Час максимальної затримки дихання при глибокому вдиху і глибокому видиху

Модуль І.Характеристика фізіологічних систем організму на різних етапах онтогенезу.

Тема 1.5. Вікові особливості серцево-судинної та дихальної системи.

Лабораторна робота № 9

Тема: Оцінкафункціонального стану дихальноїсистеми.

Мета:вивчитиосновні вікові особливості дихальної системи, навчитисяоцінюватиїї функціональний стан.

Обладнання: атласи, таблиці, схеми,секундомір, вологі препарати.

Теоретичні відомості.

Дихання - сукупність фізіологічних процесів, направлених на забезпечення організму киснем і виведення з нього вуглекислого газу. Комплекс органів дихальної системизабезпечує проведення повітря та газообмін між кров'ю і повітрям. Однак функція дихальних шляхів не зводиться лише до проведення повітря. Наприклад, у носовій порожнині, трахеї і бронхах повітря очищується від пилу і мікробів, зволожується і зігрівається. Виявилося, що дихання через ніс, завдяки наявності в слизовій оболонці носової порожнини нервових волокон, що стимулюють діяльність легень, дає організму кисню на 25 % більше, ніж дихання через рот. Ще на початку XX століття у плода людини були відзначені дихальні рухи з частотою 38 - 70 в хв. Дихальні рухи плода полегшують приплив венозної крові до серця. Амніотична рідина при нормальних дихальних рухах плода потрапляє в дихальні шляхи в невеликих кількостях. Однак в разі асфіксії під час пологів дихальні рухи посилюються і надходження рідини може бути більш значним.

Дихання плоду реалізується плацентою. Проте, вже з 11-го тижня у плоду спостерігаються скорочення діафрагми і міжреберних м’язів. Ці рухи сприяють розвитку легенів плоду, активують його кровообіг, а також формують групу нейронів, що забезпечують регуляцію дихання. Гіпоксія, гіперкапнія та ацидоз збільшують частоту дихальних рухів плоду. Дихальні рухи плоду вимірюються за допомогою ультразвуку та дозволяють діагностувати функціональний стан плоду.

Механізм першого вдиху новонародженого. Легені до народження заповнені рідиною, об’єм якої в середньому становить 100 мл. Перший вдих звичайно наступає через 15–70 сек. після народження.Механізм першого вдиху новонародженого пов'язаний із дією на нервові клітини дихального центру двоокису вуглецю, розчиненого в крові (в зв'язку з порушенням, а потім і повним припиненням плацентарного кровообігу). Підвищення його концентрації спостерігається при народженні дитини і порушенні плацентарного кровообігу. Двоокис вуглецю , що накопичується в крові , діє (гуморально) безпосередньо на нервові клітини дихального центру і (рефлекторно) через хеморецепцію кровоносних судин. У результаті відбувається активація дихального центру і включаються механізми вдиху - дитина робить перший вдих! Легенева тканина у здорових доношених новонароджених розправляється після 1 - 3 дихальних рухів. У недоношених та незрілих новонароджених цей процес може займати десятки і більш секунд. У зв'язку з тим, що в легеневій тканині дітей значно більше колагенових і менше еластичних волокон, здатність до розтягнення легеневої тканини залишається зниженою ще довгий час. Таким чином, чим молодша дитина, тим більшу роботу вона виконує для забезпечення вентиляції легень (наприклад, 8-річні діти витрачають на дихання в 2,5 рази більше енергії, ніж дорослі).Важливою для дитини є стабілізація стану альвеол (їх здатність не спадатися), котра здійснюється завдяки сурфактанту. Сурфактант покриває тонкою плівкою внутрішню поверхню альвеол і при його нестачі ступінь розтягнення легень знижується.

