Физиология дыхания

Возрастные особенности дыхательной системы

Современные представления о развитии дыхательной системы в онтогенезе базируются на многочисленных исследованиях, выполненных в нашей стране и за рубежом. Во многих работах изучена их зависимость от антропометрических показателей. Динамика морфологических преобразований легких в онтогенезе человека рассмотрена в ряде исследований.
Дыхательная система является одной из ведущих и во многом определяющих как умственную, так и физическую работоспособность. Отмечена тесная связь формирования дыхательной системы с физическим развитием и созреванием других физиологических систем организма. Учитывая то, что процесс полового созревания влияет на возрастное развитие в целом, отмечено влияние его на характер возрастных преобразований дыхательной системы подростка.
Дыхательная система человека в различные возрастные периоды имеет не только количественные, но и качественные различия. В их основе лежат процессы непрерывного развития морфологических структур и функциональных процессов.
Большинство исследователей отводят значительную роль в развитии функции дыхания следующим периодам: новорожденности, до 1 года, от 5 до 7 лет и от 11 до 12 лет, когда отмечаются наибольшие количественные изменения показателей изучаемой функции.
Дыхание  необходимый для жизни процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей средой. Обмен газов между атмосферным воздухом и воздухом, находящимся в альвеолах, происходит благодаря ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха. Постепенность созревания костно-мышечного аппарата дыхательной системы и особенности его развития у мальчиков и девочек определяет возрастные и половые различия типов дыхания. У новорожденных детей преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Дыхание грудных детей является грудобрюшным, с преобладанием диафрагмального. В возрасте от 3 до 7 лет начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7 годам он становится выраженным. В 7-8 лет выявляются положительные отличия в типе дыхания: у мальчиков преобладает брюшной тип дыхания, у девочек  грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14-17 годам. Тип дыхания у юношей и девушек может меняться в зависимости от занятий спортом, трудовой деятельностью. Фарбер Д.А. и Козлов В.И. выделяют у новорожденных смешанное дыхание.
Возрастные особенности строения грудной клетки и мышц обусловливают особенности глубины и частоты дыхания в детском возрасте. Объем воздуха, поступающий в легкие за один вдох, характеризует глубину дыхания. Число дыханий у детей в минуту (по А.Ф. Туру): От 7 до 12 лет  30-35, от 2 до 3 лет  25-30, от 5 до 6 лет  около 25, от 10 до 12 лет  20-22\, от 14 до 15 лет  18-20
До 8 лет частота дыхания у мальчиков больше, чем у девочек. Перед периодом полового созревания частота дыхания у девочек больше, и в дальнейшем это отношение сохраняется в течение всей жизни. Дыхательный центр у детей легко возбудим. Дыхание у детей значительно учащается при психических возбуждениях, небольших физических упражнениях, незначительном повышении t⁰ тела и окружающей среды.
Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию. Объем вдыхаемого воздуха у детей 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). В 6 лет он равен 3500 мл, в 10 лет  4300 мл, в 14 лет  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. ЖЕЛ меняется с возрастом (таблица  см. ниже) зависит от длины тела, степени развития грудной клетки и дыхательных мышц, пола. ЖЕЛ является важным показателем физического развития. К 16-17 годам ЖЕЛ достигает величин, характерных для взрослых людей.
Средняя величина ЖЕЛ (в мл)

Пол	Возраст в годах
	7	8	10	12	15	17
Мальчики Девочки	1400 1200	1440 1360	1630 1460	1975 1905	2600 2530	3520 2760

Человек может произвольно регулировать частоту и глубину дыхания, осуществлять задержку дыхания. Но задержка дыхания не может быть слишком длительной, так как в крови человека, задержавшего дыхание, накапливается СО₂, а когда его концентрация достигает сверхпорогового уровня, возбуждается дыхательный центр и дыхание возобновляется помимо воли человека. Так как возбудимость дыхательного центра у разных людей различна, то и длительность произвольной задержки дыхания оказывается у них разной. Время задержки дыхания можно удлинить, если провести гипервентиляцию легких (несколько частых и глубоких вдохов и выдохов в течение 20-30⁰ С).
Во время гипервентиляции СО₂ «вымывается» из крови и время его накопления до уровня, возбуждающего дыхательный центр, увеличивается. Это и позволяет после гипервентиляции легких осуществлять задержку дыхания на значительно большее время. При гипервентиляции и задержке дыхания в выдыхаемом воздухе значительно изменяется содержание СО₂ и почти не изменяется содержание О₂. Следовательно, гуморальным фактором, возбуждающим дыхательный центр и влияющим на длительность задержки дыхания, является СО₂.
В современной физиологии произвольную задержку дыхания применяют для исследований произвольной регуляции дыхания, при этом продолжительность пробы служит мерой способности человека произвольно управлять дыханием. Она используется для определения индивидуальных особенностей регуляции дыхания. Из различных вариантов проведения произвольной задержки дыхания широкое распространение получили проба Штанге  задержка дыхания, проводимая на высоте обычного вдоха и проба Генча  задержка дыхания, проводимая на высоте обычного выдоха.
При задержке дыхания происходит быстрое упрочение условного рефлекса на время, чем при нормальном дыхании. Индивидуальные особенности реакций обусловлены неодинаковой чувствительностью к гуморальным (гиперкапния и гипоксия), нейрогенным и механическим факторам, возникающим в процессе пробы и размещениями в механизмах осуществления этих реакций.
Для характеристики функционального состояния ССС и дыхательной систем используются еще одна методика  определение по пробе Руфье. Эта проба является наиболее объективным и простым критерием оценки взаимодействия СС и дыхательной систем.