Значення газообміну для дітей 3-7 років

Зміст

Вступ

Розділ 1. Загальна характеристика розвитку дітей 3-7 років

Розділ 2. Вікові особливості дихання

2.1 Будова органів дихання

2.2 Дихальні рухи

2.3 Газообмін у легенях

2.4 Регуляція дихання

Розділ 3. Гігієнічна оцінка фізичного розвитку дитини

Висновок

Література

Вступ

Актуальність: Дихання — життєво необхідний процес постійного обміну газами між організмом і зовнішнім середовищем, що оточує його.

Майже всі складні реакції перетворення речовин в організмі відбуваються з обов'язковою участю кисню. Без кисню неможливий обмін речовин, і для збереження життя необхідне постійне надходження кисню.

Під час окислювальних процесів утворюються продукти розпаду, в тому числі й вуглекислий газ, які виводяться з організму.

При диханні відбувається обмін газів між організмом і навколишнім середовищем, що забезпечує постійне надходження в організм кисню і виведення з нього вуглекислого газу. Цей процес відбувається в легенях. Переносником кисню від легень до тканин, а вуглекислого газу від тканин до легень є кров.

Аналіз передової наукової і науково-методичної літератури вказує на необхідність звернути увагу на важливість процесів газообміну як одну з передумов гармонійного фізичного розвитку дитини.

Предмет дослідження: особливості процесу газообміну в організмі дитини.

Проблема: полягає в тому, що протікання процесів газообміну сприяє гармонійному фізичному розвитку дитини, оскільки фізичний розвиток дитини передбачає її безпосередню участь у рухових діях, рухові акти відбуваються при надходженні в організм достатньої кількості кисню.

Робоча гіпотеза: можна вважати, що важливим етапом фізичного розвитку дітей дошкільного віку є забезпечення нормального газообміну між клітинами та тканинами організму дитини.

Мета дослідження: обґрунтування особливостей газообміну в організмі дітей 3-7 років.

Завдання дослідження:

Охарактеризувати особливості організму дитини дошкільного віку.

Розглянути вікові особливості будову органів дихання дитини.

З`ясувати, особливості регуляції газообмінного процесу в організмі дитини віком від 3 до 7 років.

Проаналізувати особливості гігієнічної оцінки фізичного розвитку у дошкільнят.

Методи і організація дослідження:

Аналіз наукової і науково-методичної літератури.

Аналіз і синтез.

На основі одержаних даних дослідження були проаналізовані:

відомості наукової і науково-методичної літератури;

аналіз особливостей газообміну в організмі дитини дошкільного віку.

Розділ 1. Загальна характеристика розвитку дітей 3-7 років

Надбання в психічному розвитку дошкільника пов'язані з прогресивними змінами вищої нервової діяльності, для якої характерною стає особлива жвавість орієнтувальних реакцій, що, як відомо, є необхідною умовою утворення нових тимчасових нервових зв'язків. Утворюються складні умовні рефлекси, в яких провідну роль відіграв слово (друга сигнальна система). Розвивається умовне гальмування, хоч іррадіація збудження ще в частим явищем у поведінці дитини. Посилюється регулятивний вплив кори великих півкуль на функціонування підкірки, що зумовлює фізіологічну основу цілеспрямованості й організованості поведінки.

Ці функціональні зміни в роботі центральної нервової системи дитини пов'язані з дальшими морфологічними змінами в будові головного мозку, зростанням його ваги. У три роки вага мозку становить близько 1080 м, у шість років — 1300 м [4,12].

Завдяки загальному фізичному розвитку дошкільників удосконалюється структура і функції мозку. Характерне для раннього віку швидке збільшення росту дитини дещо уповільнюється на п'ятому році і знову прискорюється наприкінці дошкільного дитинства. Середнє щорічне збільшення росту дошкільника становить близько 6 см, причому дівчатка дещо випереджають хлопчиків. У п'ять років ріст дитини в середньому 100 см, а в сім — 115 см. Щорічно вага дитини збільшується лише на 1,5—2 кг. Змінюються пропорції тіла. Подовжується тулуб і особливо ноги [12,90].

Для кісткової системи дитячого організму характерним в недостатнє окостеніння, хрящова будова її окремих ланок, значна гнучкість і еластичність хребта. Особливо тривалий процес росту довгих кісток. Розвиток крупної мускулатури дещо випереджає функції дрібних м'язів руки. Працездатність м'язів дошкільника значно нижча, а стомлюваність їх швидша, ніж у школярів. Загальний розвиток опорно-рухового апарату дошкільника виявляється у зростанні координації, вправності й точності рухів [10,125].

Удосконалюється діяльність серцево-судинної системи. Збільшуються розміри серця (до п'яти років у 4 рази порівняно з новонародженою дитиною). Змінюється ритм його роботи (у новонародженої дитини — 120—140 ударів на хвилину, у старшого дошкільника — 70—100).

Поверхневе дихання дошкільняти компенсується його частотою (у трирічної дитини 20—30 вдихань на хвилину, у дорослої людини — 16). У зв'язку з розвитком легенів, грудної клітки та зміцненням дихальної мускулатури воно стає глибшим і рідшим, життєвий об'єм легенів підвищується.

Дальше визрівання організму дитини, що відбувається в дошкільному віці, є необхідною передумовою її психічного розвитку. Але воно не визначає змісту тих психічних властивостей, які складаються в неї. Формування їх відбувається завдяки засвоєнню дитиною в ході дійових взаємовідносин її з навколишнім світом суспільного досвіду. Від змісту й особливостей цих взаємовідносин залежить весь психічний розвиток дитини-дошкільника, зокрема характерної для неї ігрової діяльності [6,52].

