Развитие дыхательной системы в постнатальный период

Легкие полностью расправляются после первого вдоха новорожденного, во время которого альвеолы расширяются, их полости резко увеличиваются. Первый вдох новорожденного носит рефлекторный характер и возникает вследствие избыточного накопления углекислого газа в крови после прекращения плацентарного кровообращения. Легочное дыхание начинается у новорожденного ребенка еще до пережатия пуповины. Во время первого вдоха давление воздуха в легких становится равным атмосферному.

После рождения ребенка претерпевает изменение газовый состав крови. У новорожденного после первого вдоха отмечается высокое содержание углекислого газа в крови, но газовый состав крови быстро меняется и постепенно приближается к его составу у взрослого (табл. 6.2).

Содержание кислорода и углекислого газа в выдыхаемом воздухе у детей, %

У новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Диафрагмальный тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз, ребра принимают косое положение.

У новорожденных детей число дыхательных движений составляет 40— 60 в минуту, минутный объем дыхания — 600—700 мл. Продолжительность вдоха и выдоха у детей короче, чем у взрослых: вдох равен 0,5—0,6 с (у взрослых 0,9—2,8 с), а выдох — 0,7—1 с (у взрослых от 1,6 до 5,7 с).

Важно отметить

К моменту рождения все звенья дыхательной системы ребенка анатомически сформированы и готовы к работе, но на протяжении первых лет жизни идут активные процессы ее морфологического и функционального созревания.

В процессе онтогенеза различные отделы дыхательной системы активно развивается в структурном и функциональном плане.

С возрастом претерпевает изменение нос и носовые ходы. После рождения сильно растет наружная хрящевая часть носа, на протяжении первых пяти лет жизни максимально изменяются его размеры и форма. У новорожденного носовая полость имеет небольшие размеры. Ее высота составляет 17,5 мм при длине решетчатой кости 10,5 мм и верхней челюсти 7 мм. Носовая перегородка, разделяющая нос на правую и левую части, низкая. Носовые раковины, разделяющие носовую полость на носовые ходы, толстые, носовые ходы узкие, нижний ход отсутствует. Он образуется после 6 месяцев и продолжает увеличиваться до 13 лет, в дальнейшем мало изменяется. Поэтому в первые годы жизни у детей возможно затрудненное дыхание. Увеличение среднего носового хода начинается с 2 лет и продолжается до 20 лет. Слизистая оболочка носовой полости нежная и имеет хорошее кровоснабжение, что обеспечивает лучшее согревание воздуха.

Слезный канал у новорожденного выражен хорошо, но очень короток, его выходное отверстие лежит сравнительно близко ко дну носовой полости; добавочные полости носа развиты слабо. К 14 годам лобная и клиновидная пазухи достигают размеров и формы пазух взрослого человека. Больше других развита гайморова полость. Ячейки решетчатой кости находятся в зачаточном состоянии, на протяжении первого года наблюдается их интенсивный рост, и к 14 годам они достигают размеров ячеек взрослого. Характерно близкое расположение придаточных пазух к полостям носа.

Полость носа переходит в носоглотку и зев. Максимальное разрастание лимфоидной ткани наблюдается к четырем годам, с 14 до 15 лет начинаетс я ее обратное развитие. У новорожденного носоглотка невысокая, ее ширина сравнительно большая. Хоаны (внутренние носовые отверстия), соединяющие полость носа с полостью рта, круглой или треугольной формы. В течение первого года жизни они растут очень быстро, к двум годам их высота увеличивается в два раза, а форма становится овальной.

Глотка у детей более узкая, чем у взрослых, евстахиева труба широкая и короткая, располагается низко. Через нее инфекция легко проникает в среднее ухо.

Гортань у новорожденных располагается выше, чем у взрослых, обеспечивая возможность одновременно осуществлять дыхание и глотание. В раннем возрасте она имеет форму воронки, с возрастом принимает цилиндрическую форму. Активный рост гортани происходит в течение первых четырех лет жизни ребенка, затем — в период полового созревания. Наряду с ростом происходит опускание гортани. Положение, характерное для взрослого человека, гортань занимает после 17—20 лет. Голосовая цель узкая, характеризуется неравномерным ростом в разные возрастные периоды: до 3 лет — быстрый рост, затем, до 12 лет, ее рост незначителен. Надгортанник у новорожденных располагается близко к языку, он невелик, его края загнуты внутрь так, что он имеет вид желоба. Он широкий и короткий — ширина 1 см, длина 0,5 см. Размеры надгортанника к 16 годам увеличиваются в два раза. Постепенно он уплощается и к 10 годам у мальчиков приобретает форму, как у взрослого. У женщин процесс заканчивается к 20 годам.

