Глава 4. Дыхательные
движения. Акты вдоха и выдоха
Благодаря ритмически совершающимся
актам вдоха и выдоха происходит обмен
газов между атмосферным и альвеолярным
воздухом, находящимся в легочных пузырьках.
В легких нет мышечной ткани, 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, это также
ведет к увеличению объема грудной клетки.
В глубоком дыхании принимают участие
и другие мышцы груди и шеи. Легкие, находясь
в герметически закрытой грудной клетке,
пассивны и 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: отрицательным
называют давление ниже атмосферного.
Во время вдоха давление в грудной полости
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, поэтому легкие
постоянно (даже при выдохе) растянуты.
Растянутая эластичная ткань легких стремится
сжаться. Сила, с которой ткань легкого
сжимается, противодействует атмосферному
давлению. Вокруг легких, в плевральной
полости, создается давление, равное атмосферному
минус эластическая тяга легких. Таким
образом вокруг легких создается отрицательное
давление. За счет него в плевральной полости
легкие следуют за расширившейся грудной
клеткой; легкие при этом растягиваются.
В растянутом легком давление становится
ниже атмосферного, благодаря чему атмосферный
воздух через дыхательные пути устремляется
в легкие. Чем больше увеличивается при
вдохе объем грудной клетки, тем больше
растягиваются легкие и тем глубже вдох.
При расслаблении дыхательных
мышц ребра опускаются до исходного положения,
купол диафрагмы приподнимается, объем
грудной клетки и легких уменьшается и
воздух выдыхается наружу. В глубоком
выдохе принимают участие мышцы живота,
внутренние межреберные и другие мышцы.
Глава 5. Возрастные
особенности дыхательной системы.
5.1. Изменение с возрастом типа дыхания.
Диафрагмальное дыхание сохраняется
вплоть до второй половины первого года
жизни. По мере роста ребенка грудная клетка
опускается вниз и ребра принимают косое
положение. При этом у грудных детей наступает
смешанное дыхание (грудобрюшное), причем
более сильная подвижность грудной клетки
наблюдаются в ее нижних отделах. В связи
с развитием плечевого пояса (3 - 7 лет) начинает
преобладать грудное дыхание. С 8 - 10 лет
возникают половые различия в типе дыхания:
у мальчиков устанавливается преимущественно
диафрагмальный тип дыхания, а у девочек
- грудной.
5.2. Изменение с возрастом ритма и частоты дыхания.
У новорожденных и грудных детей
дыхание аритмичное. Аритмичность выражается
в том, что глубокое дыхание сменяется
поверхностным, паузы между вдохами и
выдохами неравномерны. Продолжительность
вдоха и выдоха у детей короче, чем у взрослых:
вдох равен 0,5 - 0,6 с (у взрослых - 0,98 - 2,82
с), а выдох - 0,7 - 1 с (у взрослых - от 1,62 до
5,75с). Уже с момента рождения устанавливается
такое же, как и у взрослых, соотношение
между вдохом и выдохом: вдох короче выдоха.
Частота дыхательных движений
у детей уменьшается с возрастом. У плода
она колеблется в пределах 46 - 64 в минуту.
До 8 лет частота дыханий (ЧД) у мальчиков
больше, чем у девочек. К периоду полового
созревания ЧД у девочек становится больше,
и это соотношение сохраняется в течение
всей жизни. К 14 - 15-летнему возрасту ч.
д. приближается к величине у взрослого
человека.
Частота дыхания у детей значительно
больше, чем у взрослых, изменяется под
влиянием различных воздействий. Она увеличивается
при психическом возбуждении, небольших
физических упражнениях, незначительном
повышении температуры тела и среды.
5.3.Изменение с возрастом величины дыхательного и минутного объемов легких, их жизненной емкости.
Жизненная емкость легких, дыхательный
и минутный объемы у детей с возрастом
постепенно увеличиваются в связи с ростом
и развитием грудной клетки и легких.
У новорожденного ребенка легкие
мало эластичны и относительно велики.
Во время вдоха их объем увеличивается
незначительно, всего на 10 - 15 мм. Обеспечение
организма ребенка кислородом происходит
за счет увеличения частоты дыхания. Дыхательный
объем легких увеличивается с возрастом
вместе с уменьшением частоты дыхания.
