54. Развитие органов дыхания

Становление легочного дыхания у новорожденного. Уже к концу 5-го месяца внутриутробного развития становятся заметными слабые дыхательные движения грудной клетки - сначала редкие, а позднее более частые - до 30-40 в минуту. Как известно, плод окружен околоплодной жидкостью. Иными словами, он развивается не в воздушной, а в водной среде. Поэтому при совершаемых плодом дыхательных движениях незначительное количество околоплодной жидкости то входит в легкие, то выходит из них. Значение этих движений заключается, во-первых, в своеобразной предварительной тренировке, весьма необходимой для выполнения легкими дыхательной функции с первых минут после рождения, а во-вторых, в облегчении притока крови к сердцу: во время вдоха в грудной полости создается отрицательное давление, под влиянием которого тонкие стенки предсердий и подходящих к ним крупных вен растягиваются и сильнее наполняются кровью.

У новорожденного после перерезки пуповины прекращается поступление в организм кислорода и его освобождение от углекислоты. За короткое время (от нескольких секунд до 1 минуты) содержание в крови углекислоты резко повышается, а содержание кислорода падает. Избыток углекислоты повышает возбудимость дыхательного центра, а недостаток кислорода действует на чувствительные к нему рецепторы, расположенные в стенках артерий, и стимулирует рефлекторное сокращение вдыхательных мышц. В результате появляется первый вдох новорожденного: воздух проникает в легкие, растягивает их, заполняя часть легочных пузырьков. Растяжение легких, раздражая рецепторы блуждающего нерва, вызывает рефлекторное расслабление вдыхательных мышц и сокращение выдыхательных. Так начинается легочное дыхание. Верный его признак - так называемый первый крик новорожденного, появляющийся в результате сотрясения голосовых связок во время выдоха.

Развитие органов дыхания в дошкольном возрасте. У новорожденного грудная клетка узкая, как бы сжатая с боков. Купол диафрагмы стоит очень высоко, что объясняется давлением со стороны брюшных органов, особенно печени, относительный размер которой примерно в два раза больше, чем у взрослого. Высоко расположен и сильно выдается вперед нижний край грудины. Книзу грудная клетка у взрослого сужена, а у новорожденного, наоборот, расширена (рис. 74).

Рис. 74. Изменение формы грудной клетки с возрастом

У грудных детей и взрослых дыхательные движения происходят по-разному. У взрослых все ребра, особенно нижние, отходят от позвоночника в косом направлении книзу, причем верхний край грудины находится на уровне 2-3-го позвонка, а ее нижний край, к которому подходит 7-е ребро, на уровне 9-10-го позвонка. У новорожденного верхнее отверстие грудной клетки, образованное первой парой ребер, расположено перпендикулярно по отношению к позвоночнику. Соответственно верхний край грудины находится па уровне 1-го грудного позвонка. Перпендикулярно расположены и следующие 6 пар ребер, а нижний край грудины находится на уровне 6-7-го позвонка.

У взрослого наружные межреберные мышцы поднимают ребра, переводя их из косого положения в близкое к горизонтальному. При этом объем грудной клетки увеличивается. У новорожденного положение ребер соответствует максимальному вдоху. Всякое перемещение ребер вверх или вниз могло бы лишь уменьшить объем грудной клетки. Иными словами, сокращение межреберных мышц не может вызвать вдоха. Поэтому у новорожденного вдох осуществляется в основном сокращением диафрагмы, а частично сокращением шейных мышц, которые тянут вверх всю грудную клетку. При этом грудина поднимается и ее нижний конец сильнее выпячивается вперед. В результате во время вдоха воздух входит в основном в среднюю часть легких.

Легкие новорожденного малоэластичны, относительно велики и не спадаются при вскрытии грудной клетки. Растяжение во время вдоха увеличивает их объем только на 10-15 мл. Чтобы удовлетворить весьма большую потребность организма в кислороде, дыхательные движения новорожденного должны быть очень частыми. При покое их частота достигает 50-60 в минуту, а минутный объем дыхания превышает 600 мл. При повышении потребности в кислороде во время крика или двигательной активности объем дыхательных движений если и изменяется, то крайне незначительно, а потому увеличение минутного объема происходит за счет их учащения до 100-150 в минуту. Изменения частоты дыхательных движений можно наблюдать не только при возбуждении ребенка, но и во время покоя. Нерегулярный ритм дыхательных движений характерен для всего грудного возраста.

Через 8-10 дней после рождения объем легких несколько увеличивается, так как значительно возрастает количество заполненных воздухом легочных пузырьков; объем дыхательных движений увеличивается до 20-25 мл, а минутный объем в покое, при частоте дыхания 40-50 в минуту, возрастает примерно до 1000 мл.

Наружная поверхность легочных пузырьков покрыта очень густой сетью относительно широких капилляров. Это облегчает насыщение крови кислородом и ее освобождение от углекислоты.

В течение первого года жизни размер легких, как и грудной клетки, сильно увеличивается. Уже через 2-3 недели после рождения легкие занимают ²/₃ объема грудной полости. Рост легких происходит в основном за счет ветвления мелких бронхов и особенно образования новых легочных пузырьков. К концу 1-го года вес легких доходит до 150 г, а их объем до 250-280 мл, К этому же времени окружность грудной клетки увеличивается почти в полтора раза: с 30-34 до 45-48 см. Поперечный диаметр грудной клетки увеличивается сильнее, чем передне-задний, и уже к 5-6 месяцам оба диаметра становятся равными, а к концу 1-го года поперечный диаметр примерно на 6-8% больше передне-заднего.