Розділ 2. Вікові особливості дихання

2.1 Будова органів дихання

Порожнина носа. Носова порожнина складається з правої і лівої половин, кожна з яких поділяється носовими раковинами на нижній, середній і верхній носові ходи (рис. 1). В перші дні життя дихання у дітей через ніс утруднене. Носові ходи у дітей вужчі, ніж у дорослих, і остаточно формуються до 14...15 років.

Слизова оболонка носової порожнини має дуже багато кровоносних судин, вкрита багаторядним миготливим епітелієм. В епітелії багато залозок, які виділяють слиз, що разом із пиловими частинками, які проникають із вдихуваним повітрям, видаляється миготливими рухами війок. У носовій порожнині вдихуване повітря нагрівається, частково очищається від пилу і зволожується.

Носова порожнина ззаду через отвори — хоани — сполучається з носоглоткою.

Носоглотка. Носоглотка — верхня частина глотки. Глотка являє собою м'язову трубку, в яку відкривається порожнина носа, порожнина рота ы гортані. В носоглотку, крім хоан, відкриваються слухові труби, які сполучають порожнину глотки з порожниною середнього вуха. Із носоглотки повітря проходить у ротову частину глотки і далі в гортань [12, 211].

Глотка у дітей широка і коротка, слухова труба знаходиться низько. Захворювання верхніх дихальних шляхів нерідко ускладнюються запаленням середнього вуха, бо інфекція легко проникає в середнє вухо через широку і коротку слухову трубу.

Гортань. Скелет, гортані утворений кількома хрящами, сполученими між собою суглобами, зв'язками і м'язами. Найбільший із них— щитовидний хрящ. над входом у гортань є хрящова пластинка — надгортанник. Він виконує роль клапана, який закриває вхід у гортань при ковтанні.

Порожнина гортані вкрита слизовою оболонкою, яка утворює дві пари складок, що затуляють вхід у гортань при ковтанні. Нижня пара складок вкриває голосові зв'язки. Простір між голосовими зв'язками називають голосовою щілиною. Таким чином, гортань не тільки сполучає глотку з трахеєю, а й бере участь у мовній функції.

При звичайному диханні голосові зв'язки розслаблені і щілина між ними звужується. Видихуване повітря, проходячи через вузьку щілину, примушує коливатися голосові зв'язки — виникає звук. Від ступеня натягу голосових зв'язок залежить висота тону: при натягнутих зв'язках звук вищий, при розслаблених — нижчий. Тремтінню голосових зв'язок і утворенню звуків сприяють рухи язика, губ, щік, скорочення м'язів самої гортані.

Рис. 1. Верхні дихальні шляхи (поздовжній розріз): 1, 2, 3—носові раковини; 4 — порожнина рота; 5 — язик; 6 — тверде піднебіння; 7 — м'яке піднебіння; 8 — носоглотка; 9 — надгортанник; 10— гортань; 11— стравохід.

У чоловіків голосові зв'язки довші, ніж у жінок. Цим пояснюється більш низький голос чоловіків.

Гортань у дітей коротша, вужча і розташована вище, ніж у дорослих. Найінтенсивніше гортань росте на 1...3-му роках життя та в період статевого дозрівання.

Трахея і бронхи. Трахея відходить від нижнього краю гортані. Це порожниста, що не сплющується, трубка довжиною (у дорослої людини) приблизно 10... 13 см. Всередині трахея вкрита слизовою оболонкою. Епітелій тут багаторядний, миготливий. Позад трахеї знаходиться стравохід. На рівні IV— V грудних хребців трахея поділяється на правий і лівий первинні бронхи.

Бронхи за своєю будовою нагадують трахею. Правий бронх коротший від лівого. Первинний бронх, ввійшовши в ворота легень, поділяється на бронхи другого, третього та інших порядків, які утворюють бронхіальне дерево. Найтонші галузки називають бронхіолами [12, 212].

У новонароджених трахея вузька і коротка, довжина її 4 см, до 14... 15 років довжина трахеї становить 7 см.

Легені. Тонкі бронхіоли входять у легеневі часточки і всередині їх поділяються на кінцеві бронхіоли. Бронхіоли розгалужуються на альвеолярні ходи з мішечками, стінки яких утворені багатьма легеневими міхурцями — альвеолами. Альвеоли — кінцева частина дихального шляху. Стінки легеневих міхурців складаються з одного шару плоских епітеліальних клітин. Кожна альвеола оточена зовні густою мережею капілярів. Через стінки альвеол і капілярів відбувається обмін газами — із повітря в кров переходить кисень, а із крові в альвеоли надходить вуглекислий газ і пари води.

В легенях нараховують до 350 млн. альвеол, а їхня поверхня досягає 150 м². Велика поверхня альвеол сприяє кращому газообміну. По один бік цієї поверхні знаходиться альвеолярне повітря, яке постійно оновлюється в своєму складі, по другий — кров, яка бeзпepepвно тече по судинах. Через велику поверхню альвеол відбувається дифузія кисню і вуглекислого газу. Під час фізичної роботи, коли при глибоких вдихах альвеоли значно розтягуються, розміри дихальної поверхні збільшуються. Чим більша загальна поверхня альвеол, тим інтенсивніше відбувається дифузія газів.

Кожна легеня вкрита серозною оболонкою, яка називається плеврою. У плеври два листки. Одні щільно зрісся з легенею, другий приріс до грудної клітки. Між обома листками — невелика плевральна порожнина, заповнена серозною рідиною (приблизно 1...2 мл), яка полегшує ковзання листків плеври при дихальних рухах.

Легені у дітей ростуть головним чином внаслідок збільшення об'єму альвеол (у новонародженого діаметр альвеоли 0,07 мм, у дорослого він досягає вже 0,2 мм). До трьох років відбувається посилений ріст легень і диференціювання їхніх окремих елементів. Кількість альвеол до восьми років досягає кількості їх у дорослії людини. У віці від 3 до 7 років темпи росту легень знижуються. Особливо енергійно ростуть альвеоли після 12 років. Об'єм легень до 12 років збільшується в 10 разів порівняно з об'ємом легень новонародженого, а до кінця періоду статевого дозрівання — у 20 разів (в основному в результаті збільшення об'єму альвеол).

