ДИХАЛЬНА СИСТЕМА

 

 

• Ембріональний розвиток органів дихання:

а) концентрація кисню в крові плода;

б) концентрація вуглекислого газу в крові плода;

в) розвиток органів дихання у плода.

• Анатомо-фізіологічні особливості органів дихання:

а) розвиток приносових пазух;

б) механізм першого вдиху;

в) зовнішнє дихання новонародженого.

• Геронтологічні зміни з боку органів дихання.

• Порушення, які виявляють під час обстеження ор­ганів дихання.

• Питання для самоконтролю.

До дихальної системи (мал. 38) відносять різні структури, головною функцією яких є розподіл повітря для обміну газів, доставка кисню і виве­дення вуглекислого газу. Ніс, глотка, гортань, трахея, бронхи забезпечують шлях, по якому повітря надходить до організму. У структурних одиницях легень (ацинусах) відбувається обмін газів, а циркуляторна система роз­поділяє кисень міліонам клітин усіх тканин і органів. До моменту народ­ження дихальна система ще недостатньо сформована, її розвиток та дифе­ренціювання продовжується до періоду статевого дозрівання.

Ембріональний розвиток органів дихання

Після запліднення яйцеклітини до імплантації зародка в слизову оболонку матки газообмін відбувається шляхом дифузії кисню та вуглекислого газу між зародком і слизовою оболонкою маткової труби, де сталося запліднен­ня. Після імплантації зародкового міхура газообмін здійснюється через ворсини хоріона завдяки їх контакту з материнською кров'ю. Поступово відбувається формування і розвиток плаценти, яка стає головним органом зовнішнього дихання плода на весь період його розвитку. Плацента регу­лює транспорт кисню і вуглекислого газу в крові плода.

Концентрація кисню в крові плода

У дорослої людини тиск кисню (РО₂) в артеріальній крові дорівнює 100 мм рт. ст., у вагітної жінки — 110 мм рт. ст. Кров з таким тиском кис­ню надходить до плаценти. До неї надходить і змішана кров із черевної

аорти плода. Тиск кисню в крові плода становить 75—100 мм рт. ст. За ра­хунок різниці тиску кисню між кров'ю матері та кров'ю плода відбу­вається дифузія кисню в плаценті. Мембрани плаценти в 5—10 разів товстіші від альвеолярної стінки легенів, тому в артеріальній крові плода в пупкових венах тиск кисню становить від 20 до 50 мм рт. ст. (зі значни­ми індивідуальними коливаннями). Якщо тиск кисню 100 мм рт. ст., вміст оксигемоглобіну крові дорівнює лише 60 % (індивідуальні варіації — від 40 % до 80 %). Кров з таким вмістом кисню кровопостачає тільки печінку плода, інші органи його отримують змішану кров, в якій РО₂ становить лише 9—17 мм рт. ст., а вміст оксигемоглобіну — у середньому 50 %.

Нормальний розвиток плода в умовах зниженої концентрації оксиге­моглобіну в його крові пояснюється такими умовами:

• окислювальні процеси в тканинах плода мають відносно невелику інтенсивність, а процеси гліколізу (анаеробні) більш інтенсивні;

• витрати енергії в плода обмежені; немає витрат енергії на теплорегу­ляцію, вентиляцію легень, сечоутворення, травлення; мало використо­вується енергія на скорочення м'язів;

• кровообіг через тканини плода дуже інтенсивний, він у два рази більший, ніж у дорослих;

• клітини тканин плода пристосовані до низького тиску кисню;

• у крові плода НЬР більше насичується киснем, ніж НЬА.

Концентрація вуглекислого газу в крові плода

Для вагітних жінок характерна гіпокапнія. Тиск вуглекислого газу в ар­теріальній крові становить 25—34 мм рт. ст. Це низький показник порівняно з кров'ю дорослої людини, в якої в нормі РСО₂ становить 38—45 мм рт. ст. РСО₂ у змішаній крові плода дещо вищий, ніж у крові вагітної жінки і ста­новить 39—51 мм рт. ст. Вуглекислий газ переноситься кров'ю плода в розчиненому стані, у бікарбонатній та карбонатній формах, зв'язаних з амінокислотами гемоглобіну. НЬР більш інтенсивно утворює карбонати, ніж НЬА.

