Роль кори великих півкуль головного мозку в регуляції дихання

Дихання – це одна з вегетативних функцій, що має довільну регуляцію. Кожна людина може довільно змінити ритм і глибину дихання, затримати його на визначений час (10-20 сек). Можливість довільної зміни дихання говорить про регулюючі впливи кори великих півкуль на дану функцію.

Перші експериментальні докази кіркової регуляції дихання були представлені В. Я. Данилевським (1874 р.). Він показав, що при подразненні моторної ділянки кори виникають зміни дихання, характер яких залежить від місця й інтенсивності подразнення. У подальшому багато вчених у дослідах з подразненням і екстирпацією різних відділів кори великих півкуль підтвердили факт кіркової регуляції дихання.

У зв’язку з цим тривалий час обговорювалося питання про існування точної локалізації дихального центра в корі великих півкуль. В даний час вважають, що на дихання впливають різні відділи кори великих півкуль, але подразнення деяких з них є найбільш ефективними, що показано не тільки в дослідах на тварин, але і під час операцій на людині. Найбільш сильні зміни дихання в людини мають місце при подразненні премоторної зони кори.

Вплив кори великих півкуль виражається в забезпеченні особливо тонкого пристосування дихання до мінливих потреб організму. У дослідах Е. А. Асратяна показано, що у безкіркової собаки спостерігається ритмічне і координоване дихання тільки в тому випадку, якщо тварина знаходиться в стані повного спокою. При найменшому русі дихання порушується, воно не може бути пристосоване до умов м’язової діяльності.

Яскраві докази кіркової регуляції диханняи отримані методом умовних рефлексів. Умовний дихальний рефлекс можна виробити на дію будь-якого зовнішнього подразника, якщо сполучити його з яким-небудь безумовним дихальним рефлексом.

Г.П.Конраді і 3.П.Бабешкина як безумовний подразник використовували вдихання газової суміші з підвищеним вмістом СО₂ (при цьому зростає легенева вентиляція). Вдиханню суміші передував 5-10 сек звук метронома. Після 10-15 сполучень один звук метронома (без вдихання суміші) викликав збільшення легеневої вентиляції.

Передстартова зміна дихання у спортсменів також є показником його умовнорефлекторної регуляції. Її значення в даному випадку полягає в пристосуванні організму до підвищеного фізичного навантаження, що вимагає збільшення газообміну. Передстартова зміна (збільшення) глибини і частоти дихання (одночасно зі зміною діяльності серцево-судинної системи) забезпечує більш швидку доставку О₂ до працюючих м’язів і видалення з крові СО₂.

Умовнорефлекторна регуляція дихання у людини розвивається і стає більш чіткою в процесі вироблення рухових навичок, вона особливо удосконалюється у спортсменів в процесі тренувань.

Розділ хіvвікові особливості структури і функції органів дихання морфологічний розвиток органів дихання

Антенатальний розвиток органів дихання. У процесі ембріонального розвитку органи диханняи формуються одночасно з травною трубкою на третьому тижні життя зародка.

Розвиток верхніх дихальних шляхів починається з того, що носові отвори, що утворяться на передньому кінці тіла зародка, відкриваються в первинну ротову порожнину. Носова порожнина розвивається з верхньої частини ротової шляхом поділу піднебінними виростами, з яких згодом утвориться тверде і м’яке піднебіння.

Органи дихання утворяться з непарного мешковидного випинання вентральної частини кишки, від якої згодом вони відокремлюються. З верхньої частини цього непарного випинання надалі формуються гортань і трахея, а його нижня частина поділяється по середній лінії на два мішки, з яких утворяться права і ліва легені.

З травним апаратом органи диханняи залишаються зв’язаними тільки у верхній частині в ділянки глотки.

Легені розвиваються як складна залоза, у якій альвеоли є секретирующими утвореннями, а бронхи – вивідними протоками.

На ранніх стадіях розвитку всі органи дихання (гортань, трахея, бронхи і легеневі мішки) сформовані тільки з клітин ентодерми. Пізніше в ці утворення проникають клітини мезенхіми. З мезенхіми формуються хрящі і м’язи гортані, хрящі трахеї, хрящові пластинки і гладкі м’язи бронхів, а також сполучнотканинна основа легень, прошарки сполучної тканини, що проростають між часточками легені, судинна система легень.

Бронхи і бронхиоли утворюються з легеневих мішків наприкінці 4-го і початку 5-го місяця внутрішньоутробного періоду розвитку. З 6-го місяця і до моменту народження в легенях розвиваються альвеолярні ходи і з’являються альвеоли. Протягом усього періоду внутрішньоутробного розвитку альвеоли являють собою пухирці, що спались з товстою стінкою. На 6-му місяці розвитку плоду утворяться зовнішній і внутрішній листки плеври.

