Органы дыхания, осуществляющие постоянный обмен газами между организмом и окружающей средой, являются одной из важнейших жизнеобеспечивающих систем в человеческом организме. Непрерывное поступление в кровь кислорода, также как и постоянное выделение из крови углекислот газа, - основная функция дыхательной системы, без которой немыслима жизнь любого живого организма на Земле...
Работу дыхательной системы можно разделить на два основных этапа.
Первый - это проведение воздуха по верхним дыхательным путям (носу, носоглотке, гортани, трахее и бронхам) к легким, где в альвеолах осуществляется газообмен между воздухом и кровью: из воздуха в кровь поступает кислород, а из крови в воздух - углекислый газ.
Второй - собственно газообмен: в кровеносных сосудах, приносящих кровь к легким, циркулирует венозная кровь, бедная кислородом, но насыщенная углекислым газом, а от легких к тканям и органам устремляется кровь, обогащенная кислородом и освобожденная от углекислого газа.
Дыхательная система новорожденных детей, как и другие органы и системы, имеет целый ряд возрастных особенностей. Эти особенности, с одной стороны, обеспечивают необходимый для новорожденного режим работы системы дыхания, а с другой - обусловливают предрасположенность к осложнениям, характерным только для этого возраста.
Особенности дыхательной системы новорожденного
Слизистые оболочки верхних дыхательных путей новорожденного гораздо обильнее, чем в более старшем возрасте, снабжаются кровью, что создает предпосылки для развития отека. В связи с этим у новорожденных и детей первых месяцев жизни очень часто отмечается затруднение носового дыхания. Этому способствует и то, что у детей первых месяцев жизни носовые ходы анатомически узки. Поэтому у младенцев при развитии вирусного или бактериального насморка в первую очередь развивается резко выраженный отек слизистой носоглотки, вслед за чем начинается обильное истечение слизи. Эти симптомы, характерные для ринита в любом возрасте, у новорожденных и детей первых месяцев жизни выражены наиболее ярко, что усугубляется еще и тем, что малыши в этом возрасте еще не умеют дышать ртом. Поэтому при появлении воспалительного процесса в носоглотке у новорожденного ребенка резко нарушается сон и процесс кормления, - ведь для того чтобы обеспечить адекватное поступление воздуха в легкие при насморке, ребенок должен кричать.
- Следует особо остановиться на возрастных особенностях гортани.У малышей имеющих избыточный вес, склонных к аллергическим реакциям, слизистая оболочка гортани в еще большей степени предрасположена к отеку. Поэтому у «пухленьких» малышей,находящихсянаискусственном вскармливании (именно они часто страдают лишним весом), часто развивается достаточногрозное осложнениепростудных и особенно вирусных заболеваний - ларингит со стенозом гортани. Вследствие отека закрывается значительная часть просвета гортани, и малышу трудно дышать. Это состояние требует экстренной медицинской помощи.
- Анатомически узкими являются у новорожденных трахея и бронхи. Поэтому при возникновении воспалительного процесса в этой части дыхательной трубки у младенцев может достаточно быстро развиться дыхательная недостаточность вследствие затруднения поступления воздуха в альвеолы легких.
- Между глоткой и внутренним ухом человека имеется так называемая слуховая (евстахиева) труба, основное значение которой заключаетсяв поддержаниипостоянства давления во внутреннем ухе. У малышей первых месяцев жизни евстахиева труба отличается тем, что имеет достаточно широкийпросвет приотносительно малой длине. Это создает предпосылки для более быстрого распространения воспалительного процесса из носо- и/или ротоглотки в полость уха. Именно поэтому отиты чаще случаются у детей раннего возраста, у дошкольников и школьников вероятность их возникновения уже меньше.
- Еще одной важной и интересной особенностью строения органов дыхания у младенцев является то, что у них отсутствуют придаточные пазухи носа (они начинают формироваться только к 3 годам), поэтому у детей раннего возраста никогда не бывает ни гайморита, ни фронтита.
- Легкие новорожденного развиты недостаточно хорошо. Рождается ребенок с легкими, альвеолы которых практически полностью заполнены амниотической жидкостью (околоплодными водами). Жидкость эта стерильна и в течение первых двух часов жизни постепенно выделяется из дыхательных путей, благодаря чему воздушность легочной ткани повышается. Этому способствует и то, что на протяжении первых часов жизни новорожденный ребенок обычно продолжительное время кричит, совершая глубокие вдохи. Но, тем не менее, развитие легочной ткани продолжается на протяжении всего периода раннего детства.
Первый вдох
Жизнь ребенка как самостоятельного организма начинается в тот миг, когда он совершает свой первый вдох. Происходит это сразу после рождения и пересечения пуповины, соединяющей его с материнским организмом. До этого на протяжении всего периода внутриутробного развития газообмен между организмом плода и окружающей средой осуществлялся посредством маточно-плацентарного кровообращения: плод получал артериальную кровь, обогащенную кислородом, и отдавал матери свою кровь, насыщенную углекислым газом. Но как только эта связь прерывается, происходит запуск сложного механизма, направленного на стимуляцию дыхательного центра новорожденного, расположенного в мозге.
Мощной стимуляции дыхательного центра способствует и то, что на протяжении последних часов родового акта плод испытывает умеренное кислородное голодание, нарастающее постепенно, вследствие чего в крови растет концентрация углекислоты. Именно этот фактор является одним из важнейших раздражителей, побуждающих новорожденного ребенка сделать глубокий вдох и громко закричать сразу после рождения.
