Возрастные особенности анатомии и физиологии органов дыхания, их заболевания и гигиена

Введение

Каждой клетке организма человека нужна энергия, источником которой служат питательные вещества: белки, жиры и углеводы. При их окислении кислородом освобождается энергия, образуются вода и углекислый газ. Процессы окисления идут непрерывно в каждой клетке, так как энергия организму требуется постоянно.
Жизненно необходимый процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей средой называют дыханием.
Различают три этапа процесса дыхания:
- На первом этапе происходит внешнее (легочное) дыхание: атмосферный воздух поступает в легкие и насыщает кровь кислородом, а образовавшийся в организме углекислый газ выдыхается.
- На втором этапе осуществляется транспорт газов кровью: кислород переносится от легких к тканям, а углекислый газ от тканей к легким.
- Третий этап носит название внутреннего или тканевого дыхания. При этом происходит газообмен между кровью и тканями. В клетках тканей митохондрии потребляют кислород, окисляя органические вещества. Это приводит к высвобождению энергии и образованию углекислого газа [5, с. 118].
В среднем за минуту человеком совершается 16 вдохов. При выполнении физической работы количество вдыхаемого воздуха увеличивается.
После прекращения поступления воздуха в лёгкие человек может прожить около 3-7 минут, после чего происходят потеря сознания, необратимые изменения в мозге и наступает смерть.

1. Система органов дыхания. Их строение и функции
Система органов дыхания включает в себя органы, которые проводят воздух и выполняют функцию газообмена между атмосферным воздухом и кровью.
Дыхательная система включает в себя два отдела:
- дыхательные пути
- дыхательные органы

1.1 Дыхательные пути
Дыхательные пути делят на верхние (нос, глотка) и нижние (гортань, трахея, бронхи) дыхательные пути. Особенность этих путей заключается в том, что их стенки состоят хрящевой и костной тканей. Это обеспечивает свободную циркуляцию воздуха.
При дыхании с закрытым ртом воздух поступает в носовую полость, а с открытым – в ротовую. В образовании носовой полости участвуют кости и хрящи, из которых состоит скелет носа. Большая часть слизистой оболочки полости носа покрыта многорядным мерцательным цилиндрическим эпителием, в котором находятся слизистые железы, а её меньшая часть содержит обонятельные клетки. Благодаря движению ресничек мерцательного эпителия пыль, попадающая с вдыхаемым воздухом, выводится наружу. Полость носа делится носовой перегородкой пополам. В каждой половине имеется по три носовые раковины – верхняя, средняя и нижняя. Они образуют три носовых хода: верхний – под верхней раковиной, средний – под средней раковиной и нижний – между нижней раковиной и дном носовой полости. Вдыхаемый воздух поступает через ноздри и после прохождения по носовым ходам каждой половины носовой полости выходит из неё в носоглотку через два задних отверстия – хоаны. В носовую полость открывается носослёзный канал, по которому выводится избыток слёз. К носовой полости прилегают придаточные полости, или пазухи, соединённые с ней отверстиями: верхнечелюстная, или гайморова (находится в теле верхней челюсти), клиновидная (в клиновидной кости), лобная (в лобной кости) и решетчатый лабиринт (в решетчатой кости). Вдыхаемый воздух, соприкасаясь со слизистой оболочкой полости носа и придаточных полостей, в которой имеются многочисленные капилляры, согревается и увлажняется [2, с. 132].
Носоглотка является верхним отделом глотки, который проводит воздух из носовой полости в гортань, прикреплённую к подъязычной кости. Гортань составляет начальную часть собственно дыхательной трубки, продолжающейся в трахею, и одновременно функционирует как голосовой аппарат. Она состоит из трёх непарных и трёх парных хрящей, соединённых связками. К непарным относятся щитовидный, перстневидный и надгортанный хрящи, к парным – черпаловидные, рожковидные и клиновидные. Основной хрящ – перстневидный. Узкой своей частью он обращён кпереди, а широкой – к пищеводу. Сзади на перстневидном хряще расположены симметрично с правой и левой стороны подвижно сочленённые с его задней частью два черпаловидных хряща треугольной формы. При сокращении мышц, оттягивающих назад наружные концы черпаловидных хрящей, и расслаблении межхрящевых мышц происходит поворот этих мышц вокруг оси и широкое раскрытие голосовой щели, необходимое для вдоха. При сокращении мышц между черпаловидными хрящами и натяжении связок голосовая щель имеет вид двух туго натянутых параллельных мышечных валиков, препятствующих току воздуха из лёгких [2, с. 132-133].
Трахея является продолжением гортани. Она начинается на уровне шестого шейного позвонка и заканчивается на уровне пятого грудного позвонка, где находится бифуркация и происходит деление на правый и левый главные бронхи. Длина трахеи 9-11 см, ширина 1,5-1,8 см. Стенка трахеи состоит из 16-20 хрящевых колец, соединённых связками [14, с.75].
Трахея разветвляется на два главных бронха; каждый из них входит в ворота одного из лёгких и делится на три ветви в правом лёгком, состоящем из трёх долей, и две ветви в левом лёгком, состоящем из двух долей. Эти ветви распадаются на более мелкие. Стенка крупных бронхов имеет такое же строение, как и трахея, но в ней расположены хрящевые замкнутые кольца; в стенке мелких бронхов есть гладкие мышечные волокна. Внутренняя оболочка бронхов состоит из мерцательного эпителия. Наиболее мелкие бронхи – диаметром до 1 мм – называются бронхиолами. Каждая бронхиола входит в дольку лёгких (доли лёгкого состоят из сотен долек). Бронхиола в дольке делится 12-18 концевых бронхиол, которые, в свою очередь, делятся на альвеолярные бронхиолы. И, наконец, альвеолярные бронхиолы разветвляются на альвеолярные ходы, состоящие из альвеол