Легені розправляються при першому вдиху немовляти, під час якого альвеоли розширюються, їхні порожнини різко збільшуються і зменшується товщина альвеолярних стінок.

Постнатальное розвиток органів дихання. Носова порожнина у немовлят дуже невелика. Її висота складає 17,5 мм при довжині ґратчастої кісти 10,5 мм і верхньої щелепи 7 мм. Носова перегородка, що розділяє ніс на праву і ліву частини, дуже низька. Носові раковини, що йдуть від зовнішніх бічних стінок носової порожнини і поділяючі носову порожнину на ряд щілин (чотири носових ходи), дуже товсті. У зв’язку з цим носові ходи вузькі. Нижній носовий хід утвориться до 6 місяців і продовжує збільшуватися до 13 років, потім протягом життя змінюється мало.

Значне збільшення середнього носового ходу починається з 2 років і продовжується до 20.

У немовл додаткові порожнини носа розвиті слабко: лобова і клиноподібна пазухи являють собою невеликі випинання слтзової оболонки. До 14 років вони досягають розмірів і форми пазух дорослої людини. Більше інших розвита гайморова порожнина. Комірки ґратчастої кісти у немовлят знаходяться в зародковому стані. Найбільш сильно вони ростуть у перший рік. Спочатку вони мають круглу форму, до 3 років стають крупніше, до 7 років втрачають округлі обриси і число їх збільшується, до 14 років досягають розмірів комірок дорослого.

Слізний канал у немовляти виражений добре, але дуже короткий, його вихідний отвір лежить порівняно близько до дна носової порожнини. Слизова оболонка носової порожнини дуже ніжна і має багато кровоносних судин, причому просвіт судин ширший, ніж у дорослих. Це забезпечує краще зігрівання повітря.

Після народження сильно росте зовнішня хрящова частина носа, міняються розміри і форма носа (особливо в перші 5 років життя), а разом з ним змінюється і носова порожнина.

Носоглотка в немовляти невисока і не утворить напівкруглого зводу, як у дорослого. Ширина носоглотки порівняно велика. Хоани, що з’єднують порожнину носа з порожниною рота, круглої чи трикутної форми. Протягом першого року життя вони ростуть дуже швидко, до двох років їх висота збільшується в два рази і форма їх стає овальною.

Нижня частина носоглотки (глотка) у дітей відносно велика, широка і коротка євстахієва труба розташовується низько.

Захворювання верхніх дихальних шляхів у дітей нерідко ускладнюються запаленням середнього вуха. Це пов’язано з тим, що інфекція легко проникає в середнє вухо через широку і коротку евстахієву трубу.

Гортань у немовлят розташовується вище, ніж у дорослих. Унаслідок цього дитина одночасно може дихати і ковтати. Гортань у ранньому віці має форму лійки, у якої фронтальний діаметр більше сагітального. З віком вона приймає циліндричну форму. Гортань і голосова щілина в новонароджених вузькі. Довжина її відносно велика: 1,53 см, тобто ¹/₃₂ довжини тіла. Гортань росте нерівномірно. До 3 років росте швидко, і в цей час у хлопчиків і дівчаток вона однакова. З 3 до 12 років її ріст незначний, але сильно змінюються форма хрящів, їх щільність, будова слтзової оболонки й ін.

Надгортанник у немовлят розташовується близько до язика, він невеликий, його краї загнуті досередини так, що він має вид жолоба. Він широкий і короткий – ширина 1 см, довжина 0,5 см. Розміри надгортанника до 16 років збільшуються в два рази. Надгортанник поступово сплощується і до 10 років у хлопчиків здобуває таку ж форму, як і у дорослого. У жінок цей процес закінчується до 20 років.

Справжні голосові зв’язки прикріплюються в однорічних дітей попереду до щитовидного хряща вище, ніж у дорослих. У дітей раннього віку вони коротші абсолютно і відносно голосової щілини, чим у старшому віці. Досить швидко голосові зв’язки ростуть у перший рік життя й у 14-16 років. З 12 років з’являються статеві розходження – з цього часу голосові зв’язки у хлопчиків довші (1,65 см),чим у дівчаток (1,5 см).Довжина голосових зв’язувань у немовляти 0,42–0,45 см.