Правильный уход – это важно!
Дыхание у новорожденных и детей первых месяцев жизни осуществляется в основном за счет сокращения диафрагмы - мышцы, отделяющей грудную полость от брюшной, в отличие от взрослых людей и детей старшего возраста, у которых в процессе дыхания также принимают участие межреберные мышцы и мышцы брюшного пресса. Поэтому у младенцев функция дыхания страдает при проблемах, связанных с функцией пищеварительного тракта: при запорах, повышенном газообразовании, кишечных коликах происходит переполнение кишечника и увеличение его объема, что, в свою очередь, вызывает нарушение сократительной функции диафрагмы и, соответственно, затруднение дыхания. Поэтому так важно следить за регулярным опорожнением кишечника малыша, не допускать повышенного газообразования. Также очень важно не пеленать ребенка слишком туго: это ограничивает подвижность грудной клетки и диафрагмы.
Чтобы малыш не болел
Говоря об особенностях дыхательной системы новорожденных и детей первых месяцев жизни, следует особенно остановиться на вопросах профилактики заболеваний этих органов. Заболевания дыхательной системы занимают лидирующие позиции среди всех болезней раннего возраста. Что же нужно предпринимать родителям, чтобы их малыши как можно меньше болели простудными и вирусными ринитами, фарингитами, ларингитами и бронхитами?
Прежде всего, необходимо поддерживать здоровый микроклимат в помещении. Это подразумевает оптимальную температуру (23-24° С) и достаточную влажность воздуха. Особенно это актуально в зимний период, когда из-за отопления в помещении создаются условия, негативно сказывающиеся на органах дыхания человека любого возраста. Особенно уязвимые органы дыхания младенцев реагируют на эти негативные факторы в первую очередь. Повышенная температура и особенно сухость воздуха в обогреваемом помещении нарушают барьерную функцию слизистой носоглотки. Пересыхая, слизистая перестает эффективно сопротивляться проникновению вирусов и микробов. Поэтому нужно контролировать температуру воздуха в комнате, где находится ребенок, и при необходимости устанавливать в ней увлажнители.
Важно не закутывать ребенку лицо во время прогулок. Излишнее укутывание способствует тому, что слизистые дыхательных путей малыша развиваются в «тепличных» условиях. Поэтому случайное поступление в дыхательные пути холодного воздуха может стать причиной развития простудного заболевания.
Как уже говорилось выше, носовые ходы новорожденного ребенка анатомически узки, поэтому при проведении туалета необходимо регулярно освобождать их от корочек. Делать это надо с особой осторожностью при помощи ватного жгутика, а не ватных палочек, потому что слизистая новорожденного чрезвычайно нежна, уязвима и гораздо более обильно, чему взрослых, кровоснабжается - повреждение ее чревато обильным кровотечением и развитием воспалительного процесса.
При уже возникшем насморке необходимо регулярно освобождать полость носа от слизи с помощью груши (выпустить воздух из груши, ввести в нос малыша и дождаться, пока стенки груши расправятся) или специального приспособления, а при необходимости по назначению врача использовать сосудосуживающие капли в нос, помогающие избавить младенца от выраженного отека слизистой носоглотки и обеспечить адекватное поступление воздуха вдыхательные пути.
В периоды повышенной заболеваемости гриппом и ОРВИ нужно проводить профилактику этих заболеваний у всех членов семьи, ограничить визиты посторонних людей. Всем взрослым стоит провести вакцинацию от гриппа. Хорошей мерой профилактики вирусных заболеваний дыхательных путей является смазывание носа малыша противовирусными мазями (например, мазью ВИФЕРОН, ГРИППФЕРОН). Эти мази, кроме своего основного противовирусного действия, создают на слизистой носа защитную пленку, которая обеспечивает дополнительный защитный барьер на пути проникновения вирусов.
Основными мерами профилактики простудных и вирусных заболеваний органов дыхания являются грудное вскармливание и рациональный режим ухода за новорожденным. Грудное вскармливание обеспечивает постоянное поступление в организм новорожденного иммуноглобулинов матери, защищая малыша от большинства заболеваний. С первых недель жизни ребенка нужно уделять внимание закаливающим процедурам: проводить воздушные ванны, гигиенический массаж и гимнастику. Все эти процедуры способствуют лучшему развитию дыхательной мускулатуры, оптимизируют кровообращение (в том числе и в грудной клетке), укрепляют защитные силы организма.
Необходимы продолжительные прогулки с ребенком на свежем воздухе, регулярные (дважды в день) сквозные проветривания детской комнаты (в то время, когда там нет малыша).
Постарайтесь так организовать процедуру купания, чтобы ребенок полюбил ее: это прекрасная закаливающая процедура, кроме всего прочего положительно сказывающаяся на всем развитии ребенка, в том числе и на развитии его дыхательной системы.
Излишне говорить о том, что курение любого члена семьи негативно сказывается наорганизменоворожденного.Вдыхание даженичтожных концентрацийтабачного дыма вызывает нарушение двигательной функции ворсинчатого эпителия слизисто оболочки дыхательных путей, что влечет собой развитие склонности к затяжным и рецидивирующимринитам,трахеитам и бронхитам. Дети курильщиков значительно чаще страдают и аллергическими заболеваниями дыхательных путей, у них часты астматические бронхиты, в последующем развивающиеся в такое тяжелое заболевание, как бронхиальная астма.