Со второй половины 1-го года жизни заметно изменяется направление ребер, которые начинают отходить от позвоночника все более наклонно. Соответственно опускается книзу и грудина. Если в первые месяцы жизни объем грудной клетки изменяется почти исключительно за счет сокращения диафрагмы, то к году в дыхательных движениях начинают участвовать межреберные мышцы. Диафрагмальное дыхание превращается в диафрагмально-реберное, при котором облегчается вентиляция верхней части легких.

Дыхательные движения по мере роста грудной клетки и легких становятся более интенсивными и менее частыми. Так, при покое в среднем у шестимесячного ребенка объем дыхательных движений около 50 мл, а их частота - 40 в минуту; у годовалого - 70-80 мл при частоте 35 в минуту. Значительно возрастает минутный объем воздуха: около 2000 мл у шестимесячного ребенка и 2600 мл у годовалого. Уже у месячных детей при сильной двигательной активности или крике минутный объем может увеличиваться путем не только учащения дыхательных движений, но и некоторого их усиления. В последующие месяцы способность к усилению дыхательных движений становится все более выраженной. Во второй половине 1-го года жизни максимальный объем дыхательных движений вдвое больше, чем объем при покойном дыхании.

Рис. 75. Расположение органов в грудной клетке у новорожденного: 1 - сердце; 2 - правое легкое; 3 - левое легкое; 4 - зобная железа; 5 - диафрагма

Интенсивности обмена газов между кровью и воздухом в раннем детском возрасте значительно ниже, чем у взрослых. Так, у взрослых выдыхаемый воздух содержит 16,4% кислорода и 4,4% углекислого газа, а у годовалых детей - 18% кислорода и 2,4% углекислого газа. Следовательно, в раннем детском возрасте кровь почти вдвое меньше поглощает кислорода и отдает углекислоты. В основном это объясняется большой частотой и малым объемом дыхательных движений.

После 1-го года жизни рост грудной клетки сначала заметно замедляется, а затем снова увеличивается. Так, окружность грудной клетки увеличивается за 2-й год жизни на 2-3 см, за 3-й - примерно на 2 см, за 4-й - на 1-2 см. В последующие два года рост окружности возрастает (за 5-й год на 2-4 см, за 6-й на 2-5 см), а за 7-й - снова снижается (1-2 см).

За тот же период жизни (от 1 до 7 лет) существенно меняется форма грудной клетки. Увеличивается наклон ребер, особенно нижних. Ребра тянут за собой грудину, которая не только растет в длину, но и опускается книзу, причем уменьшается выпячивание ее нижнего конца. В связи с этим окружность нижней части грудной клетки увеличивается несколько медленнее и к 2-3 годам становится такой же, как и окружность ее верхней части (при измерении под мышками). В последующие годы верхняя окружность начинает превышать нижнюю (к 7 годам примерно на 2 см).

Одновременно изменяется соотношение передне-заднего и поперечного диаметров грудной клетки. За шесть лет (от 1 до 7 лет) поперечный диаметр увеличивается на 3¹/₂ см и становится примерно на 15% больше передне-заднего, который за тот же срок вырастает меньше чем на 2 см.

На долю легких к 7 годам приходится почти ³/₄ объема грудной клетки, причем их вес достигает примерно 350 г, а объем - приблизительно 500 мл. К этому ж возрасту легочная ткань становится почти столь же эластичной, как и у взрослого человека, что облегчает дыхательные движения, объем которых за шесть лет (с 1 до 7 лет) увеличивается в 2-2¹/₂ раза, достигая 140-170 мл.

Частота дыхания при покое в среднем снижается с 35 в минуту у годовалого ребенка до 31 в 2 года и 38 в 3 года. Небольшое снижение происходит и в последующие годы. В 7 лет частота дыхания бывает всего 22-24 в минуту. Минутный объем дыхания за три года (от 1 до 4 лет) увеличивается почти в 1¹/₂ раза.

В дошкольном возрасте, особенно у детей старше 4 лет, покойный вдох происходит в основном за счет сокращения межреберных мышц, а покойный выдох - почти без участия мышц. Повышение потребности организма в кислороде прежде всего вызывает учащение дыхательных движений, нередко весьма значительное, а затем они становятся более глубокими, но зато менее частыми. Глубокий вдох осуществляется у дошкольников в первую очередь диафрагмой, а выдох - мышцами брюшного пресса, кроме того, усиливается работа межреберных мышц, а также включаются дополнительные вдыхательные и выдыхательные мышцы.

При большом, но кратковременном физическом напряжении по сравнению с покоем объем дыхательных движений может увеличиваться у детей 3-4 лет примерно в 3 раза, а у детей 5-6 лет в 4 раза. Если, однако, напряжение длится более 15-20 секунд, дыхание становится менее глубоким, но значительно более частым.

Жизненную емкость легких у детей до 4 лет практически определить не удается. В старшем дошкольном возрасте (от 5 до 7 лет) она составляет примерно 1000-1300 мл. Менее частое и более глубокое дыхание дошкольника (по сравнению с годовалым ребенком) способствует несколько более интенсивному обмену газов между кровью и воздухом, находящимся в легких,