2.2 Дихальні рухи

Акти вдиху і видиху. Завдяки актам вдиху і видиху, які здійснюються ритмічно, відбувається обмін газів між атмосферним і альвеолярним повітрям, яке міститься в легеневих міхурцях.

У легенях нема м'язової тканини, і тому активно вони не можуть скорочуватися. Активна роль в акті вдиху належить дихальним м'язам. При паралічі дихальних м'язів дихання стає неможливе, хоч органи дихання при цьому не уражені.

При вдихові скорочуються зовнішні міжреберні м'язи і діафрагма. Міжреберні м'язи трохи піднімають ребра і відводять їх дещо вбік. Об'єм грудної клітки при цьому збільшується. При скороченні діафрагми її купол стає плоскішим, що також веде до збільшення об'єму грудної клітки. При глибокому диханні беруть участь також інші м'язи грудей і шиї. Легені, перебуваючи у герметично закритій грудній клітці, пасивно слідують під час вдиху і видиху за її стінками, які рухаються, бо за допомогою плеври вони прирослі до грудної клітки. Цьому сприяє і негативний тиск у грудній порожнині. Негативний тиск — це тиск, нижчий від атмосферного. Під час вдиху він нижчий від атмосферного на 9...12 мм рт. ст., а під час видиху — на 2...6 мм рт. ст. (рис. 2).

В ході розвитку грудна клітка росте швидше, ніж легені, ось чому легені постійно (навіть під час видиху) розтягнуті. Розтягнута еластична тканина легень намагається стиснутися. Сила, з якою тканина легені намагається стиснутися за рахунок еластичності, протидіє атмосферному тискові. Навколо легень, у плевральній порожнині, створюється тиск, який дорівнює атмосферному мінус еластичний натяг легень. Так навколо легень створюється негативний тиск.

Рис. 2. Схема досліду, який ілюструє наявність негативного тиску в плевральній порожнині: 1 — ліва легеня; 2 — серце; 3 — плевра: 4 —-діафрагма: 5 — голка, зведена в плевральну щілину; d іd_>1> — рівень ртуті в колінах маномера

За рахунок негативного тиску в плевральній порожнині легені рухаються за грудною кліткою, яка розширилася. Легені при цьому розтягуються. Атмосферний тиск діє на легені зсередини через повітроносні шляхи, розтягує їх, притискує до грудної стінки [12, 214].

В розтягненій легені тиск стає нижчий за атмосферний, і за рахунок різниці тиску атмосферне повітря через дихальні шляхи потрапляє в легені. Чим значніше збільшується при вдихові об'єм грудної клітки, тим більше розтягуються легені, тим глибший вдих.

При розслабленні дихальних м'язів ребра опускаються до початкового положення, купол діафрагми трохи піднімається, об'єм грудної клітки, а отже, і легень зменшується і повітря видихається назовні. В глибокому видихові беруть участь м'язи живота, внутрішні міжреберні та інші м'язи.

Типи дихання. У дітей раннього віку ребра мають малий вигин і займають майже горизонтальне положення. Верхні ребра і весь плечовий пояс розташовані високо, міжреберні м'язи слабкі. У зв'язку з такими особливостями у новонароджених переважає діафрагмальне дихання з незначною участю міжреберних м'язів. Діафрагмальний тип дихання зберігається до другої половини першого року життя. В міру розвитку міжреберних м'язів і росту дитини грудна клітка опускається вниз і ребра набирають косого положення. Дихання немовлят тепер стає грудочеревним, з перевагою діафрагмального, причому у верхньому відділі грудної клітки рухомість все ще невелика. У віці від 3 до 7 років у зв'язку з розвитком плечового пояса все більше починає переважати грудний тип дихання, і до семи років він стає виражений.

У 7...8 років починаються статеві відмінності в типі дихання: у хлопчиків переважає черевний тип дихання, у дівчаток — грудний. Закінчується статеве диференціювання дихання до 14... 17 років. Треба зауважити, що тип дихання у юнаків і дівчат може змінюватися залежно від занять спортом, трудовою діяльністю.

Внаслідок своєрідності будови грудної клітки і малої витривалості дихальних м'язів дихальні рухи у дітей менш глибокі і часті.

Глибина і частота дихання. Доросла людина робить у середньому 15... 17 дихальних рухів на хвилину і за один вдих при спокійному диханні вдихає 600 мл повітря. При м'язовій роботі дихання прискорюється у 2...3 рази. При деяких видах спортивних вправ частота дихання доходить до 40...45 разів на хвилину.

У тренованих людей при одній і тій же роботі об'єм легеневої вентиляції поступово збільшується, бо дихання стає рідшим, але глибоким. При глибокому диханні альвеолярне повітря вентилюється на 80...90%, що забезпечує більшу дифузію газів через альвеоли. При неглибокому і частому диханні вентиляція альвеолярного повітря значно менша і відносно більша частина вдихуваного повітря залишається в так званому мертвому просторі — в носоглотці, ротовій порожнині, трахеї, бронхах. Таким чином, у тренованих людей кров більше насичується киснем, ніж у нетренованих [12, 215].

Глибина дихання характеризується об'ємом повітря, яке надходить у легені за один вдих,— дихальним повітрям.

Дихання новонародженої дитини часте і поверхневе. Частота схильна до значних коливань — 48...63 дихальних цикли на хвилину під час сну.

У дітей першого року життя частота дихальних рухів на хвилину під час неспання 50...60, а під час сну — 35...40. У дітей 1...2 років під час неспання частота дихання 35...40, у 2...4-річних — 25...35 і у 4...6-річних — 23...26 циклів на хвилину. У дітей шкільного віку відбувається дальше порідшання дихання (18...20 разів на хвилину).