Здоровье человека закладывается в период внутриутробного развития. А первый месяц жизни во многом предопределяет то, как реализуетсяпотенциал,заложенный внутриутробно. Поэтому мы должны прилагать все усилия для того, чтобы наши дети как можно реже болели: отсутствие простудных и вирусных заболеваний на первом году жизни ребенка - хороший фундамент для крепкого организма.
Как дышится крохе?
Даже при соблюдении всех мер предосторожности, свободном пеленании, обеспечении нормальной деятельности кишечника новорожденного дыхание ребенка первых месяцев жизни остается поверхностным.
Поверхностное дыхание недостаточно обеспечивает кислородом кров малыша, этот дефицит компенсируется за счет увеличения частоты дыхательных движений. Если у взрослых нормальной частотой дыхания является 18-19 дыхательных движений в минуту, у детей младшего возраста - 25-30, то у новорожденных - 40-60.
Новорожденный ребенок дышит часто, но и этой частоты может оказаться недостаточно - при таких нагрузках, как кормление и перегревание, частота дыхательных движений может возрасти. Если при этом нет затруднения дыхания, одышки, то учащение дыхания при подобных нагрузках является нормой. Важно следить за характером дыхания: если его учащение сопровождается дыхательными шумами, включением в акт дыхания вспомогательной мускулатуры, раздуванием крыльев носа и стоном, то это является явной патологией, о которой нужно немедленно сообщать врачу.
ДЫХАТЕЛЬНЫЙ ЦЕНТР.
Ритмическая последовательность вдоха и выдоха, а также изменение характера дыхательных движений в зависимости от состояния организма регулируются дыхательным центром , расположенным в продолговатом мозге.
В дыхательном центре имеются две группы нейронов: инспираторные и экспираторные. При возбуждении инспираторных нейронов, обеспечивающих вдох, деятельность экспираторных нервных клеток заторможена, и наоборот.
В верхней части моста головного мозга (варолиев мост ) находится пневмотаксический центр , который контролирует деятельность расположенных ниже центров вдоха и выдоха и обеспечивает правильное чередование циклов дыхательных движений.
Дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге, посылает импульсы к мотонейронам спинного мозга , иннервирующим дыхательные мышцы. Диафрагма иннервируется аксонами мотонейронов, расположенных на уровне III-IV шейных сегментов спинного мозга. Мотонейроны, отростки которых образуют межреберные нервы, иннервирующие межреберные мышцы, расположены в передних рогах (III-XII) грудных сегментов спинного мозга.
Регуляция деятельности дыхательного центра.
Регуляция деятельности дыхательного центра осуществляется с помощью гуморальных, рефлекторных механизмов и нервных импульсов, поступающих из вышележащих отделов головного мозга.
Гуморальные механизмы. Специфическим регулятором активности нейронов дыхательного центра является углекислый газ , который действует на дыхательные нейроны непосредственно и опосредованно. В ретикулярной формации продолговатого мозга, вблизи дыхательного центра, а также в области сонных синусов и дуги аорты обнаружены хеморецепторы , чувствительные к углекислому газу. При увеличении напряжения углекислого газа в крови хеморецепторы возбуждаются, и нервные импульсы поступают к инспираторным нейронам, что приводит к повышению их активности.
Углекислый газ повышает возбудимость нейронов коры головного мозга. В свою очередь клетки КГМ стимулируют активность нейронов дыхательного центра.
При оптимальном содержании в крови углекислого газа и кислорода наблюдаются дыхательные движения, отражающие умеренную степень возбуждения нейронов дыхательного центра. Эти дыхательные движения грудной клетки получили название эйпноэ .
Избыточное содержание углекислого газа и недостаток кислорода в крови усиливают активность дыхательного центра, что обусловливает возникновение частых и глубоких дыхательных движений – гиперпноэ . Еще большее нарастание количества углекислого газа в крови приводит к нарушению ритма дыхания и появлению одышки – диспноэ . Понижение концентрации углекислого газа и избыток кислорода в крови угнетают активность дыхательного центра. В этом случае дыхание становится поверхностным, редким и может наступить его остановка – апноэ .
Механизм первого вдоха новорожденного.
В организме матери газообмен плода происходит через пупочные сосуды. После рождения ребенка и отделения плаценты указанная связь нарушается. Метаболические процессы в организме новорожденного приводят к образованию и накоплению углекислого газа, который, так же как и недостаток кислорода, гуморально возбуждает дыхательный центр. Кроме того, изменение условий существования ребенка приводит к возбуждению экстеро- и проприорецепторов, что также является одним из механизмов, принимающих участие в осуществлении первого вдоха новорожденного.
Рефлекторные механизмы.
Различают постоянные и непостоянные (эпизодические) рефлекторные влияния на функциональное состояние дыхательного центра.
Постоянные рефлекторные влияния возникают в результате раздражения рецепторов альвеол (рефлекс Геринга - Брейера ), корня легкого и плевры (пульмоторакальный рефлекс ), хеморецепторов дуги аорты и сонных синусов (рефлекс Гейманса ), проприорецепторов дыхательных мышц.
Наиболее важным рефлексом является рефлекс Геринга - Брейера . В альвеолах легких заложены механорецепторы растяжения и спадения, являющиеся чувствительными нервными окончаниями блуждающего нерва. Любое увеличение объема легочных альвеол возбуждает эти рецепторы.
