Возрастные особенности регуляции дыхания кратко

Обновлено: 05.07.2024

Процесс дыхания, поступление кислорода в организм при вдохе и удаление из него углекислого газа и паров воды при выдохе. Строение респираторной системы. Ритмичность и различные типы дыхательного процесса. Регуляция дыхания. Разные способы дыхания.

Для нормального протекания обменных процессов в организме человека и животных в равной мере необходим как постоянный приток кислорода, так и непрерывное удаление углекислого газа, накапливающегося в ходе обмена веществ. Такой процесс называется внешним дыханием.

Дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа.

Таким образом, дыхание – одна из важнейших функций регулирования жизнедеятельности человеческого организма. В организме человека функцию дыхания обеспечивает дыхательная (респираторная система).

В дыхательную систему входят легкие и респираторный тракт (дыхательные пути), который, в свою очередь, включает носовые ходы, гортань, трахею, бронхи, мелкие бронхи и альвеолы (смотри рисунок 1.5.3). Бронхи разветвляются, распространяясь по всему объему легких, и напоминают крону дерева. Поэтому часто трахею и бронхи со всеми ответвлениями называют бронхиальным деревом.

Кислород в составе воздуха через носовые ходы, гортань, трахею и бронхи попадает в легкие. Концы самых мелких бронхов заканчиваются множеством тонкостенных легочных пузырьков – альвеол (смотри рисунок 1.5.3).

Альвеолы – это 500 миллионов пузырьков диаметром 0,2 мм, где происходит переход кислородом в кровь, удаление углекислого газа из крови.

Здесь и происходит газообмен. Кислород из легочных пузырьков проникает в кровь, а углекислый газ из крови – в легочные пузырьки (рисунок 1.5.4).

Рисунок 1.5.4. Легочный пузырек. Газообмен в легких

Важнейший механизм газообмена – это диффузия, при которой молекулы перемещаются из области их высокого скопления в область низкого содержания без затраты энергии (пассивный транспорт). Перенос кислорода из окружающей среды к клеткам производится путем транспорта кислорода в альвеолы, далее в кровь. Таким образом, венозная кровь обогащается кислородом и превращается в артериальную. Поэтому состав выдыхаемого воздуха отличается от состава наружного воздуха: в нем содержится меньше кислорода и больше углекислого газа, чем в наружном, и много водяных паров (смотри рисунок 1.5.4). Кислород связывается с гемоглобином, который содержится в эритроцитах, насыщенная кислородом кровь поступает в сердце и выталкивается в большой круг кровообращения. По нему кровь разносит кислород по всем тканям организма. Поступление кислорода в ткани обеспечивает их оптимальное функционирование, при недостаточном же поступлении наблюдается процесс кислородного голодания (гипоксии).

Недостаточное поступление кислорода может быть обусловлено несколькими причинами как внешними (уменьшение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе), так и внутренними (состояние организма в данный момент времени). Пониженное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, так же как и увеличение содержания углекислого газа и других вредных токсических веществ наблюдается в связи с ухудшением экологической обстановки и загрязнением атмосферного воздуха. По данным экологов только 15% горожан проживают на территории с допустимым уровнем загрязнения воздуха, в большинстве же районов содержание углекислого газа увеличено в несколько раз.

При очень многих физиологических состояниях организма (подъем в гору, интенсивная мышечная нагрузка), так же как и при различных патологических процессах (заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем) в организме также может наблюдаться гипоксия.

Природа выработала множество способов, с помощью которых организм приспосабливается к различным условиям существования, в том числе к гипоксии. Так компенсаторной реакцией организма, направленной на дополнительное поступление кислорода и скорейшее выведение избыточного количества углекислого газа из организма является углубление и учащение дыхания. Чем глубже дыхание, тем лучше вентилируются легкие и тем больше кислорода поступает к клеткам тканей.

К примеру, во время мышечной работы усиление вентиляции легких обеспечивает возрастающие потребности организма в кислороде. Если в покое глубина дыхания (объем воздуха, вдыхаемого или выдыхаемого за один вдох или выдох) составляет 0,5 л, то во время напряженной мышечной работы она увеличивается до 2-4 л в 1 минуту. Расширяются кровеносные сосуды легких и дыхательных путей (а также дыхательных мышц), увеличивается скорость тока крови по сосудам внутренних органов. Активируется работа дыхательных нейронов. Кроме того, в мышечной ткани есть особый белок (миоглобин), способный обратимо связывать кислород. 1 г миоглобина может связать примерно до 1,34 мл кислорода. Запасы кислорода в сердце составляют около 0,005 мл кислорода на 1 г ткани и этого количества в условиях полного прекращения доставки кислорода к миокарду может хватить для того, чтобы поддерживать окислительные процессы лишь в течение примерно 3-4 с.

