Основы анатомии

В течение первого года жизни поперечник сердца относительно широк, а потому оно имеет округлую форму; широки устья отходящих от сердца сосудов, и относительно велики предсердия, особенно правое. Интенсивный рост предсердий, в частности левого, продолжается примерно до Г/з лет. В последующие годы объем предсердий и желудочков увеличивается в равной мере.

С возрастом в сердце происходят и другие изменения. Так, утолщаются волокна сердечной мышцы. За первые Г/а года жизни в среднем диаметр их поперечника увеличивается с 6 до 9 микрон. В этот же период изменяется внутренняя структура волокон; становится хорошо заметна их поперечная исчерченность. Небольшое увеличение толщины волокон наблюдается и в последующие годы.

Клапаны, особенно расположенные между предсердиями и желудочками, также с возрастом изменяются. Ткань створок становится более плотной; изменяется расположение и количество мышечных выступов и сухожильных нитей.

Различие в силе сокращений правого и левого желудочков ведет к постепенному увеличению толщины левого желудочка. Уже к 6 месяцам жизни мышца левого желудочка толще мышцы правого в полтора раза, а к 4--6 годам - даже в 2 раза. Соответственно левый желудочек весит больше правого на 2-м месяце жизни на 60%, на 6-м - почти вдвое, а в 6--7 лет даже больше чем вдвое.

В период роста сердце менее устойчиво по отношению к различным вредным воздействиям. Так, например, в условиях голодания у взрослых людей вес сердца если и уменьшается, то в очень малой степени. Детское сердце в тех же условиях значительно теряет в весе.

Возрастные изменения частоты и силы сердечных сокращений. Количество крови, перекачиваемой сердцем, зависит как от частоты сердечных сокращений, так и от систолического объема, т. е. объема крови, выбрасываемой в аорту при каждом сокращении левого желудочка.

По мере роста сердца систолический объем крови увеличивается. Сердце новорожденного при каждой систоле выталкивает в аорту всего лишь 2,5 мл крови, а к концу 1-го года жизни систолический объем увеличивается до 10 мл. Это объясняется увеличением притока крови к сердцу и растяжением желудочков при поступлении в них крови из сокращающихся предсердий. К концу 2-го года жизни систолический объем возрастает примерно на 4 мл, а в каждый последующий год - на 2 мл.

Частота сердечных сокращений в первые месяцы жизни 120-- 140 в минуту, к концу 1-го года жизни-- 100--130, у детей 2-- 4 лет--90--120, а 5--6 лет--80--110 раз в минуту. В последующие годы частота сердечных сокращений продолжает понемногу снижаться.

Характерная особенность детского сердца - неравномерность сердечных сокращений, иными словами, отсутствие правильной ритмичности: на протяжении 2--3 минут при спокойном лежании ребенка его сердце несколько раз меняет частоту сокращений. Неравномерна и сила сокращений, поэтому объем крови, выбрасываемой в аорту, при каждой систоле то увеличивается, то уменьшается. Неравномерность частоты и силы сердечных сокращений особенно велика у детей первых двух лет жизни. В дошкольном возрасте она несколько снижается, а к 7--8 годам у некоторых детей сердечные сокращения становятся равномерными. У большинства же недостаточная равномерность сокращений остается до 14--15 лет.

Путем умножения величины систолического объема крови на число сокращений в единицу времени можно определить интенсивность перекачивания крови сердцем. Обычно вычисляют количество крови, выбрасываемой сердцем за 1 минуту. Это количество называется минутным объемом.

В первый месяц жизни минутный объем крови равняется в среднем 325 мл. При пересчете на 1 кг веса тела это составит около 100 мл. У годовалого ребенка минутный объем равен 1200 мл (около 120 мл на 1 кг веса), в 5 лет--2000 мл.

Возрастные особенности регуляции сердечной деятельности.

У новорожденных слабо проявляются гетерометрические миогенные механизмы регуляции. Гомеометрические выражены хорошо. При рождении имеется нормальная иннервация сердца. При возбуждении парасимпатических нервов может происходить торможение сердечной деятельности новорожденного, но их влияние на сердце слабее чем у взрослых. У новорожденных имеется и выраженный рефлекс Данини-Ашнера, что свидетельствует о наличии рефлекторных механизмов торможения работы сердца. Однако тонус центров вагуса выражен очень мало. В результате у новорожденных и детей раннего возраста высока частота сердцебиений. После рождения тонические влияния симпатических нервов на сердце также очень слабые. В период новорожденности включаются и рефлексы с барорецепторов синокаротидных зон. Развитие нервных механизмов регуляции сердца в основном завершается к 7-8 годам. Однако и в этот период сердечные рефлексы остаются лабильными: быстро возникают и прекращаются.

Миогенные механизмы регуляции тонуса сосудов активны уже в период внутриутробного развития. Гладкие мышцы сосудов реагируют на изменение реакции крови, напряжение кислорода в крови. Иннервация кровеносных сосудов происходит на ранних этапах внутриутробного развития. В период новорожденности по симпатическим нервам к сосудам поступают тонические нервные импульсы, суживающие их. Функционируют прессорные рефлексы с синокаротидных зон. Но депрессорных рефлексов с этих зон нет. Это является одной из причин нестабильности артериального давления. Становление депрессорных рефлексов на повышение артериального давления начинается с 7-8 месяцев жизни. С новорожденности включаются и рефлексы с хеморецепторов сосудов. Поэтому возникают сосудистые реакции на гиперкапнию, которые все же выражены мало. У новорожденных большое значение в поддержании величины артериального давления имеет ренин-ангиотензиновая система.

6. Органы дыхания, строение, функции, возрастные особенности. Регуляция дыхания. Показатели, характеризующие работу органов дыхания. Возрастные особенности

Значение дыхания. Дыхание - необходимый для жизни про­цесс постоянного обмена газами между организмом и окружаю­щей средой. Дыхание обеспечивает постоянное поступление в ор­ганизм кислорода, необходимого для осуществления окислитель­ных процессов, являющихся основным источником энергии. Без доступа кислорода жизнь может продолжаться лишь несколько минут. При окислительных процессах образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма. В понятие дыхание включают следующие процессы:

1) внешнее дыхание -- обмен газов между внешней средой и легкими - легочная вентиляция;

2) обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью капилляров - легочное дыхание;

3) транспорт газов кровью, перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа из тканей в легкие;

4) обмен газов в тканях;

5) внутреннее, или тканевое, дыхание - биологические процессы, происходящие в митохондриях клеток.