Рефлекс Геринга - Брейера является одним из механизмов саморегуляции дыхательного процесса, обеспечивая смену актов вдоха и выдоха. При растяжении альвеол во время вдоха нервные импульсы от рецепторов растяжения по блуждающему нерву идут к экспираторным нейронам, которые, возбуждаясь, тормозят активность инспираторных нейронов, что приводит к пассивному выдоху. Легочные альвеолы спадаются, и нервные импульсы от рецепторов растяжения уже не поступают к экспираторным нейронам. Активность их падает, что создает условия для повышения возбудимости инспираторной части дыхательного центра и осуществлению активного вдоха .
Кроме того, активность инспираторных нейронов усиливается при нарастании концентрации углекислого газа в крови, что также способствует проявлению вдоха.
Пульмоторакальный рефлекс возникает при возбуждении рецепторов, заложенных в легочной ткани и плевре. Проявляется этот рефлекс при растяжении легких и плевры. Рефлекторная дуга замыкается на уровне шейных и грудных сегментов спинного мозга.
К дыхательному центру постоянно поступают нервные импульсы от проприорецепторов дыхательных мышц. Во время вдоха происходит возбуждение проприорецепторов дыхательных мышц и нервные импульсы от них поступают в инспираторную часть дыхательного центра. Под влиянием нервных импульсов тормозится активность вдыхательных нейронов, что способствует наступлению выдоха.
Непостоянные рефлекторные влияния на активность дыхательных нейронов связаны с возбуждением разнообразных экстеро- и интерорецепторов . К ним относятся рефлексы, возникающие при раздражении рецепторов слизистой оболочки верхних дыхательных путей, слизистой носа, носоглотки, температурных и болевых рецепторов кожи, проприорецепторов скелетных мышц. Так, например, при внезапном вдыхании паров аммиака, хлора, сернистого ангидрида, табачного дыма и некоторых других веществ происходит раздражение рецепторов слизистой оболочки носа, глотки, гортани, что приводит к рефлекторному спазму голосовой щели, а иногда даже мускулатуры бронхов и рефлекторной задержке дыхания.
При раздражении эпителия дыхательных путей накопившейся пылью, слизью, а также попавшими химическими раздражителями и инородными телами наблюдается чиханье и кашель. Чиханье возникает при раздражении рецепторов слизистой оболочки носа, кашель - при возбуждении рецепторов гортани, трахеи, бронхов.
Влияние клеток коры большого мозга на активность дыхательного центра.
По М. В. Сергиевскому, регуляция активности дыхательного центра представлена тремя уровнями.
Первый уровень регуляции - спинной мозг. Здесь располагаются центры диафрагмальных и межреберных нервов, обусловливающие сокращение дыхательных мышц.
Второй уровень регуляции - продолговатый мозг. Здесь находится дыхательный центр. Этот уровень регуляции обеспечивает ритмичную смену фаз дыхания и активность спинномозговых мотонейронов, аксоны которых иннервируют дыхательную мускулатуру.
Третий уровень регуляции - верхние отделы головного мозга, включающие и корковые нейроны. Только при участии коры большого мозга возможно адекватное приспособление реакций системы дыхания к изменяющимся условиям окружающей среды.
ДЫХАНИЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ.
У тренированных людей при напряженной мышечной работе объем легочной вентиляции возрастает до 50-100 л/мин по сравнению с 5-8 л в состоянии относительного физиологического покоя. Повышение минутного объема дыхания при физической нагрузке связано с увеличением глубины и частоты дыхательных движений. При этом у тренированных людей, в основном, изменяется глубина дыхания, у нетренированных - частота дыхательных движений.
При физической нагрузке увеличивается концентрация в крови и тканях углекислого газа и молочной кислоты, которые стимулируют нейроны дыхательного центра как гуморальным путем, так и за счет нервных импульсов, поступающих от сосудистых рефлексогенных зон. Наконец, активность нейронов дыхательного центра обеспечивается потоком нервных импульсов, поступающих от клеток коры головного мозга, обладающих высокой чувствительностью к недостатку кислорода и к избытку углекислого газа.
Одновременно возникают приспособительные реакции в сердечно-сосудистой системе . Увеличиваются частота и сила сердечных сокращений, повышается артериальное давление, расширяются сосуды работающих мышц и суживаются сосуды других областей.
Таким образом, система дыхания обеспечивает возрастающие потребности организма в кислороде. Системы же кровообращения и крови, перестраиваясь на новый функциональный уровень, способствуют транспорту кислорода к тканям и углекислого газа к легким.
Как известно, становление функции дыхания у новорожденных является наиболее слабым звеном в системе общей адаптации его к внеутробному переходу жизни. Спавшиеся при рождении легкие всегда представляют потенциальную опасность неполного или несвоевременного их расправления даже казалось бы при нормально протекающих родах.
От своевременного начала спонтанного дыхания и адекватного расправления легких зависит и адаптация функции кровообращения, которая завершается началом функционирования малого круга кровообращения.
Дыхательный цикл, складывающийся из ритмически повторяющихся актов вдоха и выдоха, обеспечивает газообмен в легких и представляет собой координированные сокращения дыхательных мышц грудной клетки и диафрагмы. При этом важно знать, что именно у новорожденных диафрагмальное дыхание играет определяющую роль в обеспечении дыхательных циклов, а, следовательно, и в становлении функции дыхания в целом.