Миоглобин играет роль кратковременного депо кислорода. В миокарде кислород, связанный с миоглобином, обеспечивает окислительные процессы в тех участках, кровоснабжение которых на короткий срок нарушается.

В начальном периоде интенсивной мышечной нагрузки увеличенные потребности скелетных мышц в кислороде частично удовлетворяются за счет кислорода, высвобождающегося миоглобином. В дальнейшем возрастает мышечный кровоток, и поступление кислорода к мышцам вновь становится адекватным.

Все эти факторы, включая усиление вентиляции легких, компенсируют кислородный “долг”, который наблюдается при физической работе. Естественно, увеличению доставки кислорода к работающим мышцам и удалению углекислого газа способствует согласованное увеличение кровообращения в других системах организма.

Саморегуляция дыхания. Организм осуществляет тонкое регулирование содержания кислорода и углекислого газа в крови, которое остается относительно постоянным, несмотря на колебания количества поступающего кислорода и потребности в нем. Во всех случаях регуляция интенсивности дыхания направлена на конечный приспособительный результат – оптимизацию газового состава внутренней среды организма.

Частота и глубина дыхания регулируются нервной системой – ее центральными (дыхательный центр) и периферическими (вегетативными) звеньями. В дыхательном центре, расположенном в головном мозге, имеются центр вдоха и центр выдоха.

Дыхательный центр представляет совокупность нейронов, расположенных в продолговатом мозге центральной нервной системы.

При нормальном дыхании центр вдоха посылает ритмические сигналы к мышцам груди и диафрагме, стимулируя их сокращение. Ритмические сигналы образуются в результате спонтанного образования электрических импульсов нейронами дыхательного центра.

Сокращение дыхательных мышц приводит к увеличению объема грудной полости, в результате чего воздух входит в легкие. По мере увеличения объема легких возбуждаются рецепторы растяжения, расположенные в стенках легких; они посылают сигналы в мозг – в центр выдоха. Этот центр подавляет активность центра вдоха, и поток импульсных сигналов к дыхательным мышцам прекращается. Мышцы расслабляются, объем грудной полости уменьшается, и воздух из легких вытесняется наружу (смотри рисунок 1.5.5).

Рисунок 1.5.5. Регуляция дыхания

Процесс дыхания, как уже отмечалось, состоит из легочного (внешнего) дыхания, а также транспорта газа кровью и тканевого (внутреннего) дыхания. Если клетки организма начинают интенсивно использовать кислород и выделять много углекислого газа, то в крови повышается концентрация угольной кислоты. Кроме того, увеличивается содержание молочной кислоты в крови за счет усиленного образования ее в мышцах. Данные кислоты стимулируют дыхательный центр, и частота и глубина дыхания увеличиваются. Это еще один уровень регуляции. В стенках крупных сосудов, отходящих от сердца, имеются специальные рецепторы, реагирующие на понижение уровня кислорода в крови. Эти рецепторы также стимулируют дыхательный центр, повышая интенсивность дыхания. Данный принцип автоматической регуляции дыхания лежит в основе бессознательного управления дыханием, что позволяет сохранить правильную работу всех органов и систем независимо от условий, в которых находится организм человека.

Ритмичность дыхательного процесса, различные типы дыхания. В норме дыхание представлено равномерными дыхательными циклами “вдох – выдох” до 12-16 дыхательных движений в минуту. В среднем такой акт дыхания совершается за 4-6 с. Акт вдоха проходит несколько быстрее, чем акт выдоха (соотношение длительности вдоха и выдоха в норме составляет 1:1,1 или 1:1,4). Такой тип дыхания называется эйпноэ (дословно – хорошее дыхание). При разговоре, приеме пищи ритм дыхания временно меняется: периодически могут наступать задержки дыхания на вдохе или на выходе (апноэ). Во время сна также возможно изменение ритма дыхания: в период медленного сна дыхание становится поверхностным и редким, а в период быстрого – углубляется и учащается. При физической нагрузке за счет повышенной потребности в кислороде возрастает частота и глубина дыхания, и, в зависимости от интенсивности работы, частота дыхательных движений может достигать 40 в минуту.