Этот этап дыхания является предметом рассмотрения в курсе биохимии. Нарушение любого из этих процессов создает опасность для жизни человека.

Дыхательная система человека включает: воздухоносные пути, к которым относятся полость носа, носоглотка, гортань, трахея, бронхи легкие - состоящие из бронхиол, альвеолярных мешочков и богато снабженные сосудистыми разветвлениями; костно-мышечную систему, обеспечивающую дыхательные движения: к ней относятся ребра, межреберные и другие вспомогательные мышцы, диафрагма. Все звенья дыхательной системы претерпевают с возрастом существенные структурные преобразования, что определяет особенности дыхания детского организма на разных этапах развития.

Воздухоносные пути и дыхательный путь начинаются носовой полостью. Слизистая оболочка носовой полости обильно снабжена кровеносными сосудами и покрыта многослойным мерцательным эпителием. В эпителии много железок, выделяющих слизь, которая вместе с пылевыми частицами, проникшими со вдыхаемым воздухом, удаляется мерцательными движениями ресничек. В носовой полости вдыхаемый воздух согревается, частично очищается от пыли и увлажняется. К моменту рождения носовая полость ребенка недоразвита, она отличается узкими носовыми отверстиями и практически отсутствием придаточных пазух, окончательное формирование которых происходит в подростковом возрасте. Объем носовой полости с возрастом увеличивается примерно в 2,5 раза. Структурные особенности носовой полости детей раннего возраста затрудняют носовое дыхание, дети часто дышат с открытым ртом, что приводит к подверженности простудным заболеваниям. Одним из факторов, затрудняющих дыхание через нос, являются аденоиды. "Заложенный" нос влияет на речь, вызывая закрытую гнусавость, косноязычие. При "заложенном" носе воздух недостаточно очищается от вредных примесей, пыли, недостаточно увлажняется, отчего возникают частые воспаления гортани и трахеи. Ротовое дыхание вызывает кислородное голодание, застойные явления в грудной клетке и черепной коробке, деформацию грудной клетки, понижение слуха, частые отиты, бронхиты, сухость слизистой полости рта, неправильное (высокое) развитие твердого нёба, нарушение нормального положения носовой перегородки и формы нижней челюсти.

В придаточных пазухах носовой полости детей могут развиваться воспалительные процессы - гайморит и фронтит.

Гайморит - воспаление придаточной (гайморовой-- верхнечелюстной) полости носа. Обычно гайморит развивается после острой инфекции (скарлатина, корь, грипп). Инфекция попадает через кровь из полости носа или из соседнего очага (кариозный зуб). Больной испытывает общее недомогание, познабливание, повышается температура до 38° в первые дни заболевания, появляется головная боль или боль невралгического характера с иррадиацией в щеку, в верхние зубы и висок, слизистая носа (односторонне) набухает, появляются выделения (с той же стороны). Необходимо немедленно направить ребенка в лечебное учреждение для своевременного лечения. Недостаточное лечение приводит к переходу заболевания в хроническое состояние.

Фронтит - воспаление лобной пазухи. Больной жалуется на боль над бровью, во лбу и нижней стенке лобной пазухи, наблюдается слезотечение и светобоязнь. Комплекс этих симптомов появляется периодически, они продолжаются с 10--11 ч утра и затихают к 15--16 ч дня. При вертикальном положении тела наблюдаются обильные выделения (гнойные). Важно направить ребенка в лечебное учреждение для своевременного лечения. Нередко заболевание становится хроническим.

Из полости носа воздух попадает в носоглотку - верхнюю часть глотки. В глотку открываются также полость носа, гортань и слуховые трубы, соединяющие полость глотки со средним ухом. Глотка ребенка отличается меньшей длиной, большей шириной и низким расположением слуховой трубы. Особенности строения носоглотки приводят к тому, что заболевания верхних дыхательных путей у детей часто осложняются воспалением среднего уха, так как инфекция легко проникает в ухо через широкую и короткую слуховую трубу. Заболевания миндалевидных желез, расположенных в глотке, серьезно отражаются на здоровье ребенка.

Тонзиллит - воспаление миндалин. Оно может быть острым (ангины) и хроническим. Хронический тонзиллит развивается после частых ангин и некоторых других инфекционных заболеваний, сопровождающихся воспалением слизистой оболочки зева (скарлатина, корь, дифтерия). Особую роль в развитии хронического заболевания миндалин имеет микробная (стрептококк и аденовирус) инфекция. Хронический тонзиллит способствует возникновению ревматизма, воспалению почек, органическому поражению сердца.

Одним из видов заболеваний миндалевидных желез являются аденоиды - увеличение третьего миндалика, находящегося в носоглотке. Для увеличения миндалика имеют значение ряд перенесенных инфекций, климатические условия (в холодном климате аденоиды у детей встречаются чаще, чем в теплом). Разрастание миндалика констатируется преимущественно у детей до 7--8 лет. При аденоидах наблюдаются: долго не прекращающийся насморк, затрудненное носовое дыхание, особенно по ночам (храпение, не освежающий, беспокойный сон с частым пробуждением), притупление обоняния, открытый рот, отчего нижняя губа отвисает, носогубные складки сглаживаются, появляется особое "аденоидное" выражение лица.

Следующее звено воздухоносных путей - гортань. Скелет гортани образован хрящами, соединенными между собой суставами, связками и мышцами.

Полость гортани покрыта слизистой оболочкой, которая образует две пары складок, замыкающих вход в гортань во время глотания. Нижняя пара складок покрывает голосовые связки. Пространство между голосовыми связками называют голосовой щелью. Таким образом, гортань не только связывает глотку с трахеей, но и участвует в речевой функции.

Гортань у детей короче, уже и располагается выше, чем у взрослых. Наиболее интенсивно гортань растет на 1--3-м годах жизни и в период полового созревания. В период полового созревания появляются половые различия в строении гортани. У мальчиков образуется кадык, удлиняются голосовые связки, гортань становится шире и длиннее, чем у девочек, происходит ломка голоса.