У новонароджених дітей ребра розташовані майже під прямим кутом до хребта, тому реберне дихання, яке переважно виникає при крику, у них малоефективне, на відміну від діафрагмального (спокійне дихання у новонародженого). Діафрагмальний тип дихання зберігається до другої половини першого року життя. В міру розвитку міжреберних м’язів і росту дитини грудна клітка опускається вниз і ребра набувають косого положення – дихання тепер стає грудочеревним, з перевагою діафрагмального, причому у верхньому відділі грудної клітки рухомість все ще невелика. У віці від 3 до 7 років у зв’язку із розвитком плечового поясу провідним стає грудний тип дихання. У 7 – 8 років відмічені статеві відмінності: у хлопчиків переважає черевний тип дихання, у дівчаток – грудний. Закінчується статеве диференціювання дихання до 14 – 27 років. Треба зауважити, що тип дихання у юнаків і дівчат може змінюватись залежно від занять спортом, трудовою діяльністю.У чоловіків дихальні рухи здійснюються в основному за рахунок скорочення діафрагми - черевний тип дихання, у жінок - за рахунок скорочення міжреберних м'язів - грудний тип дихання. Ця різниця з'являється вже в препубертатному періоді з 7-8 років, але не є постійною і може змінюватися в залежності від характеру трудової діяльності.

Об’єм дихання (кількість повітря, що видихається) збільшується з віком, а також під час занять фізкультурою і спортом. У новонародженого він складає 15 - 20 мл, у дорослого - 500 мл. Доведено, що кількість двоокису вуглецю у видихуваному повітрі при глибокому вдиху в 2 рази більша. При глибокому вдиху відбувається «масаж» серця, що поліпшує його живлення і функціональний стан. Тренування дихання збільшує стійкість до захворювань дихальної і серцево-судинної систем, особливо у дітей і підлітків.

Для контролю за фізичним розвитком здорових дітей часто використовується метод визначення життєвої ємності легень (ЖЄЛ) - кількості повітря (мл), яке можна видихнути, зробивши максимально глибокий вдих, а потім максимально глибокий видих. У грудних дітей вона становить 100 - 150 мл, у віці 3 - 4 роки - 400 - 500, 5 - 7 років - 800 - 1000, 8 - 10 років - 1350 - 1500, 14 років - 1800 - 2200, 15 років - 2500 , у дорослих - 3000 - 5000 мл. Тобто, до 16-17 років ЖЄЛ досягає функціонального рівня дорослого і обумовлена розмірами тіла і ступенем фізичного розвитку.

Часто високу потребу в кисні зумовлює підвищений обмін речовин у дітей, тим часом особливості легень і грудної клітини багато в чому обмежують глибину дихання. В такому випадку інтенсивність газового обміну забезпечується збільшенням частоти дихання.

В онтогенезі змінюється частота і глибина дихання. Чим молодша дитина, тим дихання у неї частіше. Глибина дихання в порівнянні з дорослими в дітей раннього віку в 8-10 разів менше. До 8 років хлопчики дихають дещо частіше дівчаток, а потім частота дихання, практично вирівнюється. Глибина дихання і легеневої вентиляції в хлопчиків більша, ніж у дівчаток. Найбільша кількість дихальних рухів за хвилину відзначається після народження - 40 - 60, що іноді іменується "фізіологічної задишкою" новонароджених, а потім знижується зі збільшенням віку. Так, у дітей 1 - 2 років вона знаходиться в межах 30 - 35, 5 - 6 років - близько 25, 10 років - 18 - 20, у дорослих - 15 – 16.

Хід роботи:

1.Розгляньте на вологих препаратах та за допомогою атласів будову носової порожнини у новонародженого та дорослої людини. Зробіть позначення на рис.1 та охарактеризуйте основні вікові зміни носової порожнини.

