Физиологичные особенности дыхания у детей. Особенности строения и функции дыхательной системы у детей
Органы дыхания - это несколько органов, объединенных в единую бронхолегочную систему. Она состоит из двух отделов: дыхательных путей, по которым проходит воздух; собственно легких. Дыхательные пути принято делить на: верхние дыхательные пути - нос, придаточные пазухи носа, глотка, евстахиевы трубы и некоторые другие образования; нижние дыхательные пути - гортань, система бронхов от самого крупного бронха организма - трахеи до самых мелких их разветвлений, которые принято называть бронхиолами. Функции органов дыхательных путей в организме Дыхательные пути: проводят воздух из атмосферы до легких; очищают воздушные массы от пылевых загрязнений; защищают легкие от вредных воздействий (на слизистой оболочке бронхов оседают, а затем выводятся из организма некоторые бактерии, вирусы, инородные частицы и пр.); согревают и увлажняют вдыхаемый воздух. Собственно легкие имеют вид множества мелких надутых воздухом мешочков (альвеол), соединенных между собой и похожих на гроздья винограда. Основной функцией легких является процесс газообмена, то есть поглощение из атмосферного воздуха кислорода - газа, жизненно необходимого для нормальной, слаженной работы всех систем организма, а также выделение в атмосферу отработанных газов и прежде всего углекислого газа. Все эти важнейший функции органов дыхания могут серьезно нарушаться при заболеваниях бронхолегочной системы. Органы дыхания детей отличаются от органов дыхания взрослого человека. Эти особенности строения и функции бронхолегочной системы необходимо учитывать при проведении гигиенических, профилактических и лечебных мероприятий у ребенка. У новорожденного дыхательные пути узкие,подвижность грудной клетки ограничена из за слабости грудной мускулатуры.Дыхание частое - 40-50 раз в минуту,ритм его неустойчивый.С возрастом частота дыхательных движений уменьшается и составляет в возрасте одного года 30-35 раз,в 3 года -25-30,а в 4-7 лет-22-26 раз в минуту.Глубина дыхания и легочная вентиляция увеличиваются в 2-2,5 раза. Hoc - это «сторожевой пес» дыхательных путей. Нос первым принимает на себя атаку всех вредныхвнешних воздействий. Нос - это центр информации о состоянии окружающей атмосферы. Он имеет сложную внутреннюю конфигурацию и выполняет разнообразные функции: через него проходит воздух; именно в носу вдыхаемый воздух нагревается и увлажняется до нужных для внутренней среды организма параметров; на слизистой оболочке носа в первую очередь оседает основная часть атмосферных загрязнений, микробов и вирусов; кроме того, нос является органом, обеспечивающим обоняние, то есть имеет способность ощущать запахи. Что обеспечивает ребенку нормальное дыхание через нос?Нормальное носовое дыхание крайне важно для детей любого возраста. Оно является заслоном для попадания инфекции в дыхательные пути, а следовательно, для возникновения бронхолегочных заболеваний. Хорошо прогретый чистый воздух - гарантия защиты от простуд. Кроме того, ощущение запахов развивает у ребенка представление о внешней среде, носит защитный характер, формирует отношение к пище, аппетит. Носовое дыхание является физиологически правильным дыханием. Необходимо следить, чтобы ребенок дышал носом. Дыхание через рот при отсутствии или резком затруднении носового дыхания всегда является признаком заболевания носа и требует специального лечения. Особенности носа у детейНос у детей имеет ряд особенностей. Полость носа относительно мала. Чем меньше ребенок, тем меньше полость носа. Носовые ходы очень узкие. Слизистая оболочка носа рыхлая, хорошо кровоснабжается сосудами, поэтому любое раздражение или воспаление приводит к быстрому возникновению отека и резкому уменьшению просвета носовых ходов вплоть до их полной непроходимости. Носовая слизь, которую постоянно продуцируют слизистые железы носа ребенка, достаточно густая. Слизь часто застаивается в носовых ходах, подсыхает и приводит к образованию корочек, которые, перекрывая носовые ходы, также способствуют нарушению носового дыхания. При этом ребенок начинает «сопеть» носом или дышать ртом. К чему может привести нарушение носового дыхания? Нарушение дыхания через нос может быть причиной одышки и других дыхательных расстройств у детей первых месяцев жизни. У грудных детей нарушается акт сосания и глотания, малыш начинает беспокоиться, бросает грудь, остается голодным, а если носовое дыхание отсутствует длительно, ребенок может даже хуже прибавлять в весе. Выраженное затруднение носового дыхания приводит к гипоксии - нарушению снабжения кислородом органов и тканей. Дети, плохо дышащие носом, хуже развиваются, отстают от сверстников в усвоении школьной программы. Отсутствие носового дыхания может даже привести к повышению внутричерепного давления и расстройству функции центральной нервной системы. При этом ребенок становится беспокойным, может жаловаться на головную боль. У некоторых детей отмечается нарушение сна. Дети с нарушенным носовым дыханием начинают дышать ртом, поступающий при этом в дыхательные пути холодный воздух легко приводит к простудным заболеваниям, такие дети чаще болеют. И, наконец, расстройство носового дыхания ведет к нарушению мироощущения. У детей, которые не дышат носом, снижено качество жизни. Придаточные пазухи носа Придаточные пазухи носа - это ограниченные воздушные пространства лицевого черепа, дополнительные резервуары воздуха. У маленьких детей они недостаточно сформированы, поэтому такие заболевания, как гайморит, синусит, у малышей в возрасте до 1 года встречаются крайне редко. Вместе с тем воспалительные заболевания придаточных пазух нередко беспокоят детей в более старшем возрасте. Заподозрить, что у ребенка воспаление придаточных пазух носа, бывает достаточно сложно, однако следует обратить внимание на такие симптомы, как головная боль, утомляемость, заложенность носа, ухудшение успеваемости в школе. Подтвердить диагноз может только специалист, при этом нередко врач назначает рентгенологическое исследование. 33. Глотка Глотка у детей относительно большая и широкая. В ней сосредоточено большое количество лимфоидной ткани. Наиболее крупные лимфоидные образования носят название миндалин. Миндалины и лимфоидная ткань играют защитную роль в организме, образуя лимфоидное кольцо Вальдейера-Пирогова (нёбные, трубные, глоточная, язычная миндалины). Глоточное лимфоидное кольцо защищает организм от бактерий, вирусов и выполняют другие важные функции. У маленьких детей миндалины развиты слабо, поэтому такое заболевание, как ангина, у них встречается редко, а вот простудные болезни, наоборот, чрезвычайно часты. Это связано с относительной незащищенностью глотки. Миндалины достигают максимума своего развития к 4-5 годам, и в этом возрасте дети начинают меньше страдать от простуд. В носоглотку открываются такие важные образования, как евстахиевы трубы, соединяющие среднее ухо (барабанную полость) с глоткой. У детей устья этих труб короткие, что часто является причиной воспаления среднего уха, или отита, при развитии носоглоточной инфекции. Инфицирование уха происходит в процессе глотания, чихания или просто от насморка. Длительное течение отитов связано именно с