С возрастом абсолютная величина
МОД увеличивается, но относительный МОД
(отношение МОД к массе тела) уменьшается.
У новорожденных и детей первого года
жизни он в два раза больше, чем у взрослых.
Это связано с тем, что у детей при одинаковом
относительном дыхательном объеме частота
дыханий в несколько раз больше, чем у
взрослых. В связи с этим легочная вентиляция
на 1 кг массы тела у детей больше (у новорожденных
она равна 400 мл, в 5 - 6-летнем возрасте она
составляет 210, в 7-летнем - 160, в 8 - 10-летнем
- 150, 11 - 13-летнем - 130 - 145, 14-летних - 125,а у
15 - 17-летних - 110). Благодаря этому обеспечивается
большая потребность растущего организма
в О2.
Величина ЖЕЛ увеличивается
с возрастом в связи с ростом грудной клетки
и легких. У ребенка 5 - 6 лет она равна 710--800мл,
в 14 - 16 лет - 2500 - 2600 мл. С 18 до 25 лет жизненная
емкость легких является максимальной,
а после 35 - 40 лет уменьшается. Величина
жизненной емкости легких колеблется
в зависимости от возраста, роста, типа
дыхания, пола (у девочек на 100 - 200 мл меньше,
чем у мальчиков).
У детей при физической работе
дыхание изменяется своеобразно. Во время
нагрузки увеличивается ЧД и почти не
меняется ДО. Такое дыхание неэкономно
и не может обеспечить длительное выполнение
работы. Легочная вентиляция у детей при
выполнении физической работы увеличивается
в 2 - 7 раз, а при больших нагрузках (беге
на средние дистанции) почти в 20раз. У девочек
при выполнении максимальной работы потребление
кислорода меньше, чем у мальчиков, особенно
в 8 - 9 лет и в 16 - 18. Все это следует учитывать
при занятиях физическим трудом и спортом
с детьми различного возраста.
Глава 6. Гигиенические требования к воздушной
среде учебных заведений.
Гигиенические свойства воздушной среды
определяются не только ее химическим
составом, но и физическим состоянием:
температурой, влажностью, давлением,
подвижностью, напряжением электрического
поля атмосферы, солнечной радиацией и
др. Для нормальной жизнедеятельности
человека огромное значение имеет постоянство
температуры тела и окружающей среды,
что оказывает влияние на равновесие процессов
теплообразования и теплоотдачи.
Высокая температура окружающего воздуха
затрудняет отдачу тепла, что приводит
к повышению температуры тела. При этом
учащаются пульс и дыхание, нарастает
утомляемость, падает работоспособность.
Также затрудняет теплоотдачу и усиливает
потоотделение пребывание человека в
условиях повышенной относительной влажности.
При низких температурах наблюдается
большая теплопотеря, что может привести
к переохлаждению организма. При повышенной
влажности воздуха и низкой температуре
опасность переохлаждения и простудных
заболеваний значительно повышается.
Кроме того, потеря тепла организмом зависит
от скорости движения воздуха и самого
организма (езда на открытой машине, велосипеде
и т. д.).
Электрическое и магнитное поля атмосферы
также влияют на человека. Например, отрицательные
электрочастицы воздуха положительно
действуют на организм (снимают утомляемость,
повышают работоспособность), а положительные
ионы, наоборот, угнетают дыхание и т. д.
Отрицательные ионы воздуха более подвижны,
и их называют легкими, положительные
- менее подвижны, поэтому их называют
тяжелыми. В чистом воздухе преобладают
легкие ионы, а по мере его загрязнения
они оседают на пылинках, капельках воды,
переходя в тяжелые. Поэтому воздух становится
теплым, спертым и душным.
В воздухе содержатся примеси разного
происхождения: пыль, дым, различные газы.
Все это отрицательно сказывается на здоровье
людей, животных и жизнедеятельности растений.
Кроме пыли, в воздухе содержатся и микроорганизмы
- бактерии, споры, плесневые грибки и др.
Их особенно много в закрытых помещениях.
6.1. Микроклимат школьных помещений.