Апарат, що першим приймає повітря (ніс і носоглотка) починає розвиватися з середини 2-го місяця ембріогенезу. Ніс, як і вся лицева частина черепа, у дитини раннього віку має відносно малі розміри. Носові ходи вузькі. Нижній носовий хід у дітей 1-го року життя майже відсутній, а повного розвитку досягає у 4-річному віці. Хоани порівняно вузькі, що є причиною частих ринітів. Об'єм носової порожнини з віком збільшується приблизно в 2,5 рази.Слизова оболонка носа у дітей раннього віку має ніжну структуру. Вона багата на дрібні кровоносні судини, в зв'язку з чим навіть невелика гіперемія веде до її набухання і ще більшого звуження носових ходів (що утруднює дихання через ніс і заважає дитині смоктати груди). Печериста тканина підслизової оболонки нижньої частини носової порожнини у дітей раннього та дошкільного віку виражена слабо. Розростається вона тільки до 8-10 років, а найбільшого розвитку досягає в період статевого дозрівання, будучи причиною частих носових кровотеч у дітей старше 10 років. Слізно-носові протоки в ранньому віці широкі, що сприяє проникненню інфекції з носа та виникненню кон'юнктивітів. Додаткові пазухи носа формуються до 2-річного віку і повністю розвиваються до періоду статевого дозрівання. У новонародженого та дитини 1-го року життя гайморова пазуха має вигляд вузької щілини, лобова - виглядає як невелике випинання слизової оболонки, пазухи решітчастої кістки розвинені слабко, а основної - відсутні. У придаткових пазухах носової порожнини дітей можуть розвиватися запальні процеси - гайморит і фронтит.При «закладеному» носі повітря недостатньо очищується від шкідливих домішок, пилу, недостатньо зволожується, в результаті чого виникають часті запалення гортані і трахеї. Дихання через рот викликає кисневе голодування, застійні явища в області грудної і мозкової порожнин, деформацію грудної клітки, зниження слуху, часті отити, бронхіти, сухість слизової порожнини рота, неправильний розвиток твердого піднебіння, порушення нормального положення носової перегородки і форми нижньої щелепи.

1 - _____________­­­________ 2 - _____________________ 3 - _____________________ 4 - _____________________ 5 - _____________________ 6 - _____________________ 7 - _____________________ 8 - _____________________

Рис. 1. Анатомічна будова носової порожнини

Основні вікові зміни носової порожнини:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2.Розгляньте на вологих препаратах та за допомогою атласів будову глотки у новонародженого та дорослої людини. Зробіть позначення на рис. 2 та охарактеризуйте вікові зміниглотки.

Глотка дитини відрізняється меншою довжиною, більшою шириною і низьким розташуванням слухової труби. Особливості будови носоглотки приводять до того, що захворювання верхніх дихальних шляхів у дітей часто ускладнюються запаленням середнього вуха (інфекція легко проникає у вухо через широку і коротку слухову трубу).Важливу роль в імунологічному захисті організму відіграє утворення глотки та ротової порожнини - захисне лімфо-епітеліальне кільце Пирогова–Вальдейєра (язична, глоточна, піднебінні та трубні мигдалини). Саме тут відбувається перша взаємодія між лімфатичною тканиною і зовнішніми антигенами. Вважається, що за допомогою мигдалин імунна система отримує первинну інформацію про чужорідні антигени.У новонароджених лімфатичне кільце розвинене недостатньо. У дітей 1-го року життя піднебінні мигдалини розташовані глибоко між дужками і не виступають в порожнину зіва. На 2-3-му році лімфатична тканина розростається і досягає найбільшої розвитку у 4 - 10 років. У період статевого дозрівання мигдалини зазнають зворотного розвитку.

1 - _____________­­­________ 2 - _____________________ 3 - _____________________

Рис. 2. Анатомічна будова глотки

Основні вікові особливості глотки:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3.Розгляньте на вологих препаратах та за допомогою атласів будову гортані у новонародженого та дорослої людини. Зробіть позначення на рис. 3 та охарактеризуйте вікові особливості розвиткуглотки.