Мышцы грудной клетки и другая дыхательная мускулатура оказываются менее подготовленными и менее тренированными к такой физической нагрузке, как циклический акт дыхания. Вместе с тем в оценке функциональной системы дыхания у новорожденных следует исходить из формирования к моменту рождения достаточно надежных механизмов, обеспечивающих своевременное начало функции дыхательного центра и газообмена. Физиологические механизмы, обеспечивающие начало дыхания у новорожденных, оказываются несостоятельными лишь при какой-либо тяжелой патологии, ведущей к срыву и нарушению адаптационно-приспособительных реакций.
Основные механизмы пусковой системы функции дыхания являются врожденными. Они развиваются во внутриутробном периоде и достигают к моменту рождения определенной ступени зрелости. Уже к 28-33 нед. беременности плод оказывается способным к самостоятельному дыханию определенное время, приобретая при этом относительно устойчивый ритм дыхания.
При доношенной беременности система дыхания у здорового плода оказывается настолько созревшей, что обеспечивает спонтанное и своевременное начало адекватной функции дыхания и газообмена, ее дальнейшее поддержание.
В аспекте оказания реанимационной помощи важное значение приобретает знание физиологических механизмов первого вдоха новорожденного. Известно, что перевязка пуповины влечет за собой прекращение снабжения плода кислородом и накопление в его тканях углекислоты. Отсюда возникло, казалось бы, логичное предположение, что изменение газового состава крови и, в частности, накопление углекислоты (физиологического стимулятора дыхания), является причиной первого вдоха. К тому же возникающая при этом гипоксия плода и естественная потребность организма в кислороде обеспечивают начало становления функции дыхания (Е.Л. Голубева, 1966).
По мнению других авторов, основной причиной возникновения первого вдоха является возбуждение хеморецепторов каротидного клубочка дуги аорты в ответ на гипоксемию с последующим возбуждением дыхательного центра избыточным накоплением СО2 как основного механизма регуляции системы дыхания.
По данным Е. Л. Голубевой (1966), механизм первого вдоха связан с суммарным воздействием физических и химических раздражителей, вызывающих поток периферической импульсации в ретикулярную формацию ствола мозга и, в первую очередь, среднего и продолговатого. В момент рождения ребенка он сразу же получает целый комплекс сенсорных возбуждений (разница температуры, давления в матке и вне ее, изменение положения тела, механические и другие раздражения). Перевязка пуповины ведет к резкому падению напряжения кислорода в крови и повышению углекислоты. В результате потока импульсации в различные отделы ЦНС и спинного мозга избирательно резко повышается возбудимость ретикулярной формации, а затем дыхательной «системы» продолговатого мозга (центра дыхания).
По мнению Е. Л. Голубевой и А. И. Аршавского.(1960), специально изучавших этот вопрос, именно ретикулярная формация среднего мозга с последующим возбуждением дыхательного центра является основным триггером, запускающим механизм первого вдоха. При этом активирующее воздействие ретикулярной формации на центр дыхания проявляется лишь в условиях определенной готовности его к началу "ритмического возбуждения, что определяется зрелостью новорожденного. После первого входа у него наступает окончательное становление функции дыхания по принципу: один раз возникшее «качание маятника» продолжается уже непрерывно, поддерживаемое влиянием целого комплекса физиологических раздражителей.
С момента первого вдоха и установления дыхательных экскурсий грудной клетки в воздухоносные пути поступает воздух, быстро расправляются «ателектазированные» легкие, раскрываются капилляры, начинается легочный кровоток. С этого момента функционирует малый круг кровообращения. Одновременно постепенно закрываются боталлов проток, овальное отверстие межпредсердной перегородки, начинает раздельно функционировать система левого и правого сердца.
По мере расправления легких и включения малого круга кровообращения возникаех единая система альвеолярно-капиллярного кровотока, определяющая адекватность газообмена. Раскрытие альвеол и легочных капилляров создает поток ин* терорецептивной импульсации по парасимпатической иннервации и другим афферентным путям в различные отделы ЦНС и главным образом в дыхательный центр. Из центральной нервной системы по афферентным волокнам импульсы через спи: нальные центры поступают к дыхательной мускулатуре, что обусловливает ритм и глубину дыхательных экскурсий. Так возникает рефлекторная дуга, обеспечивающая физиологическую регуляцию функции дыхания (И. Д. Аршавский, 1960; Л. С. Персианинов, 1962).
По мере адаптации новорожденного к внутриутробной жизни уже в первые 40-60 мин после рождения у него отмечается нормальный ритм дыхания, частота его колеблется в пределах 40-50 в минуту. Одновременно устанавливаются и показатели газообмена в следующих параметрах: напряжение, кислорода (рО2) в смешанной капиллярной крови колеблется в пределах 60-80 мм рг. ст., напряжение углекислоты (рСО2) 30-45 мм рт. ст., рН в пределах 7,3-7,4; избыток оснований (ВД) -4,-8 ммоль/л крови, буферные основания (<8В) 36,8- 39,5 ммоль/л плазмы, стандартный бикарбонат (5В) 12- 14 мэкв/л плазмы, истинный бикарбонат 13,5-14,5 ммоль/л плазмы. Указанные параметры газообмена и КЩС характеризуются закономерными колебаниями, так как становление функции дыхания у новорожденных в течение первого часа также отличается большими индивидуальными особенностями. Важно, что именно к этому периоду наступает так называемая первичная стабилизация показателей газообмена с последующей окончательной нормализацией их на протяжении дальнейшего периода новорожденности.