воспалением евстахиевых труб. Профилактикой возникновения воспаления среднего уха у детей является тщательное лечение любой инфекции носа и глотки. Гортань Гортань - это воронкообразное образование, следующее за глоткой. Она прикрывается при глотании надгортанником, похожим на крышку, препятствующую попаданию пищи в дыхательные пути. Слизистая оболочка гортани также богато снабжена сосудами и лимфоидной тканью. Отверстие в гортани, по которому проходит воздух, называется голосовой щелью. Она узкая, по бокам щели находятся голосовые связки - короткие, тонкие, поэтому детские голоса высокие, звонкие. Любое раздражение или воспаление может вызвать отек голосовых связок и подсвязочного пространства и привести к нарушению дыхания. Этим состояниям больше других подвержены дети младшего возраста. Воспалительный процесс в гортани носит название ларингит. Кроме того, если у малыша имеется недоразвитие надгортанника или нарушение его иннервации, он может поперхиваться, у него периодически возникает шумное дыхание, которое носит название стридогх По мере роста и развития ребенка эти явления постепенно исчезают. . У некоторых детей дыхание от самого рождения может быть шумным, сопровождается храпением и сопением, но не во сне, как это иногда бывает у взрослых, а во время бодрствования. В случае беспокойства и плача эти нехарактерные для ребенка шумовые явления могут усиливаться. Это так называемый врожденный стридор дыхательных путей, причиной его есть врожденная слабость хрящей носа, гортани и надгортанника. Хотя из носа и нет никаких выделений, сначала родителям кажется, что в ребенка насморк, тем не менее примененное лечение не дает желательного результата - дыхание малыша одинаково сопровождается разнообразными звуками. Обратите внимание, как ребенок дышит во сне: если - спокойно, а перед тем как заплакать, снова начинает «похрюкивать», судя по всему, это - то, о чем мы гоорим. Обычно к двум годам, в меру укрепления хрящевой ткани, стридорозное дыхание само по себе исчезает, но до этого времени в случае острых респираторных заболеваний дыхания ребенка, который имеет такие особенности строения верхних дыхательных путей, может значительно ухудшаться. Ребенок, страдающий стридором, должен наблюдаться педиатром, консультироваться ЛОР-врачом и невропатологом. 34. Бронхи Нижние дыхательные пути представлены в основном трахеей и бронхиальным деревом. Трахея является самой крупной дыхательной трубкой организма. У детей она широкая, короткая, эластичная, легко смещается и сдавливается любым патологическим образованием. Трахея укреплена хрящевыми образованиями - 14-16 хрящевыми полукольцами, которые служат каркасом этой трубке. Воспаление слизистой оболочки трахеи носит название трахеит. Это заболевание очень часто встречается у детей. Диагностировать трахеит можно по характерному очень грубому, низкого тембра кашлю. Обычно родители говорят, что ребенок кашляет, «как в трубу» или «как в бочку». Бронхи - это целая система воздуховодных трубочек, образующих бронхиальное дерево. Система ветвления бронхиального дерева сложна, она насчитывает 21 порядок бронхов - от самых широких, которые носят название «главные бронхи», до самых мелких их разветвлений, которые называются бронхиолами. Бронхиальные веточки опутаны кровеносными и лимфатическими сосудами. Каждая предыдущая веточка бронхиального дерева шире последующих, поэтому вся система бронхов напоминает перевернутое кроной вниз дерево. Бронхи у детей относительно узкие, эластичные, мягкие, легко смещаемые. Слизистая оболочка бронхов богата кровеносными сосудами, относительно сухая, так как у детей недоразвит секреторный аппарат бронхов, а продуцируемый бронхиальными железами секрет дерево относительно вязкий. Любое воспалительное заболевание или раздражение дыхательных путей у маленьких детей может привести к резкому сужению просвета бронхов из-за отека, скопления слизи, сдавления и стать причиной нарушения дыхания. С возрастом бронхи растут, их просветы становятся шире, продуцируемый бронхиальными железами секрет делается менее вязким, а нарушения дыхания в ходе различных бронхолегочных заболеваний встречаются реже. Каждый родитель должен знать, что в случае возникновения признаков затрудненного дыхания у ребенка любого возраста, особенно у маленьких детей, необходима срочная консультация врача. Доктор определит причину расстройства дыхания и назначит правильное лечение. Самолечение недопустимо, поскольку оно может привести к самым непредсказуемым последствиям. Заболевания бронхов принято называть бронхитами.К концу 3-й - в начале 4-й недели эмбрионального развития появляется выпячивание стенки передней кишки, из которого формируются гортань, трахея, бронхи и легкие. Это выпячивание быстро растет, на каудальном конце появляется колбовидное расширение, которое на 4-й неделе делится на правую и левую части (будущие правое и левое легкие). Каждая часть в дальнейшем делится на меньшие ветви (будущие доли). Образовавшиеся выпячивания врастают в окружающую мезенхиму, продолжая делиться и вновь образуя на своих концах шаровидные расширения - зачатки бронхов все более мелкого калибра. На 6-й неделе формируются долевые бронхи, на 8-10-й - сегментарные бронхи. С 16-й недели начинается формирование респираторных бронхиол. Таким образом, к 16-й неделе в основном формируется бронхиальное дерево. Это так называемая железистая стадия развития легких. С 16-й недели начинается образование просвета в бронхах (стадия реканализации), а с 24-й - формирование будущих ацинусов (альвеолярная стадия), к рождению не заканчивается, образование альвеол продолжается и в постнатальном периоде. К моменту рождения в легких плода насчитывается около 70 млн. первичных альвеол. Формирование хрящевого каркаса трахеи и бронхов начинается с 10-й недели, с 13-й недели начинается образование желез в бронхах, способствующих образованию просвета. Кровеносные сосуды образуются из мезенхимы на 20-й неделе, а моторные нейроны - с 15-й недели. Особенно быстро васкуляризация легких происходит на 26-28-й неделе. Лимфатические сосуды образуются на 9-10-й неделе, вначале в области корня легкого. К рождению они формируются полностью.
Формирование ацинусов, начавшееся с 24-й недели, к рождению не заканчивается, и их образование продолжается в постнатальном периоде.
К рождению ребенка дыхательные пути (гортань, трахея, бронхи и ацинусы) заполнены жидкостью, которая представляет собой продукт секреции клеток дыхательных путей. Она содержит незначительное количество белка и имеет низкую вязкость, что облегчает ее быстрое всасывание сразу же после рождения, с момента установления дыхания.
Сурфактант, слой которого (0,1-0,3 мкм) покрывает альвеолы, начинает синтезироваться в конце внутриутробного развития. В синтезе сурфактанта принимают участие метил- и фосфохолинтрансфераза. Метилтрансфераза начинает образовываться с 22-24-й недели внутриутробного развития, и ее активность прогрессивно увеличивается к рождению. Фосфохолинтрансфераза обычно созревает лишь к 35-й неделе гестации. Недостаток системы сурфактанта лежит в основе респираторного дистресс-синдрома, который чаще наблюдается у недоношенных детей, клинически проявляясь тяжелой дыхательной недостаточностью.