Гортань у новонароджених і дітей раннього віку, в порівнянні з дорослими, відносно коротка і широка, лійкоподібної форми, з ніжними, податливими хрящами і тонкими м'язами. Нижня межа гортані знаходиться на рівні IV, а в віці 14 - 16 років - VI шийного хребця.Внаслідок високого розташування гортані у новонародженого і дітей грудного віку надгортанник знаходиться дещо вище язика кореня, тому при ковтанні харчова грудка (рідина) обходить надгортанник по боках від нього. В результаті дитина може дихати і ковтати (пити) одночасно, що має важливе значення при акті смоктання. Вхід в гортань новонародженого відносно ширший, ніж у дорослої людини. Присінок короткий, тому голосова щілина, що має довжину 6,5 мм (у 3 рази коротша, ніж у дорослого), знаходиться високо. Голосова щілина помітно збільшується в перші три роки життя дитини, а потім – у період статевого дозрівання. М’язи гортані у новонародженого та в дитячому віці розвинені слабо. Швидкий темп росту гортані спостерігається протягом перших чотирьох років життя дитини, далі, починаючи від періоду статевого дозрівання (після 10–12 років) до 25 років у чоловіків і до 22–23 років у жінок. У процесі росту гортані в дитячому віці, вона поступово опускається, відстань між її верхнім краєм і під’язиковою кісткою збільшується. До 7 років нижній край гортані знаходиться на рівні верхнього краю VІ шийного хребця. Топографія гортані, характерна для дорослої людини, встановлюється після 17–20 років. Хрящі гортані, тонкі у новонародженого, з віком стають більш товстими, проте зберігають свою гнучкість. У похилому і старечому віці в хрящах гортані, крім надгортанника, відкладаються солі кальцію. Хрящі костеніють, стають крихкими та ламкими.

 Гортань росте особливо інтенсивно на 1-му році життя і в період статевого дозрівання. Статеві відмінності в її будові виявляються з 3-річного віку: кут між пластинками щитоподібного хряща стає гострим (у новонароджених - тупий). У період статевого дозрівання (іноді протягом одного року) розміри гортані в хлопчиків значно і різко збільшуються, а голосові зв'язки подовжуються (ламається голос). У цей період не варто зловживати голосним співом і криком, що згодом може негативно позначитися на силі і тембрі голосу. У чоловіків кут щитоподібного хряща різко виступає уперед, і голосові зв'язки в них довші (22 - 24 мм), ніж у жінок (15 -18 мм). Цим обумовлений низький голос чоловіків. Відтінки (тембр) голосу залежать від довжини голосових зв'язок, резонансу в порожнині гортані, а також у порожнині глотки і рота, у порожнині носа і його придаткових пазух, всередині повітроносних кісток черепа.Шлуночки гортані в ранньому віці порівняно неглибокі, вхід в них вузький. Слизова оболонка гортані у дітей ніжна, багата кровоносними судинами. У стінці гортані міститься велика кількість лімфоїдної тканини.

1 - _____________­­­_____ 2 - __________________ 3 - __________________ 4 - __________________ 5 - __________________ 6 - __________________ 7 - __________________ 8 - __________________ 9 -__________________ 10 - __________________ 11 - __________________ 12 - __________________

1 - _____________­­­_____ 2 - __________________ 3 - __________________ 4 - __________________ 5 - __________________ 6 - __________________ 7 - __________________ 8 - __________________

Рис. 3. Анатомічна будова гортані

Основні вікові зміни гортані:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.Розгляньте на вологих препаратах та за допомогою атласів будову трахеї і бронх у новонародженого та дорослої людини. Охарактеризуйте їхні вікові особливості розвитку та зробіть позначення на рис. 4.

Від нижнього краю гортані відходить трахея, що складається з 16-20 хрящових півкілець. Задня стінка утворена сполучною тканиною (до неї прилягає стравохід). Це сприяє проходженню їжі по стравоходу. У стінці трахеї дитини еластичної тканини мало, хрящі м'які. Слизова оболонка ніжна, багата кровоносними судинами, в ній відносно багато слизових залоз.Довжина трахеї складає новонародженого 3,2–4,5 см, ширина просвіту в середній частині – близько 0,8 см. Перетинчаста стінка трахеї відносно широка, хрящі трахеї розвинені слабо, тонкі, м’які. Довжина трахеї збільшується відповідно до росту тулуба, максимальне прискорення її росту відзначено у віці 6 місяців та 14-16 років. Окружність трахеї збільшується відповідно збільшенню об'єму грудної клітини. В похилому і старечому віці (після 60–70 років) хрящі трахеї стають щільними, крихкими, при стисненні легко ламаються.Трахея у новонародженого розташовується трохи вище, ніж у дорослого: верхній кінець її знаходиться на рівні IV, а у дорослого - на рівні VII шийного хребця. Поділ трахеї на бронхи (біфуркація) у новонародженого знаходиться в проекції III, а до періоду статевого дозрівання опускається до V грудного хребця.Після народження трахея швидко росте протягом перших 6-ти місяців, потім її ріст сповільнюється, знову прискорюючись у період статевого дозрівання та в юнацькому віці (12–22 роки). До 3–4 років життя дитини ширина просвіту трахеї збільшується в 2 рази. Трахея у дитини 10–12 років у двічі довша, ніж у новонародженого, а до 20–25 років довжина її потроюється. Слизова оболонка стінки трахеї у новонародженого тонка, ніжна; залози розвинені слабо. Біфуркація трахеї до 7 років життя дитини знаходиться попереду від ІV–V грудних хребців, а після 7 років поступово встановлюється на рівні V грудного хребця, як у дорослої людини.