Велика частота дихальних рухів у дитини забезпечує високу легеневу вентиляцію. Об'єм дихального повітря у дитини, коли їй 1 місяць, становить 30 мл, 1 рік — 70 мл, 6 років — 156 мл, 10 років — 230 мл, 14 років — 300 мл.

Внаслідок великої частоти дихання у дітей значно вищий, ніж у дорослих, хвилинний об'єм дихання (в перерахунку на 1 кг маси). Хвилинний об'єм дихання — це кількість повітря, яке людина вдихає за 1 хв.; він визначається добутком величини дихального повітря на число дихальних рухів за 1 хв. У новонародженого хвилинний об'єм дихання становить 650—700 мл повітря, до кінця першого року життя — 2600...2700 мл, до шести років — 3500 мл, у 10-річної дитини — 4300 мл, у 14 річної — 4900 мл, у дорослої людини — 5000...6000 мл.

Життєва місткість легень (ЖМЛ). У спокої доросла людина може вдихнути і видихнути відносно постійний об'єм повітря (приблизно 500 мл). Але при посиленому диханні можна вдихнути ще близько 1500 мл повітря. Точно так же після звичайного видих) людина може ще видихнути 1500 мл повітря. Найбільшу кількість повітря, яку людина може видихнути після глибокого вдиху, називають життєвою місткістю легень.

Життєва місткість легень змінюється з віком, залежить вона також від статі, ступеня розвитку грудної клітки, дихальних м'язів. Звичайно вона більша у чоловіків, ніж у жінок; у спортсменів вона більша, ніж у нетренованих людей.

Оскільки вимірювання життєвої місткості легень вимагає активної і свідомої участі самої дитини, то вона може бути визначена лише після 4...5 років (табл. 1).

Таблиця 1 Середня величина життєвої місткості легень (в мл) дітей 3-7 років

Стать	Вік, роки
3	4	5	6	7
Хлопчики	1100	1200	1200	1200	1400
Дівчатка	1000	1100	1100	1100	1200

До 16... 17 років життєва місткість легень досягає величин, характерних для дорослої людини.

2.3 Газообмін у легенях

Склад вдихуваного, видихуваного і альвеолярного повітря. Роблячи навперемінно вдих і видих, людина вентилює легені, підтримуючи в альвеолах відносно сталий газовий склад. Людина дихає атмосферним повітрям з великим вмістом кисню (20,9%) і низьким вмістом вуглекислого газу (0,03%), а видихає повітря, в якому кисню 16,3%, а вуглекислого газу 4%. В альвеолярному повітрі кисню 14,2%, а вуглекислого газу 5,2% (табл. 2).

Таблиця 2 Склад вдихуваного, видихуваного і альвеолярного повітря

Повітря	Вміст газів, %
кисень	вуглекислий газ	азот
Вдихуване	20,94	0,03	79,03
Видихуване	16,3	4	70,7
Альвеолярне	14,2	5,2	80,6

Чому в видихуваному повітрі кисню міститься більше, ніж в альвеолярному? Пояснюється це тим, що при видихові до альвеолярного повітря домішується повітря, яке є в органах дихання, в повітроносних шляхах.

Нижча ефективність легеневої вентиляції у дітей виражається в іншому газовому складі як видихуваного, так і альвеолярного повітря. Чим молодші діти, тим менший процент вуглекислого газу і тим більший процент кисню у видихуваному і альвеолярному повітрі. Відповідно у них менший процент використання кисню. Тому дітям для споживання одного і того ж об'єму кисню і виділення одного і того ж об'єму вуглекислого газу потрібно більше вентилювати легені, ніж дорослим.

Газообмін у легенях. В легенях кисень із альвеолярного повітря переходить у кров, а вуглекислій газ із крові надходить у легені. Рух газів відбувається за законами дифузії, згідно з якими газ поширюється із середовища з високим парціальним тиском у середовище з меншим тиском [12, 217].

Парціальним тиском називають частину загального тиску, яка припадає на даний газ в газовій суміші. Чим вищий процентний вміст газу в суміші, тим відповідно вищий його парціальний тиск. Для газів, розчинених у рідині, вживають термін «напруження», який відповідає терміну «парціальний тиск», що його застосовують для вільних газів.

Газообмін у легенях здійснюється між альвеолярним повітрям і кров'ю.

Альвеоли легень обплетені густою сіткою капілярів. Стінки альвеол і стінки капілярів дуже тонкі, що сприяє проникненню газів із легень у кров і навпаки. Газообмін залежить від поверхні, через яку здійснюється дифузія газів, і різниці парціального тиску (напруження) дифундуючих газів. Такі умови є в легенях. При глибокому вдихові альвеоли розтягуються і їхня поверхня досягає 100.. 150 м². Також велика і поверхня капілярів у легенях. Є і достатня різниця парціального тиску газів альвеолярного повітря і напруження цих газів у венозній крові (табл. 3).

Таблиця 3 Парціальний тиск кисню і вуглекислого газу у вдихуваному і альвеолярному повітрі та їхнє напруження в крові, мм рт. ст.

Газ	Парціальний тиск (напруга)
атмосферне повітря	альвеолярне	венозна кров(в капілярах легень)	артеріальна_>>кров
Кисень	159	100...110	40	102
Вуглекислий газ	0,02...0,03	40	47	40

Із даних табл. 3 випливає, що різниця між напруженням газів у венозній крові і їхнім парціальним тиском в альвеолярному повітрі становить для кисню 110—40 = 70 мм рт. ст., а для вуглекислого газу 47 — 40 = 7 мм рт. ст. Такої різниці тиску досить для забезпечення організму киснем і видалення з нього вуглекислого газу.