Истинные голосовые складки у детей раннего возраста короче по отношению к голосовой щели, чем в последующее время (см. главу 13, параграф 13.4).

В 6—7 лет у детей появляются половые отличия. У мальчиков переднезадний диаметр гортани увеличивается с 3—5 лет и становится больше, чем у девочек, в 10—12 лет появляется выступ (кадык), в строении голосовых связок происходят изменения, и голос мутирует. В период полового созревания размеры гортани, длина голосовых складок у мальчиков больше, чем у девочек.

Трахея у новорожденных и детей первых месяцев жизни имеет просвет эллипсоидной формы, который к 15—20 годам постепенно становится круглым, окружность увеличивается. Трахея и бронхи у новорожденных короткие, вследствие этого инфекция быстро проникает в легкие. Их слизистые оболочки топкие, нежные и также быстро поражаются инфекцией. У новорожденных, как и у плода, трахея располагается выше, чем у взрослого. Растет она в соответствии с ростом тела. Особенно интенсивен рост в первые 6 месяцев жизни и в период полового созревания. К 14—16 годам верхний конец трахеи достигает VII шейного позвонка (у новорожденных он находится на уровне IV шейного позвонка). Длина трахеи к 10—15 годам увеличивается вдвое, к 25 годам — в три раза. Слизистая оболочка трахеи, как и носоглотки, нежна и богата кровеносными сосудами, но относительно суха вследствие недостаточного развития слизистых желез. У новорожденных и грудных детей хрящевая ткань трахеи эластична и мягка, вследствие чего она легко сжимается. У детей трахея легко суживается и расширяется. С 25-летнего возраста сужение и расширение трахеи становится затруднительным, а с 60-летнего — невозможным.

Бронхи у детей узкие, их хрящевая ткань мягкая, мышечные и эластические волокна развиты слабо, слизистая оболочка содержит мало слизистых желез, богато снабжена сосудами. Рост бронхов наиболее энергичен в первый год жизни и в период полового созревания. Левый бронх у новорожденных и детей раннего возраста всегда более длинный и узкий по сравнению с правым. У подростков в связи с усиленным ростом бронхов в длину происходят уменьшение их хрящевых стенок и усиленное развитие мышечной и эластической тканей. Бронхи детей содержат меньше хрящевой ткани по сравнению с взрослыми.

Деление легких на доли выражено со 2-го месяца пренатального развития. Легкие у плода плотные и спавшиеся, расправляются после первого вдоха и у новорожденных еще не развиты. Они относительно велики и продолжают непрерывный рост до 16 лет. Периоды наиболее интенсивного роста легких — 3 месяца и от 13 до 16 лет. Относительная масса легких уменьшается во все возрастные периоды. Объем легких значительно увеличивается в первый год жизни. В 2—3 месяца жизни ребенка его легкие занимают 2/3 объема грудной клетки. Увеличение объема легких происходит до 25 лет. Рост осуществляется за счет ветвления мелких бронхов, образования альвеол и увеличения их объема. Образование альвеолярных ходов заканчивается к 7—9 годам, альвеол — к 12—15, легочной ткани — к 15—25. С возрастом увеличивается масса легочной ткани, в ней становится больше эластических элементов. Различные отделы легких развиваются неодинаково. У новорожденного верхняя и средняя доли правого легкого почти одинакового размера, нижняя больше. Ко второму году жизни доли правого и левого легких приобретают те же размеры по отношению друг к другу, как и у взрослых.

Плевра новорожденного ребенка содержит много клеточных элементов и мало эластических и соединительнотканных волокон вплоть до 2—2,5 лет, ее строение приближается к строению взрослого к 7 годам.

Особенности развития дыхательной функции на разных возрастных этапах. У новорожденных диафрагма эластична, ее сухожильная часть занимает меньшую площадь, мышечная — большую. По мере развития мышечная часть увеличивается, с 60-летнего возраста начинает атрофироваться и взамен ее увеличивается сухожильная часть.