Приведенные сведения по эмбриогенезу позволяют считать, что врожденные стеноз трахеи и агенезия легкого являются результатом нарушения развития на очень ранних стадиях эмбриогенеза. Врожденные кисты легких - также следствие порока развития бронхов и накопления секрета в альвеолах.
Часть передней кишки, из которой происходят легкие, в дальнейшем превращается в пищевод. При нарушении правильного процесса эмбриогенеза остается сообщение между первичной кишечной трубкой (пищеводом) и желобоватым выпячиванием (трахеей) - пищеводно-трахеальные свищи. Хотя это патологическое состояние у новорожденных встречается редко, все же при его наличии их судьба зависит от времени установления диагноза и быстроты оказания необходимой медицинской помощи. Новорожденный с таким дефектом развития в первые часы выглядит вполне нормальным и свободно дышит. Однако при первой же попытке кормления в связи с попаданием молока из пищевода в трахею возникает асфиксия - ребенок синеет, в легких выслушивается большое количество хрипов, быстро присоединяется инфекция. Лечение такого порока развития только оперативное и должно осуществляться сразу же после установления диагноза. Задержка лечения вызывает тяжелые, подчас необратимые, органические изменения легочной ткани вследствие постоянного попадания в трахею пищи и желудочного содержимого.
Принято различать верхние (нос, глотка), средние (гортань, трахея, долевые, сегментарные бронхи) и нижние (бронхиолы и альвеолы) дыхательные пути. Знание строения и функции различных отделов органов дыхания имеет большое значение для понимания особенностей поражения органов дыхания у детей.
Верхние дыхательные пути. Нос у новорожденного относительно мал, полости его развиты плохо, носовые ходы узкие (до 1 мм). Нижний носовой ход отсутствует. Хрящи носа очень мягкие. Слизистая оболочка носа нежна, богата кровеносными и лимфатическими сосудами. К 4 годам формируется нижний носовой ход. По мере увеличения лицевых костей (верхняя челюсть) и прорезывания зубов увеличиваются длина и ширина носовых ходов. У новорожденных недостаточно развита пещеристая часть подслизистой ткани носа, которая развивается лишь к 8-9 годам. Этим объясняется относительная редкость кровотечений из носа у детей 1 года. Из-за недостаточного развития пещеристой ткани у детей раннего возраста слабо согревается вдыхаемый воздух, в связи с этим детей нельзя выносить на улицу при температуре ниже -10° С. Широкий носослезный проток с недоразвитыми клапанами способствует переходу воспаления из носа на слизистую оболочку глаз. Вследствие узости носовых ходов и обильного кровоснабжения слизистой оболочки появление даже незначительного воспаления слизистой оболочки носа вызывает у маленьких детей затруднение дыхания через нос. Дыхание же через рот у детей первого полугодия жизни почти невозможно, так как большой язык оттесняет надгортанник кзади.
Хотя придаточные пазухи носа начинают формироваться во внутриутробном периоде, к рождению они развиты недостаточно (табл. 1).
Таблица 1
Развитие придаточных пазух (синусов) носа
Название синуса |
Срок внутриутробного развития, месс |
Размер к рождению, мм |
Срок наиболее быстрого развития |
Срок обнаружения при рентгенологическом исследовании |
Решетчатый |
К 7-12 годам | |||
Верхнечелюстной |
От 2 до 7 лет | |||
Лобный |
Медленно до 7 лет, полностью развивается к 15-20 годам | |||
Клиновидный |
Медленно до 7 лет, полностью развивается к 15 годам |
Этими особенностями объясняется редкость таких заболеваний, как гайморит, фронтит, этмоидит, полисинусит (заболевание всех пазух) в раннем детском возрасте. При дыхании через нос воздух проходит с большим сопротивлением, чем при дыхании через рот, поэтому при носовом дыхании работа дыхательных мышц возрастает и дыхание становится более глубоким. Атмосферный воздух, проходя через нос, согревается, увлажняется и очищается. Согревание воздуха тем больше, чем ниже внешняя температура. Так, например, температура воздуха при прохождении через нос на уровне гортани лишь на 2...3° С ниже температуры тела. В носу происходит очищение вдыхаемого воздуха, причем в полости носа захватываются инородные тела размером больше 5-6 мкм (более мелкие частицы проникают в нижележащие отделы). В полость носа выделяется 0,5-1 л слизи в сутки, которая движется в задних 2/3 носовой полости со скоростью 8-10 мм/мин, а в передней трети - 1-2 мм/мин. Каждые 10 мин проходит новый слой слизи, которая содержит бактерицидные вещества (лизоцим, комплемент и др.), секреторный иммуноглобулин А.
Глотка у новорожденного узка и мала. Лимфоглоточное кольцо развито слабо. Обе небные миндалины у новорожденных в норме не выходят из-за дужек мягкого неба в полость зева. На втором году жизни наблюдается гиперплазия лимфоидной ткани, и миндалины выходят из-за передних дужек. Крипты в миндалинах развиты слабо, поэтому ангины у детей до года хотя и бывают, но реже, чем у более старших детей. К 4-10 годам миндалины уже развиты хорошо и могут легко гипертрофироваться. Миндалины по своему строению и функции близки к лимфатическим узлам.
Миндалины являются как бы фильтром для микроорганизмов, но при частых воспалительных процессах в них может формироваться очаг хронической инфекции. При этом они постепенно увеличиваются, гипертрофируются - развивается хронический тонзиллит, который может протекать с общей интоксикацией и вызывать сенсибилизацию организма.
Носоглоточные миндалины могут увеличиваться - это так называемые аденоидные вегетации, которые нарушают нормальное носовое дыхание, а также, являясь значительным рецепторным полем, могут вызывать аллергизацию, интоксикацию организма и т. д. Дети с аденоидами отличаются невнимательностью, что отражается на их учебе в школе. Кроме того, аденоиды способствуют формированию неправильного прикуса.
Среди поражений верхних дыхательных путей у детей наиболее часто наблюдаются риниты и ангины.
Средние и нижние дыхательные пути. Гортань к рождению ребенка имеет воронкообразную форму, хрящи ее нежные и податливые. Голосовая щель узкая и расположена высоко - на уровне IV шейного позвонка (у взрослых - на уровне VII шейного позвонка). Площадь поперечного сечения воздушного пути под голосовыми складками равна в среднем 25 мм, а длина голосовых складок - 4-4,5 мм. Слизистая оболочка нежна, богата кровеносными и лимфатическими сосудами. Эластическая ткань развита слабо. До 3 лет форма гортани одинакова у мальчиков и девочек. После 3 лет угол соединения щитовидных пластинок у мальчиков заостряется, что становится особенно заметным к 7 годам; к 10 годам у мальчиков гортань похожа на гортань взрослого мужчины.
Голосовая щель остается узкой до 6-7 лет. Истинные голосовые складки у маленьких детей короче, чем у старших (от этого у них и высокий голос); с 12 лет голосовые складки у мальчиков становятся длиннее, чем у девочек. Особенность строения гортани у детей раннего возраста объясняет и частоту ее поражения (ларингиты), причем нередко они сопровождаются затруднением дыхания - крупом.
