Головна Головна -> Підручники -> Підручник Вікова фізіологія та шкільна гігієна скачати онлайн-> VI. ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ОРГАНІВ ДИХАННЯ

VI. ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ОРГАНІВ ДИХАННЯ


1.Загальна будова дихальної системи
Повітроносні шляхи
Гортань
Трахея і бронхи
Легені
Газообмін у легенях
2. Дихальні рухи
3. Регуляція дихання. Дихальний центр.
4. Особливості регуляції дихання в дитячому віці
5. Гігієнічне значення повітряного середовища в приміщенні
6. Основні захворювання органів дихання дітей та підлітків

Загальна будова дихальної системи

Для функціонування клітин організму потрібний кисень. Дихальна система, що складається із повітроносних шляхів, легеневих судин, легень, та дихальних м’язів постачає у кров кисень, який далі розподіляється між тканинами органами. Повітря надходить у легені завдяки змінам тиску внаслідок скорочення і розслаблення основних та допоміжних дихальних м’язів. Нормальне дихання — це переважно мимовільний процес, керований дихальним центром стовбура мозку.

ЗАГАЛЬНА БУДОВА СИСТЕМИ ОРГАНІВ ДИХАННЯ

1 — приносові пазухи; 2 — стовбур мозку; 3 — носова частина горла; 4 — ротова частина горла; 5 — гортанна частина горла; 6 — надгортанник; 7 — стравохід; 8 — ребра; 9 — міжребербні м’язи; 10 — ліва легеня; 11 — поперекова частина діафрагми; 12 — діафрагма; 13 — листки плеври; 14 — серце; 15 — бронхи; 16 — легеневі судини; 17 — трахея; 18 — гортань; 19 — носове волосся; 20 — носова порожнина.

Дихання

Дихання — це процес постійного обміну газами між організмом і навколишнім середовищем. Дихання забезпечує поступання в організм кисню, необхідного для здійснення окислювальних процесів, які є основним джерелом енергії. Під час окислювальних процесів утворюється вуглекислий газ, який видаляється з організму через легені.

Дихання включає такі процеси:
– зовнішнє дихання — обмін газами між зовнішнім середовищем і легенями;
– легеневе дихання — обмін газами між альвеолярним повітрям і кров’ю капілярів;
– транспорт газів кров’ю, перенесення кисню від легень до тканин,
а вуглекислого газу — з тканин у легені;
– тканинне дихання — обмін газів у тканинах;
– внутрішнє (клітинне) дихання — біологічні процеси, що відбуваються у мітохондріях клітин.

Порушення будь-якого з цих процесів може стати причиною смерті людини. До народження органи дихання практично не функціонують, а необхідний для життя кисень плід отримує через плаценту.

Повітроносні шляхи

Проходячи через повітроносні шляхи повітря очищується, зігрівається і зволожується. Ці процеси починаються у носовій порожнині. Волосся при вході до носової порожнини затримує більші частинки пилу. Волога слизова оболонка носової порожнини, яка містить велику кількість слизових залоз, затримує дрібніші частинки пилу. Війки слизової оболонки переносять частинки до виходу, і вони або видмухуються, або викидаються при чханні. Носова порожнина через спеціальні канали з’єднана із придатковими пазухами (гайморовою, лобною, решітчастою і основною). Ці пазухи зменшують масу кісток і впливають на утворення голосу. Процес очищення повітря відбувається також у горлі, гортані, трахеї та бронхах.

У новонародженого ніс короткий, приплюснутий, з невеликими крилами. Ніздрі відкриті більше вперед і струмінь повітря має майже прямий хід. Судинні сплетіння розвинуті слабо. Це є причиною того, що діти є схильними до переохолодження верхніх дихальних шляхів. З віком ніздрі опускаються і займають горизонтальне положення. Порожнина носа розвинута недостатньо. Її поперечний діаметр в 4,5 рази менший ніж діаметр обличчя (у дорослих в 3,5 рази менший). Просвіт носової порожнини звужений, нижній носовий хід майже відсутній, що утруднює носове дихання. Діти часто дихають відкритим ротом, що є причиною частих простудних захворювань. Навіть при невеликих запальних процесах слизова оболонка набрякає, затрудняючи дихання. Слизова оболонка тонка, венозні сплетіння розвинуті слабо, тому у немовлят майже не буває кровотеч з носа. Придаткові пазухи перебувають у зачатковому стані (помітна лише гайморова). Остаточне їх формування закінчується у підлітковому віці.