Зв'язування кисню кров'ю. В крові кисень сполучається з гемоглобіном, утворюючи неміцну сполуку — оксигемоглобін. 1 г гемоглобіну здатний зв'язати 1,34 см³ кисню. Чим вищий парціальний тиск кисню, тим більше утворюється оксигемоглобіну. В альвеолярному повітрі парціальний тиск кисню 100... 110 мм рт. ст. За цих умов 97% гемоглобіну крові зв'язується з киснем.

У вигляді оксигемоглобіну кисень під легень кров'ю переноситься до тканин. Тут парціальний тиск кисню низький і оксигемоглобін дисоціює, вивільняючи кисень. Так забезпечується постачання тканин киснем.

Наявність у повітрі або тканинах вуглекислого газу зменшує здатність гемоглобіну зв'язувати кисень.

Зв'язування вуглекислого газу кров'ю. Вуглекислий газ переноситься кров'ю в хімічно зв'язаному вигляді — у вигляді гідрокарбонату натрію і гідрокарбонату калію. Частина його транспортується гемоглобіном.

Зв'язування вуглекислого газу і віддача його кров'ю залежать від його напруження в тканинах і крові. Важлива роль при цьому належить ферменту карбоангідразі, який міститься в еритроцитах. Карбоангідраза залежно від вмісту вуглекислого газу прискорює в багато разів реакцію:

СО_>2> + Н_>2>О = Н_>2>СО_>3>.

В капілярах тканини, де напруження вуглекислого газу високе, відбувається утворення вугільної кислоти. В легенях карбоангідраза сприяє дегідратації, що приводить до витіснення вуглекислого газу із крові.

Газообмін у легенях у дітей тісно пов'язаний з особливостями регуляції у них кислотно-лужної рівноваги. У дітей дихальний центр дуже чутливо реагує на найменші зміни реакції крові. Навіть при незначному зрушенні рівноваги в бік підкислення у дітей легко виникає задишка.

Дифузійна здатність легень у дітей з віком збільшується. Це пов'язано із збільшенням сумарної поверхні альвеол легень.

Потреба організму в кисні та виділення вуглекислого газу визначається рівнем окислювальних процесів, які відбуваються в організмі. З віком цей рівень знижується, відповідно і величина газообміну на 1 кг маси в міру росту дитини зменшується.

2.4 Регуляція дихання

Дихальний центр. Дихання змінюється залежно від стану його організму. Воно спокійне, рідке під час сну, часте і глибоке при фізичних навантаженнях, переривчасте, нерівне під час емоцій. При зануренні в холодну воду у людини на якийсь час зупиняється дихання, «дух перехоплює». Російський фізіолог Н. А. Миславський у 1919 р. встановив, що в довгастому мозку є група клітин, зруйнування яких приводить до зупинення дихання Так був покладений початок вивченню дихального центра. Дихальний центр — складне утворення. До нього належить центр вдиху і центр видиху. Пізніше вдалося довести, що дихальний центр має складнішу структуру і в процесах регуляції дихання беруть участь також відділи центральної нервової системи, які лежать вище, що забезпечують пристосувальні зміни в системі органів дихання до різної діяльності організму. Важлива роль у регуляції дихання належить корі великого мозку [12, 218].

Дихальний центр перебуває в стані постійної активності: в ньому ритмічно виникають імпульси збудження. Ці імпульси виникають автоматично. Навіть після повного виключення доцентрових шляхів, які ідуть до дихального центра, в ньому можна зареєструвати ритмічну активність. Автоматизм дихального центра пов'язують з процесом обміну речовин у ньому. Ритмічні імпульси передаються з дихального центра по відцентрових до дихальних м'язів і діафрагми, забезпечуючи чергування вдиху і видиху.

Головною особливістю дихального центра є періодичність, при якій збудження нейронів змінюється їх гальмуванням. В основі періодичності лежить функція бульбарного відділу. При цьому вирішальна роль належить нейронам дорсального ядра. Вважають, що вони є своєрідним «водієм ритму».

До бульбарного центра надходить збудження від багатьох утворень ЦНС, у тому числі від пневмотаксичного центру. Так, якщо перерізати стовбур мозку, відділивши варолієв міст від довгастого мозку, то у тварин знижується частота дихальних рухів. При цьому обидві складові — і вдих і видих — стають тривалішими. Пневмотаксичний та бульбарний центри мають двобічні зв'язки, за допомогою яких пневмотаксичний центр прискорює виникнення наступних інспірацій та експірацій.

На активність нейронів дихального центра впливають інші відділи ЦНС, такі, як ретикулярна формація, гіпоталамус, кора великих півкуль. Наприклад, характер дихання змінюється при емоціях. Скелетні м'язи, які беруть участь у диханні, часто виконують й інші рухи. Та й власне дихання, його глибину і частоту людина може змінювати свідомо, що свідчить про вплив на дихальний центр кори великих півкуль. Завдяки цим зв'язкам дихання узгоджується з виконанням робочих рухів, мовною функцією людини.

У такий спосіб інспіраторні нейрони, як «водії ритму», істотно відрізняються від справжніх пейсмекерних клітин. При виникненні ритміки основних дихальних нейронів дорсального ядра треба враховувати дві умови: а) «послідовність вступу» кожної групи нейронів саме цього відділу; б) обов'язкову імпульсацію від інших відділів ЦНС та імпульсацію від різноманітних рецепторів. Тому при повному відокремленні бульбарного відділу дихального центра в ньому можна зареєструвати лише спалахи активності з частотою, яка значно менша, ніж у звичайних умовах цілого організму.

Дихання є вегетативною функцією, а виконується скелетними м'язами. Тому механізми його регуляції мають спільні риси з механізмами регулювання діяльності як вегетативних органів, так і скелетних м'язів. Потреба в постійному диханні забезпечується автоматично за рахунок активності дихального центра. Проте внаслідок того, що дихання здійснюють скелетні м'язи, можливі й довільні зміни характеру дихання, зумовлені впливом кори великих півкуль на дихальний центр (рис. 2).