От нижнего края гортани отходит трахея. Длина ее увеличивается в соответствии с ростом туловища, максимальное ускорение роста трахеи отмечено в возрасте 14--16 лет. Окружность трахеи увеличивается соответственно увеличению объема грудной клетки. Трахея разветвляется на два бронха, правый из которых более короткий и широкий. Наибольший рост бронхов происходит в первый год жизни и в период полового созревания.

Слизистая оболочка воздухоносных путей у детей более обильно снабжена кровеносными сосудами, нежна и ранима, она содержит меньше слизистых желез, предохраняющих ее от повреждения. Эти особенности слизистой оболочки, выстилающей воздухоносные пути, в детском возрасте в сочетании с более узким просветом гортани и трахеи обусловливают подверженность детей воспалительным заболеваниям органов дыхания.

Легкие. С возрастом существенно изменяется и структура основного органа дыхания - легких. Первичный бронх, вступив в ворота легких, делится на более мелкие бронхи, которые образуют бронхиальное дерево. Самые тонкие веточки его называют бронхиолами. Тонкие бронхиолы входят в легочные дольки и внутри них делятся на конечные бронхиолы.

Бронхиолы разветвляются на альвеолярные ходы с мешочками, стенки которых образованы множеством легочных пузырьков -- альвеол. Альвеолы являются конечной частью дыхательного пути. Стенки легочных пузырьков состоят из одного слоя плоских эпителиальных клеток. Каждая альвеола окружена снаружи густой сетью капилляров. Через стенки альвеол и капилляров происходит обмен газами - из воздуха в кровь переходит кислород, а из крови в альвеолы поступают углекислый газ и пары воды.

В легких насчитывают до 350 млн. альвеол, а их поверхность достигает 150 м 2. Большая поверхность альвеол способствует лучшему газообмену. По одну сторону этой поверхности находится альвеолярный воздух, постоянно обновляющийся в своем составе, по другую - непрерывно текущая по сосудам кровь. Через обширную поверхность альвеол происходит диффузия кислорода и углекислого газа. Во время физической работы, когда при глубоких входах альвеолы значительно растягиваются, размеры дыхательной поверхности увеличиваются. Чем больше общая поверхность альвеол, тем интенсивнее происходит диффузия газов.

Каждое легкое покрыто серозной оболочкой, называемой плеврой. У плевры два листка. Один плотно сращен с легким, другой приращен к грудной клетке. Между обоими листками - не­большая плевральная полость, заполненная серозной жидкостью (около 1--2 мл), которая облегчает скольжение листков плевры при дыхательных движениях. В альвеолах осуществляется газообмен: кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, из крови углекислый газ поступает в альвеолы.

Стенки альвеол и стенки капилляров очень тонкие, что способствует проникновению газов из легких в кровь и наоборот. Газообмен зависит от поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления диффундирующих газов. Такие условия есть в легких. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются, и их поверхность достигает 100--150 м 2. Также велика и поверхность капилляров в легких. Есть и достаточная разница парциального давления газов, альвеолярного воз­духа и напряжения этих газов в венозной крови. Для кислорода эта разница составляет 70 мм рт.ст., для углекислого газа- 7 мм рт. ст.

Легкие у детей растут главным образом за счет увеличения объема альвеол (у новорожденного диаметр альвеолы 0,07 мм, у взрослого он достигает уже 0,2 мм). До 3 лет происходит усиленный рост легких и дифференцировка их отдельных элементов. Число альвеол к 8 годам достигает числа их у взрослого человека. В возрасте от 3 до 7 лет темпы роста легких снижаются. Особенно энергично растут альвеолы после 12 лет. Объем легких к 12 годам увеличивается в 10 раз по сравнению с объемом легких новорожденного, а к концу периода полового созревания - в 20 раз (в основном за счет увеличения объема альвеол). Соответственно изменяется газообмен в легких, увеличение суммарной поверхности альвеол приводит к возрастанию диффузионных возможностей легких.

Дыхательные движения. Обмен газов между атмосферным воз­духом и воздухом, находящимся в альвеолах, происходит благодаря ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха.

В легких нет мышечной ткани, и поэтому активно они сокращаться не могут. Активная роль в акте вдоха и выдоха принадлежит дыхательным мышцам. При параличе дыхательных мышц дыхание становится невозможным, хотя органы дыхания при этом не поражены.

При вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и диафрагма. Межреберные мышцы приподнимают ребра и отводят их несколько в сторону. Объем грудной клетки при этом увеличивается. При сокращении диафрагмы ее купол уплощается, что также ведет к увеличению объема грудной клетки. При глубоком дыхании принимают участие и другие мышцы груди и шеи. Легкие, находясь в герметически закрытой грудной клетке, пассивно следуют во время вдоха и выдоха за ее движущимися стенками, так как при помощи плевры они приращены к грудной клетке. Этому способствует и отрицательное давление в грудной полости. Отрицательное давление - это давление ниже атмосферного. Во время вдоха оно ниже атмосферного на 9--12 мм рт. ст., а во время выдоха -- на 2--6 мм рт. ст.

В ходе развития грудная клетка растет быстрее, чем легкие, отчего легкие постоянно (даже при выдохе) растянуты. Растянутая эластичная ткань легких стремится сжаться. Сила, с которой ткань легкого стремится сжаться за счет эластичности, противодействует атмосферному давлению. Вокруг легких, в плевральной полости, создается давление, равное атмосферному минус эластическая тяга легких. Так вокруг легких создается отрицатель­ное давление. За счет отрицательного давления в плевральной полости легкие следуют за расширившейся грудной клеткой. Легкие при этом растягиваются. Атмосферное давление действует на легкие изнутри через воздухоносные пути, растягивает их, прижимает к грудной стенке.

В растянутом легком давление становится ниже атмосферного, и за счет разницы давления атмосферный воздух через дыхательные пути устремляется в легкие. Чем больше увеличивается при вдохе объем грудной клетки, тем больше растягиваются легкие, тем глубже вдох.