Трахея к рождению ребенка почти полностью сформирована. Она имеет воронкообразную форму. Ее верхний край располагается на уровне IV шейного (у взрослого на уровне VII) позвонка. Бифуркация трахеи лежит выше, чем у взрослого. Ее ориентировочно можно определить как место пересечения линий, проведенных от spinae scapulae к позвоночнику. Слизистая оболочка трахеи нежна и богата кровеносными сосудами. Эластическая ткань развита слабо, а хрящевой ее каркас мягкий и легко суживает просвет. С возрастом происходит увеличение трахеи как в длину, так и в поперечнике, однако, по сравнению с ростом тела, скорость увеличения трахеи отстает, и лишь с периода полового созревания увеличение ее размеров ускоряется.
Диаметр трахеи изменяется в течение дыхательного цикла. Особенно значительно изменяется просвет трахеи во время кашля - продольный и поперечный размеры уменьшаются на 1/3. В слизистой оболочке трахеи много желез - приблизительно по одной железе на 1 мм 2 поверхности. Благодаря секреции желез поверхность трахеи покрывается слоем слизи толщиной 5 мкм, скорость движения слизи 10-15 мм/мин, что обеспечивается движением ресничек реснитчатого эпителия (10-35 ресничек на 1 мкм 2).
Особенности строения трахеи у детей определяют ее частые изолированные поражения (трахеиты), в виде комбинации с поражением гортани (ларинготрахеит) или бронхов (трахеобронхит).
Бронхи к моменту рождения сформированы достаточно хорошо. Слизистая оболочка имеет богатое кровоснабжение, покрыта тонким слоем слизи, которая движется со скоростью 0,25-1 см/мин. В бронхиолах движение слизи более медленное (0,15-0,3 см/мин). Правый бронх является как бы продолжением трахеи, он короче и несколько шире левого.
Мышечные и эластические волокна у детей первого года жизни развиты еще слабо. С возрастом увеличиваются как длина, так и просвет бронхов. Особенно быстро растут бронхи на первом году жизни, затем их рост замедляется. В период начала полового созревания темп их роста вновь возрастает. К 12-13 годам длина главных бронхов удваивается, с возрастом увеличивается сопротивление к спадению бронхов. У детей острый бронхит является проявлением респираторной вирусной инфекции. Реже наблюдается астматический бронхит при респираторной аллергии. Нежностью строения слизистой оболочки бронхов, узостью их просвета объясняют также относительно частое возникновение у детей раннего возраста бронхиолитов с синдромом полной или частичной обструкции.
Масса легких при рождении равна 50-60 г, что составляет 1/50 массы тела. В дальнейшем она быстро увеличивается, причем особенно интенсивно в течение первых 2 мес жизни и в пубертатный период. Она удваивается к 6 мес, утраивается - к году жизни, увеличивается почти в 6 раз к 4-5 годам, в 10 раз - к 12-13 годам и в 20 раз - к 20 годам.
У новорожденных легочная ткань менее воздушна и отличается обильным развитием кровеносных сосудов и рыхлой соединительной ткани в перегородках ацинусов. Эластическая ткань развита недостаточно, что и объясняет относительно легкое возникновение эмфиземы при различных легочных заболеваниях. Так, соотношение эластина и коллагена в легких (сухая ткань) у детей до 8 мес составляет 1: 3,8, в то время как у взрослого - 1: 1,7. К рождению ребенка собственно дыхательная часть легких (ацинус, где происходит газообмен между воздухом и кровью) развита недостаточно.
Альвеолы начинают формироваться с 4-6-й недели жизни, и их количество очень быстро увеличивается в течение первого года, нарастая до 8 лет, после чего увеличение легких происходит за счет линейного размера альвеол.
Соответственно увеличению числа альвеол возрастает и дыхательная поверхность, особенно значительно - в течение первого года.
Это соответствует большей потребности в кислороде детей. К рождению просвет терминальных бронхиол меньше 0,1 мм, к 2 годам он удваивается, к 4 - утраивается и к 18 годам увеличивается в 5 раз.
Узостью бронхиол объясняется частое возникновение ателектазов легких у детей раннего возраста. А. И. Струков выделил 4 периода в развитии легких у детей.
В I периоде (от рождения до 2 лет) происходит особенно интенсивное развитие альвеол.
Во II периоде (от 2 до 5лет) интенсивно развиваются эластическая ткань, мышечные бронхи с перибронхиальной и включенной в нее лимфоидной тканью. Вероятно, этим объясняются возрастание числа случаев пневмонии с затяжным течением и начало формирования хронических пневмоний у детей в преддошкольном возрасте.
В III периоде (5-7лет) происходит окончательное созревание структуры ацинуса, чем объясняется более доброкачественное течение пневмоний у детей дошкольного и школьного возраста.
В IV периоде (7-12 лет) происходит увеличение массы созревшей ткани легкого.
Как известно, правое легкое состоит из трех долей: верхней, средней инижней, а левое - из двух: верхней и нижней. Средней доле правого легкого соответствует язычковая доля в левом легком. Развитие отдельных долей легкого идет неравномерно. У детей 1-го года жизни хуже развита верхняя доля левого легкого, а верхняя и средняя доли правого легкого имеют почти одинаковые размеры. Лишь к 2 годам размеры отдельных долей легкого соответствуют друг другу, как у взрослых.
Наряду с делением легких на доли в последние годы большое значение приобретает знание сегментарного строения легких, так как оно объясняет особенности локализации поражений и всегда учитывается при оперативных вмешательствах на легких.
Как было сказано, формирование структуры легких происходит в зависимости от развития бронхов. После разделения трахеи на правый и левый бронхи каждый из них делится на долевые, которые подходят к каждой доле легкого. Затем долевые бронхи делятся на сегментарные. Каждый сегмент имеет вид конуса или пирамиды с вершиной, направленной к корню легкого.
Анатомическая и функциональная особенности сегмента определяются наличием самостоятельной вентиляции, концевой артерией и межсегментарными перегородками из эластической соединительной ткани. Сегментарный бронх с соответствующими кровеносными сосудами занимает определенный участок в доле легкого. Сегментарное строение легких хорошо выражено уже у новорожденных. В правом легком различают 10 сегментов, в левом легком - 9 (рис. 1).
Рис. 1. Сегментарное строение легких
Верхние левая и правая доли делятся на 3 сегмента: верхневерхушечный (1), верхнезадний (2) и верхнепередний (3). Иногда упоминают еще один дополнительный сегмент - подмышечный, который не считается самостоятельным.
Средняя правая доля делится на 2 сегмента: внутренний (4), расположенный медиально, и наружный (5), расположенный латерально. В левом легком средней доле соответствует язычковая, также состоящая из 2 сегментов - верхнеязычкового (4) и нижнеязычкового (5).
Нижняя доля правого легкого делится на 5 сегментов: базально-верхушечный (6), базально-медиальный (7), базально-передний (8), базально-боковой (9) и базально-задний (10).