Із порожнини носа повітря потрапляє у горло, яке має три частини: носову, ротову та гортанну. Верхній відділ горла є лише повітроносним шляхом, через нижні частини проходять повітря, їжа та рідини. У горло відкриваються слухові труби, які з’єднані із середнім вухом.

Глотка дитини є відносно вузькою, слухова труба коротка і широка, розміщена низько, тому захворювання верхніх дихальних шляхів у дітей часто ускладнюється запаленням середнього вуха.

Гортань

Із глотки повітря потрапляє у гортань, яка відіграє головну роль у голосоутворенні. Гортань прикрита спеціальним хрящем — надгортанником. Порожнина гортані лійкоподібна, вкрита слизовою оболонкою, що утворює дві пари складок. Верхня пара складок, що містять присінкові зв’язки, разом із надгортанником закривають вхід у гортань під час ковтання їжі. Нижня пара складок покриває голосові зв’язки. Скелетом гортані є спеціальні хрящі.

НАДГОРТАННИК
Листоподібний хрящовий клапан, який закриває вхід у гортань під час ковтання, запобігаючи потраплянню їжі та рідини у дихальні шляхи. 1 — надгортанник; 2 — їжа; 3 — гортань.

У новонароджених гортань відносно коротка, широка і займає вище положення, ніж у дорослих. Надгортанник розміщений так високо, що його можна побачити зразу за третім мигдаликом (язичком). Під час смоктання язичок торкається надгортанника залишаючи вільний шлях для повітря в гортань при ковтанні. У період статевого дозрівання у хлопців змінюються хрящі, що утворюють гортань внаслідок чого утворюється кадик, голосові зв’язки подовжуються, відбувається “ломка голосу”.

Трахея і бронхи

Нижче гортані розміщена трахея (дихальне горло), яка складається із 16-20 хрящів. У новонароджених її стінки відносно товсті, а діаметр трахеї звужується в напрямку зверху вниз. У нижній частині трахея розгалужується на два первинні бронхи (біфуркація трахеї). У немовлят правий головний бронх коротший і товстіший від лівого. Кут між трахеєю і цим бронхом дорівнює 25о, тому інородні тіла найчастіше потрапляють саме у правий бронх. Лівий головний бронх довший правого. Кут між трахеєю і лівим бронхом дорівнює 50о. Слизова оболонка трахеї немовлят містить невелику кількість залоз. М’язові волокна переважно зосереджені на задній стінці бронхів.

Кожний головний бронх входить у ворота легені і далі розгалужується на бронхи щораз меншого діаметра, утворюючи бронхіальне дерево, яке є дихальними шляхами у легенях. Найтонші бронхи називають бронхіолами.


Бронхіальне дерево

Легені

Два губчасті органи — легені, захищені грудною кліткою. Вони заповнюють більшу частину грудної порожнини. Легені є одним із найбільших органів тіла. Їх основна функція — забезпечення організму киснем і виділення вуглекислого газу. Легеня має конусоподібну форму, основа її дещо увігнута і прилягає до діафрагми. Повітря заходить у легені через систему дихальних шляхів. Бронхіоли входять у легеневі міхурці — альвеоли, наповнюючи легені повітрям. Легеневі міхурці є кінцевою частиною дихальних шляхів. Альвеоли мають тонкі еластичні стінки на внутрішній поверхні яких постійно присутні деякі лейкоцити (макрофаги). Вони захоплюють і перетравлюють бактерії, хімічні і механічні частинки. Кожна альвеола зовні оточена густою сіткою капілярів. Через стінки альвеол і капілярів проходить обмін газами.

Альвеоли (дихальні міхурці):

1 — респіраторна бронхіола; 2 — альвеола; 3 — капілярна сітка.

Кожна легеня зовні вкрита плеврою. Плевра має два листки — один із них зрощений із легенями, другий — із грудною кліткою. Між обома листками знаходиться плевральна порожнина, заповнена серозною рідиною (1-2 мл). Завдяки цій рідині легені легко ковзають під час дихання.