Микроклиматом называют совокупность
физико-химических и биологических свойств
воздушной среды. Для школы эту среду составляют
ее помещения, для города - его территория
и т. д. Гигиенически нормальный воздух
в школе - важное условие успеваемости
и работоспособности учеников. При длительном
пребывании в классе или кабинете 35-40 учеников
воздух перестает отвечать гигиеническим
требованиям. Изменяются его химический
состав, физические свойства и бактериальная
загрязненность. Все эти показатели резко
возрастают к концу уроков.
Косвенным показателем загрязнения
воздуха в закрытых помещениях является
содержание углекислого газа. Предельно
допустимая концентрация (ПДК) углекислого
газа в школьных помещениях составляет
0,1 %, но уже при меньшей его концентрации
(0,08 %) у детей младших возрастов наблюдается
снижение уровня внимания и сосредоточенности.
Наиболее благоприятными условиями
в классе являются температура 16-18 °C и
относительная влажность 30-60 %. При этих
нормах дольше всего сохраняется работоспособность
и хорошее самочувствие учащихся. При
этом разница температуры воздуха по вертикали
и горизонтали класса не должна превышать
2-3 °C, а скорость движения воздуха - 0,1-0,2
м/с.
В спортивном зале, рекреационных
помещениях, мастерских температура воздуха
должна поддерживаться на уровне 14-15 °C.
Расчетные нормы объема воздуха на одного
ученика в классе (так называемый воздушный
куб) обычно не превышают 4,5-6 куб. м. Но,
чтобы в воздухе класса в течение урока
концентрация углекислого газа не превышала
0,1 %, ребенку 10-12 лет требуется около 16
куб. м воздуха. В возрасте 14-16 лет потребность
в нем увеличивается до 25-26 куб. м. Эта величина
названа объемом вентиляции: чем старше
ученик, тем она больше. Для обеспечения
указанного объема необходима трехкратная
смена воздуха, что достигается вентиляцией
(проветриванием) помещения.
6.2. Естественная вентиляция.
Приток наружного воздуха в
помещение ввиду разности температуры
и давления через поры и щели в строительном
материале или через специально проделанные
проемы называют естественной вентиляцией.
Для проветривания классных комнат по
такому типу используют форточки и фрамуги.
Последние имеют преимущество перед форточками,
так как наружный воздух через открытую
фрамугу поступает сначала вверх, к потолку,
где согревается и теплым опускается вниз.
При этом находящиеся в помещении люди
не переохлаждаются и ощущают приток свежего
воздуха. Фрамуги можно оставлять открытыми
во время занятий даже зимой.
Площадь открытых форточек
или фрамуг не должна быть меньше 1/50 площади
пола класса - это так называемый коэффициент
проветривания. Проветривание классных
комнат должно проводиться регулярно,
после каждого урока. Наиболее эффективным
является сквозное проветривание, когда
во время перемены одновременно открываются
форточки (или окна) и двери класса. Сквозное
проветривание позволяет за 5 мин снизить
концентрацию СО2 до нормы, уменьшить влажность,
количество микроорганизмов и улучшить
ионный состав воздуха. Однако при таком
проветривании в помещении не должно быть
детей.
Особое внимание уделяется
проветриванию кабинетов, химических,
физических и биологических лабораторий,
где после проведения опытов могут оставаться
ядовитые газы и пары.
6.3. Искусственная вентиляция.
Это вентиляция приточная, вытяжная
и приточно-вытяжная (смешанная) с естественным
или механическим побуждением. Такая вентиляция
устанавливается чаще всего там, где необходимо
удаление отработанного воздуха и газов,
образующихся при проведении опытов. Ее
называют принудительной вентиляцией,
так как воздух выводится наружу с помощью
специальных вытяжных каналов, которые
имеют несколько отверстий под потолком
комнаты. Воздух из помещений направляется
на чердак и по трубам выводится наружу,
где для усиления тока воздуха в вытяжных
каналах устанавливают тепловые побудители
движения воздуха - дефлекторы или электрические
вентиляторы. Устройство этого вида вентиляции
предусматривается во время строительства
зданий.
Вытяжная вентиляция особенно
хорошо должна действовать в уборных,
гардеробах, буфете, чтобы воздух и запахи
этих помещений не проникали в классы
и другие основные и служебные помещения.