Нижняя доля левого легкого делится на 4 сегмента: базально-верхушечный (6), базально-передний (8), базально-боковой (9) и базально-задний (10).
У детей пневмонический процесс наиболее часто локализуется в определенных сегментах, что связано с особенностями их аэрации, дренажной функцией их бронхов, эвакуацией из них секрета и возможностью попадания инфекции. Наиболее часто пневмония локализуется в нижней доле, а именно в базально-верхушечном сегменте (6). Этот сегмент в известной степени изолирован от остальных сегментов нижней доли. Его сегментарный бронх отходит выше других сегментарных бронхов и идет под прямым углом прямо назад. Это создает условия для плохого дренирования, так как дети раннего возраста обычно длительно находятся в положении лежа. Наряду с поражением 6-го сегмента пневмония также часто локализуется в верхнезаднем (2) сегменте верхней доли и базально-заднем (10) сегменте нижней доли. Именно этим и объясняется частая форма так называемых паравертебральных пневмоний. Особое место занимает поражение средней доли - при этой локализации пневмония протекает остро. Имеется даже термин «среднедолевой синдром».
Среднебоковой (4) и среднепередний (5) сегментарные бронхи расположены в области бронхопульмональных лимфатических узлов; они имеют относительно узкий просвет, значительную длину и отходят под прямым углом. Вследствие этого бронхи легко сдавливаются увеличенными лимфатическими узлами, что внезапно приводит к выключению значительной дыхательной поверхности и является причиной развития тяжелой дыхательной недостаточности.
Одним из действий, осуществляемых при осмотре педиатром, является подсчет дыхательных движений. Этот простой на первый взгляд показатель несет важную информацию о состоянии здоровья в целом и о функционировании органов дыхания и сердечно-сосудистой системы в частности.
Как правильно подсчитать частоту дыхательных движений (ЧДД) в минуту? Это не составляет особой сложности. А вот с интерпретацией данных возникают определенные трудности. Это в большей степени касается молодых родителей, поскольку, получив результат у ребенка, в несколько раз превышающий свой собственный, они впадают в панику. Поэтому в данной статье предлагаем все же разобраться, какая норма ЧДД у детей. Таблица нам в этом поможет.
Особенности дыхательной системы ребенка
Первое, чего так долго ждет будущая мама - первый крик малыша. Именно с этим звуком происходит и первый его вдох. К моменту рождения органы, обеспечивающие дыхание ребенка, еще не до конца развиты, и только с ростом самого организма происходит их дозревание (как в функциональном, так и в морфологическом плане).
Носовые ходы (которые являются верхними дыхательными путями) у новорожденных имеют свои особенности:
. Они достаточно узкие.
. Относительно короткие.
. Внутренняя их поверхность нежная, с огромным количеством сосудов (кровеносных, лимфатических).
Поэтому даже при незначительных слизистая носа у ребенка быстро отекает, уменьшается и так маленький просвет, как результат - затрудняется дыхание, развивается одышка: маленькие дети еще не могут дышать ртом. Чем младше ребенок, тем опаснее могут быть последствия, и тем быстрее необходимо устранить патологическое состояние.
Легочная ткань у маленьких детей также имеет свои особенности. У них, в отличие от взрослых, слабо развита легочная ткань, а сами легкие имеют небольшой объем при огромном количестве кровеносных сосудов.
Правила подсчета частоты дыхания
Измерение частоты дыхательных движений не требует каких-либо особенных навыков или оснащения. Все, что понадобится - это секундомер (или часы с секундной стрелочкой) и соблюдение простых правил.
Человек должен находиться в спокойном состоянии и в удобной позе. Если речь идет о детях, особенно раннего возраста, то подсчет дыхательных движений лучше проводить во сне. Если такой возможности нет, следует максимально отвлечь испытуемого от проводимой манипуляции. Для этого достаточно взяться за запястье (где обычно определяется пульс) и тем временем подсчитывать частоту дыхания. Следует отметить, что и пульс у детей младше года (около 130-125 ударов в минуту) не должен вызывать опасений - это норма.
У грудничков настоятельно рекомендуется проводить подсчет частоты дыхания во время сна, поскольку плач может в значительной степени повлиять на результат и дать заведомо ложные цифры. Положив руку на переднюю брюшную стенку (или просто визуально), вы сможете с легкостью провести данное исследование.
Учитывая, что дыхание имеет свой ритмический цикл, необходимо соблюдать и длительность его подсчета. Обязательно проводите измерение ЧДД в течение целой минуты, а не умножая результат, полученный всего за 15 секунд, на четыре. Рекомендуется провести три подсчета и вычислить среднее значение.
Норма ЧДД у детей
Таблица демонстрирует нормы частоты дыхательных движений. Данные представлены для детей разных возрастных групп.
Как видим из таблицы, частота дыхательных движений в минуту тем выше, чем младше ребенок. Постепенно, по мере взросления, их количество уменьшается, и к пубертатному периоду, когда ребенку исполняется 14-15 лет, частота дыхания становится равной этому показателю у взрослого здорового человека. Каких-либо различий по половому признаку не наблюдается.
Типы дыхания
Существует три основных типа дыхания как у взрослого, так и у ребенка: грудной, брюшной и смешанный.
Грудной тип больше характерен для представительнец женского пола. При нем вдох/выдох обеспечиваются в большей степени за счет движений грудной клетки. Недостатком такого типа дыхательных движений является плохая вентиляция нижних отделов легочной ткани. Тогда как при брюшном типе, когда в большей степени задействована диафрагма (и визуально движется при дыхании передняя брюшная стенка), недостаток вентиляции испытывают верхние отделы легких. Данный тип дыхательных движений присущ в большей степени для мужчин.
А вот при смешанном типе дыхания происходит равномерное (одинаковое) расширение грудной клетки с увеличением объема ее полости во всех четырех направлениях (верхне-нижнем, боковых). Это наиболее правильный который обеспечивает оптимальную вентиляцию всей легочной ткани.
В норме частота дыхания у здорового взрослого человека равна 16-21 в одну минуту, у новорожденных - до 60 в минуту. Выше более подробно приведена норма ЧДД у детей (таблица с возрастными нормами).
Учащенное дыхание
Первым признаком поражения органов дыхания, особенно при инфекционных заболеваниях, является При этом обязательно будут и другие признаки простудного заболевания (кашель, насморк, хрипы и т. д.). Достаточно часто при повышении температуры тела увеличивается частота дыхания и учащается пульс у детей.
Задержка дыхания во сне
Достаточно часто у маленьких детей (особенно грудничков) во сне отмечаются кратковременные по длительности остановки дыхания. Это физиологическая особенность. Но если вы заметили, что подобные эпизоды учащаются, их продолжительность становится большей или возникают другие симптомы, такие как посинение губ или потеря сознания, немедленно необходимо вызывать "Скорую помощь", чтобы предотвратить необратимые последствия.
Заключение
Органы дыхания у имеют ряд особенностей, способствующих их частому поражению и быстрой декомпенсации состояния. Это, прежде всего, связано с их незрелостью к моменту рождения, определенными анатомо-физиологическими особенностями, незавершенной дифференциацией структур центральной нервной системы и их непосредственным влиянием на дыхательный центр и органы дыхания.