У новонароджених легені щільні, зімкнуті. З першим вдихом новонародженого легені розпрямляються, встановлюється ритмічне дихання із частотою 40-45 подихів за хвилину. Повне заповнення альвеол повітрям відбувається протягом перших 3 діб, однак може тривати і до 1 тижня. Легені новонародженого спочатку вентилюються недостатньо. Капілярна сітка альвеол густа, однак великі судини розвинуті слабо. Легені у дітей ростуть переважно за рахунок збільшення площі альвеол, однак до 8 років збільшується і кількість альвеол. Найбільш активно легені ростуть до 3 років і в підлітковий період.

Газообмін у легенях

Дихальна мембрана альвеол, через яку відбувається газообмін, складається з кількох шарів. Незважаючи на це, вона дуже тонка. Вуглекислий газ дифундує із крові в альвеоли, а кисень переходить із альвеол у капіляри, де зв’язується з еритроцитами. Поверхня газообміну у легенях (площа поверхні альвеол) у 40 разів більша від поверхні тіла і сягає 150-200 м2. Приблизно така ж площа поверхні легеневих капілярів, що забезпечує ефективну дифузію газів. Якщо у легенях ушкоджена більша частина альвеол, поверхня газообміну втрачається і дихання стає неможливим.
Газообмін у легенях:
1 — шар рідини; 2 — клітина альвеоли; 3 — мембрана альвеоли; 4 — плазма; 5 — еритроцит; 6 — простір, заповнений рідиною; 7 — зовнішня мембрана; 8 — клітина капіляра.

Дихальні рухи

Рух повітря в легені та у зворотному напрямку зумовлений різницею тиску всередині і зовні тіла. У легенях немає м’язів, тому активна роль у диханні належить дихальним м’язам. Головним дихальним м’язом є діафрагма. Їй допомагають зовнішні та внутрішні міжреберні м’язи. Людина вдихає близько 500 мл повітря з частотою 12-17 дихальних рухів за хвилину. Частота та об’єм їх зростає автоматично, як тільки виникає потреба у більшій кількості кисню.

М’язи, що беруть участь у виконанні дихальних рухів:
1 — зовнішні міжреберні м’язи; 2 — м’язи шиї; 3 — внутрішні міжреберні м’язи; 4 — м’язи живота.

Під час вдиху діафрагма, яка в розслабленому стані має форму купола, сплющується, що збільшує об’єм грудної клітки. Зовнішні міжреберні м’язи скорочуються і піднімають ребра, що також призводить до збільшення об’єму грудної клітки. У глибокому вдиху беруть участь м’язи шиї і грудей. Внаслідок цього різко знижується тиск повітря всередині легень та в плевральній порожнині. Повітря рухається в напрямку нижчого тиску заповнюючи легені.

Під час видиху діафрагма рухається вгору набуваючи форми купола. Зовнішні міжреберні м’язи розслаблюються, внутрішні міжреберні м’язи та м’язи живота скорочуються. Тиск у грудній порожнині зростає і повітря видихається.

Дихальні рухи та зміни тиску в легенях і плевральній порожнині
(атмосферний тиск становить 760 мм. рт. ст.)

Перед вдихом: 1 — 760 мм. рт. ст. (легені); 2 — 758 мм. рт. ст. (плевральна порожнина); 3 — діафрагма.
При розширенні грудної порожнини: 4 — 756 мм. рт. ст., 5 — 759 мм. рт. ст.
Під час вдиху: 6 — 754 мм. рт. ст., 7 — 760 мм. рт. ст.
Під час видиху: 8 — 763 мм. рт. ст., 9 — 756 мм. рт. ст.

Важливою характеристикою дихальної системи є життєва місткість легень — найбільша кількість повітря, яку людина може видихнути після максимальноглибокого вдиху. У новонароджених життєва місткість легень становить 700-800 мл; у 17 років у дівчат — 2760 мл, у хлопців — 3520 мл.

У новонароджених ребра розміщені майже горизонтально, тобто перебувають у положенні максимального вдиху. В зв’язку з цим дихання відбувається в основному за рахунок діафрагми (черевний тип дихання). Такий тип дихання переважає в дітей до 7 років. Після 7 років у дівчат вираженим стає грудний тип дихання.