Рис. 2. Механізми регуляції дихання (за даними A. Despopoulos. St. Silbоrnagl, 1986).

Якщо у внутрішніх органах (серце, кишки) автоматизм обумовлений лише властивостями водіїв ритму, то в дихальному центрі періодична діяльність керується дещо складнішими механізмами. Періодичність обумовлена: 1) узгодженою активністю різних відділів дихального центра; 2) надходженням сюди імпульсів від рецепторів; 3) надходженням сигналів від інших відділів ЦНС, у тому числі і від кори головного мозку. Крім того, при аналізі механізму періодичності дихання потрібно врахувати, що спокійне і форсоване дихання суттєво відрізняються за кількістю м'язів, які беруть участь у цьому акті. Багато в чому ця різниця визначається рівнем залучення вентрального відділу бульбарного дихального центра, в якому є як інспіраторні, так і експіраторні нейрони. При спокійному диханні ці нейрони відносно малоактивні, а при глибокому диханні їх роль різко зростає.

Рефлекторна регуляція. При больовому подразненні, при подразненні органів черевної порожнини, рецепторів кровоносних судин, шкіри, рецепторів дихальних шляхів зміна дихання відбувається рефлекторно. При вдиханні парів аміаку, наприклад, подразнюються рецептори слизової оболонки носоглотки, що приводить до рефлекторного затримання дихання. Це важливе захисне пристосування, яке перешкоджає потраплянню в легені отруйних і подразливих речовин [22, 185].

Особливе значення в регуляції дихання мають імпульси, які йдуть від рецепторів дихальних м'язів і від рецепторів самих легень. Від них великою мірою залежить глибина вдиху і видиху. Це відбувається так. При вдихові, коли легші розтягуються, подразнюються рецептори в їхніх стінках. Імпульси від рецепторів легень по доцентрових волокон блукаючого нерва досягають дихального центра, гальмують центр вдиху і збуджують центр видиху. В результаті дихальні м'язи розслаблюються, грудна клітка опускається, діафрагма набирає вигляду купола, об'єм грудної клітки зменшується і відбувається видих. Видих, у свою чергу, рефлекторно стимулює вдих.

В регуляції дихання бере участь кора великого мозку, яка забезпечує найтонше пристосування дихання до потреб організму у зв'язку із змінами умов зовнішнього середовища і життєдіяльності організму.

Ось приклади впливу кори великого мозку на дихання. Людина може на якийсь час затримати дихання, за своїм бажанням змінити ритм і глибину дихальних рухів. Впливами кори великого мозку пояснюються передстартові зміни дихання у спортсменів — значне поглиблення і прискорення дихання перед початком змагань. Можливе вироблення умовних дихальних рефлексів. Якщо до вдихуваного повітря додати 5...7% вуглекислого газу, який у такій концентрації прискорює дихання, і супроводити вдих стуком метронома або дзвоником, то через кілька поєднань один тільки дзвоник або стук метронома спричинить прискорення дихання.

Гуморальні впливи на дихальний центр. Великий вплив на стан дихального центра справляє хімічний стан крові, зокрема її газовий склад. Накопичення вуглекислого газу в крові веде до подразнення рецепторів у кровоносних судинах, які несуть кров до голови, і рефлекторно збуджує дихальний центр. Подібним чином діють також інші кислі продукти, які надходять у кров, наприклад молочна кислота, вміст якої в крові збільшується під час м'язової роботи.

Перший вдих новонародженого. При внутрішньоутробному розвитку плід одержує кисень і віддає вуглекислий газ через плаценту організмові матері. Проте плід здійснює дихальні рухи у вигляді незначного розширення грудної клітки. Легені при цьому не розправляються, а тільки виникає невеликий негативний тиск у альвеолярній щілині.

Згідно з даними І. А. Аршавського, такі дихальні рухи плода сприяють кращому рухові крові і поліпшенню кровопостачання плода, а також є своєрідним тренуванням функції легень. Під час пологів, після перев'язування пупкового канатика, організм дитини відділяється від організму матері. При цьому в крові новонародженого накопичується вуглекислий газ і знижується вміст кисню. Зміна газового складу крові приводить до підвищення збудливості дихального центра як гуморально, так і рефлекторно через подразнення рецепторів у стінках кровоносних судин. Клітини дихального центі а подразнюються, і у відповідь виникає перший вдих. А далі вдих рефлекторно викликає видих.

У виникненні першого видиху неабияка роль належить зміні умов існування новонародженого порівняно із внутрішньоутробним його існуванням. Механічні подразнення шкіри при дотикові рук акушера до тіла дитини, нижча температура оточуючого середовища порівняно з внутрішньоутробною, підсихання тіла новонародженого в повітрі — все це також сприяє рефлекторному збудженню дихального центра і виникненню першого вдиху.

І. А. Аршавський у появі першого вдиху основну роль відводить збудженню спинномозкових дихальних мотонейронів, клітин ретикулярної формації довгастого мозку; збудливим фактором при цьому є зниження парціального тиску кисню в крові.

Під час першого вдиху розправляються легені, які у плода були в опалому стані, легенева тканина плода дуже пружна, мало розтягується. Потрібна певна сила, щоб розтягнути і розправити легені. Тому перший вдих важкий і відбувається з великими затратами енергії [12, 186].

Особливості збудливості дихального центра в дітей. До моменту народження дитини її дихальний центр здатний забезпечувати ритмічну зміну фаз дихального циклу (вдих і видих), але не так досконало, як у дітей старшого віку. Це пов'язане з тим, що до моменту народження функціональне формування дихального центра ще не закінчилося. Про це свідчить велика мінливість частоти, глибини, ритму дихання у дітей раннього віку. Збудливість дихального центра у новонароджених і немовлят низька. Діти перших років життя відрізняються вищою стійкістю до нестачі кисню (гіпоксії), ніж діти старшого віку.