Чем младше ребенок, тем меньшим объемом легких он обладает, тем, следовательно, ему потребуется сделать большее количество дыхательных движений (вдох/выдох), чтобы обеспечить организм необходимым объемом кислорода.
Подводя итоги
Следует помнить, что у детей первых месяцев жизни достаточно часто встречается дыхательная аритмия. Чаще всего это не является патологическим состоянием, а лишь свидетельствует о возрастных особенностях.
Итак, теперь и вы знаете, какая норма ЧДД у детей. Таблица средних показателей должна приниматься во внимание, но не следует паниковать при небольших отклонениях. И обязательно проконсультируйтесь с врачом, прежде чем делать поспешные выводы!
Типы дыхания в зависимости от возраста и пола ребёнка:
- диафрагмальный - после рождения наиболее активное участие в акте дыхания принимает диафрагма; рёберная мускулатура – очень незначительное;
- грудобрюшной (смешанный) появляется у ребёнка в грудном возрасте.
- грудной – такой тип дыхания у детей 3-7 лет отмечается хорошо развитыми мышцами плечевого пояса, функция которых при дыхании значительно преобладает над диафрагмальными мышцами;
С 8 до 14 лет тип дыхания зависит от пола: у мальчиков формируется брюшной, у девочек – грудной тип.
Нарушение типа дыхания указывает на поражение соответствующих мышц.
При тяжелых состояниях ребенка разной этиологии (в результате изменений в координации работы дыхательного центра) отмечаются такие виды значительных патологических дыханий:
- дыхание Чейн-Стокса (ирландские врачи XIX века) (рис.79) - вначале с каждым вдохом происходит постепенное увеличение его глубины и частоты до максимума, затем амплитуда и частота вдоха уменьшаются (всего 10-12 дыхательных движений) и наступает апноэ продолжительностью 20-30 секунд, иногда больше. После этого указанный цикл повторяется. При продолжительной паузе апноэ ребенок может терять сознание. Это самый неблагоприятный тип дыхания.
Рис. 7. Дыхание Чейн-Стокса
Наиболее частая патогенетическая причина дыхания Чейн-Стокса - нарушение кровообращения головного мозга в месте дыхательного центра; возникает это при менингите, кровоизлияниях в головной мозг, тяжелой сердечной недостаточности, воспалительных процессах со значительной интоксикацией;
Не менее прогностически неблагоприятным нарушением координации диафрагмальных и грудных мышц является дыхание Грокко-Фругони, возникающее в результате изменений в работе дыхательного центра. При таком виде дыхания верхняя часть находится в состоянии вдоха, а нижняя - в состоянии выдоха. Причины: менингит, коматозные состояния, нарушение мозгового кровообращения. Такое нарушение ритма дыхания часто предшествует началу дыхания Чейн-Стокса и бывает после его окончания;
- дыхание Куссмауля (немецкий терапевт XIX века) (шумное, большое) представляет собой тахипноэ со значительным углублением дыхания, слышимое на расстоянии, напоминает дыхание «загнанного зверя».
Рис. 8. Дыхание Куссмауля
Частая причина - раздражение дыхательного центра при ацидозе, то есть накопление кислых продуктов обмена веществ, например, при сахарном диабете, а также на фоне воспалительных процессов кишечника со значительным токсикозом; может быть при гипотрофии III степени;
- дыхание Биота (французский врач XIX века) (рис. 9) - через несколько (2-5) дыхательных движений одинаковой амплитуды наступает пауза апноэ продолжительностью 5-30 секунд; при длительной паузе ребенок может терять сознание.
Причина - значительное повреждение головного мозга, например, при менингите, а также при поражениях, расположенных рядом с дыхательным центром (кровоизлияние);
Рис. 9. Дыхание Биота
- хаотическое дыхание - не только аритмичное, но и разнообразное по глубине (рис. 10).
Рис. 10. Хаотическое дыхание
Один из частых признаков заболеваний дыхательной системы представляет собой затруднение дыхания с нарушением его частоты, глубины и ритма . Существует 3 вида одышки: инспираторная, экспираторная и смешанная (инспираторно-экспираторная).
Инспираторная одышка - результат нарушения движения воздуха во время вдоха через верхние участки дыхательных путей.
Клинические признаки:
Удлиненный затрудненный вдох;
Затрудненное дыхание, нередко со свистящим вдохом;
В тяжелом состоянии шумный вдох;
Дыхание глубокое:
Развивается брадипноэ:
Участие вспомогательной мускулатуры в акте дыхания;
Так как воздуха поступает меньше нормы, отмечается весьма характерный признак этого вида одышки - втяжение межреберных мышц, участков яремной, над- и подключичной ямок и эпигастрия;
При рахите (смягчение костной ткани) втяжение в области Гаррисоновой борозды.
Инспираторная одышка - один из главных признаков стенозируюшего менинготрахеита (ложный круп) и дифтерии (истинный круп), инородного тела в гортани и трахее.
Экспираторная одышка - результат нарушения прохождения воздуха во время выдоха через нижние дыхательные пути (бронхиолы и мелкие бронхи).
Клинические признаки :
Удлиненный выдох:
Затрудненный выдох;
Тахипноэ, переходящее в брадипноэ при ухудшении состояния;
Участие вспомогательной мускулатуры в акте дыхания, главным образом мышц живота;
Так как выдох затруднен и происходит накопление воздуха в легочной ткани, отмечается выпячивание межреберных мышц;
При затяжном процессе может перейти в приступ удушья.
Экспираторная одышка - один из главных признаков обструктивного бронхита, бронхиальной астмы, при которых происходит сужение терминальных отделов бронхов.
Смешанная одышка - это затруднение вдоха и выдоха, часто на фоне тахипноэ. Встречается она при многих заболеваниях дыхательной системы (пневмония, бронхит, плеврит), а также других систем (метеоризм, недостаточность кровообращения).
Запасы кислорода в организме очень ограничены, и их хватает на 5-6 мин. Обеспечение организма кислородом осуществляется в процессе дыхания. В зависимости от выполняемой функции различают 2 основные части легкого: проводящую часть для подачи воздуха в альвеолы и выведения его наружу и дыхательную часть, где происходит газообмен между воздухом и кровью. К проводящей части относят гортань, трахею, бронхи, т. е. бронхиальное дерево, а к собственно дыхательной - ацинусы, состоящие из приводящей бронхиолы, альвеолярных ходов и альвеол. Под внешним дыханием подразумевается обмен газов между атмосферным воздухом и кровью капилляров легких. Он осуществляется посредством простой диффузии газов через альвеолярно-капиллярную мембрану вследствие разницы давления кислорода во вдыхаемом (атмосферном) воздухе и венозной крови, притекающей по легочной артерии в легкие из правого желудочка (табл.2).
Таблица 2
Парциальное давление газов во вдыхаемом и альвеолярном воздухе, артериальной и венозной крови (мм.рт.ст.)