Регуляція дихання

Регуляція дихання здійснюється центральною нервовою системою мимовільно (автоматично) і довільно. У стовбурній частині мозку (зокрема у довгастому мозку) розміщена група нервових клітин — дихальний центр, що відповідає за дихальний цикл (вдих-видих). Дихальний центр перебуває в постійній ритмічній активності, яка здебільшого здійснюється автоматично. Ритмічні імпульси передаються від дихального центра до дихальних м’язів, забезпечуючи послідовне здійснення вдиху і видиху.

Діяльність дихального центра регулюється рефлекторно (імпульсами, що поступають від рецепторів), та гуморально (залежно від хімічного складу крові). Обидва механізми регуляції діють злагоджено і між ними важко провести границю.

Рефлекторна регуляція дихання

Автоматична регуляція дихання. Дихальний центр сприймає інформацію, що поступає від хеморецепторів та механорецепторів. Хеморецептори розміщені у великих судинах і реагують на зниження концентрації кисню та підвищення концентрації вуглекислого газу. В них виникають нервові імпульси, які по нервах досягають дихального центра і стимулюють акт вдиху. У завершальній стадії вдиху, коли легені розтягуються, подразнюються механорецептори, розміщені у дихальних м’язах та легенях. Імпульси, що виникають у механорецепторах, направляються до дихального центру, гальмують центр вдиху і збуджують центр видиху. Від центру видиху імпульси передаються до дихальних м’язів, які починають розслаблюватися. Закінчення видиху рефлекторно стимулює вдих.

Довільна регуляція дихання. У регуляції дихання може брати участь кора великих півкуль головного мозку. Людина може довільно (за своїм бажанням) на деякий час затримати дихання, змінити його ритм і глибину.

Гуморальна регуляція дихання

Значний вплив на дихальний центр здійснює хімічний склад крові, особливо його газовий склад. Наприклад, нагромадження вуглекислого газу в крові подразнює хеморецептори і рефлекторно збуджує дихальний центр. Гормон адреналін здатний безпосередньо впливати на дихальний центр стимулюючи дихальні рухи. Подібну дію може викликати молочна кислота, яка утворюється під час роботи м’язів. Вона здатна подразнювати хеморецептори в судинах, що також призводить до збільшення частоти та глибини дихання.

Особливості регуляції дихання в дитячому віці

На момент народження функціональне формування дихального центра ще не завершилося. Збудливість дихального центра у немовлят є низькою, однак вони характеризуються високою стійкістю до недостачі кисню в повітрі. Чутливість дихального центра до вмісту вуглекислого газу підвищується з віком. В 11 років вже добре виражена можливість пристосування дихання до різних умов життєдіяльності. В період статевого дозрівання відбуваються тимчасові зміни регуляції дихання. Організм підлітка є менш стійким до недостатньої кількості кисню. В міру росту і розвитку потреба в кисні забезпечується вдосконаленням регуляції дихального апарату. Дихання стає більш економним. В міру розвитку кори великих півкуль головного мозку вдосконалюється можливість довільно змінювати дихання — зупиняти дихання або здійснювати максимальну вентиляцію легень.

Під час фізичних навантажень молодші школярі не можуть значно змінити глибину дихання і збільшують частоту дихальних рухів. Дихання стає більш частим і ще більш поверхневим, що знижує ефективність вентиляції легень. Організм підлітків швидко досягає максимального рівня споживання кисню але не може довго підтримувати цей процес на високому рівні.

Найбільш оптимальним є дихання носом, при якому видих довший за вдих. Одним із головних завдань вчителя є навчити дітей правильно дихати під час ходьби, бігу, фізичної праці.

Гігієнічне значення повітряного середовища в приміщенні

Чистота повітря, його фізико-хімічні властивості мають велике значення для здоров’я дітей і підлітків. Важливими є не лише відсутність пилу, бактерій, шкідливих речовин, а й співвідношення іонів у повітрі. В атмосферному повітрі кількість позитивно і негативно заряджених іонів є майже однаковою, кількість легких іонів є більшою ніж важких (на людину благотворно впливають легкі, від’ємно заряджені іони).