У грудных детей дыхание смешанное, с преобладанием диафрагмального. В возрасте от 3 до 7 лет начинает преобладать грудной тип дыхания, к 7 годам он становится выраженным. В 7—8 лет начинаются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков он преимущественно брюшной, у девочек — грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14—17 годам. Дыхание у детей частое и поверхностное в силу особенностей строения грудной клетки и дыхательных мышц. Частота дыхательных движений колеблется во время сна и бодрствования: 48— 63 дыхательных цикла в минуту во время сна младенца; во время бодрствования 50—60 — у детей первого года жизни, 35—40 — в 1—2 года, 25—35 — от 2 до 4 лет, 23—26 — у детей 4—6 лет. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания: до 18—20 раз в минуту. Взрослый 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.

Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию. У тренированных взрослых людей объем легочной вентиляции постепенно увеличивается, дыхание становится более редким и глубоким.

Важно отметить

Чем меньше возраст ребенка, тем чаще дыхание. Мальчики в возрасте 8 лет дышат чаще девочек. Глубина дыхания и легочная вентиляция у них больше, чем у девочек, на 100—400 мл. Относительный минутный объем дыхания у детей в 1—2 раза больше, чем у взрослых.

Дыхательный объем легких увеличивается с возрастом вместе с уменьшением частоты дыхания (табл. 6.3).

Таблица 6.3

Изменение величины дыхательного объема легких с возрастом.

С возрастом уменьшается относительный минутный объем легких (отношение минутного объема дыхания к массе тела). У новорожденных и детей первого года жизни он в два раза больше, чем у взрослых. Для детей характерно изменение дыхания при физической нагрузке: увеличивается частота дыхательных движений и практически не меняется дыхательный объем легких. Такое дыхание неэкономно и не может обеспечить длительное выполнение работы. Абсолютная величина потребления кислорода у мальчиков 8—9 лет в два раза меньше, чем у мальчиков 16—18 лет. У девочек при выполнении максимальной работы потребление кислорода меньше, чем у мальчиков, особенно в 8—9 и 16—18 лет. Эти особенности должны быть учтены при занятиях физическим трудом и спортом с детьми различного возраста.

Важно отметить

Важными этапами в развитии дыхательной функции легких являются: период новорожденности, возраст до 1 года, 2—4, 6—7 и 10—11 лет.

Возбудимость дыхательного центра и его чувствительность к газовому составу крови у плода, новорожденных и грудных детей низкая. Активность нейронов дыхательного центра и их возбудимость в школьном возрасте становится аналогичной взрослым. В период полового созревания у подростков отмечается повышение возбудимости дыхательного центра, ухудшается координация функций дыхательного аппарата. Но окончании полового созревания дыхательная функция приходит в норму.

Особенностью дыхательного центра плода является отсутствие реагирования на повышение содержания углекислого газа в крови при чувствительности к понижению содержания кислорода. Чувствительность дыхательного центра к содержанию углекислого газа повышается с возрастом: у подростков 9—16 лет и у взрослых она приблизительно одинакова. У новорожденных газообмен осуществляется в альвеолах и дыхательных ходах, поэтому соотношение между анатомическим и физиологическим мертвым пространством (дыхательные пути, в которых не происходит газообмен) у них иное, чем у взрослых. У новорожденных оно составляет 30—32% от дыхательного объема; у ребенка 6—7 лет — в два раза меньше (22—26%), чем у взрослого.

В первый год жизни ребенка происходит развитие бронхиального дерева и легочной паренхимы. Интенсивно развивается дыхательная функция легких: снижается эластичность и увеличивается растяжимость легочной ткани, снижаются сопротивление дыхательных путей, относительные величины легочной вентиляции и поглощения кислорода в легких, увеличивается их объем. В период от 2 до 4 лет на фоне роста бронхолегочных структур и размеров тела происходит развитие функции дыхания: улучшается проходимость дыхательных путей, увеличиваются объемные скорости дыхания, снижаются относительные величины легочной вентиляции и поглощения кислорода в легких, стабилизируется их удельная диффузионная способность. В период 6—7 лет в связи с преобладанием па этом этапе развития процесса расширения воздухоносных путей интенсивно снижается бронхиальное сопротивление, увеличивается скорость дыхания, улучшается равномерность распределения воздуха и кровотока в различных отделах легких, стабилизируется состав альвеолярного воздуха. В 10—11 лет параллельно приросту антропометрических показателей и развитию легочной паренхимы происходят увеличение легочных объемов, растяжимости легких и грудной клетки, дальнейшее значительное снижение относительных величин легочной вентиляции и поглощения кислорода в легких, возникают различия в величинах функциональных показателей дыхания у мальчиков и девочек.