При смехе, вздохе, кашле, разговоре, пении происходят определенные изменения ритма дыхания по сравнению с так называемым нормальным автоматическим дыханием. Из этого следует, что способ и ритм дыхания можно целенаправленно регулировать с помощью сознательного изменения ритма дыхания.

Человек рождается уже с умением использовать лучший способ дыхания. Если проследить как дышит ребенок, становится заметным, что его передняя брюшная стенка постоянно поднимается и опускается, а грудная клетка остается практически неподвижной. Он “дышит” животом – это так называемый диафрагмальный тип дыхания.

Диафрагма – это мышца, разделяющая грудную и брюшную полости.Сокращения данной мышцы способствуют осуществлению дыхательных движений: вдоха и выдоха.

В повседневной жизни человек не задумывается о дыхании и вспоминает о нем, когда по каким-то причинам становится трудно дышать. Например, в течение жизни напряжение мышц спины, верхнего плечевого пояса, неправильная осанка приводят к тому, что человек начинает “дышать” преимущественно только верхними отделами грудной клетки, при этом объем легких задействуется всего лишь на 20%. Попробуйте положить руку на живот и сделать вдох. Заметили, что рука на животе практически не изменила своего положения, а грудная клетка поднялась. При таком типе дыхания человек задействует преимущественно мышцы грудной клетки (грудной тип дыхания) или области ключиц (ключичное дыхание). Однако как при грудном, так и при ключичном дыхании организм снабжается кислородом в недостаточной степени.

Недостаток поступления кислорода может возникнуть также при изменении ритмичности дыхательных движений, то есть изменении процессов смены вдоха и выдоха.

В состоянии покоя кислород относительно интенсивно поглощается миокардом, серым веществом головного мозга (в частности, корой головного мозга), клетками печени и корковым веществом почек; клетки скелетной мускулатуры, селезенка и белое вещество головного мозга потребляют в состоянии покоя меньший объем кислорода, то при физической нагрузке потребление кислорода миокардом увеличивается в 3-4 раза, а работающими скелетными мышцами – более чем в 20-50 раз по сравнению с покоем.

Интенсивное дыхание, состоящее в увеличении скорости дыхания или его глубины (процесс называется гипервентиляцией), приводит к увеличению поступления кислорода через воздухоносные пути. Однако частая гипервентиляция способна обеднить ткани организма кислородом. Частое и глубокое дыхание приводит к уменьшению количества углекислоты в крови (гипокапнии) и защелачиванию крови – респираторному алкалозу.

Подобный эффект прослеживается, если нетренированный человек осуществляет частые и глубокие дыхательные движения в течение короткого времени. Наблюдаются изменения со стороны как центральной нервной системы (возможно появление головокружения, зевоты, мелькания “мушек” перед глазами и даже потери сознания), так и сердечно-сосудистой системы (появляется одышка, боль в сердце и другие признаки). В основе данных клинических проявлений гипервентиляционного синдрома лежат гипокапнические нарушения, приводящие к уменьшению кровоснабжения головного мозга. В норме у спортсменов в покое после гипервентиляции наступает состояние сна.

Следует отметить, что эффекты, возникающие при гипервентиляции, остаются в то же время физиологичными для организма – ведь на любое физическое и психоэмоциональное напряжение организм человека в первую очередь реагирует изменением характера дыхания.

При глубоком, медленном дыхании (брадипноэ) наблюдается гиповентиляционный эффект. Гиповентиляция – поверхностное и замедленное дыхание, в результате которого в крови отмечается понижение содержание кислорода и резкое увеличение содержания углекислого газа (гиперкапния).

Количество кислорода, которое клетки используют для окислительных процессов, зависит от насыщенности крови кислородом и степени проникновения кислорода из капилляров в ткани.Снижение поступления кислорода приводит к кислородному голоданию и к замедлению окислительных процессов в тканях.

В 1931 году доктор Отто Варбург получил Нобелевскую премию в области медицины, открыв одну из возможных причин возникновения рака. Он установил, что возможной причиной этого заболевания является недостаточный доступ кислорода к клетке.

Используя простые рекомендации, а также различные физические упражнения, можно повысить доступ кислорода к тканям.

