б.

виконанні фізичної роботи у тренованих дітей 10-13 років максимальне споживання кисню дорівнює 49 мл на 1 кг маси тіла в хвилину, у нетренованих– 47,3 мл. Підвищення споживання кисню при роботі у дітей від 9 до 18 років відбувається однаково і через 3 хв стає максимальним: у першу хвилину воно досягає 45% максимальної величини, у другу зростає до 75%, а в третю досягає максимуму.

Залежність величини максимального споживання кисню від тренування в дітей виявляється менше, ніж у дорослих. У підлітків швидше досягається максимум у споживанні кисню, але тому що вони не можуть (подібно дорослим) довгостроково утримувати споживання кисню на максимальному рівні, то швидше припиняють роботу.

По закінченні роботи у відновному періоді погашення “кисневого боргу” у дітей відбувається швидше. Відновлення здійснюється вже під час роботи. У дівчат і юнаків 14-18 років споживання кисню і виділення вуглекислого газу під час відновного періоду дещо більше, ніж у дорослих. Відновлення у молодших школярів 8-12 років при бігу на 50 м протікає швидше, ніж у старших школярів, а при бігу на 100 м швидше в старших – 12-16-річних.

З віком зменшується здатність відновлення під час роботи, а кисневий борг збільшується. Величина кисневого боргу на 1 кг маси в дітей старшого віку більше, ніж у дітей молодшого віку.

Абсолютна величина споживання кисню в хлопчиків 8-9 років у 2 рази менше, ніж у хлопчиків 16-18 років. У дівчаток при виконанні максимальної роботи споживання кисню менше, ніж у хлопчиків, особливо у 8-9 років і в 16-18. Усе це варто враховувати при заняттях фізичною працею і спортом з дітьми різного віку.

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ТРАНСПОРТУ ГАЗІВ

Особливості газового складу крові. У крові плоду міститься мало кисню і багато вуглекислого газу в порівнянні з кров’ю дорослого організму, у крові плоду людини міститься 60 об’ємних відсотків СО2, тоді як у крові матері –

45-50.

У новонародженої дитини після здійснення перших дихальних рухів теж виявлений високий вміст СО2 при узятті крові з пупочной артерії. Газовий склад крові в немовляти швидко міняється. Відразу після здійснення декількох дихальних рухів його склад стає однаковим зі складом альвеолярного повітря (при цьому напруга СО2 у крові немовляти складає не більш 30-35 мм рт. ст.). У перші дні життя дитини напруга СО2 у крові дещо збільшується, що говорить про невідповідність легеневої вентиляції утворенню CO2 в організмі дитини. У

298

Анатомія і фізіологія дитячого організму

подальшому газовий склад крові дитини досить швидко наближається до його складуудорослого.

Особливості обміну газів. Більшість дослідників вважають, що в плоду обмін газів здійснюється шляхом дифузії. Оскільки в крові плода вуглекислого газу на 15-12% більше, ніж у матері, то він легко переходить від плоду в кров матері. У крові плоду людини цілком відсутній фермент карбоангідраза. Отже, у період внутрішньоутробного розвитку обмін СО2 у тканинах і плаценті здійснюється безучастіферментативнихпроцесів.

Перенос О2 також здійснюється шляхом дифузії, що полегшується в зв’язку з тим, щовкровіматерікиснюміститься значнобільше, ніжукровіплоду.

Насичення крові киснем у плоду менше, ніж у дорослого, – його гемоглобін тількина50–75% насичений киснем.

Вміст СО2 увидихуваномуповітрівдітейзвікомзбільшується.

Вмісткиснюівуглекислогогазуувидихуваномуповітрівдітей(у%)

Відносно високий процентний вміст О2 у видихуваному повітрі можна пояснити тим, що у дітей в альвеолах у кров переходить менше O2, чим у дорослих. Так, у 17-річних підлітків відсоток використання кисню в легенях складає 4,3, а у 6- річних дітей тільки 3,3. Ця величина у немовляти в два рази менше, ніжудорослого.

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ РЕГУЛЯЦІЇДИХАННЯ

Морфологічні іфункціональніособливості дихальногоцентра. У плоду іу немовляти структури дихального центра не цілком дозрілі у морфологічному і функціональному відношенні. Кожному етапу розвитку відповідає свій рівень зрілості регуляторних механізмів, що забезпечують пристосування організму, що розвивається, доумовіснування.

Дихальні рухи плоду регулюються в основному бульбарним відділом дихальногоцентра.

Збудливість дихального центра і його чутливість до газового складу крові у плода, новонароджених і грудних дітей низька. Про це говорить наявність у них

299

Дідков О., Хоменко Б.

нерегулярного ритму дихальних рухів. Активність нейронів дихального центра і їхзбудливістьушкільномувіцістаєтакоюж, яківдорослих.

У період статевого дозрівання у підлітків відзначається підвищення збудливості дихального центра, у зв’язку з чим погіршується координація функцій дихального апарата. По закінченні статевого дозрівання дихальна функціяприходитьунорму.

Особливість дихального центра плоду полягає в тому, що його клітини не реагують на підвищення вмісту СО2 у крові, але чутливі до зниження вмісту кисню (гіпоксемії). Хеморецепторы каротидного синуса і дуги аорти не реагують напідвищеннявмістувуглекислогогазу.

Чутливість дихального центра до вмісту СО2 підвищується з віком: у підлітків 9-16 роківіудорослихвонаприблизнооднакова.

Довільна регуляція дихання, а отже, і кіркова регуляція розвиваються разом з мовоювпершіроки життядитини.

Механізм регуляції дихання в дитини. Для здійснення акта дихання в крові плода повинен бути визначений вміст кисню і CO2. Якщо шляхом гіпервентиляції знизити в крові матері вміст CO2, то дихальні рухи плоду зменшуються аж до повного їхнього припинення. На дихання плоду негативно впливає підвищення вмісту кисню в його крові. Так, якщо в крові матери підвищити вміст О2 шляхом вдихання нею чистого кисню, то у плода припиняються дихальні рухи і зменшується частота серцевих скорочень. Після тривалої зупинки дихання у плодаз’являються рідкідихальнірухи, щоповторюютьсячерез2-3 хв.

Якщо мати буде вдихати газову суміш з меншим вмістом O2 (16%), то диханняплодуполіпшується– виникаютьбільшглибокідихальнірухи.

Дихальний центр має високу чутливість до зниження вмісту кисню в крові. При гипоксемії у плода збільшуються частота і глибина дихальних рухів і настають типові зміни в серцево-судинній системі (збільшується частота серцевих скорочень, підвищується кров’яний тиск і збільшується швидкість обороту крові). Установлено, що плід реагує на гіпоксемію такою ж реакцією й у томувипадку, якщо виключенийвпливблукаючих ісинокаротидныхнервів.

Подібного роду дослідження дають підставу зробити висновок, що механізм пристосування плоду до гіпоксемії інший, чим у дорослого. У дорослої людини ця реакція здійснюється рефлекторним шляхом через хеморецептори каротидної і аортальної зон, а у плода вона має центральне походження. Гіпоксемічна кров плоду омиває клітини дихального центра і центра симпатичної регуляції серця, що спричиняє збільшення частоти і амплітуди дихання і зміни в серцево-судинній системі.

Адаптація до гіпоксемії у плода не супроводжується збільшенням

300