. К альвеолам прилегают капилляры. Через стенки альвеол и капилляров совершается газообмен [2, с.134].

1.2 Дыхательные органы
Дыхательные органы – это два лёгких, где осуществляется газообмен.
Лёгкие являются дыхательной частью системы органов дыхания и представляют собой парный орган, расположенный в грудной клетке. Легкие покрыты плеврой, состоящей из двух листков. Наружный листок (париетальный) выстилает внутреннюю поверхность стенки грудной клетки. Внутренний листок (висцеральный) плотно срастается с поверхностью легких. Между листками плевры имеется герметически замкнутое пространство – плевральная полость, содержащая небольшое количество жидкости. Давление в плевральной полости ниже атмосферного на 6 – 9 мм рт. ст. (отрицательное давление), что играет важнейшую роль в механизме вдоха и выдоха [4, с. 60].

2. Возрастные особенности анатомии и физиологии органов дыхания
2.1 Развитие дыхательной системы
Первые две недели зародыш дышит поверхностью тела.
На 22—26-й день внутриутробного развития на вентральной стенке глоточного отдела передней кишки появляются две пищеводнотрахеальные перегородки, вдающиеся в виде гребней. Эти гребни, сближаясь, разделяют переднюю кишку на дорсальную (пищевод) и вентральную части (трахея и легочные почки). Из последней развиваются эпителий бронхиального дерева, альвеолы и бронхиальные железы, а из мезенхимы формируются остальные элементы стенки бронхов, кровеносные сосуды и соединительнотканная строма легких. У эмбрионов 4—6 мм длины первичный легочный зачаток имеет на дистальном конце два образования неправильной овальной формы, которые являются зачатками правого и левого бронхов. К 4-й неделе это разделение почти завершается, легочный вырост начинает делиться на левый и правый зачаток легкого [8, с. 208].
На 4-ой неделе происходит образование главных бронхов. Закладка долевых бронхов осуществляется на 5 неделе. 6-я неделя связана с закладкой сегментарных бронхов. На 8-9-й неделях внутриутробного развития формируются хрящи и мышцы трахеи. На 17-ой неделе происходит закладка первых ацинусов. Начинается развитие альвеолярного дерева. Разветвления кровеносных сосудов приходят в контакт с эпителием альвеолярных ходов. Лёгочные альвеолы у новорождённых слабо развиты.
Дифференциация хрящей гортани из IV - V жаберных дуг начинается на 5-й неделе эмбриогинеза, голосовых складок- с 10-й недели.
На 2-м месяце эмбриогинеза начинается развитие носовой полости. Первичная ротовая бухта разделяется нёбными валиками на носовую и ротовую полости.
С 28-й недели продолжается дифференцировка ацинусов: формируются альвеолярные ходы, новые альвеолярные мешочки, появляются примитивные альвеолы. Эпителий альвеол уплощается, и формируются элементы аэрогематического барьера. Зрелые альвеолы развиваются окончательно при первом вдохе после рождения [8, с. 210].