Перебування дітей і підлітків в погано провітрюваних приміщеннях призводить до погіршення функціонального стану організму, сприяє захворюванню на цілий ряд хвороб. В навчальних приміщеннях, де перебуває велика кількість людей, особливо в кінці навчального дня, в повітрі збільшується концентрації вуглекислого газу, аміаку, інших продуктів життєдіяльності, зростає кількість мікроорганізмів та пилу. Підвищуються температура і вологість повітря, починають переважати важкі позитивно заряджені іони, які знижують працездатність і пригнічують життєдіяльність людини.

Для підтримання нормальної працездатності кожному учневі необхідно не менше 1,5 кв. м площі, якщо висота приміщення 3,5 м. Інші гігієнічні вимоги та стандарти (див. нижче).

Поступання повітря в приміщення та його зміна відбуваються природнім шляхом, однак цього недостатньо. Згідно гігієнічних нормативів необхідно забезпечити повну заміну повітря протягом години занять. Для цього в школі слід 4-5 разів на день проводити провітрювання класів та кабінетів. Наскрізне провітрювання ефективніше звичайного в 5-10 разів, при цьому різко зменшується кількість мікроорганізмів в повітрі. В майстернях, хімічних кабінетах повинні бути встановлені додаткові витяжки. Рекомендується регулярно проводити іонізацію повітря спеціальним аероіонізатором. Для зниження кількості пилу в повітрі в школі необхідно 2-3 рази на день проводити вологе прибирання.

Основні гігієнічні стандарти щодо навчальних приміщень

Загальна площа класної кімнати 50 м2
довжина 8-8,4 м
висота 3 м
ширина 6-6,3 м.
Площа класної кімнати на одного учня 1,45 м2
Температура повітря +18°С
Кількість повітря на одного учня 16-20 м3 /год.
Швидкість руху повітря 02,-0,4 м/с
Відносна вологість повітря 40-60%
Гранично допустима концентрація СО2 0,1%
Світловий коефіцієнт 1 : 4
Відношення площі кватирок до площі підлоги 1 : 50
Коефіцієнт природного освітлення 800-1000 лк

Теоретичні відомості

До основних приміщень школи належать: класні кімнати, навчальні кабінети, лабораторії, спортивний зал, майстерні, кабінет обслуговуючої праці; до допоміжних (загальношкільних) приміщень – харчоблок, вестибюль з гардеробом, рекреаційні зали і коридори, бібліотека з читальним залом, лаборантські, інструментальна, кімната навчальних посібників, роздягальні і душові при спортивному залі, туалети та ін. Сюди ж належать і службові приміщення: кабінет директора, учительська, кабінет завуча, канцелярія та інші. Планування шкільної будівлі й основних приміщень школи повинне передбачати: диференційоване навчання учнів різних вікових груп, відокремлення загальношкільних приміщень від навчальних, наближення останніх до рекреацій, санвузлів, гардеробів і виходів на пришкільну ділянку, можливість ізоляції груп учнів у випадку появи інфекційних захворювань, сприятливі умови щодо повітряно-світлового режиму.

Навчальні приміщення поділяють на власне навчальні, навчально-виробничі та навчально-спортивні. Основними видами навчальних приміщень є класна кімната і навчальний кабінет. Як правило, навчальна кімната має прямокутну форму з розташуванням вікон вздовж однієї довгої стіни. Площа основної класної кімнати становить не менш, як 50 кв.м з розрахунку 1,45 кв.м на одного учня. Розміри класної кімнати повинні забезпечувати учням можливість добре бачити і чути вчителя і чітко бачити написане на дошці. Найбільш оптимальними розмірами дошки є: довжина – 8-8,4 м, висота – 3 м, глибина (відстань від вікон до протилежної сторони) – 6-6,3 м. Кабінет за площею повинен бути більшим від класу (до 66 кв.м), крім кабінету іноземних мов (32 кв.м), оскільки заняття в ньому проводяться з половиною учнів класу.