Параметры внешнего дыхания также весьма вариабельны. Так например, дыхательный объем варьирует от 15 до 25 мл {в среднем 20±5 мл), минутный объем дыхания колеблется в пределах 400-800 мл (в среднем 500±50 мл) (Г. Кеслер с соавт., 1968).
Как видно, в первые 30-40 мин функция дыхания у новорожденных характеризуется большими колебаниями основных параметров внешнего дыхания и газообмена. Это свидетельствует об интенсивной перестройке их в условиях внеутробной жизни и адаптации при переходе на легочное дыхание.
Сердечно-сосудистая система у новорожденного обладает значительно большими компенсаторными возможностями.
Систолическое давление в течение первого часа жизни колеблется в пределах 55-60 мм рт. ст., диастолическое 40- 30 мм рт. ст., частота сердечного ритма устанавливается в пределах 130-140 в минуту. В дальнейшем артериальное давление постепенно повышается, а частота сердечных сокращений урежается.
Известно, что у новорожденных имеется высокий показатель гематокритной величины. Он колеблется в пределах 55- 60% и даже выше. Это объясняется высоким содержанием гемоглобина (до 18-20 г%), эритроцитов (5,5-6,2 млн/мм3), лейкоцитов (25000-29000 в мм3) и других форменных элементов, крови. Повышенные показатели гемоглобина и эритроцитов обусловливают высокую кислородную емкость крови, что имеет важное приспособительное значение в процессе адаптации новорожденного к внеутробной жизни в первые часы и дни жизни после, рождения. Для стойкой адаптации функции кровообращения имеют значение объемные показатели массы крови и ее компонентов. Так например, при массе новорожденного от 3000 до 4000 г ОЦК колеблется в пределах 330-360 мл (98-96 мл/кг), ОЦП-148-175 мл (46,6-46,1 мл/кг), ОЦЭ- 171,8-190,6 (51,7-50,1 мл/кг). Указанные величины также носят вариабельный характер, что зависит от целого ряда причин (способ родоразрешения, течение беременности, наличие анемии у матери и т. д.).
При недоношенном плоде, внутриутробной гипоксии, гипотрофии, осложненном течении родового акта и по целому ряду других причин новорожденный может родиться в состоянии общей депрессии, апноэ, тяжелой асфиксии. В этих случаях жизнеспособность ребенка зависит от своевременного- оказания реанимационной помощи, в полном ее объеме.
Следовательно, возникает необходимость в быстрой ориентации врача в степени тяжести асфиксии, что в свою очередь определяет оптимальный объем реанимационной помощи.
Неотложная помощь в акушерстве и гинекологии, Л.С. Персианинов, Н.Н. Расстригин, 1983г.
Дыхание плода. Во внутриутробной жизни плод получает О 2 и удаляет СО 2 исключительно путем плацентарного кровообращения. Однако уже у плода появляются ритмические, дыхательные движения частотой 38–70 в минуту. Эти дыхательные движения сводятся к небольшому расширению грудной клетки, которое сменяется более длительным спадением и еще более длительной паузой. Легкие при этом не расправляются, остаются спавшимися, возникает лишь небольшое отрицательное давление в межплевральной щели в результате отхождения наружного (париетального) листка плевры и увеличения межплевральной щели. Дыхательные движения плода происходят при закрытой голосовой щели, а поэтому в дыхательные пути околоплодная жидкость, не попадает.
Значение дыхательных движений плода: 1) дыхательные движения способствуют увеличению скорости движения крови по сосудам и ее притоку к сердцу, а это улучшает кровоснабжение плода; 2) дыхательные движения плода являются формой тренировки той функции, которая понадобится организму после его рождения.
Дыхание новорожденного. С момента рождения ребенка, еще до пережатия пуповины, начинается легочное дыхание. Легкие полностью расправляются после первых 2–3 дыхательных движений.
Причиной первого вдоха является:
1) избыточное накопление СО 2 и обеднение О 2 крови после прекращения плацентарного кровообращения;
2) изменение условий существования, особенно мощным фактором является раздражение кожных рецепторов (механо- и термоцепторов);
3) разность давления в межплевральной щели и в дыхательных путях, которая при первом вдохе может достигнуть 70 мм водяного столбика (в 10–15 раз больше, чем при последующем спокойном дыхании).
При осуществлении первого вдоха преодолевается значительная упругость легочной ткани, обусловленная силой поверхностного натяжения спавшихся альвеол. При первом вдохе энергии затрачивается в 10–15 раз больше, чем в последующие вдохи. Для растяжения легких еще не дышавших детей давление воздушного потока должно быть примерно в 3 раза больше, чем у детей, перешедших на спонтанное дыхание.
Облегчает первый вдох поверхностно активное вещество – сурфактант, которое в виде тонкой пленки покрывает внутреннюю поверхность альвеол. Сурфактант уменьшает силы поверхностного натяжения и работу, необходимую для вентиляции легких, а также поддерживает в расправленном состоянии альвеолы, предохраняя их от слипания. Это вещество начинает синтезироваться на 6-м месяце внутриутробной жизни. При наполнении альвеол воздухом оно мономолекулярным слоем растекается по поверхности альвеол. У нежизнеспособных новорожденных, погибших от слипания альвеол, обнаружено отсутствие сурфактанта.
Давление в межплевральной щели новорожденного во время выдоха равно атмосферному давлению, во время вдоха уменьшается и становится отрицательным (у взрослых оно отрицательно и во время вдоха, и во время выдоха).