При расслаблении дыхательных мышц ребра опускаются до исходного положения, купол диафрагмы приподнимается, объем грудной клетки, а следовательно, и легких уменьшается и воздух выдыхается наружу. В глубоком выдохе принимают участие мышцы живота, внутренние межреберные и другие мышцы.

Постепенность созревания костно-мышечного аппарата дыхательной системы и особенности его развития у мальчиков и девочек определяют возрастные и половые различия типов дыхания. У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и весь плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. В связи с такими особенностями у новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Диафрагмальный тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз, и ребра принимают косое положение. Постепенно дыхание грудных детей становится грудобрюшным, с преобладанием диафрагмального, причем в верхнем отделе грудной клетки подвижность остается все еще небольшой.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса все более начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7 го­дам он становится выраженным.

В 7--8 лет выявляются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков становится преобладающим брюшной тип дыхания, у девочек - грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14--17 годам. Следует заметить, что тип дыхания у юношей и девушек может меняться в зависимости от занятий спортом, трудовой деятельностью.

Возрастные особенности строения грудной клетки и мышц обусловливают особенности глубины и частоты дыхания в детском возрасте. Взрослый человек делает в среднем 15--17 дыхательных движений в минуту, за один вдох при спокойном дыхании вдыхается 500 мл воздуха. Объем воздуха, поступающий в легкие за один вдох, характеризует глубину дыхания.

Дыхание новорожденного ребенка частое и поверхностное. Частота подвержена значительным колебаниям - 48--63 дыхательных цикла в минуту во время сна. У детей первого года жизни частота дыхательных движений в минуту во время бодрствования 50--60, а во время сна --35--40. У детей 1--2 лет во время бодрствования частота дыхания 35--40, у 2--4-летних - 25--35 и у 4--б-летних - 23--26 циклов в минуту. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания (18--20 раз в минуту).

Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию.

Объем вдыхаемого воздуха у ребенка в 1 месяц жизни составляет 30 мл, в 1 год - 70 мл, в 6 лет--156 мл, в 10 лет - 239 мл, в 14 лет - 300 мл.

За счет большой частоты дыхания у детей значительно выше, чем у взрослых, минутный объем дыхания (в пересчете на 1 кг массы). Минутный объем дыхания - это количество воздуха, которое человек вдыхает за 1 мин; он определяется произведением величины вдыхаемого воздуха на число дыхательных движений за 1 мин. У новорожденного минутный объем дыхания составляет 650--700 мл воздуха, к концу первого года жизни - 2600-- 2700 мл, к 6 годам - 3500 мл, у 10-летнего ребенка - 4300 мл, у 14-летнего - 4900 мл, у взрослого человека - 5000--6000 мл.

Важной характеристикой функционирования дыхательной системы является жизненная емкость легких - наибольшее количество воздуха, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха. Жизненная емкость воздуха легких меняется с возрастом (табл. 18), зависит от длины тела, степени развития грудной клетки и дыхательных мышц, пола. Обычно она больше у мужчин, чем у женщин. У спортсменов жизненная емкость легких больше, чем у нетренированных людей: у штангистов, например, она составляет около 4000 мл, у футболистов --4200, у гимнастов - 4300, у пловцов - 4900, у гребцов --5500 мл и более.

Так как измерение жизненной емкости легких требует активного и сознательного участия самого ребенка, то она может быть определена лишь после 4--5 лет.

К 16--17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека. Для определения жизненной емкости легких используется прибор спирометр. Жизненная емкость является важным показателем физического развития.

Регуляция дыхания

Обычно человек не замечает, как он дышит, потому что процесс этот регулируется независимо от его воли. В какой-то мере, однако, дыхание можно регулировать сознательно, о чем мы и поговорим ниже. Непроизвольную регуляцию дыхания осуществляет дыхательный центр, находящийся в продолговатом мозге (одном из отделов заднего мозга). Вентральная (нижняя) часть дыхательного центра ответственна за стимуляцию вдоха; ее называют центром вдоха (инспнраторным центром). Стимуляция этого центра увеличивает частоту и глубину вдоха. Дорсальная (верхняя) часть и обе латеральные (боковые) тормозят вдох и стимулируют выдох; они носят собирательное название центра выдоха (экспираторного центра). Дыхательный центр связан с межреберными мышцами межреберными нервами, а с диафрагмой - диафрагмальными. Бронхиальное дерево (совокупность бронхов и бронхиол) иннервируется блуждающим нервом. Ритмично повторяющиеся нервные импульсы, направляющиеся к диафрагме и межреберным мышцам обеспечивают осуществление вентиляционных движений. Расширение легких при вдохе стимулирует находящиеся в бронхиальном дереве рецепторы растяжения (проприоцепторы) и они посылают через блуждающий нерв все больше и больше импульсов в экспираторный центр. Это на время подавляет инспираторный центр и вдох. Наружные межреберные мышцы теперь расслабляются, эластично сокращается растянутая легочная ткань - происходит выдох. После выдоха рецепторы растяжения в бронхиальном дереве более уже не подвергаются стимуляции. Поэтому экспираторный центр отключается, и вдох может начаться снова.

Весь этот цикл непрерывно и ритмично повторяется на протяжении всей жизни организма. Форсированное дыхание осуществляется при участии внутренних межреберных мышц. Основной ритм дыхания поддерживается дыхательным центром продолговатого мозга, даже если все входящие в него нервы перерезаны. Однако в обычных условиях на этот основной ритм накладываются различные влияния. Главным фактором, регулирующим частоту дыхания, служит не концентрация кислорода в крови, а концентрация С 02. Когда уровень С 02 повышается (например, при физической нагрузке), имеющиеся в кровеносной системе хеморецепторы каротидных и аортальных телец посылают нервные импульсы в инспираторный центр. В самом продолговатом мозге также имеются хеморецепторы. От инспираторного центра через диафрагмальные и межреберные нервы поступают импульсы в диафрагму и наружные межреберные мышцы, что ведет к их более частому сокращению, а следовательно, к увеличению частоты дыхания. Накапливающийся в организме С 02 может причинить большой вред организму. При соединении С 02 с водой образуется кислота, способная вызвать денатурацию ферментов и других белков. Поэтому в процессе эволюции у организмов выработалась очень быстрая реакция на любое повышение концентрации С 02. Если концентрация С 02 в воздухе увеличивается на 0,25%, то легочная вентиляция удваивается. Чтобы вызвать такой же результат, концентрация кислорода в воздухе должна снизиться с 20% до 5%. Концентрация кислорода тоже влияет на дыхание, однако в обычных условиях кислорода всегда бывает достаточно, и потому его влияние относительно невелико. Хеморецепторы, реагирующие на концентрацию кислорода, располагаются в продолговатом мозге, в каротидных и аортальных тельцах, так же, как и рецепторы С 02. В известных пределах частота и глубина дыхания могут регулироваться произвольно, о чем свидетельствует, например, наша способность "затаить дыхание". К произвольной регуляции дыхания мы прибегаем при форсированном дыхании, при разговоре, пении, чихании и кашле. В этом случае импульсы, возникающие в полушариях головного мозга, передаются в дыхательный центр, который и выполняет соответствующие действия. Регуляция вдоха при помощи рецепторов растяжения и хеморецепторов представляет собой пример отрицательной обратной связи. Произвольная активность полушарий головного мозга способна преодолеть действие этого механизма.