Бронхи є продовженням повітроносних шляхів. Правий бронх, ширший і коротший, являє собою ніби продовження трахеї, лівий, вужчий і довший, відходить під кутом від бічної її стінки. У дітей раннього віку кут відходження обох бронхів однаковий і чужорідні тіла однаково часто потрапляють як в правий, так і в лівий бронх. З віком кут міняється. До 7 років розгалуження бронхів завершується остаточно.Слизова оболонка дихальних шляхів у дітей краще постачається кровоносними судинами, ніжна й ранима, але містить менше слизових залоз, що захищають її від пошкоджень. Ці особливості слизової оболонки в поєднанні з вужчим просвітом гортані і трахеї обумовлюють схильність дітей до запальних захворювань органів дихання.

1 - _____________­­­_____ 2 - __________________ 3 - __________________ 4 - __________________ 5 - __________________ 6 - __________________ 7 - __________________ 8 - __________________ 9 -___________________ 10 - __________________

11 - _____________­­­_____ 12 - __________________ 13 - __________________ 14 - __________________ 15 - __________________ 16 - __________________ 17 - __________________

Рис. 4. Анатомічна будова трахеї та бронх

Основні вікові зміни трахеї:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Основні вікові зміни бронх:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.Розгляньте на вологих препаратах та за допомогою атласів будову легень у новонародженого та дорослої людини. Зробіть позначення на рис. 5 та охарактеризуйте вікові особливості розвитку легень.

Легені новонародженого неправильної конусоподібної форми. Верхні частки відносно невеликих розмірів, середня частка правої легені за розмірами дорівнює верхній, а нижня порівняно більша. Маса обох легень у новонародженого складає 57 г (від 39 до 70 г) або 1/50 маси тіла, об’єм – 67 см3. Щільність легені у дитини, що не дихала, становить 1,068 (легені мертвонародженої дитини, що не дихала, тонуть у воді), у дитини, що дихала, – 0,490. Бронхіальне дерево до моменту народження, в основному, сформоване. На 1-му році життя спостерігається його інтенсивний ріст (розміри часткових бронхів збільшуються в 2 рази, а головних – 1,5 рази). У період статевого дозрівання ріст бронхіального дерева знову посилюється. Розміри всіх його частин (бронхів) до 20 років збільшуються в 3,5–4 рази (в порівнянні з бронхіальним деревом новонародженого). У людей 40–45 років бронхіальне дерево має найбільші розміри. Вікова інволюція починається після 50 років. У похилому і старечому віці довжина і діаметри просвітів багатьох сегментарних бронхів дещо зменшуються, інколи з’являються горохоподібні вип’ячування їх стінок. Легені ростуть безперервно, в основному за рахунок збільшення альвеолярного об'єму. Маса легень найбільше зростає в перші 3 місяці життя та в 13-16 років. Маса легень у дорослої людини в 20 разів більша за масу легень новонародженого. Збільшення розмірів альвеол відбувається в основному після 2-річного віку.Основні структурні одиниці легень - ацинуси у дітей раннього віку мають широкі просвіти і містять мало альвеол. Кількість альвеол у новонародженого наполовину менша, ніж у 12-річної дитини, і складає 1/3 кількості їх у дорослої людини.