Формування функціональної діяльності дихального центра відбувається з віком. Близько 11 років уже добре виражена можливість пристосування дихання до різних умов життєдіяльності.

Чутливість дихального центра до вмісту вуглекислого газу підвищується з віком і в шкільному віці досягає приблизно рівня дорослих. Треба зазначити, що в період статевого дозрівання відбуваються тимчасові порушення регуляції дихання і організм підлітків відрізняється меншою стійкістю до нестачі кисню, ніж організм дорослої людини.

Про функціональний стан дихального апарата свідчить і можливість довільно змінювати дихання (пригнічувати дихальні рухи або робити максимальну вентиляцію). В довільній регуляції дихання бере участь кора великого мозку, центри, пов'язані із сприйняттям мовних подразників і з відповіддю на ці подразники.

Довільна регуляція дихання пов'язана з другою сигнальною системою і виникає лише з розвитком мови.

Довільні зміни дихання відіграють важливу роль при виконанні ряду дихальних вправ і допомагають правильно поєднувати певні рухи із фазою дихання (вдихом і видихом).

Дихання при фізичній роботі. У дорослої людини при м'язовій роботі збільшується легенева вентиляція у зв'язку з прискоренням і поглибленням дихання. Такі види діяльності, як біг, плавання, катання на ковзанах і лижах, їзда на велосипеді, різко підвищують об'єм легеневої вентиляції. У тренованих людей посилення легеневого газообміну відбувається головним чином внаслідок збільшення глибини дихання. Діти ж, зважаючи на особливості їхнього апарату дихання, не можуть при фізичних навантаженнях значно змінювати глибину дихання, а прискорюють дихання. І без того часте і поверхневе дихання у дітей при фізичних навантаженнях стає частішим і більш поверхневим. Це приводить до нижчої ефективності вентиляції легень, особливо у маленьких дітей.

Правильне дихання. При нормальному диханні вдих коротший за видих. Такий ритм полегшує фізичну і розумову діяльність. Це можна пояснити так. Під час вдиху дихальний центр збуджується, при цьому за законом індукції збудливість інших відділів мозку знижується, а при видиху має місце протилежне явище. Тому сила м'язового скорочення знижується під час вдиху і зростає підчас видиху. Ось чому працездатність знижується i швидше настає втома, якщо вдих подовжений, а видих скорочений [22, 183].

Навчити дітей правильно дихати при ходьбі, бігові та інших видах діяльності — одне із завдань вихователя. Одна із умов правильного дихання — це турбота про розвиток грудної клітки. Для цього важливе правильне положення тіла, особливо під час сидіння за партою, дихальна гімнастика та інші фізичні вправи, які розвивають мускулатуру, що приводить у рух грудну клітку.

Звичайно людина з добре розвинутою грудною кліткою дихає рівномірно і правильно. Треба привчати дітей ходити і стояти, дотримуючись прямої постави, бо це сприяє розширенню грудної клітки, полегшує діяльність легень і забезпечує глибше дихання. При зігнутому положенні тулуба в організм надходить менша кількість повітря.

Розділ 3. Гігієнічна оцінка фізичного розвитку дитини

Опрацювання і вироблення вікових нормативів фізичного розвитку дітей дошкільного віку є основним завданням, виконання якого є необхідним для аналізу росту і розвитку дітей та для контролю ефективності оздоровчих заходів. Рівень фізичного розвитку свідчить про гармонійність розвитку у відповідному віці і визначає підхід до нормування навчальної, трудової, та спортивної діяльності школярів. Систематичні спостереження за фізичним розвитком дозволяють виявляти закономірності росту і розвитку дітей, оцінювати стан здоров'я дітей, дозволяють вивчати вплив чинників навколишнього середовища, навчальної, трудової і спортивної діяльності на дитячий організм, дозволяють оцінювати профілактичні заходи.

З метою визначення фізичного розвитку дитини, проводиться детальне обстеження її. Вже огляд дитини дає можливість виявити особливості шкіри, лімфатичного апарату, кісткової системи. Фізіологічні дослідження дозволяють визначити зміни у функціональному стані організму, зокрема визначити життєву ємність легенів і м'язову силу [7, 105].

В основі визначення фізичного розвитку дітей лежать антропометричні виміри, що включають виміри маси тіла, росту, окружності грудної клітки. Узагальнені дані цих вимірів підлягають статистичній обробці, необхідній для оцінки стану здоров'я дитячого колективу. Одним з методів такої обробки при індивідуальній оцінці фізичного розвитку дітей і підлітків є визначення сигмальних відхилень основних показників фізичного розвитку від середньоарифметичних зважених даних вікової групи з наступним графічним зображенням профілю фізичного розвитку. Показник фізичного розвитку дитини порівнюють із середньоарифметичними зваженими показниками цих ознак для відповідної вікової статевої групи за таблицею стандартів і отримують сигмальне відхилення, за яким роблять висновок про ступінь фізичного розвитку. Фізичний розвиток може бути середнім, коли індивідуальні показники відрізняються від вікових стандартів не більше ніж на одну сигму М + 1δ, вище середнього — коли індивідуальні показники знаходяться в межах М+1δ і М+2δ, високим — коли індивідуальні показники сягають М + 2δ і М + 3δ, нижче середнього — коли індивідуальні показники в межах від М - 1δ до М - 2δ і низьким — коли індивідуальні показники знаходяться в межах М - 2δ і М - 3δ. Знаючи сигмальні відхилення кожної дитини, визначають профіль фізичного розвитку, який визначає три основні показники — зріст, масу та окружність грудної клітки. За допомогою профілю фізичного розвитку, який враховує відхилення від середньої величини трьох показників, оцінюють фізичний розвиток і визначають пропорційність цього розвитку. Фізичний розвиток вважається гармонійним, якщо різниця між показниками не перевищує однієї сигми.