7. Сущность и значение процесса пищеварения. Отделы пищеварительного аппарата. Роль ферментов в пищеварении

Пищеварение и его значение. Организм человека нуждается в регулярном поступлении пищи. Пища необходима как источник энергии, за счет которой совершаются все жизненные процессы, и для построения живого вещества тканей тела. В состав пищи входят очень сложные питательные вещества, которые в таком виде не усваиваются, поэтому пища подвергается перевариванию.

Сущность процесса пищеварения заключается в том, что в пищеварительном канале происходит механическая и химическая обработка сложных веществ, в результате чего они расщепляются на более простые и растворимые соединения. Это делает возможным их всасывание и усвоение. Механическая обработка пищи состоит в ее размельчении и перетирании. Химическая обработка происходит под воздействием пищеварительных соков (слюна, желудочный сок, желчь, поджелудочный и кишечный сок), в составе которых имеются пищеварительные ферменты.

Понятие о ферментах. Пищеварительные ферменты - это вещества белковой природы, выполняющие роль катализаторов. Под влиянием ферментов происходит быстрое расщепление сложных веществ в пищеварительном канале. Существует несколько видов пищеварительных ферментов. Они обладают специфичностью действия: каждый фермент влияет на определенные вещества и при определенных условиях среды (ферменты желудочного сока действуют только в кислой среде, а ферменты других пищеварительных соков - в щелочной).

Составные элементы пищи. В пище имеются питательные вещества - белки, углеводы и жиры, а также минеральные соли, вода и витамины.

Белки - сложные органические вещества, содержащие азот, углерод, водород, кислород, серу и фосфор. Они используются преимущественно для построения живого вещества, составляя его основу. Наличие азота является специфичным для белков. Белки различаются по составу входящих в них аминокислот. Одни белки имеют все необходимые организму человека аминокислоты (такие белки называются полноценными), другие содержат только часть необходимых аминокислот (неполноценные). Наиболее ценны белки, содержащиеся в мясе, молоке, яйцах. Из белков растительного происхождения разнообразный набор аминокислот содержат белки картофеля и некоторых бобовых растений. В составе пищи должны быть различные белки.

Углеводы содержат углерод, водород и кислород. Они являются источником энергии и входят в состав тканей. Различают три группы углеводов: полисахариды (к ним относятся крахмал, гликоген и др.), дисахариды (например, тростниковый сахар) и моносахариды (глюкоза и др.). Большое количество углеводов имеется в продуктах растительного происхождения (хлеб, картофель, овощи, фрукты).

Жиры содержат те же элементы, что и углеводы, но в другом соотношении. Они являются источником энергии, и входят в состав тканей. По химическому строению жиры представляют собой соединение глицерина с жирными кислотами. Жиры различаются по составу жирных кислот. Жиры бывают животного и растительного происхождения; в состав пищи должны входить и те и другие. В тканях нашего тела имеются также жироподобные вещества (липоиды). Кроме углерода, водорода и кислорода, они содержат фосфор и другие элементы. Примером липоида является холестерин. Сравнительно много липоидов находится в яичном желтке, молоке и икре.

Минеральные соли входят в состав различных тканей, но не являются источником энергии. В наибольшем количестве в тканях содержатся соли кальция и фосфора, в меньших количествах - соли хлора, железа, йода, натрия, калия и других элементов. Некоторые вещества (кобальт, цинк, фтор и др.) необходимы организму в самых маленьких количествах; они называются микроэлементами.

В составе смешанной пищи в организм обычно поступает достаточное количество солей, Исключением является поваренная соль, которую добавляют в чистом виде.

Вода содержится во всех тканях, но в разном соотношении. У взрослого количество ее достигает 70 % массы тела. Вода поступает в организм при питье ив составе пищи. Особенно много воды (как и минеральных солей) содержится в овощах и фруктах.

Витамины -- особые органические вещества, входящие в состав пищи. Они не являются источником энергии, но оказывают влияние на обмен веществ и другие процессы в организме. В разнообразной пище содержится достаточное количество витаминов.

Витамины, так же как вода и минеральные соли, используются организмом в - том виде, в каком они поступают с пищей.

Отделы

Пищеварительная система человека предназначена для физической и химической переработки пищи и получения из неё питательных веществ необходимых для функционирования всего организма. Пищеварительная система условно делится на три функциональных отдела:

Передний отдел - органы ротовой полости, глотку и пищевод, где осуществляется, в основном, механическая переработка пищи;

Средний отдел - состоит из желудка, тонкой и толстой кишок, печени и поджелудочной железы, в этом отделе осуществляется преимущественно химическая обработка пищи, всасывание продуктов её расщепления и формирование каловых масс;

Задний отдел - представлен нижней частью прямой кишки и обеспечивает выведение кала из организма.

Передний отдел пищеварительной системы:

Рот является началом пищеварительной системы.

Губы (labia oris), представляют волокна круговой мышцы рта, покрытые снаружи кожей, изнутри - слизистой оболочкой. По углам ротового отверстия губы переходят одна в другую посредством спаек, (commissurae labiorum). Губы, в пищеварительной системе, выполняют механические функции, такие как сосательная и запирательная. Через губы пища попадает в полость рта.