Розвиток органів дихання у плода

Наприкінці 3—4-го тижня ембріонального розвитку з'являється випинан­ня стінки передньої кишки. З нього формується гортань, трахея, бронхи і легені. На 4-му тижні формуються права і ліва легені. На 6-му тижні утво­рюються часткові бронхи, на 8—10-му тижні — сегментарні бронхи. На 16-му тижні починається стадія розвитку бронхіол, а на 24-му тижні — розвиток ацинусів. З 10-го тижня відбувається формування каркасу трахеї та бронхів. Васкуляризація легень відбувається на 26—28-му тижні.

Гортань, трахея, бронхи, ацинуси заповнені рідиною, яка вироб­ляється клітинами дихальних шляхів. Рідина має малий вміст білків, що забезпечує швидке всмоктування рідини після народження. Наприкінці внутрішньоутробного розвитку починає синтезуватися сурфактант, який вкриває стінки альвеол шаром завтовшки 0,1—0,3 мкм. Цей процес почи­нається з 7-го місяця внутрішньоутробного розвитку плода. Виробляється сурфактант альвеоцитами. Секрецію його посилюють глюкокортикосте-роїди, катехоламіни, простагландин Е. Сурфактант необхідний для нор­мального функціонування легень після народження.

Дихальні рухи плода реєструються з 11-го тижня вагітності. Почина­ються періодичні скорочення інспіраторних м'язів діафрагми, міжребро-вих м'язів. Частота дихальних рухів збільшується вночі й кожного ранку.

 

Вони зумовлені активністю дихального центру довгастого мозку. Частота дихальних рухів збільшується в стані гіперкапнії та ацидозу.

Гіпоксію плода можна діагностувати за збільшенням частоти дихаль­них рухів, оскільки з розвитком гіпоксії відбувається послаблення та при­пинення дихальних рухів через послаблення окисних процесів у нервових клітинах. Одночасно з дихальними рухами знижується тиск у грудній по­рожнині плода. Аспірації амніотичної рідини в легені не відбувається, що пояснюється малим просвітом гортані.

Дихальні рухи плода потрібні для нормального розвитку легень.

Порушення ембріогенезу призводить до природжених вад розвитку, асфіксії у новонародженого.

Для оцінки стану новонародженої дитини, яку проводять відразу після народження, визначають частоту дихання, ЧСС і колір шкіри. Визначають також ступінь асфіксії.

Для медичної сестри головною проблемою є порушення дихання у но­вонародженого.

Анатомо-фізіологічні особливості органів дихання

Органи дихання в процесі росту і розвитку дитини змінюються морфологічно і функціонально

Ніс у новонародженого відносно малий, має вузькі носові ходи (до 1 мм). Хрящі м'які, відсутня нижня носова раковина і нижній носовий хід. Носо­ву порожнину вкриває миготливий епітелій. Слизова оболонка тонка, суха, яскраво-рожева завдяки густій сітці кровоносних капілярів. Підслизова оболонка має недорозвинену кавернозну тканину. Приносові пазухи в ново­народжених недорозвинені (табл. 11), а лобова пазуха відсутня.

Горло в новонародженого вузьке і коротке. Слухова труба, яка з'єднує носову частину горла з барабанною порожниною, широка, коротка, пряма. Отвори слухових труб розташовані на задній поверхні носової частини горла, близько до хоан.

Горлове лімфатичне кільце недорозвинене. Піднебінні мигдалики малі за розміром, сховані за піднебінними дужками, у них погано розвинені крипти.

Гортань у новонародженого має лійкоподібну форму, вона відносно коротка з вузьким просвітом, хрящі ЇЇ м'які та піддатливі.

Голосова щілина вузька і розташована високо, на рівні IV шийного хребця (у дорослих — на рівні VI шийного хребця). Довжина голосових зв'язок 4—4,5 мм (відносно короткі).

Слизова оболонка гортані ніжна, тонка, суха, багата на кровоносні та лімфатичні судини. Еластична тканина гортані розвинена погано.

Трахея до моменту народження дитини встигає повністю сформувати­ся, її верхній край більше розширений, він розташований на рівні IV ший­ного хребця (у дорослих - на рівні VIII хребця). Трахея має лійкоподібну форму, відносно вузький просвіт, складається з 12—20 хрящових напівкілець, які теж м'які та піддатливі.

У трахеї недостатньо розвинута еластична тканина. Слизова оболонка має такі самі особливості, як і в гортані.

Діаметр просвіту трахеї змінюється протягом дихального циклу. Особливо значні зміни відбуваються під час кашлю — просвіт змен­шується на одну третину свого поперечного розміру.