Легеневі ацинуси у новонародженого мають невелику кількість дрібних легеневих альвеол. Упродовж 2-го другого року життя дитини, та пізніше, ацинус росте за рахунок появи нових альвеолярних ходів і утворення нових легеневих альвеол у стінках уже наявних альвеолярних ходів. Утворення нових розгалужень альвеолярних ходів закінчується до 7–9 років, легеневих альвеол – до 12–15 років. До цього часу розміри альвеол збільшуються вдвоє. Формування легеневої паренхіми завершується до 15–25 років. У період від 25 до 40 років будова легеневих ацинусів практично не змінюється. Після 40 років починається поступове старіння легеневої тканини. Легеневі альвеоли стають крупнішими, частина міжальвеолярних перетинок зникає. В процесі росту і розвитку легень після народження їх об’єм збільшується: протягом 1-го року – в 4 рази, до 8 років – у 8 разів, до 12 років – у 10 разів, до 20 років – у 20 разів (порівняно з об’ємом легень новонародженого).

 Межі легень з віком також змінюються. Верхівка легені новонародженого знаходиться на рівні першого ребра. В подальшому вона виступає над першим ребром і до 20–25 років розташовується вище першого ребра (на 2 см вище ключиці). Нижня межа правої та лівої легені у новонародженого проходить на одне ребро вище, ніж у дорослої людини. В міру збільшення віку дитини ця межа поступово опускається. У похилому віці (після 60 років) нижні межі легень розташовуються на 1–2 см нижче, ніж у 30–40-річному віці. Легенева тканина найінтенсивніше росте в перші 7 років життя та між 15 - 20 роками. Легені дітей менш еластичні і більш повнокровні. В результаті у них легше відбувається патологічне ушкодження органів дихання.У ранньому і дошкільному віці лімфатична система легень у дитини сильно розвинена, в легеневій паренхімі, бронхах, плеврі - велика кількість лімфатичних судин. Після 7-річного віку вона піддається зворотному розвитку. Плевра структурно закінчує розвиток і диференціювання до 7 років.

Нормальна вентиляція легень у залежить від розвитку дихальної м'язів, можливості грудної клітини збільшувати об'єм, положення і скорочувальної функції діафрагми. У новонароджених і дітей раннього віку грудна клітка має циліндричну або конічну форму. Ребра від хребта відходять під прямим кутом і розташовані майже горизонтально, що обмежує грудне дихання. Дихальні м'язи виражені недостатньо. Діафрагма також слабка, однак при її скороченні збільшується вертикальний розмір грудної порожнини, чим і визначається діафрагмальний або черевний тип дихання на 1-му році життя.

	1 - _____________­­­_____ 2 - __________________ 3 - __________________ 4 - __________________ 5 - __________________ 6 - __________________ 7 - __________________ 8 - __________________ 9 -__________________ 10 - __________________ 11 - __________________ 12 - __________________ 13 - __________________
1 - _____________­­­_____ 2 - __________________ 3 - __________________ 4 - __________________ 5 - __________________ 6 - __________________ 7 - __________________ 8 - __________________ 9 -__________________ 10 - __________________ 11 - __________________ 12 - __________________

Рис. 5. Анатомічна будова легень

Основні вікові зміни легень:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6.Визначте функціональні показники дихальної системиза пробами Штанге та Генча.

За пробою Штангевизначається час максимальної затримки дихання при глибокому вдиху, запробоюГенча- при глибокому видиху.

А)Зробіть глибокий вдих. Затримайте дихання в положенні глибокого вдиху на
максимальний час. Заміряйте, через скільки секунд відбудеться мимовільне відновлення
дихання. Результати занесіть до табл.1.

Б)Зробіть глибокий видих. Затримайте дихання в положенні глибокого видиху на
максимальний час. Заміряйте, через скільки секунд відбудеться мимовільне відновлення
дихання. Результати занесітьи до табл.1.

Таблиця 1

Час максимальної затримки дихання при глибокому вдиху і глибокому видиху

·Поясніть, чому в обох випадках дихання відновлюється мимоволі? _____________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
·Визначте, чому під час глибокого вдиху стало можливим затримати дихання на більш довгий час,ніж під час глибокого видиху? ___________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________

В)Порівняйте одержані результати з даними проб Штанге та Генча з даними табл. 2.

Таблиця 2