Статеві розходження у розвитку гортані до 2 років не виявлені. Після 2-3 років у дівчаток гортань відстає у рості. Ще яскравіше це виражено в 10-15 років. У дівчаток гортань коротше і менше, ніж у хлопчиків. У хлопчиків передньозадній діаметр гортані збільшується з 3-5 років і стає більше, ніж у дівчаток. Ця закономірність зберігається і у дорослих. Статеві розходження гортані більше за все помітні на щитовидному хрящі і голосових зв’язках.

Трахея у немовлят і дітей перших місяців життя має просвіт еліпсоїдної форми, що поступово до 15-20 років стає круглим, окружність її збільшується.

У немовлят, як і у плоду, трахея розташовується вище, ніж у дорослого. Ріст трахеї здійснюється відповідно до росту тіла. Особливо інтенсивно росте трахея в перші 6 місяців життя й у період статевого дозрівання – 14-16 років. Довжина трахеї до 10 років збільшується в 2 рази, до 25 років – у 3 рази.

У новонароджених і грудних дітей хрящова частина трахеальных кілець відносно мала, а сполучнотканинна задня стінка, навпаки, велика. Хрящова тканина трахеї еластична і м’яка, унаслідок чого вона легко стискується. У дітей трахея легко звужується і розширюється. З 25-річного віку звуження і розширення трахеї стає важким, а з 60- річного – неможливим.

Слизова оболонка трахеї, як і носоглотки, ніжна і багата кровоносними судинами, але відносно суха внаслідок недостатнього розвитку слизових залоз.

Бронхи у дітей вузькі, їх хрящова тканина м’яка, м’язові і еластичні волокна розвинені слабко, слизова оболонка містить мало слизових залоз, має багато судин. Ріст бронхів найбільш енергійний у перший рік життя і у період статевого дозрівання. Правий бронх є ніби продовженням трахеї, а лівий відходить від трахеї під великим кутом. Лівий бронх у немовлят і дітей раннього віку завжди більш довгий і вузький у порівнянні з правим. У підлітків у зв’язку з посиленим ростом бронхів у довжину відбувається зменшення їх хрящових стінок і посилений розвиток м’язової і эластической тканин. Бронхи дітей містять набагато менше хрящової тканини в порівнянні з дорослими.

Легені людини розділені на частки (праве має три частки, а ліве – дві). Цей розподіл виражений із другого місяця розвитку плоду.

Леггені немовляти відносно великі: маса легень у дітей відноситься до маси тіла як 1:43 чи 1:59. Легені ростуть безупинно до 16 років, але є періоди найбільш сильного росту: у 3 місяці і від 13 до 16 років.

З віком маса легень змінюється: у немовляти – 50 г, в однорічної дитини – 150 г, у 12-річного – 500 г, а в дорослого – 1 кг. Відносна маса легень зменшується в усі вікові періоди. Об’єм легень значно збільшується в перший рік життя. У 2-3-тижневої дитини легені займають ²/₃ об’єму грудної клітини. Ріст легень здійснюється за рахунок розгалуження дрібних бронхів, утворення альвеол і збільшення їхнього об’єму: у новонароджених розмір альвеол у 2 рази менший, ніж у дітей 12 років, і в 3 рази, чим у дорослих. Процес диференціації легень закінчується до 7 років.

У дорослої людини альвеола являє собою кулю з поверхнею 0,126 мм і внутрішнім об’ємом 4,14 мл. У плоду у спавшихся легенях альвеоли мають круглясту чи овальну форму, у легенях дитини, наповнених повітрям, вони багатогранної форми унаслідок діючого на них тиску.

У процесі розвитку легеневого альвеолярного епітелію до моменту народження у плоду утвориться сурфактант – речовина, що стабілізує силу поверхневого натягу легень. Вона продудукується великими клітинами альвеолярного епітелію – гранулярними пневмоцитами. Якщо сурфактант не утвориться, то легені немовляти не розправляються.

Різні відділи легень розвиваються неоднаково. У немовляти верхня і середня частки правої легені майже однакового розміру, нижня більше їх. До 3 місяців верхня частка розвивається повільніше інших, надалі – однаково з ними. До другого року життя дитини окремі частки правих і лівих легень здобувають ті ж розміри відносно один одного, як і у дорослих. Нерівномірно змінюється маса легень: від моменту народження до 3 місяців життя права легеня важче лівого. Відповідно, і об’єм правої легені більший. До року об’єм легень дитини дорівнює 250-280 мл. До 16 років він збільшується в 20 разів у порівнянні з об’ємом легень немовляти.

Плевра новонародженої дитини містить багато клітинних елементів і мало эластичних і сполучнотканинних волокон аж до 2-2,5 років. Будова плеври дитини наближається до будівлі дорослого до 7 років.