Бронхи новонароджених вузькі й короткі. Роздвоєння трахеї розташо­ване на рівні III грудного хребця (у дорослих — на рівні V). Правий бронх короткий, широкий, він є продовженням трахеї. Лівий бронх — вузький, довгий, відходить від трахеї під прямим кутом. М'язові та еластичні волок­на бронхів недорозвинені. Слизова оболонка пухка, добре постачається кров'ю, але суха, залози слизової оболонки погано функціонують. Поверх­ня бронхів вкрита тонким шаром слизу, який рухається зі швидкістю 0,25— 1 см/хв. У бронхіолах рух слизу повільніший (0,15—0,3 см/хв).

Легені у новонародженого мають масу 50—60 г, що становить 1/50 ма­си тіла. Ліва легеня складається з двох часток (верхня і нижня), права — з трьох часток (верхня, середня і нижня). Окремі частки легень розвивають­ся нерівномірно. Міжчасткові щілини не виражені. Сегментарна будова легень відповідає будові легень у дорослих. Але окремі сегменти від­окремлені один від одного вузькими прошарками пухкої сполучної ткани­ни. Корені легень у новонароджених мають багато кровоносних та лімфа­тичних судин. Легенева тканина має однокамерні альвеоли, розміри яких у 4 рази менші, ніж у дорослих, загальна кількість альвеол також значно менша (у новонароджених у 10—12 разів менше альвеол порівняно з до­рослими). Альвеолярні ходи широкі, еластична тканина розвинута недо­статньо, у легенях переважає пухка сполучна тканина з розвинутою сіткою кровоносних судин.

Механізм першого вдиху

 

Легені до народження дитини заповнені рідиною, об'єм якої в середньому становить 100 мл.

Механізм гуморальної стимуляції дихання у новонародженого склад­ний. У його основі лежать такі основні процеси:

1. Зниження порційного тиску кисню, підвищення порційного тиску вуглекислого газу, зниження рН у крові новонародженої дитини, що відбу­вається під час перерізання пуповини і припинення трансплацентарного кровообігу, призводить до подразнення дихального центру плода.

2. Різке збільшення потоку імпульсів від рецепторів шкіри (холодових і тактильних), пропріорецепторів, вестибулорецепторів під час пологів і відра­зу після народження дитини. Усі імпульси стимулюють ретикулярну фор­мацію стовбура мозку, яка підвищує збудливість нейронів дихального центру.

3. Відразу після пологів верхні дихальні шляхи очищують від слизу і рідини, що знімає гальмівний ефект на дихальний центр.

Перший вдих новонародженого характеризується сильним інспіраторним збудженням м'язів вдиху, насамперед діафрагми. У 85 % випадків перший вдих глибший і триваліший, ніж наступні. Триває перший вдих 0,1—0,4 с, при цьому об'єм повітря становить 20—80 мл. Особливістю першого циклу є велика тривалість видиху — 3,8 с. Видих відбувається на тлі звуженої голосової щілини і супроводжується криком. Видихає новона­роджений 24 мл повітря. Різниця об'єму повітря під час вдиху і під час ви­диху формує функціональну залишкову ємкість легень. Після першого вдиху в легенях дитини залишається від 4 до 50 мл повітря. Протягом пер­ших 10—20 хв функціональна залишкова ємкість (ФЗЄ) легень досягає 75 мл. Аерація легень закінчується на 4-й день після народження (ФЗЄ до­сягає 100 мл). Після першого вдиху змінюється газовий вміст і рН артеріаль­ної крові (табл. 12). Ці показники стабілізуються на 1-му тижні життя.

 

 

Зовнішнє дихання новонародженого

Спокійне дихання у новонародженого є діафрагмовим. Робота міжребро-вих м'язів менш ефективна, тому що ребра стоять під меншим нахилом до хребта, ніж у дорослих.

Малі розміри тіла новонародженого визначають особливості зовніш­нього дихання. Мала ФЗЄ легень (100 мл) потребує високої частоти дихан­ня і невеликого дихального об'єму.

Частота дихання у новонародженого 40—60 за 1 хв, дихальний об'єм у середньому 17 мл (від 10 до 25 мл). Зі збільшенням маси тіла ХОД зни­жується (табл. 13).

Верхні дихальні шляхи у новонародженого вузькі, їх опір приблизно у 8 разів більший, ніж у дорослих.

Поєднання значного розтягнення стінок грудної порожнини з незнач­ним розтягненням самих легень стає причиною надходження в легені не­великої кількості повітря, тому в пле­вральній порожнині новонароджено­го значно менший негативний тиск (0,2—0,9 см вод. ст.), ніж у дорослих (близько 2 см вод. ст.).