Правильное дыхание, при котором воздух, проходящий через воздухоносные пути, в достаточной степени согревается, увлажняется и очищается – это спокойное, ровное, ритмичное, достаточной глубины.
Во время ходьбы или выполнения физических упражнений следует не только сохранять ритмичность дыхания, но и правильно сочетать ее с ритмом движения (вдох на 2-3 шага, выдох на 3-4 шага).
Важно помнить, что потеря ритмичности дыхания приводит к нарушению газообмена в легких, утомлению и развитию других клинических признаков недостатка кислорода.
При нарушении акта дыхания уменьшается приток крови к тканям и понижается насыщение ее кислородом.

Необходимо помнить, что физические упражнения способствуют укреплению дыхательной мускулатуры и усиливают вентиляцию легких. Таким образом, от правильного дыхания в значительной мере зависит здоровье человека.

Регуляция дыхания осуществляется центральной нервной системой, специальные области которой обусловливают автоматическое дыхание - чередование вдоха и выдоха и произвольное дыхание, обеспечивающее приспособительные изменения в системе органов дыхания, соответствующие конкретной внешней ситуации и осуществляемой деятельности. Группа нервных клеток, ответственная за осуществление дыхательного цикла, называется дыхательным центром. Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, его разрушение приводит к остановке дыхания.

Дыхательный центр находится в состоянии постоянной активности: в нем ритмически возникают импульсы возбуждения. Эти импульсы возникают автоматически. Даже после полного выключения центростремительных путей, идущих к дыхательному центру, в нем можно зарегистрировать ритмическую активность. Автоматизм дыхательного центра связывают с процессом обмена веществ в нем. Ритмические импульсы передаются из дыхательного центра по центробежным нейронам к межреберным мышцам и диафрагме, обеспечивая последовательное чередование вдоха и выдоха.

Деятельность дыхательного центра регулируется рефлекторно, импульсацией, поступающей из различных рецепторов, и гуморально, изменяясь в зависимости от химического состава крови.

Рефлекторная регуляция. К рецепторам, возбуждение которых по центростремительным путям поступает в дыхательный центр, относятся хеморецепторы, расположенные в крупных сосудах (артериях) и реагирующие на снижение напряжения в крови кислорода и увеличение концентрации двуокиси углерода, и механорецепторы легких и дыхательных мышц. На регуляцию дыхания оказывают влияние также рецепторы воздухоносных путей. Рецепторы легких и дыхательных мышц имеют особое значение в чередовании вдоха и выдоха, от них в большей степени зависит соотношение этих фаз дыхательного цикла, их глубина и частота.

При вдохе, когда легкие растягиваются, раздражаются рецепторы в их стенках. Импульсы от рецепторов легких по центростремительным волокнам блуждающего нерва достигают дыхательного центра, тормозят центр вдоха и возбуждают центр выдоха. В результате дыхательные мышцы расслабляются, грудная клетка опускается, диафрагма принимает вид купола, объем грудной клетки уменьшается и происходит выдох. Выдох, в свою очередь, рефлекторно стимулирует вдох.

В регуляции дыхания принимает участие кора головного мозга, обеспечивающая тончайшее приспособление дыхания к потребностям организма в связи с изменениями условий внешней среды и жизнедеятельности организма. Человек может произвольно, по своему желанию на время задержать дыхание, изменить ритм и глубину дыхательных движений.

11.4.2 Гуморальные влияния на дыхательный центр.

Большое влияние на состояние дыхательного центра оказывает химический состав крови, в частности ее газовый состав. Накопление углекислого газа в крови вызывает раздражение рецепторов в кровеносных сосудах, несущих кровь к голове, и рефлекторно возбуждает дыхательный центр. Подобным образом действуют и другие кислые продукты, поступающие в кровь, например молочная кислота, содержание которой в крови увеличивается во время мышечной работы.

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. Дети первых лет жизни отличаются более высокой устойчивостью к недостатку кислорода (гипоксии), чем дети более старшего возраста.

Формирование функциональной деятельности дыхательного центра происходит с возрастом. К 11 годам уже хорошо выражена возможность приспособления дыхания к различным условиям жизнедеятельности.

Чувствительность дыхательного центра к содержанию углекислого газа повышается с возрастом и в школьном возрасте достигает примерно уровня взрослых. Следует отметить, что в период полового созревания происходят временные нарушения регуляции дыхания, и организм подростков отличается меньшей устойчивостью к недостатку кислорода, чем организм взрослого человека. Увеличивающаяся по мере роста и развития организма потребность в кислороде обеспечивается совершенствованием регуляции дыхательного аппарата, приводящей к возрастающей экономизации его деятельности. По мере созревания коры больших полушарий совершенствуется возможность произвольно изменять дыхание - подавлять дыхательные движения или производить максимальную вентиляцию легких.