Зубы, расположенные сразу за губами, предназначены для откусывания (резцы) и измельчения пищи (моляры и премоляры).

Язык, мышечный орган, покрытый слизистой оболочкой, расположен в полости рта и выполняет несколько функций в процессе пищеварения.

Благодаря тому, что язык состоит из 16 мышц, он является очень подвижным органом. Свойство подвижности языка используется для измельчения пищи. При жевании пища направляется языком в области между верхним и нижним рядами зубов. Механически переработанная пища перемещается языком в глотку.

Расположенные на поверхности языка вкусовые рецепторы передают информацию о вкусе пищи в центральную нервную систему (ЦНС), где эти сигналы обрабатываются (определяется вкус пищи). Обратные сигналы от ЦНС активируют некоторые органы пищеварения, например слюнные железы, которые начинают активно выделять слюну и смачивать пищу в полости рта.

В ротовой полости осуществляется начальное расщепление углеводов ферментами слюны, активными в слабощелочной среде.

Глотка (pharynx), - участок пищеварительного канала, соединяющий ротовую полость с пищеводом. Глотка условно разделена на три отдела: носоглотка ротоглотка и гортаноглотка.

Пережёванная измельчённая пища из полости рта попадает в глотку и далее в пищевод. Надгортанник не позволяет пищи попадать в трахею.

Пищевод - отдел пищеварительной системы; расположен между глоткой и желудком. У человека пищевод мышечная трубка длиной около 25 сантиметров.

Рефлекторное, волнообразное сокращение пищевода способствует проталкиванию пищи в сторону желудка. Процесс проталкивания называется перистальтика.

Средний отдел пищеварительной системы

Желудок - расширенный отдел пищеварительного канала, следующий за пищеводом. Желудок представляет собой мешкообразный орган. Размеры средне растянутого желудка - 25 см в длину, 11 см в ширину, 9 см в диаметре спереди назад.

Желудок очень богат сосудами - он получает многочисленные сосуды, которые подходят к нему из трёх ветвей чревного ствола: коронарной желудочной артерии, печёночной артерии, селезёночной артерии.

Внутренняя полость желудка может вместить в себя до 2 - 3 литров пищи. Изнутри желудок выстлан слизистой оболочкой желудка. Слизистая оболочка имеет складчатую структуру. В стенках слизистой оболочки расположены железы, одни из которых выделяют желудочный сок.

Желудочный сок содержит фермент пепсин, расщепляющий белки до полипептидов. Другие железы вырабатывают соляную кислоту, создающую кислую среду в желудке и угнетающую микроорганизмы, попавшие в желудок. Некоторые клетки слизистой оболочки желудка секретируют слизь, которая защищает стенки желудка от действия ферментов и соляной кислоты.

Измельчённая и насыщенная слюной пища попадает в желудок через сфинктер пищевода. В желудке происходит её перемешивание с желудочным соком и соляной кислотой. Перемешиванию способствуют (моторная функция желудка) сжатие и растяжение стенок желудка за счёт действия мышечного слоя желудка, а так же внешнего надавливания диафрагмы. Пища переваривается в желудке в течение нескольких часов.

Переваривание происходит следующим образом:

В полости желудка под влиянием протеолитических ферментов осуществляется начальный гидролиз белков до альбумоз и пептонов. Протеолитические ферменты желудочного сока обладают активностью в широком диапазоне колебаний рН с оптимумом действия при рН 1,5-2,0 и 3,2-4,0. Это обеспечивает гидролиз белков в условиях значительных колебаний концентрации соляной кислоты в желудочном соке, в слоях пищи, прилежащих к слизистой оболочке желудка, и в глубине содержимого желудка. Желудочная липаза желудочного сока, расщепляет жиры, которые находятся в пище в эмульгированном состоянии (жиры молока), на глицерин и жирные кислоты при рН 5,9-7,9.

Клетками поверхностного эпителия слизистой оболочки желудка вырабатывается лизоцим (муромидаза). Лизоцим обусловливает бактерицидные свойства желудочного сока. Уреаза расщепляет мочевину в желудке при рН 8,0. Освобождающийся при этом аммиак нейтрализует соляную кислоту и предотвращает избыточную кислотность химуса, поступающего из желудка в двенадцатиперстную кишку. Далее пища в виде полужидкой кашицы порциями, через сфинктер привратника, проталкивается в двенадцатиперстную кишку.

Основное назначение желудка - функции накопления, механической и химической обработки пищи и эвакуации её в кишечник.

Двенадцатиперстная кишка (duodenum) - полый орган, часть пищеварительной системы, начальный отрезок тонкой кишки (от выходного отверстия желудка до тощей кишки). Имеет длину 25 - 30 см.

Слизистая оболочка двенадцатиперстной кишки, ворсинки выстланы однослойным призматическим или цилиндрическим каёмчатым эпителием с примесью бокаловидных клеток.

В двенадцатиперстную кишку открываются протоки поджелудочной железы и печени.

Секреторная функция двенадцатипёрстной кишки заключается в выделении кишечного сока кишечными железами, в котором находятся ферменты (энтерокиназа, щелочная пептидаза и другие) и гормоны (секретин, гастрин, холецистокинин), участвующие в пищеварении.

Печень (jecur, jecor, hepar) является самым крупным органом пищеварения. Печень покрыта со всех сторон серозной оболочкой.

В печени обезвреживаются ядовитые низкомолекулярные вещества, поступающие с кровью. Печень вырабатывает желчь, которая накапливается в желчном пузыре и затем поступает в двенадцатиперстную кишку.

В числе других функций печени: регулирование уровня сахара в крови, участие в жировом обмене, расщепление гормонов и лекарств, регулирование уровня холестерина, фильтрации и очищения крови.

Печень состоит из долей. Каждая доля состоит из тысяч мельчайших долек призматической формы, образованных печеночными клетками (гепатоцитами). Внутри прослоек между дольками печени расположены ветви печёночной артерии, воротной вены и желчный проток - эти образования формируют так называемую портальную зону (печёночную триаду).

Печёночная артерия снабжает клетки печени артериальной кровью, обогащенной кислородом.