Показатель |
Вдыхаемый воздух |
Альвеолярный воздух |
Артериальная кровь |
Венозная кровь |
РО 2 | ||||
РСО 2 | ||||
Р N 2 | ||||
РН 2 О | ||||
Общее давление |
Разница давления кислорода в альвеолярном воздухе и венозной крови, протекающей по легочным капиллярам, составляет 50 мм рт. ст. Это обеспечивает переход кислорода в кровь через альвеолярно-капиллярную мембрану. Разница давления углекислого газа обусловливает его переход из венозной крови в альвеолярный воздух. Эффективность функции системы внешнего дыхания определяется тремя процессами: вентиляцией альвеолярного пространства, адекватным вентиляции легких капиллярным кровотоком (перфузией), диффузией газов через альвеолярно-капиллярную мембрану. По сравнению со взрослыми, у детей, особенно первого года жизни, имеются выраженные отличия внешнего дыхания. Это объясняется тем, что в постнатальном периоде происходит дальнейшее развитие респираторных отделов легких (ацинусов), где происходит газообмен. Кроме того, у детей имеются многочисленные анастомозы между бронхиальными и легочными артериями и капиллярами, что является одной из причин шунтирования крови, минуя альвеолярные пространства.
В настоящее время функцию внешнего дыхания оценивают по следующим группам показателей.
Легочная вентиляция - частота (f), глубина (Vt), минутный объем дыхания (V), ритм, объем альвеолярной вентиляции, распределение вдыхаемого воздуха.
Легочные объемы - жизненная емкость легких (ЖЕЛ, Vc), общая емкость легких, резервный объем вдоха (РОвд, IRV), резервный объем выдоха (РОвыд, ERV), функциональная остаточная емкость (ФОЕ), остаточный объем (ОО).
Механика дыхания - максимальная вентиляция легких (МВЛ, Vmax), или предел дыхания, резерв дыхания, форсированная жизненная емкость легких (FEV) и ее отношение к ЖЕЛ (индекс Тиффно), бронхиальное сопротивление, объемная скорость вдоха и выдоха при спокойном и форсированном дыхании.
Легочный газообмен - величина потребления кислорода и выделения углекислого газа в 1 мин, состав альвеолярного воздуха, коэффициент использования кислорода.
Газовый состав артериальной крови - парциальное давление кислорода (РО 2) и углекислого газа (РСО 2), содержание оксигемоглобина в крови и артериовенозная разница по гемоглобину и оксигемоглобину.
Глубина дыхания, или дыхательный объем (ДО, или Vt, в мл), у детей как в абсолютных, так и относительных числах значительно меньше, чем у взрослого человека (табл. 3).
Таблица 3
Дыхательный объем у детей в зависимости от возраста
Возраст |
Дыхательный объем у детей, мл |
|||
По Н. А. Шалкову |
||||
Абс. число |
На 1 кг массы тела |
Абс. число |
На 1 кг массы тела |
|
Новорожденный | ||||
Взрослые |
Это объясняется двумя причинами. Одной из них, естественно, является небольшая масса легких у детей, которая увеличивается с возрастом, причем в течение первых 5 лет в основном за счет новообразования альвеол. Другой, не менее важной причиной, объясняющей поверхностное дыхание детей раннего возраста, являются особенности строения грудной клетки (передне- задний размер приблизительно равен боковому, ребра от позвоночника отходят почти под прямым углом, что ограничивает экскурсию грудной клетки и изменение объема легких). Последний изменяется благодаря преимущественно движению диафрагмы. Увеличение дыхательного объема в покое может свидетельствовать о дыхательной недостаточности, а его снижение - о рестриктивной форме дыхательной недостаточности или ригидности грудной клетки. В то же время потребность в кислороде у детей значительно выше, чем у взрослых, что зависит от более интенсивного обмена веществ. Так, у детей первого года жизни потребность в кислороде на 1 кг массы тела составляет приблизительно около 7,5-8 мл/мин, к 2 годам она несколько возрастает (8,5 мл/мин), к 6 годам достигает максимальной величины (9,2 мл/мин), а затем постепенно снижается (в 7 лет - 7,9 мл/мин, 9 лет - 6,8 мл/мин, 10 лет - 6,3 мл/мин, 14 лет - 5,2 мл/мин). У взрослого она составляет всего 4,5 мл/мин на 1 кг массы тела. Поверхностный характер дыхания, его неритмичность компенсируются большей частотой дыхания (f). Так, у новорожденного - 40-60 дыханий в 1 мин, у годовалого - 30-35, у 5-летнего - 25, 10-летнего - 20, у взрослого - 16-18 дыханий в 1 мин. Частота дыхания отражает компенсаторные возможности организма, но в сочетании с малым дыхательным объемом тахипноэ свидетельствует о дыхательной недостаточности. Благодаря большей частоте дыхания, на 1 кг массы тела минутный объем дыхания значительно выше у детей, особенно раннего возраста, чем у взрослых. У детей до 3 лет минутный объем дыхания почти в 1,5 раза больше, чем у 11-летнего ребенка, и в 2 с лишним раза, чем у взрослого (табл. 4).
Таблица 4
Минутный объем дыхания у детей
Показатели |
Новорож денные |
3 мес |
6 мес |
1 год |
3 года |
6 лет |
11 лет |
14 лет |
Взрослые |
МОД, см | |||||||||
МОД на 1 кг массы тела |
Наблюдения за здоровыми и детьми, больными пневмонией, показали, что при низких температурах (0...5° С) отмечается урежение дыхания при сохранении его глубины, что является, по-видимому, наиболее экономным и эффективным дыханием для обеспечения организма кислородом. Интересно отметить, что теплая гигиеническая ванна вызывает повышение вентиляции легких в 2 раза, причем это повышение происходит преимущественно за счет нарастания глубины дыхания. Отсюда становится вполне понятным предложение А. А. Киселя (выдающегося советского педиатра), которое он сделал еще в 20-х годах прошлого века и которое получило распространение в педиатрии, широко использовать лечение пневмоний холодным свежим воздухом.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ, Vc), т. е. количество воздуха (в миллилитрах), максимально выдыхаемого после максимального вдоха (определяется спирометром), у детей значительно ниже, чем у взрослых (табл. 5).
Таблица 5
Жизненная емкость легких
Возраст |
ЖЕЛ, мл |
Объемы, мл |
||
дыхательный |
резервный выдох |
резервный вдох |
||
4 года | ||||
6 лет | ||||
Взрослый |
Если сравнить величины жизненной емкости легких с объемом дыхания в спокойном положении, то оказывается, что дети в спокойном положении используют лишь около 12,5% ЖЕЛ.
Резервный объем вдоха (РОвд, IRV) - максимальный объем воздуха (в миллилитрах), который можно дополнительно вдохнуть после спокойного вдоха.
Для его оценки имеет большое значение отношение РОвд к ЖЕЛ (Vc). У детей в возрасте от 6 до 15 лет РОвд/ЖЕЛ колеблется от 55 до 59%. Снижение этого показателя наблюдается при рестриктивных (ограничительных) поражениях, особенно при снижении эластичности легочной ткани.