У взрослого человека во время мышечной работы увеличивается легочная вентиляция в связи с учащением и углублением дыхания. Такие виды деятельности, как бег, плавание, бег на коньках и лыжах, езда на велосипеде, резко повышают объем легочной

Морфологические особенности дыхания ребенка первых дней жизни связаны с узкими носовыми проходами, что затрудняет дыхание через нос. Кроме того, ребра у новорожденных расположены под прямым углом к позвоночнику, а межреберные мышцы еще недостаточно развиты, поэтому дыхание поверхностное и частое.

Относительно большая печень затрудняет движения диафрагмы, поэтому мал объем дыхания. В дальнейшем тип дыхания устанавливается индивидуально и в зависимости от пола становится преимущественно диафрагмальным, грудным или смешанным.

В ходе созревания органов дыхательной системы происходит смена типов дыхания: у грудных детей дыхание грудобрюшное, в 3–7 лет – грудное. В 7–8 лет появляются половые различия в типах дыхания. К 14–17 годам у юношей имеет место наиболее эффективное брюшное дыхание, у девушек – грудное. Однако тип дыхания может измениться, если ребенок или подросток занимается спортом.

Вентиляция легких у детей грудного и более старшего возраста

Дыхательная система ребенка характеризуется рядом морфофункциональных особенностей, обусловленных незавершенностью формирования бронхолегочного аппарата. Развитие легких ребенка заключается в увеличении их размеров, в преобладании альвеол и альвеолярных ходов, увеличении емкости альвеол и эластических элементов в соединительнотканных прослойках. Увеличение размеров легких происходит до 16 лет. Наиболее интенсивный рост отмечается в первые 3 месяца и в период с 13 по 16 лет. Дыхательная поверхность легких у детей по сравнению со взрослыми относительно больше.

Грудная клетка маленьких детей всегда находится в состоянии максимального вдоха: ребра расположены под прямым углом по отношению к позвоночнику, поэтому компенсация кислородной недостаточности за счет углубления дыхания практически невозможна. Собственно дыхательная мускулатура у новорожденных развита слабо, поэтому в дыхательном акте с первых часов после рождения участвуют мышцы живота.

Частота дыхательных движений у детей с возрастом меняется в сторону уменьшения. Меняется и емкость легких. О последней можно судить по ряду показателей. Чаще всего используется изменение жизненной емкости легких (ЖЕЛ). В первые годы жизни ребенка измерение ЖЕЛ невозможно, т. к. при этом требуется произвольное углубление дыхания, чего не может сделать ребенок примерно до 4–6 лет.

Минутный объем дыхания с возрастом увеличивается. Для обеспечения потребности растущего детского организма на каждый килограмм массы требуется больше кислорода, чем у взрослого, однако артериовенозная разница по кислороду во всех возрастных периодах достигается тем, что минутный объем дыхания у детей больше, чем у взрослых.

Усиление газообмена обусловлено усилением вентиляции в основном за счет учащения дыхания, а не углубления его, как это имеет место у взрослых.

В связи с тем, что у детей до 1 года дыхательные движения очень часты, эффективность дыхания у них соответственно меньше, о чем свидетельствует газовый состав выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Лишь к 14 годам эти показатели приближаются к значениям, характерным для взрослого человека. В течение всего первого года жизни ребенок находится как бы в состоянии физиологической одышки. При этом отношение числа дыханий к числу сердечных сокращений составляет у новорожденного 1:2, в 1 год – 1:3, у взрослого – 1:4.

Т. к. интенсивность окислительных процессов с возрастом падает, то уменьшается и величина газообмена, перечитанная на 1 кв. м поверхности или на 1 кг массы.

При гипоксии вначале происходит гипервентиляция, но небольшая и нестойкая, а через 3–5 минут она сменяется депрессией и даже остановкой дыхания. Следовательно, защита новорожденных от гипоксии развита слабо. Однако устойчивость нервных клеток к гипоксии у них выше, чем у взрослых. Новорожденные дети могут вынести такие степени гипоксии, при которых взрослые погибают.