Воротная вена поставляет в печень венозную кровь из органов брюшной полости. Эта кровь содержит продукты переваривания жиров, белков и углеводов из желудка и кишечника, а также продукты распада эритроцитов из селезёнки. Пройдя через печень, эта кровь собирается печёночными венами и через нижнюю полую вену направляется к сердцу.

Углеводный обмен в печени. Глюкоза, которая в процессе пищеварения всасывается в тонком кишечнике, в клетках печени превращается в гликоген - основной запасной углевод, часто называемый животным крахмалом. Гликоген откладывается в клетках печени и мышц и служит источником глюкозы в случае ее дефицита в организме. Простые сахара, такие как галактоза и фруктоза, превращаются в печени в глюкозу. Кроме того, в клетках печени глюкоза может быть синтезирована из других органических соединений (так называемый процесс глюконеогенеза). Избыток глюкозы превращается в жиры и запасается в жировых клетках в разных частях тела. Отложение гликогена и его расщепление с образованием глюкозы регулируется гормонами поджелудочной железы инсулином и глюкагоном. Эти процессы играют важную роль в поддержании постоянства содержания глюкозы в крови.

Жировой обмен в печени. Жирные кислоты, поступающие из пищи, в печени используются для синтеза необходимых организму жиров, в том числе фосфолипидов - важнейших компонентов клеточных мембран.

Белковый обмен в печени состоит в расщеплении и преобразовании аминокислот, синтезе белков плазмы крови, а также в обезвреживании аммиака, образующегося при распаде белков. Аммиак в печени преобразуется в мочевину и выводится из организма с мочой. В печени обезвреживаются и другие токсичные для организма вещества.

Желчный пузырь прилегает к нижней поверхности правой доли печени. Он имеет грушевидную форму, его длина составляет около 10 см, а объем 50 - 60 мл. Половина вырабатываемой печенью желчи поступает в желчный пузырь и затем используется по мере необходимости. Желчь выделяется гепатоцитами и представляет собой желеобразное вещество со щелочной реакцией, красновато-желтого цвета и горького вкуса со специфическим запахом. Цвет желчи обусловлен содержанием в ней продуктов распада гемоглобина - желчных пигментов, и прежде всего билирубина. Желчь содержит также лецитин, холестерин, соли желчных кислот и слизь. Желчные кислоты играют важную роль в переваривании жиров: способствуют их эмульгированию и всасыванию в пищеварительном тракте. Под воздействием гормона холецистокинина, вырабатываемого двенадцатиперстной кишкой, желчный пузырь сокращается и, желчь выбрасывается через общий желчный проток в двенадцатиперстную кишку.

Поджелудочная железа (pancreas).

Выполняет функции регуляции метаболических процессов в организме, стабилизации гемостаза, а также в работе остальных желез внутренней секреции.

Клетки поджелудочной железы вырабатывают достаточное количество ферментов, без участия которых невозможны процессы пищеварения в просвете тонкого кишечника. Ферменты, входящие в состав панкреатического сока, синтезируют вещества белковой природы, участвующие в расщеплении сложных жиров, белков и углеводов. Питательные вещества поступают в организм в сложном виде, в составе продуктов питания, но всасываться организмом и включаться в обмен веществ могут только в том случае, когда в тонком кишечнике произойдет их расщепление до самых простых компонентов.

Основными особенностями процесса пищеварения у человека является возможность организма (клеток поджелудочной железы) изменять качественное и количественное соотношение ферментов панкреатического сока в зависимости от состава продуктов, употребляемых с очередным приёмом пищи.

Особенностью функции поджелудочной железы является то, что ферменты, предназначенные для переваривания белковой пищи, секретируются в состав панкреатического сока в неактивной форме (в виде проферментов-зимогенов) - при отсутствии препятствий к оттоку секрета их активация происходит только в просвете двенадцатиперстной кишки под действием фермента энтерокиназы. Это вещество, принимающее участие в процессах переваривания пищи, секретируется в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки только при наличии в её просвете небольшого количества желчи поступающей из желчного пузыря. Под влиянием энтерокиназы начинается превращение трипсиногена в трипсин, а уже этот фермент активирует остальные вещества, необходимые для переваривания и всасывания белковых компонентов пищи (химотрипсин, эластазу, карбоксипептидазы А и В, рибонуклеазы).

В отличие от остальных веществ, необходимых для нормального переваривания пищи, ферменты поджелудочной железы начинают вырабатываться только после попадания пищи в желудок - их активная секреция начинается через 2 - 3 минуты после попадания первых порций и продолжается еще 10 - 14 часов после последнего употребления продуктов питания. Нужно помнить о том, что поджелудочная железа может выполнять свои функции только при наличии достаточного количества желчи. Это вещество сложной структуры не только инициирует активацию протеолитических ферментов, но и эмульгирует (разбивает) на мелкие капли вещества липидной природы - только в этом состоянии они могут расщепляться на жирные кислоты и моноглицериды, а затем всасываться в организм.

Тонкая и толстая кишка

Тонкая кишка - отдел кишечника достигающий в длину 5 - 6 метров. В тонкой кишке выделяют три отдела: двенадцатиперстную кишку (рассмотрена выше), тощую кишку (jejunum) и подвздошную кишку (ileum). Тощая и подвздошная кишки не имеют между собой чёткой границы. Обычно на долю тощей кишки отводят первые 2/5 общей длины, а на долю подвздошной - остальные 3/5.

Изнутри тонкая кишка покрыта слизистой оболочкой.

Слизистая оболочка тонкой кишки имеет большое число круговых складок, наиболее хорошо наблюдаемых у двенадцатиперстной кишки. Складки увеличивают всасывательную поверхность тонкой кишки примерно в три раза. В слизистой оболочке располагаются лимфоидные образования в виде лимфоидных узелков. Если в двенадцатиперстной и тощей кишке они встречаются только в одиночном виде, то в подвздошной могут образовывать групповые лимфоидные узелки - фолликулы.

Слизистая оболочка тонкой кишки содержит до 1000 желез на 1 мм 2, вырабатывающих пищеварительный сок. В состав его входят многочисленные ферменты, действующие на белки, жиры и углеводы и на продукты их неполного расщепления, образующиеся в желудке.

