Часть IV. Физиология систем внутренних органов

К моменту рождения количество легочных сегментов такое же, как у взрослого, однако легкие структурно и функционально недоразвиты. Легкие новорожденных богаты интерстициальной тканью, обильно васкуляризованы, но бедны эластическими волокнами. В течение первых 3 лет жизни происходит интенсивная дифференцировка, развитие и совершенствование легочного аппарата. Развитие легких заключается в увеличении их массы и размеров, вместо легочных мешочков образуются альвеолы и альвеолярные ходы, увеличивается количество эластических волокон в соединительнотканных прослойках.

Окончательное формирование структуры ацинуса у ребенка происходит до 7–9 лет. К 8 годам количество альвеол достигает 300 млн, как у взрослого. После 8 лет количество альвеол остается постоянным, но увеличиваются их размеры. Бронхиальные структуры, кровеносные сосуды и другие структуры воздухоносных путей и легких продолжают увеличиваться в течение всего периода роста организма до достижения взрослого состояния, хотя дифференцировка бронхов заканчивается к 7 годам.

Хотя общее количество капиллярных сегментов остается постоянным, объем капиллярного русла, по данным морфометрии, после 8 лет увеличивается в 3 раза (с 75 мл до 200 мл у взрослого). С ростом легкого увеличиваются общие площади альвеолярной (в 1,7 раза) и капиллярной (в 1,5 раза) поверхностей. В возрастном диапазоне от 4 до 16 лет альвеолярно-капиллярный газообмен в расчете на единицу легочного объема у детей и молодых взрослых осуществляется с одинаковой интенсивностью. В табл. 23.5 приведены данные о развитии легочной ткани в различные возрастные периоды.

Наряду с увеличением массы легочной ткани происходит усложнение и развитие примитивного ацинуса. В первые 4 года жизни ребенка в стенках преддверий образуются новые альвеолярные ходы, увеличивается емкость самих альвеол.

Особенно интенсивно совершенствуются органы дыхания в период полового созревания. В этот возрастной период носовые ходы, гортань, трахея, бронхи, а также объем бронхиального пространства и общая поверхность

Таблица 23.5. Масса легких у детей

легких достигают максимального развития. В период полового созревания обнаруживается повышенная возбудимость дыхательного центра к действию гуморальных факторов. У подростков в этот период значительно повышается чувствительность к недостатку кислорода.

Дыхание новорожденного характеризуется частым и не очень стабильным ритмом, равномерным распределением времени между вдохом и выдохом, небольшим дыхательным объемом, низкой скоростью воздушного потока и короткими дыхательными паузами. Новорожденные всегда дышат носом.

Ребра у детей раннего возраста стоят почти перпендикулярно к позвоночнику, то есть занимают горизонтальное положение. В связи с этим увеличение объема грудной клетки за счет поднятия ребер почти невозможно, что ограничивает грудное дыхание. Спокойное дыхание у новорожденных является диафрагмальным. Только при крике и учащенном дыхании происходит подключение межреберных мышц. С возрастом ребра опускаются книзу передними концами, эпигастральный угол становится более острым, а грудная клетка из инспираторного положения переходит в экспираторное. Это создает анатомические предпосылки для развития реберного типа дыхания.

Частота дыхания у новорожденных колеблется от 40 до 70 в минуту (у взрослых — 12–18 в минуту). При этом отношение числа дыханий к числу сердечных сокращений составляет у новорожденного 1:2, в возрасте 1 года — 1:3, у взрослых — 1:4. С возрастом происходит уменьшение частоты дыхательных движений, ритм дыхания становится более стабильным, фаза вдоха в дыхательном цикле — короче по отношению ко всему циклу, а выдох и дыхательная пауза — продолжительнее.

Произвольная регуляция дыхания развивается вместе с развитием речи (от 2 до 5 лет). Кора больших полушарий получает реальную власть над дыханием (задержать, начать вдох или выдох, сделать полувдох или полувыдох). Членораздельная речь обеспечивается на выдохе колебаниями голосовых связок (фонация) и движениями языка и мимической (жевательной) мускулатуры (артикуляция). Очевидно, что крик, «гуление» — звуки, издаваемые годовалым ребенком, — это фонация. С возрастом артикуляция все больше активируется.

Дыхательный объем у новорожденных в среднем от 10 до 25 мл (у взрослых — 400–500 мл). Коэффициент вентиляции легких (часть объема альвеолярного воздуха, вентилируемого за один дыхательный цикл) и у новорожденных, и у взрослых составляет 10–14%. Важно, что этим обеспечивается стабильность состава альвеолярного воздуха в ходе дыхательного цикла. ЖЕЛ новорожденных складывается из относительно небольшого резервного объема вдоха и относительно большого резервного объема выдоха. При пересчете ЖЕЛ на 1 кг массы тела у новорожденных она составляет 34–43 мл, а у взрослых — 40–67 мл. Минутный объем дыхания и альвеолярная вентиляция у новорожденных, приходящиеся на единицу массы тела, в 2–3 раза больше, чем у взрослых. В целом способность увеличивать вентиляцию легких у новорожденных невелика (при крике — в 5 раз). У взрослого вентиляция легких может увеличиваться в 25 раз по сравнению со спокойным дыханием.

Мертвое дыхательное пространство у новорожденных составляет 34% дыхательного объема (как у взрослых), затем снижается у ребенка 6–7 лет до 22–26%, в 10–11 лет — до 28%, и затем у подростков увеличивается опять до 32–33%, до уровня взрослых.

Измерение ЖЕЛ у новорожденных представляет большие трудности. У новорожденного определяют так называемую емкость крика. В первые минуты после рождения объем выдыхаемого воздуха при сильном крике составляет 56–110 мл. У детей ЖЕЛ измеряют с 4–6 лет. Величина ЖЕЛ зависит от физического развития, возраста, пола, окружности грудной клетки. В результате увеличения ЖЕЛ и особенно резервного объема вдоха легочная вентиляция у ребенка более эффективно приспосабливается к удовлетворению метаболических потребностей организма. В табл. 23.6 видно, что с возрастом увеличиваются дыхательный и минутный объемы. До 8 лет вентиляция легких у девочек и мальчиков примерно одинакова. В возрасте 15–16 лет дыхательный объем соответствует величинам взрослого человека. В пубертатный период МОД может даже превышать его величину у взрослых.

Для оценки ЖЕЛ используется так называемый жизненный показатель, то есть отношение ЖЕЛ к килограмму массы тела (табл. 23.7).

Таблица 23.6. Возрастные изменения показателей легочной вентиляции

Таблица 23.7. Возрастные изменения отношения минутного объема дыхания на единицу массы тела

С ростом и развитием организма в подростковом возрасте увеличивается общая емкость легких и ее компоненты: остаточный объем и жизненная емкость легких, включающая резервный объем вдоха, дыхательный объем и резервный объем выдоха. В процессе индивидуального развития в большей степени увеличивается жизненная емкость легких, чем остаточный объем. Развивается опорно-двигательный аппарат, и информация об объеме нагрузки, поступающая в головной мозг, становится все более точной. Формируются рефлексы, обеспечивающие интенсивное дыхание в начале интенсивной физической нагрузки. Получившая развитие речевая функция также обусловливает точное регулирование дыхания.