2.2 Особенности развития дыхательной системы
Размеры органов дыхательной системы у новорожденных меньше, чем у взрослых.
В первые месяцы жизни нижний носовой ход почти отсутствует. Придаточные пазухи носа у новорожденных детей находятся в стадии формирования. Они завершают процесс развития к периоду полового созревания. Узкие носовые ходы предрасполагают детей к затруднённому дыханию, что в совокупности с малой длиной нижних дыхательных путей способствует развитию простудных заболеваний.
Гортань новорождённого короткая и широкая, располагается на два позвонка выше, чем у взрослого. Надгортанник достигает уровня атланта, соприкасается с язычком, что позволяет ребёнку одновременно дышать и сосать. Половые различия в строении органа обнаруживаются с 3-х лет. У мальчиков он становится более длинным и широким, больше выступает щитовидный хрящ. Особенно быстро гортань мальчиков растёт в подростковом периоде. В результате происходит перестройка голосообразования, 《мутация голоса》. У девочек гортань растёт медленно, голосовые связки достигают окончательной длины раньше, мутация голоса обычно незаметна. Трахея у новорождённых втрое короче и располагается на два позвонка выше, чем у взрослых. Главные бронхи новорождённого значительно короче, чем у взрослых. Лёгкие недышавшего ребёнка короткие и спавшиеся, тонут в воде. В первые 3 года их вес увеличивается в 5 раз. У новорождённого сильно развита строма лёгких, поэтому резко выражены границы между их сегментами и дольками. Средостение у новорождённого очень велико и занимает почти половину грудной полости, но уже через 2 недели - 1/3. Верхнее средостение (тимус и сосуды) иногда определяется в области шеи [7, с. 55].
У новорожденного объем легких составляет в среднем 65 – 67 мл, к 8 годам он увеличивается в 8 раз, к 12 годам – в 10 раз, а к 20 – в 20 раз. У плода первые дыхательные движения начинаются на 11-й неделе внутриутробного развития, частота которых составляет 38 – 70 в минуту. Дыхательные движения плода способствуют развитию легких и дыхательной мускулатуры. Приспособление дыхательной системы к изменяющимся потребностям организма осуществляется многоуровневой регуляторной системой, в которой ведущее значение принадлежит коре больших полушарий головного мозга. Эта многоуровневая система называется дыхательным центром. Низшие отделы дыхательного центра представляют собой ансамбль нейронов, расположенных в области продолговатого мозга (обычно это скопление нейронов называют дыхательным центром). Особенностью нейронов дыхательного центра является их высокая чувствительность к содержанию углекислого газа в крови. При повышении его содержания в крови происходит возбуждение центра вдоха, что запускает механизм вдоха. Большое значение в регуляции дыхания имеет пневмотаксический центр, расположенный в области моста. Участие коры больших полушарий в регуляции дыхания, являющейся высшим уровнем регуляторной системы, доказывается возможностью произвольного изменения ритма и глубины дыхательных движений