По обобщенным данным, у новорожденных число дыхательных движений в минуту 40–60, минутный объем дыхания – 600–700 мл, что составляет 170–280 мл/мин./кг.
С началом легочного дыхания за счет ускорения кровотока и уменьшения сосудистого русла в системе легочного кровообращения изменяется кровообращение через малый круг. Открытый артериальный (боталлов) проток в первые дни, а иногда недели, может поддерживать гипоксию за счет направления части крови из легочной артерии в аорту, минуя малый круг.
Особенности дыхания у птиц.
Физиологические особенности дыхания у птиц определяются анатомическими особенностями строения их дыхательного аппарата (прежде всего, наличием воздухоносных мешков, отсутствием диафрагмы) и касаются только механизмов внешнего дыхания. Благодаря воздухоносным мешкам, у птиц, в отличие от млекопитающих, возможно двойное дыхание. Смысл его заключается в том, что при вдохе воздух, проходя через легкие, в первый раз отдает кислород и принимает углекислый газ. Далее он поступает в воздухоносные мешки, которые выполняют роль обычных резервуаров. При выдохе воздух, выходя из воздухоносных мешков, во второй раз проходит через легкие, где опять происходит газообмен.
Акт вдоха у птиц совершается при сокращении мышц-инспираторов. При этом грудная, коракоидная кости, ключицы и ребра выдвигаются вперед и вниз, увеличивая угол между позвоночником и грудными частями ребер. В результате этого грудная клетка значительно расширяется, способствуя растяжению легких. Что же касается диафрагмы, она у птиц развита слабо и не имеет того значения, как у млекопитающих.
Частота дыхательных движений у птиц за 1 минуту составляет:куры – 12-45 индейки – 13-20; утки – 30-70 голуби – 15-32; гуси – 12-40.
Голос животных - это рефлекторная реакция, в которой принимают участие носовая и ротовая полость, легкие, гортань с голосовыми связками. Образование звуков связано с дыханием. Здоровые животные формируют свой голос, в то время как больные, и в особенности при заболевании голосового аппарата, обычно утрачивают это свойство. У разных видов сельскохозяйственных животных и птиц анатомическое строение отличается, что сказывается на образовании звука.
Человек, начинает жизнь после рождения - приступом удушья. Известно, что дыхание осуществляется дыхательным центром. Дыхательный центр расположен в ретикулярной формации ствола мозга в области дна IV желудочка. Дыхательный центр состоит из 3 - х частей:
Медуллярный - поддерживает чередование вдоха и выдоха;
Апноэтический - вызывает длительный инспираторный спазм (расположен на уровне средней и нижней части моста мозга);
Пневмотаксический - оказывает тормозящее влияние на апноэтическую часть (расположен на уровне верхней части моста мозга)
Первые дыхательные движения у плода, хотя возникают на 13 неделе внутриутробного периода, но ритмичные дыхательные движения устанавливаются только после рождения. Этому способствует
- - нарушение транс плацентарного кровообращения во время родов и его полное прекращение после пережатия пуповины
- - вследствии чего значительно снижается парциальное давление кислорода, (с 80 до 15 мм.рт.ст.)
- - повышается рСО 2 (с 40 до 70 мм. Нg) и снижается рН на 7,35
- - также оказывают влияние на:
Раздражение кожных рецепторов во время родов
Влияние изменений атмосферного давления, окружающей температуры, влажности и т.д.
Меньшее значение имеет и тактильная рецепция при прохождении по родовым путям и во время приема новорожденного
Следовательно регуляция дыхания осуществляется центральными и периферическими хеморецепторами. Основным в регуляции дыхания являются центральные хеморецепторы (80%). Они чувствительны к изменению рН и их главная функция состоит в поддержании постоянства Н + ионов в спинномозговой жидкости. СО 2 свободно дифференцирует через гематоэнцефалический барьер. Нарастание концентрации Н + в спинномозговой жидкости стимулируют вентиляцию.
Периферические хемо и барорецепторы (каротидные, аортальные) чувствительны к изменению содержания О 2 и уровня СО 2 .
Следует отметить, что пневмо-токсическая часть дыхательного центра созревает лишь к концу 1 года жизни, чем и объясняется аритмичность дыхания у детей до 1 года.
Таким образом, первый вдох осуществляется под влиянием суммы внешних воздействий (температурные, проприоцептивные, тактильные, барометрические и химические, прежде всего гипоксемии) акцивизирующих ретикулярную формацию, которая в свою очередь посылает нисходящее влияние на бульварный дыхательный центр и мотонейроны спинного мозга. При этом из - за сокращения мышц диафрагмы происходит внутриплевральное разряжение и в момент первого вдоха оно доходит до 70 - 100 мм.вод.ст. и в легкие поступает 30 - 90 мл воздуха. После короткой инспираторной паузы (около 2 сек) начинается выдох, сопровождающийся криком.