Кишечный сок состоит из жидкой части и слущивающихся клеток кишечного эпителия. Эти клетки разрушаются и освобождают содержащиеся в них ферменты. Обнаружено свыше 20 ферментов кишечного сока, способных катализировать расщепление практически любых пищевых органических веществ до легкоусвояемых продуктов.

Поступающая из желудка частично переваренная пища, химус, в тонкой кишке подвергается в воздействию кишечных и панкреатических ферментов, а также других компонентов кишечного и панкреатического соков, желчи. В тонкой кишке происходит основное всасывание продуктов переваривания пищи в кровеносные и лимфатические капилляры.

К функциям тощей кишки относятся: гидролиз полимеров, инкреторная, всасывательная, двигательная, эвакуаторная, гормональная. К функциям подвздошной кишки относятся: Всасывание продуктов гидролиза, желчных кислот, иммунная, инкреторная, моторно-эвакуаторная.

Толстая кишка (intestinum crassum).

Длина толстой кишки у взрослого человека в среднем 160 см, внутренний диаметр в среднем от 5 до 8 см и уменьшается в направлении от слепой к прямой кишке. Толщина стенки толстой кишки - 2-3 мм, при сокращении - 4-5 мм, толщина стенки прямой кишки - 2,4-8 мм.

Стенка толстой кишки имеет слизистую, подслизистую, мышечную и серозную оболочки. Толстая кишка отделяется от тонкой илеоцекальным клапаном.

Восходящая, поперечная и нисходящая кишка называются ободочной кишкой.

Основная роль толстой кишки - подготовка не переваренных остатков пищи к удалению из организма. В толстой кишке происходит всасывание основной массы воды и электролитов (из химуса) и выделение некоторых метаболических шлаков и избытка солей.

Толстая кишка - место обильного размножения микроорганизмов, которые участвуют в создании иммунологического барьера и обладают антагонистическими свойствами по отношению к патогенным микробам, обеспечивают конечное разложение компонентов пищеварительных секретов и остатков не переваренной пищи, синтез витаминов, ферментов и некоторых других физиологически активных веществ.

У человека в сутки в кишку из желудка поступает около 1,0 л жидкости (с пищей и соком желез). У здоровых с калом из этого количества выделяется жидкости от 0,5 до 0,1 л. Процессы всасывания и секреция ионов и жидкости наблюдаются в динамическом равновесии, но всасывание преобладает над секрецией.

Всасывание преобладает в покинувших крипты клетках ворсинок, а секреция в недифференцированных клетках крипт. Регуляция интенсивности и скорости потоков жидкости и ионов направлена на сохранение в организме ионного гомеостазиса.

Важное значение в поддержании осмолярности содержимого толстой кишки имеет всасывание аммиака.

Толстая кишка в значительно большей степени, чем тонкая, заселена различными микроорганизмами, количество видов которых приближается к 500. В толстой кишке микроорганизмы составляют 30 % сухой массы просветного содержимого.

Наиболее распространенными и физиологически значимыми считаются анаэробы: бифидобактерии, лактобактерии, бактероиды, вейлонеллы, фузобактерии, эубактерии, пептострептококки, клостридии и аэробы, и условные анаэробы: кишечная палочка, лактозонегативные энтеробактерии (протей, энтеробактер, цитробактер и так далее), энтерококки, клебсиеллы, стафилококки, дрожжеподобные грибы. Количество микроорганизмов увеличивается в направлении дистальных отделов толстой кишки, причем больше в просветных, а не в пристеночных зонах.

Время пребывания содержимого (химуса и кала) в толстой кишке в норме - около 26 часов.

Рецепторный аппарат окончаний нейронов стенки кишки воспринимает изменения в рН, ионном, аминокислотном составе среды в полости кишки (сенсорная информация). Сигналы соотносятся с информацией от центральных нервных образований и интегрируются в директивные (исполнительные) с участием нейротканевых регуляторных пептидов и многих, далеко еще не выясненных межорганных взаимоотношений.

Задний отдел пищеварительной системы

Прямая кишка (rectum) - конечный отдел пищеварительной системы.

Прямая кишка разделяется на широкую часть - ампулу прямой кишки и оконечную сужающуюся часть - заднепроходной канал, заканчивающейся анальным отверстием.

Анальный канал (canalis analis) синоним заднепроходной канал - конечная, узкая часть прямой кишки, открывающийся наружу анальным отверстием (анусом).

Функциональное назначение анального канала - удержание и выведение из организма кала и газов, то есть осуществление дефекации и флатуленции. У взрослого человека в норме за сутки при дефекации и вне её флатуленция (объём выводимого газа) составляет от 0,1 до 0,5 литра. При метеоризме флатуленция может достигать трёх и более литров. У здорового человека состав газовой смеси, выводимой при флатуленции, следующий: азот - 24-90 %, углекислый газ - 4,3-29 %, кислород - 0,1-23 %, водород - 0,6-47%, метан - 0-26%, кроме того, имеется небольшое количество сероводорода, аммиака и меркаптана. Основной объем газа не имеет запаха. Характерный для выводимого при флатуленции газа запах придают небольшие примеси сероводорода, индола и скатола.

8. Строение зубов. Сроки прорезывания и смены зубов

Зубы - это твердые образования, которые располагаются в альвеолах челюстей. Зубы являются составной частью жевательно-речевого аппарата и принимают участие в жевании, дыхании, образовании голоса и речи. Филогенетически зубы человека принадлежат к гетеродонтной (различные по форме), текодонтной (укреплены в ячейках челюстей) системам, и к дифиодонтному типу (одна смена зубов). Зубы человека характеризуются большой дифференцированностью. Каждый зуб имеет анатомические особенности, позволяющие отличать его от других зубов. Характерным для человека, по сравнению с обезьянами, является уменьшение размеров зубов, обусловленное ослаблением жевательного аппарата. У человека различают 4 группы зубов - резцы, клыки, премоляры и моляры. В стоматологии зубы подразделяются на переднюю (резцы, клыки) и боковую (премоляры, моляры) группы. Вначале функционируют временные зубы (20 зубов), которые полностью появляются к 2 годам. Начиная с 6-7 лет, они заменяются постоянными зубами (32 зуба).

...