Резервный объем выдоха (РОвыд, ERV) - максимальный объем воздуха (в миллилитрах), который можно выдохнуть после спокойного вдоха. Так же, как и для резервного объема вдоха, для оценки РОвыд (ERV) имеет значение его отношение к ЖЕЛ (Vc). У детей в возрасте от 6 до 15 лет РОвыд/ЖЕЛ составляет 24-29% (увеличивается с возрастом).
Жизненная емкость легких уменьшается при диффузных поражениях легких, сопровождающихся снижением эластической растяжимости легочной ткани, при увеличении бронхиального сопротивления или уменьшении дыхательной поверхности.
Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ, FEV), или объем форсированного выдоха (ОФВ, л/с), - количество воздуха, которое может быть выдохнуто при форсированном выдохе после максимального вдоха.
Индекс Тиффно (FEV в процентах) - отношение ОФВ к ЖЕЛ (FEV%), в норме за 1 с ОФВ составляет не менее 70% фактической ЖЕЛ.
Максимальная вентиляция легких (МВЛ, Vmax), или предел дыхания, - максимальное количество воздуха (в миллилитрах), которое может быть провентилировано за 1 мин. Обычно этот показатель исследуют в течение 10 с, так как могут возникнуть признаки гипервентиляции (головокружение, рвота, обморочное состояние). МВЛ у детей значительно меньше, чем у взрослых (табл. 6).
Таблица 6
Максимальная вентиляция легких у детей
Возраст, годы |
Средние данные, л/мин |
Возраст, годы |
Средние данные, л/мин |
Так, у ребенка 6 лет предел дыхания почти в 2 раза меньше, чем у взрослого. Если известен предел дыхания, то не представляет затруднений вычислить величину резерва дыхания (из предела вычитают величину минутного объема дыхания). Меньшая величина жизненной емкости и учащенное дыхание значительно снижают резерв дыхания (табл. 7).
Таблица 7
Резерв дыхания у детей
Возраст, годы |
Резерв дыхания, л/мин |
Возраст, годы |
Резерв дыхания, л/мин |
Об эффективности внешнего дыхания судят по разнице содержания кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Так, эта разница у детей первого года жизни составляет всего 2-2,5%, в то время как у взрослых она достигает 4-4,5%. В выдыхаемом воздухе у детей раннего возраста содержится меньше и углекислого газа - 2,5%, у взрослых - 4%. Таким образом, дети раннего возраста за каждое дыхание поглощают меньше кислорода и выделяют меньше углекислого газа, хотя газообмен у детей более значителен, чем у взрослых (в пересчете на 1 кг массы тела).
Большое значение в суждении о компенсаторных возможностях системы внешнего дыхания имеет коэффициент использования кислорода (КИО 2) - количество поглощенного кислорода (ПО 2) из 1 л вентилируемого воздуха.
КИО 2 =ПО 2 (мл/мин) / МОД (л/мин).
У детей до 5 лет КИО 2 равен 31-33 мл/л, а в возрасте 6-15 лет - 40 мл/л, у взрослых - 40 мл/л. КИО 2 зависит от условий диффузии кислорода, объема альвеолярной вентиляции, от координации легочной вентиляции и кровообращения в малом круге.
Транспорт кислорода от легких к тканям осуществляется кровью, в основном в виде химического соединения с гемоглобином - оксигемоглобина и в меньшей мере - в растворенном состоянии. Один грамм гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода, следовательно, от количества гемоглобина зависит объем связанного кислорода. Поскольку у новорожденных в течение первых дней жизни содержание гемоглобина выше, чем у взрослых, то и кислородсвязывающая способность крови у них выше. Это позволяет новорожденному пережить критический период - период становления легочного дыхания. Этому способствует также более высокое содержание фетального гемоглобина (HbF), который обладает большим сродством к кислороду, чем гемоглобин взрослого (НbА). После установления легочного дыхания содержание HbF в крови ребенка быстро уменьшается. Однако при гипоксии и анемиях количество HbF вновь может увеличиваться. Это как бы компенсаторное приспособление, оберегающее организм (особенно жизненно важные органы) от гипоксии.
Способность к связыванию кислорода гемоглобином определяется также температурой, pH крови и содержанием углекислого газа. При повышении температуры, снижении pH и нарастании РСО 2 кривая связывания смещается вправо.
Растворимость кислорода в 100 мл крови при РО 2 , равном 100 мм рт. ст., составляет всего 0,3 мл. Растворимость кислорода в крови значительно возрастает при повышении давления. Повышение давления кислорода до 3 атм обеспечивает растворение 6% кислорода, что достаточно для поддержания тканевого дыхания в состоянии покоя без участия оксигемоглобина. Этим приемом (оксибаротерапией) в настоящее время пользуются в клинике.
Кислород капиллярной крови диффундирует в ткани также благодаря градиенту давления кислорода в крови и клетках (в артериальной крови давление кислорода составляет 90 мм рт. ст., в митохондриях клеток оно составляет всего 1 мм рт. ст.).
Особенности тканевого дыхания изучены значительно хуже, чем остальные этапы дыхания. Однако можно предполагать, что интенсивность тканевого дыхания у детей выше, чем у взрослых. Это косвенно подтверждается более высокой активностью ферментов крови у новорожденных по сравнению со взрослыми. Одной из существенных особенностей обмена веществ у детей раннего возраста является увеличение доли анаэробной фазы обмена веществ по сравнению с таковой у взрослых.
Парциальное давление углекислого газа в тканях выше, чем в плазме крови, вследствие непрерывности процессов окисления и освобождения углекислого газа, поэтому Н 2 СО 3 легко поступает из тканей в кровь. В крови Н 2 СО 3 находится в виде свободной угольной кислоты, связанной с белками эритроцитов, и в виде гидрокарбонатов. При pH крови 7,4 соотношение свободной угольной кислоты и связанной в виде натрия гидрокарбоната (NаНСО 3) всегда составляет 1:20. Реакция связывания углекислого газа в крови с образованием Н 2 СО 3 , гидрокарбоната и, наоборот, выделение углекислого газа из соединений в капиллярах легких катализируется ферментом карбоангидразой, действие которой определяется pH среды. В кислой среде (т. е. в клетках, венозной крови) карбоангидраза способствует связыванию углекислого газа, а в щелочной (в легких), наоборот, разложению и выделению его из соединений.
Активность карбоангидразы у недоношенных новорожденных составляет 10%, а у доношенных - 30% от активности у взрослых. Ее активность медленно повышается и лишь к концу первого года жизни достигает норм взрослого человека. Это объясняет тот факт, что при различных заболеваниях (особенно легочных) у детей чаще наблюдается гиперкапния (накопление углекислого газа в крови).
Таким образом, процесс дыхания у детей имеет ряд особенностей. Они в значительной мере определяются анатомическим строением органов дыхания. Кроме того, у детей раннего возраста более низкая эффективность дыхания. Все изложенные анатомические и функциональные особенности системы органов дыхания создают предпосылки к более легкому нарушению дыхания, что ведет к дыхательной недостаточности у детей.