До приміщень для трудового навчання належать столярні і слюсарні, а також майстерні (для хлопчиків IV-VII класів), кабінети домоводства, швейний кабінет (для дівчаток IV-VII класів) і майстерня для практикумів (для учнів IX-XI класів). У школах з невеликою кількістю учнів (192-624) допускається одна комбінована майстерня (66-82 кв.м)з приміщенням для інструментальної. Майстерні повинні мати звукоізолюючі капітальні стіни та перекриття. Їх розміщують в торцях будинку з окремим виходом. Внаслідок життєдіяльності людського організму в закритих приміщеннях змінюються біологічні та фізико-хімічні властивості повітря, що погіршує його якість і призводить до появи в учнів головного болю, слабості, недомагання, апатії, послаблення уваги та пам’яті, зниження працездатності. Гігієнічно повноцінними вважається таке повітря, яке за своїми якостями близьке до незабрудненого атмосферного, або майже відповідає йому. Оптимальні нормативи повітряних умов у приміщеннях школи такі: температура в класах і кабінетах повинна бути для середніх широт – +18°С, в майстернях з обробки дерева та металу температура не повинна перевищувати +16—+18°С, відносна вологість – 40-60%, а швидкість руху повітря – 02,-0,4 м/с. Якість повітря в приміщеннях оцінюють за кількістю в ньому вуглекислого газу, оскільки підвищення концентрації вуглекислоти призводить до зміни фізичних властивостей повітря, підвищення його температури й вологості, зміни електричного стану, нагромадження продуктів життєдіяльності, мікроорганізмів. Як показали дослідження, гранично допустима концентрація вуглекислого газу в приміщеннях для дітей становить 0,1%. Дальше підвищення концентрації вуглекислоти несприятливо впливає на дитячий організм, перешкоджаючи повноцінному надходженню кисню. Для підтримання оптимальних температурних умов використовується опалення – пічне, центральне, променеве, повітряне. Найбільш ефективним видом опалення є променеве.

З метою забезпечення належного мікроклімату і якості повітряного середовища використовують вентиляцію: природну, штучну, штучну витяжну. Для того, щоб повітря в шкільних приміщеннях відповідало гігієнічним вимогам, на кожного учня на годину повинно припадати не менше 16-20 м3 повітря. Оскільки об’єм повітря в класі на одного учня не перевищує 5 м3, то для підтримання сприятливих умов середовища потрібна 3-4 разова заміна повітря в класній кімнаті. Загальна площа кватирок, фрамуг повинна складати не менше 1:50 (краще 1:30) щодо площі підлоги.

Усі приміщення шкільного будинку повинні мати нормальне освітлення, яке буває природним, штучним та змішаним. Природне освітлення повинно бути достатнім, рівномірним та не засліплюючим. У навчальних приміщеннях основний світловий потік повинен надходити з лівого боку від учнів. Рівень природного освітлення приміщення залежить від розміщення будинку школи, кліматичних умов, стану хмарності та інших факторів. Для характеристики природного освітлення користуються такими показниками:

Світловий коефіцієнт – відношення площі заскленої поверхні вікон без рам і переплетень (хрестовин), до площі підлоги. У навчальних приміщеннях світловий коефіцієнт повинен становити – 1 : 4, у допоміжних – не менше 1 : 5 – 1 : 6.

Коефіцієнт природного освітлення – відношення освітлення в даній точці всередині приміщення до одночасно виміряного освітлення на горизонтальній поверхні ззовні будинку під відкритим небом. Оптимальний рівень освітлення для найкращої зорової роботи становить 800-1000 лк (КПО = 2,5%).

Кут падіння показує, під яким кутом падають промені світла на горизонтальну поверхню. Він утворюється двома лініями, які виходять з точки визначення: горизонтальною лінією, проведеною до стіни, де є вікно, і лінією, проведеною до верхнього краю вікна. Величина кута падіння залежить від висоти вікна і відстані від вікна до робочого місця.

Кут отвору визначається тоді, коли частина вікна закрита сусіднім будинком. Цей кут утворюється між двома лініями, які виходять з досліджуваної точки, і проходять через верхній край вікна і найвищу точку будинку чи предмету, який затуляє вікно.

Оцінюючи штучне освітлення дають його якісну і кількісну характеристику, зокрема: вид джерела світа, визначають систему освітлення (загальна, місцева, комбінована), тип освітлювальних приладів, висота підвішування та розміщення світильників, потужність ламп, особливості захисної арматури. Освітленість вимірюють за допомогою люксометра. Питому потужність ламп світильників визначають за відношенням їх загальної потужності до площі навчального приміщення (вт/м2).



Популярні глави цього підручника:



Всі глави цього підручника:

Вікова фізіологія та шкільна гігієна