Наибольшее количество воздуха, которое человек может выдохнуть после глубокого вдоха, – жизненная емкость легких, достигает уровня взрослых к 16–17 годам. У мужчин она обычно больше, чем у женщин.

Легочная вентиляция. В покое у взрослого человека эта величина составляет 5–6 л/мин. У новорожденного ребенка минутный объем дыхания составляет 650–700 мл/мин, к концу 1 года жизни достигает 2,6–2,7 л/мин, к 6 годам – 3,5 л/мин, в 10 лет – 4,3 л/мин, а у подростков – 4,9 л/мин. При физической нагрузке минутный объем дыхания может очень существенно увеличиваться, достигая у юношей и у взрослых 100 л/мин и более.

Частота и глубина дыхания. Дыхательный акт, состоящий из вдоха и выдоха, имеет две основные характеристики – частоту и глубину. Частота – это количество дыхательных актов в минуту. У взрослого человека эта величина обычно составляет 12–15, хотя она может изменяться в широких пределах. У новорожденных частота дыхания во время сна достигает 50–60 в минуту, к годовалому возрасту снижается до 40–50, затем по мере роста происходит постепенное снижение этого показателя. Так, у детей младшего школьного возраста частота дыхания составляет обычно около 25 циклов в минуту, а у подростков – 18–20. Прямо противоположную тенденцию возрастных изменений демонстрирует дыхательный объем, т. е. мера глубины дыхания. Он представляет собой среднее количество воздуха, которое поступает в легкие за каждый дыхательный цикл. У новорожденных он очень мал – всего 30 мл или даже меньше, к годовалому возрасту увеличивается до 70 мл, в 6 лет становится свыше 150 мл, к 10 годам достигает 240 мл, в 14 лет – 300 мл. У взрослого дыхательный объем в покое превышает 500 мл.

Особенности регуляции дыхания у детей различного возраста в период полового созревания, при мышечной работе

В период полового созревания происходит некоторое нарушение регуляции дыхания и снижается устойчивость к недостатку кислорода. Дети и подростки меньше, чем взрослые, способны задерживать дыхание и работать в условиях недостатка кислорода. Поэтому чистота воздуха и его физико-химические свойства, которые зависят от температуры воздуха в помещении, имеют большое значение для здоровья и поддержания высокой работоспособности детей и подростков.

Особенности регуляции дыхания детей связаны с постепенным формированием дыхательного центра. Дыхательные движения плода обусловлены активностью дыхательного центра продолговатого мозга и после отделения его от спинного прекращаются При гиперкапнии и ацидозе частота дыхательных движений плода увеличивается путем раздражения центральных хеморецепторов, т. к. периферические еще не развиты. Гипоксия первоначально учащает дыхательные движения, действуя непосредственно на мозг, но при углублении гипоксии дыхание плода ослабляется.

У новорожденного ребенка ритмическая смена вдохов и выдохов обусловлена деятельностью дыхательных нейронов продолговатого мозга, а также возбуждением рецепторов растяжения и ирритантных легочных рецепторов, но дыхательная периодика нерегулярна: частое дыхание чередуется с редким, примерно 1 раз в минуту возникают глубокие вздохи, иногда наступает задержка дыхания на 3 и более секунд. Это особенно часто наблюдается в период быстрого сна. Повышение легочной вентиляции на увеличение СО₂ во вдыхаемом воздухе выражена значительно слабее, чем у взрослых, и осуществляется через центральные хеморецепторы.

У детей с пониженной реакцией на СО₂ во время сна происходят длительные задержки дыхания. Это бывает причиной внезапной смерти детей. С возрастом повышение вентиляции легких в ответ на гиперкапнию и гипоксию увеличивается, но даже к 8–9 годам реакция в ответ на гиперкапнию и гипоксию у детей слабее, чем у взрослых, почти два раза.

У детей младшего школьного возраста сохраняется пониженная чувствительность к избытку СО₂ и недостатку О₂. В период полового созревания наблюдается обратное явление. В процессе роста ребенка регуляция дыхания совершенствуется благодаря развитию периферических рецепторов и центра пневмотаксиса в варолиевом мосту. Появляется способность к произвольному управлению дыханием, условно-рефлекторное повышение легочной вентиляции перед физическими нагрузками. Однако у детей в 7–8 лет и даже 12–14 лет физические нагрузки должны сочетаться с отдыхом и только к 17–18 годам подростки способны к длительной мышечной работе.