Життєва ємкість легень (ЖЄЛ) у новонародженого визначається за об'ємом повітря (120—150 мл), який видихається під час крику (табл. 14). ЖЄЛ збільшується з віком людини.

Транспорт газів кров'ю у новона­родженого характеризується меншою насиченістю гемоглобіну киснем, але більшою кисневою ємкістю крові (210—260 мл кисню в 1 л крові) через високий вміст гемоглобіну в крові,

більшою потребою кисню на одиницю

маси, зниженням рН крові. Після наро­дження дитини посилюється мета­болічний ацидоз із поступовою ком­пенсацією стану новонародженого. Кожен віковий період характери­зується своїми показниками дихання (мал. 39, 40).

У дітей альвеолярне повітря мен­ше відрізняється від атмосферного, ніж у дорослих. Парціальний тиск кис­ню в альвеолярному повітрі (РАО₂) у них вищий, а парціальний тиск вугле­кислого газу (РАСО₂) нижчий. З віком РАО₂ знижується, а РАСО₂ підви­щується (мал. 41). Тиск О₂ в артеріальній крові у дітей (108 мм рт. ст.) ви­щий, ніж у дорослих (100 мм рт. ст.). Тиск СО₂ у дітей нижчий, ніж у до­рослих.

 

Геронтологічні зміни з боку органів дихання

 

У віці понад 60 років відзначаються дегенеративно-деструктивні зміни кістково-м'язового скелета грудної клітки: остеохондроз грудного відділу хребта, зменшення рухомості реброво-хрящових суглобів, кальциноз ребрових хрящів, воскоподібне і вакуоле-подібне переродження волокон м'язів. Розвивається грудний кіфоз. Дефор­мується грудна клітка, вона стає бочко­подібною, з однаковими розмірами з боків і в передньо-задньому напрямку, зменшується її рухомість. Усе це погір­шує вентиляцію легень. Відбуваються також зміни в повітроносних шляхах. Стінки бронхів інфільтруються лімфоїд-ними і плазматичними елементами. У просвітах міститься слиз, злущений епітелій, які призводять до звуження бронхів. У стінці бронхів атрофується м'язовий шар, волокнисті елементи. Ут­ворюються здуття — випинання бронхів і нерівномірне звуження їх просвіту. Відбувається атрофія бронхового епітелію, залоз, послаблюється перистальтика бронхів, знижується кашльовий рефлекс, порушується дре­нажна функція. Навіть у нормі вміст бронхів виділяється недостатньо.

Вікові зміни відбуваються і в легеневій тканині: дегенерація колагено­вих волокон, утворення поперечних зв'язок між колагеновими волокнами, які зменшують їх здатність розтягуватися. У легеневих артеріях відбу­вається фіброз, збільшується кількість колагенових і зменшується кіль­кість еластичних волокон.

З віком резерви дихання різко зменшуються, про що свідчить знижен­ня максимальної вентиляції легень (табл. 15, мал. 42).

З віком змінюються і капіляри, в яких з'являється жироподібна зер­нистість, вони стають ламкими, порушується проникність, зменшується кількість капілярів, які функціонують. Поряд зі зменшенням серцевого ви­киду ці зміни призводять до зменшення кровонаповнення легень. Змен­шується дихальний об'єм (ДО) та життєва ємкість легень (ЖЄЛ). Але з віком збільшується залишковий об'єм, що пов'язано з втратою еластич­ності. Це призводить до порушення газообміну.

З віком максимальна вентиляція легень зменшується, тому легко ви­никає задишка. В умовах спокою газообмін підтримується та компен­сується збільшенням частоти дихання. Але пристосувальні механізми з віком знижуються. Відбувається порушення розподілу вдихуваного повітря через неоднаковий опір у бронхових шляхах, різний ступінь втра­ти еластичності елементів, наявність ателектазів. З віком насичення артеріальної крові киснем знижується, унаслідок чого розвивається ар­теріальна гіпоксемія.

Отже, відбуваються виражені морфологічні зміни, які проявляються такими показниками:

1) нерівномірністю вентиляції легень;

2) дискоординацією вентиляції та кровотоку в легенях;

3) збільшенням анатомічного шунтування;

4) зменшенням альвеоло-капілярної дифузії кисню.

Тому в людей віком 40—70 років часто зустрічаються такі захворю­вання, як гострий і хронічний бронхіт, пневмонія, рак легень.