Возрастные особенности регуляции дыхания

У плода и у грудного ребенка морфологическое и функциональное становление структур дыхательного центра еще не завершено. Каждому этапу развития соответствует свой уровень зрелости регуляторных механизмов, обеспечивающих приспособление развивающегося организма к условиям существования. Дыхательные движения плода регулируются в основном нейронами дыхательного центра, расположенными на уровне продолговатого мозга. Возбудимость нейронов дыхательного центра и их чувствительность к составу крови у плода, новорожденных и грудных детей по сравнению со взрослыми низкая. Об этом свидетельствует наличие нерегулярного ритма дыхательных движений. Особенность нейронов дыхательного центра и хеморецепторов каротидного синуса и дуги аорты плода заключается в том, что они не реагируют на повышение уровня С0₂ в крови, но нейроны дыхательного центра чувствительны к понижению содержания в крови кислорода. Активность нейронов дыхательного центра и их возбудимость к школьному возрасту становятся такими же, как и у взрослого человека.

Для осуществления акта дыхания в крови плода должно быть определенное содержание кислорода и С0₂. Если путем гипервентиляции снизить в крови матери содержание С0₂, то дыхательные движения плода уменьшаются вплоть до полного прекращения. На дыхание плода отрицательно влияет повышение содержания кислорода в его крови. Так, если в крови матери повысить содержание 0₂ путем вдыхания ею чистого кислорода, то у плода прекращаются дыхательные движения и уменьшается ЧСС. После длительной остановки дыхания матери у плода появляются редкие дыхательные движения, повторяющиеся через две-три минуты. Если мать будет вдыхать газовую смесь с меньшим содержанием кислорода (16%), то у плода возникают более глубокие дыхательные движения. Дыхательный центр плода обладает высокой чувствительностью к понижению содержания кислорода в крови. При этом увеличиваются частота и глубина дыхательных движений, что ведет к определенным изменениям в сердечнососудистой системе — увеличению ЧСС, повышению кровяного давления и увеличению скорости оборота крови.

Считается, что механизм приспособительных реакций плода к понижению содержания кислорода в крови иной, чем у взрослого. У взрослого человека эти реакции осуществляются рефлекторным путем через хеморецепторы каротидной и аортальной зон, а у плода они имеют в основном центральное происхождение. Снижение уровня кислорода в крови плода возбуждает нейроны дыхательного центра, что влечет за собой увеличение частоты и амплитуды дыхания и изменения в регуляции сердечно-сосудистой системы. При этом количество эритроцитов в крови плода не увеличивается, как это происходит во взрослом организме.

Сразу после рождения в крови ребенка повышаются концентрации С0₂и Н⁺ и снижается концентрация 0₂, происходит стимуляция хеморецепторов в ЦНС. В этот период периферические артериальные хеморецепторы еще не функционируют. Одновременно резко усиливается приток импульсов от поверхности кожи, опорно-двигательного и вестибулярного аппарата. В ответ на такую интенсивную стимуляцию происходит возбуждение мышц, обеспечивающих вдох, грудная клетка расширяется, давление в плевральной полости снижается, происходит вдох. Выдох осуществляется при активном участии экспираторных мышц. Дыхательный центр у новорожденного еще остается функционально незрелым. Следствием этого являются нерегулярность дыхательного ритма и его относительно высокая реактивность. Нейроны ствола мозга в первые месяцы после рождения сохраняют высокую устойчивость к гипоксии — пониженному содержанию кислорода в крови. В то же время проявляется высокая координация деятельности дыхательного центра с центрами сосания и глотания. Во время кормления частота дыхания соответствует частоте сосательных движений, а во время глотания дыхательные пути перекрываются и отделяются от глотки мягким небом и надгортанником, при этом голосовые связки смыкаются, не позволяя нище попасть в трахею.

Пониженная чувствительность клеток дыхательного центра к содержанию С0₂ в крови отмечена не только у плода, но и у новорожденных, и грудных детей, а также в течение первых лет жизни. Периферические хеморецепторы начинают функционировать с первого месяца жизни.

В период полового созревания у подростков повышается возбудимость дыхательного центра, в связи с чем ухудшается координация функций дыхательного аппарата. По окончании полового созревания дыхательная функция стабилизируется. Чувствительность дыхательного центра к содержанию С0₂ в крови с возрастом повышается: у подростков 9—16 лет и у взрослых она приблизительно одинакова.

Произвольная регуляция дыхания, отражающая возрастание контроля со стороны коры больших полушарий мозга, развивается вместе с речью уже в первые годы жизни ребенка.

В любом периоде онтогенеза человека на его систему внешнего дыхания влияют факторы риска. В плодный период таким фактором является снижение содержания кислорода (гипоксия) в крови, притекающей к плаценте. Причиной этого могут быть неблагоприятные экологические условия, заболевания матери и ее возраст старше 40 лет, курение, осложнения во время родов и т. д. При этом нарушается не только развитие органов дыхания, но и других систем организма, в первую очередь нервной и сердечно-сосудистой, нарушаются транспортная функция крови и формирование иммунитета ребенка. У новорожденных воспалительные процессы в носоглотке, сопровождающиеся набуханием слизистой оболочки, могут приводить к распространению инфекции в легкие, нарушению дыхания и газообмена, поражениям ЦНС. Рецепторы слизистой оболочки дыхательных путей детей и подростков обладают повышенной чувствительностью к табачному дыму. По этой причине у юных курильщиков часто возникают воспалительные заболевания бронхов и легких, снижается эффективность газообмена, ЖЕЛ, альвеолярная вентиляция, увеличивается остаточный объем легких, ухудшаются другие показатели внешнего дыхания. Причины таких негативных воздействий табачного дыма состоят в наличии в его составе более 4000 активных соединений, нарушении транспорта 0₂ под действием СО (угарного газа) и цианидов, раздражении дыхательных путей. В результате у курильщиков раньше, чем.

Рис. 10.15. Легкие некурящего человека (а) и курильщика (б). Фрагмент легких курильщика (в) у других людей, наблюдается возрастная инволюция в системе дыхания (рис. 10.15). Аналогичным действием обладают и газообразные наркотические вещества (курение марихуаны и др.).