Произвольная регуляция дыхания развивается вместе с развитием речи. Совершенствование этой регуляции отмечается в первые годы жизни. Пневмограмма детей, особенно новорожденных и грудного возраста, отличается большой вариабельностью амплитуды и соотношений отдельных элементов кривой. На фазе вдоха часто видны дополнительные волны добавочных вдохов. Ритм дыхания относительно правильный наблюдается только в состоянии сна и при сосредоточении внимания ребенка, при полном торможении его двигательной активности. Во время обычного бодрствования на кривой отмечается периодическое дыхание.

Глава 7
Физиология пищеварения

Соотношение типов питания и особенности системы пищеварения в онтогенезе

Система пищеварения ребенка обладает рядом существенных особенностей, отличающих ее от системы пищеварения взрослого. Это обусловлено как недоразвитием важнейших структурных элементов в морфологическом и функциональном отношениях, так и тем, что система пищеварения ребенка, особенно первых месяцев жизни, характеризуется четкой возрастной специализацией к определенному виду и форме питания. Кроме того, в связи с ростом организма ребенка потребность в пластических и энергетических материалах столь велика, что его система пищеварения должна работать гораздо более интенсивно, чем у взрослого человека.

Наибольшие морфофункциональные особенности органов и системы пищеварения свойственны новорожденным и детям грудного возраста. Как известно, внутриутробно плод получает все необходимое из материнской крови и околоплодных вод практически непрерывно. После перевязки пуповины поступление питательных веществ в организм ребенка прекращается, что вызывает немедленное обеднение крови новорожденного питательными веществами и обусловливает резко выраженное повышение возбудимости пищевого центра, внешним проявлением которого служит крик, поисковые рефлексы и особенно способность осуществлять активные сосательные движения в первые же 10–15 минут после перевязки пуповины.

Эндогенное возбуждение пищевого центра длится в среднем 1–1,5 часа, а начиная со второго часа после рождения вплоть до 12-го часа оно угасает. Проявлением этого служит утрата способности ребенка самостоятельно пробуждаться в течение 12–16 часов и отсутствие искательных пищевых реакций. Чтобы вызвать сосательные движения в этом периоде, требуется искусственное рефлекторное возбуждение (раздражение губ, щек, полости рта путем вкладывания соска в рот, вкусовыми и температурными свойствами молока).

Сразу же после рождения ребенок имеет все необходимое для перехода на новый тип принятия пищи – питание экзогенной пищей.

Знание особенностей функционирования системы пищеварения детского возраста является непременным условием не только для организации полноценного питания, но и предпосылкой профилактики расстройств пищеварения у детей.

Недоучет ферментных возможностей пищеварительного тракта и назначение прикорма в то время и в том виде, когда для его усвоения еще нет физиологических условий, легко вызывает резкие нарушения деятельности желудочно-кишечного тракта. Педиатру и родителям необходимо не только учитывать возрастные особенности системы пищеварения, но и иметь представление об основных видах и формах пищевых продуктов, включение которых наиболее целесообразно в каждом возрасте.

В частности, нужно помнить, что молозиво и грудное молоко являются единственным естественным видом пищи ребенка в течение первых 5 месяцев жизни, поскольку отвечают всем физиологическим особенностям системы пищеварения детей этого возраста. Существующее среди некоторых педиатров мнение о нецелесообразности кормления новорожденных молозивом с физиологической точки зрения неверно. Действительно, во-первых, молозиво уже есть в достаточном количестве к моменту рождения ребенка. Во-вторых, оно очень богато белком (9–12 %), в нем содержится 4–5 % жира, общая калорийность молозива в два раза выше зрелого молока. В-третьих, в молозиве содержатся необходимые для новорожденного ферменты (каталаза, пероксидаза), а также антитела и антитоксины, имеющие чрезвычайно важное значение для формирования резистентности организма. В-четвертых, молозиво хорошо утилизируется организмом новорожденного.

Вместе с тем не следует забывать, что после 5 месяцев грудное молоко уже не может полностью удовлетворять потребностям организма в питательных веществах. Затянувшееся свыше 6–7 месяцев кормление грудным молоком без добавок других видов пищи ведет к развитию у детей анемии, запоров и снижению тургора тканей. Причиной анемии является недостаточное содержание в грудном молоке железа.