З метою визначення комплексної індивідуальної оцінки декількох антропометричних показників у їх сукупності використовують таблиці, в яких ураховано кореляційний зв'язок між довжиною тіла і кожним іншим антропометричним показником. Це так звані оцінкові таблиці за шкалою регресії. Кореляційний зв'язок визначається за допомогою коефіцієнта регресії, який показує ступінь зміни величини вибраного показника при зміні довжини тіла на 1 см. Коефіцієнт регресії необхідний для того, щоб визначити, якою повинна бути маса тіла та окружність грудної клітки у дитини при певному її зрості. Приділенні різниці між фактичною масою тіла або окружністю грудної клітки дитини і тієї, що повинна бути відповідно до росту, на сигму коефіцієнта регресії, отримують гармонійність розвитку. Дитина розвивається гармонійно, якщо отримана величина вкладається у межі однієї сигми [7, 109].

Існує ще оцінка рівня біологічного розвитку дитини, коли враховується ще додатково довжина тіла, величина її річного приросту, терміни зміни молочних зубів на постійні, ступінь статевого дозрівання, осифікація кисті.

При недостатньому надходженні транспортованого клітинами крові кисню до різних видів м`язів організму дитини можуть розвиватися різні ускладнення органів (зниження тонусу м`язів, часткова атрофія, порушення структури волокна), а все це призводить до відставання дитини у фізичному розвитку.

Висновок

Завдяки загальному фізичному розвитку дошкільників удосконалюється структура і функції мозку. Характерне для раннього віку швидке збільшення росту дитини дещо уповільнюється на п'ятому році і знову прискорюється наприкінці дошкільного дитинства. Середнє щорічне збільшення росту дошкільняти становить близько 6 см, причому дівчатка дещо випереджають хлопчиків. Поверхневе дихання дошкільняти компенсується його частотою (у трирічної дитини 20—30 вдихань на хвилину, у дорослої людини — 16). У зв'язку з розвитком легенів, грудної клітки та зміцненням дихальної мускулатури воно стає глибшим і рідшим, життєвий об'єм легенів підвищується.

В органах дихання розрізняють повітроносні шляхи, по яких проходить вдихуване і видихуване повітря, і легені, де здійснюється газообмін між повітрям і кров'ю. Дихальний шлях починається носовою порожниною, відділеною від порожнини рота перегородкою: спереду — тверде піднебіння, а ззаду — м'яке піднебіння. Повітря в носову порожнину проникає через носові отвори — ніздрі. Біля зовнішнього краю їх знаходяться волоски, які запобігають попаданню в ніс пилу.

У віці від 3 до 7 років у зв'язку з розвитком плечового пояса все більше починає переважати грудний тип дихання, і до семи років він стає виражений.

Дихання змінюється залежно від стану його організму. Воно спокійне, рідке під час сну, часте і глибоке при фізичних навантаженнях, переривчасте, нерівне під час емоцій.

Література

Бернштейн Н. А. Физиология движений. — В кн. Физиология труда. М., 1984.

Боген М. М. Задачи обучения двигательным действиям. — Теория и практика физической культуры, 1981, № 3.

Будинская П.П. Общеравивающие упражнения в детском саду. - М.: Просвещение, 1981. – 96 с.

Вавилова Е.Н. Развивайте у дошкольников ловкость, силу, выносливость: Пособие для воспитателей детского сада. - М.: Просвещение, 1981. - 96 с.

Вавилова Е.Н. Укрепляйте здоровье детей. - М.: Просвещение, 1986.-125 с.

Вакулов А.Д., Бутин И.М. Развитие физических способностей детей: книга для малишей и их родителей. – М., 1996.

Вильчковский Э.С. Развитие двигательной функции детей. - К.: Здоровье, 1983. – 170 с.

Вильчковский Э.С. Физическое воспитание дошкольников в семье. - К.: Рад. школа, 1987. - 126 с.

Вильчковский Э.С. Занятия физической культурой в детском саду. - К.: Рад. школа, 1985. - 224 с.

Вильчковский Э.С. Методика физического воспитания в детском саду. - К.: Рад. школа, 1979. - 224 с.

Лайзане С.Я. Физическая культура для малышей. - М.: Просвещение, 1987. – 156 с.

Леонтьева Н.И., Маринова К.В. Анатомия и физиология детского организма. – М.: Просвещение, 1976. – 239 с.

Луури Ю.Ф. Физическое воспитание детей дошкольного возраста. - М.: Просвещение, 1991.

Методика физического воспитания школьников./ Под ред. Г.Б. Мейксона, Л.Е. Любомирского. – М.: Просвещение, 1989. – 143 с.

Новосельский В.Ф. Азбука физической закалки детей. – К., 1991.

Осокина Г.И. Физическая культура в детском саду. - М.: Просвещение. 1983.-95 с.

Осокина Г.И. Физическая культура в детском саду. - М.: Просвещение. 1986.-95 с.

Пензулаева Л.И. Физические занятия с детьми 5-6 лет. - М.: Просвещение, 1986. -140 с.

Пензулаева Л.И. Физические занятия с детьми 3-4 лет. - М.: Просвещение, 1983. -95 с.

Столярів В.И., Биховська И.М., Лубишева Л.И. Концепція фізичної культури і фізкультурного виховання (інноваційний підхід) //Теор. і практ. фіз. культ., 1998, № 5, с. 11-15.

Свириденко С. Дбаємо про здоров’я дітей: Програма основ здорового способу життя. Початкова школа, - 1998, №9.

Хрипкова А.Г. Вікова фізіологія. – К., 1982. – 272 с.