Первое дыхательное движение после рождения осуществляется по типу «гаспс» (первый гаспс является началом свободной жизни новорожденного). Дыхание типа «гаспс» с судорожным глубоким вдохом и затрудненным выдохом (инспираторная вспышка), наблюдается у всех здоровых новорожденных и в первые часы жизни, составляет 4 - 8% всех дыхательных движений. частота «инсператорных вспышек» у более старших детей падает, но менее 1% дыханий они занимают лишь у детей старше 5 - го дня жизни. Возникающий после таких инспираторных вспышек симптом «воздушной ловушки» (уровень спокойного выдоха достигается лишь через 2 - 3 дыхательных движения) способствует расправлению легких. Именно на это и направлен наблюдающийся у новорожденных (почти 65 - 70%) в первые 30 мин жизни (иногда до 6 часов) апноитический тип дыхания, высокое экспираторное сопротивление дыхательных путей, крик. Следовательно, у здоровых детей первых минут и часов жизни существуют особенности физиологии дыхания, способствующие расправлению легких, препятствующие их спадению на выдохе, но исчезающие в дальнейшем, что позволяет отнести их к переходным состояниям адаптации новорожденных к условиям внешней т.е. внеутробной жизни. У новорожденных детей в течении первых 3 дней жизни минутная вентиляция легких больше, чем у детей более старшего возраста, что направлено на компенсацию ацидоза т.е. у новорожденных наблюдается транзиторная физиологическая гипервентиляция. У всех детей одновременно бывает и гипокапния.
Особенности внешнего дыхания у детей и методы исследования.
В функциональном отношении к органам дыхания относят воздухоносные пути, легкие, кровеносные, лимфатические сосуды органов дыхания, нервную систему с ее эффекторными и рецепторными окончаниями, скелет грудной клетки с его хрящами, связками, суставами, основную (диафрагма, межреберные мышцы) и вспомогательную (грудинно - клеточно - сосцевидные, брюшные, лестничные и др.) дыхательную мускулатуру. Центральная нервная система координирует нормальную функцию дыхания, постоянно регулируя как соотношения вентилируемых альвеол и временно выключенных из вентиляции так и их взаимоотношение с капиллярами, обеспечивая таким образом снабжение организма необходимым количеством кислорода.
Эффективность функции внешнего дыхания определяется 3 процессами:
Вентиляцией альвеолярного пространства
Адекватным легочной вентиляции капиллярным кровотоком (перфузией)
Диффузией газов через альвеолярно - капиллярную мембрану
Следует отметить о большой вариабельности показателей внешнего дыхания у детей. Так, частота дыхания у новорожденного ребенка 40 - 60 0 , у годовалого 30 - 35 0 , на 3 - 4 году жизни 25 - 30 0 , у 5 летнего - 25 0 , 10 летнего - 20 0 , у взрослого 16 - 18 0 . частота дыхания отражает компенсаторные возможности организма, но в сочетании с малым дыхательным объемом тахипноэ свидетельствует о дыхательной недостаточности. Из за большей частоты дыхания минутный объем дыхания на 1 кг массы тела значительно выше у детей, особенно раннего возраста, чем у взрослых. Величина потребления кислорода на 1 кг массы тела у детей также больше, особенно максимально у детей раннего возраста. Вместе с тем потребление кислорода 1 м 2 поверхности тела у 14 летних детей почти в 1,5 раза больше чем у новорожденных (соответственно 180 мл/мин м 2 , 125 мл/мин м 2). Однако у месячного и у годовалого, как у взрослого - около 180 мл/мин м 2 . Следовательно, 1 мл кислорода новорожденный утилизирует из 42 мл воздуха, месячный ребенок - из 54 мл, годовалый - из 29 мл, а 14 летний - из 17 мл. Эти цифры показывают, что новорожденные лучше утилизируют кислород из воздуха по сравнению с детьми в возрасте одного месяца, что объясняется «кислородной задолженностью» организма новорожденного ребенка и это исчезает к 5 - 7 му дню жизни.
Таким образом, из вышеприведенных примеров видно вариабельность функции внешнего дыхания у детей зависимой от возраста что необходимо учитывать при интерпретации полученных данных.
В настоящее время оценка функции внешнего дыхания проводится по следующим группам показателей:
Группа показателей характеризующих легочную вентиляцию включает в себя ритм, частоту дыхания, дыхательный объем, объем альвеолярной вентиляции, а также показатели распределения выдыхаемого воздуха. К легочным объемам относятся резервный объем вдоха, выдоха, остаточный объем, функциональная остаточная емкость, жизненная и общая емкость легких.
О показателях механики дыхания отражающих функциональное взаимодействие легких с дыхательными путями и грудной клетки с дыхательными мышцами судят по величине бронхиального сопротивления, объемной скорости вдоха и выдоха при спокойном и форсированном дыхании, форсированной жизненной емкости легких и ее отношению к общей жизненной емкости, максимальной вентиляции легких, а также по величине эластического сопротивления легких и работе дыхания.
Легочный газообмен определяется составом воздуха, величиной потребления кислорода и выделения углекислоты в единицу времени, коэффициентом использования кислорода в легких.
К показателям характеризующим газовый состав артериальной крови, относят напряжения кислорода и углекислоты в крови, процент насыщения крови кислородом.
При изучении вентиляционной функции легких широкое применение нашел метод прямой спирографии. Наряду с этим в настоящее время также применяется пневмотахометрический, пневмотахографический методы исследования, общая плетизмография и т.д. С помощью пневмотахометрии исследуется бронхиальная проходимость, сущность метода ПТМ состоит в определении скорости воздушной струи (в л/с) при максимально быстром вдохе и выдохе, а общая плетизмография позволяет проводить прямое измерение бронхиального сопротивления путем синхронной регистрации пневмотахограммы и колебаний внутрикамерного давления, возникающих при дыхании испытуемого.
Объем альвеолярной вентиляции и газового состава выдыхаемого воздуха изучается с помощью специальных газоанализаторов - капнографов.