Ранее пятого месяца переводить ребенка на смешанное питание нецелесообразно, а иногда и опасно, т. к. желудочно-кишечный тракт еще недостаточно сформирован и к тому же чувствительность его к необычным пищевым раздражителям высокая. С пятого—шестого месяца прикармливание становится и возможным, и необходимым, поскольку ЖКТ претерпевает существенные преобразования. В частности, емкость желудка с 30–40 мл при рождении увеличивается до 100 мл к третьему месяцу и до 300 мл к одному году. Более интенсивно происходит слюноотделение, нарастает секреторная активность желез желудка, сокоотделение в желудке начинает протекать в обе фазы – сложнорефлекторную и нервно-химическую, т. е. создаются предпосылки для эффективного усвоения новых видов и форм питательных веществ, которые необходимы для дальнейшего роста и развития организма.

Переходить на смешанный тип питания следует осторожно и постепенно. Само питание по мере того, как ребенок растет, должно становиться все более разнообразным по набору питательных веществ и форме их приема.

Следует также помнить, что у новорожденных хорошо развита вкусовая рецепция, в особенности по отношению к горькому и соленому. Это важно иметь в виду при кормлении ребенка грудью, т. к. иногда пахучие вещества (чеснок, лук), а также спиртные напитки и лекарства (хинин и др.), употребляемые матерью, поступают в молоко и могут вызвать снижение аппетита ребенка и даже спровоцировать отказ от грудного кормления.

Пищеварение в полости рта грудных детей: роль слюны, взаимоотношения процессов глотания, сосания и дыхания

Секреция слюны у ребенка начинается сразу после рождения, хотя при питании молоком нет необходимости смачивать пищу и гидролизировать отсутствующие в молоке полисахариды. Слюна в этот период играет роль герметизатора ротовой полости при сосании, иначе ребенок заглатывал бы большие количества воздуха, которые раздували бы его желудок и кишечник. С переходом на питание твердой пищей количество образующейся слюны увеличивается. Масса трех пар слюнных желез новорожденного составляет 6 г. В течение первых 6 месяцев жизни она увеличивается в 3 раза и почти в 5 раз в течение первых двух лет.

Нежная, обильно снабженная кровеносными сосудами слизистая ротовой полости в первые 1,5–2 месяца очень ранима, т. к. в это время отмечается относительная сухость во рту из-за недостаточности слюной секреции. С 4–6 месяцев слюноотделение у грудных детей значительно усиливается. У детей доказана непрерывность секреции слюны, причем наибольшее ее количество выделяется во время приема пищи. В промежутки между приемами пищи слабая секреция слюны продолжается, но ребенок еще не умеет глотать слюну, что обусловливает постоянное (физиологическое) слюнотечение, которое прекращается к 1–1,5 годам. Слюноотделение усиливается в период прорезывания зубов. С переходом на более твердую пищу количество слюны увеличивается. У семилетних детей количество слюны такое же, как у взрослых. Отличает ее только слабощелочная реакция. После периода полового созревания слюна становится слабокислой.

В слюне новорожденных содержится амилаза, способная расщеплять крахмал и гликоген. Позднее появляется фермент мальтаза, расщепляющая мальтозу до глюкозы.

Активность амилазы слюны резко возрастает в течение первого года достигая практически тех же значений у годовалого ребенка, что и у взрослого. Наибольшее содержание амилазы в слюне наблюдается в возрасте от 2 до 7 лет, после 13 лет оно заметно снижается. Такая динамика не случайна. Дети раннего возраста должны усваивать большое количество углеводов, которые необходимы для питания их интенсивно развивающегося мозга.

Помимо ферментов в слюне новорожденных содержится лизоцим, обладающий выраженным бактерицидным действием. Муцин слюны предохраняет слизистую оболочку рта от повреждений, а азотистые соединения и минеральные соли слюны, смешиваясь с частицами молока, способствуют образованию в желудке более нежных рыхлых комочков казеина, что облегчает их переваривание в желудке и кишечнике.

Доношенный ребенок рождается с достаточно выраженной сосательной функцией, которая в течение первых дней претерпевает ряд определенных изменений. Дело в том, что акт сосания – сложный процесс, требующий строгой координации между дыханием, сосанием и глотанием. У взрослого человека глотание не может осуществляться одновременно с дыханием. У новорожденного все три процесса протекают одновременно. Этому способствует то, что вход в гортань новорожденного расположен выше, чем у взрослого. Акт сосания в течение нескольких дней становится все более совершенным и автоматизированным.