Кровь, кровообращение, дыхание

Согласованная работа двух систем жизнеобеспечения организма — дыхания и кровообращения очень важна. Эффективность этой работы в большой степени зависит от всего образа жизни ребенка. Пребывание на свежем воздухе, подвижные игры, разумно организованный и посильный труд — все это способствует совершенствованию дыхательного аппарата, кровообращения и, следовательно, развитию всего организма.

Кровь. Значение крови весьма многообразно. В ее функции входит доставка тканям питательных веществ и кислорода и транспортировка к почкам, потовым железам и легким продуктов жизнедеятельности, подлежащих удалению из организма. Кровь участвует в регуляции деятельности организма, неся с собой в различные органы и ткани гормоны и другие физиологически активные вещества. Неоценима ее защитная роль — некоторые клетки крови и белки, входящие в состав ее плазмы, способны уничтожать вредные для организма микробы, обезвреживать ядовитые вещества.

Все эти функции система крови начинает выполнять буквально с первых минут жизни ребенка. Но, как и всякая другая система человеческого организма, она развивается; и здесь также приходится иметь в виду возрастные особенности.

Абсолютное количество крови с возрастом увеличивается.

31

Если же массу крови отнести к массе всего тела, окажется, что этот относительный показатель с возрастом падает. При массе тела в 24—26 кг общее количество крови составляет около 2 л.

К 7 годам устанавливается соотношение между плазмой и клетками крови, характерное и для взрослого человека: 55% плазмы и 45% клеток. Плазма, как известно, на 9/10 состоит из воды, остальную ее часть составляют белки, другие органические соединения, минеральные соли; клетки крови — это эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки — тромбоциты. Эритроциты — самые многочисленные клетки крови. В их функции входит доставка кислорода к тканям и удаление углекислого газа. Общая поверхность всех эритроцитов крови составляет почти 4 тыс. м², что почти в 2 тыс. раз больше поверхности нашего тела. Столь громадная поверхность обеспечивает возможность гемоглобину, содержащемуся в эритроцитах, соединяться с достаточным для организма количеством кислорода.

Содержание эритроцитов в единице объема крови у детей школьного возраста близко к таковому у взрослых (около 5 млн. в 1 мм³). Это же можно сказать про содержание гемоглобина (60—80%).

Уменьшение количества эритроцитов или содержания гемоглобина против нормы называют малокровием. Родителям важно знать, что малокровие может развиться от недостаточного пребывания ребенка на свежем воздухе, после перенесенных инфекционных болезней, при недостаточно сбалансированном питании (отсутствие витаминов, недостаток белков), вообще при недостаточно здоровом образе жизни. Следствие — быстрая утомляемость ребенка, низкая работоспособность, частые головокружения. Предупреждение малокровия и борьба с ним — прежде всего в налаживании такого режима, в котором пребывание на свежем воздухе занимало бы достаточное место; свежий воздух совершенно необходим и в комнате, где занимается или отдыхает ребенок (систематическое проветривание!), в рацион надо ввести продукты, богатые железом и витаминами.

Существует, как многие знают, очень важный показатель — СОЭ (скорость оседания эритроцитов, иначе РОЭ — реакция оседания эритроцитов). Если кровь предохранить от свертывания и оставить на некоторое время в капиллярных трубочках, то эритроциты, находящиеся в крови, начинают оседать. Скорость их оседания в норме определенная. (У детей от 7 до 12 лет она не превышает 12 мм в час.) Но если в организме идет воспалительный процесс, то свойства поверхности эритроцитов изменяются, они легче «проскальзывают» вниз, скорость их оседания резко увеличивается. Вот почему для диагностики показатель СОЭ так важен — он очень чутко реагирует на малейшие нежелательные изменения в состоянии организма, в частности на скрыто протекающие воспалительные процессы, хронические и острые заболевания, включая опухолевые новообразования.

Важное практическое значение в этом смысле имеет и производимое при анализе крови определение лейкоцитарной

32

формулы. Дело в том, что существует несколько форм лейкоцитов, и процентное соотношение их в крови имеет особенности, характерные для ребенка данного возраста. По отклонениям же можно судить о том, какому заболеванию, вероятно, подвергся организм. (Например, при воспалениях возрастает число так называемых нейтрофилов, при туберкулезе может быть отмечено возрастание количества лимфоцитов, при глистных заболеваниях — так называемых эозинофилов.)

Лейкоциты играют очень важную роль в системе защитных сил организма. Эта роль вытекает из их способности к фагоцитозу, т. е. к захватыванию и растворению микробов. Противомикробными свойствами обладают и ткани (кожа, слизистые оболочки), а также выделяемые ими жидкости (слюна, слезная жидкость, желудочный сок) — они подавляют активность попавших в организм микробных клеток, а в ряде случаев убивают их.

Эти барьерные силы (как и фагоциты) очень важны, они выполняют, так сказать, общезащитную роль (для них, как правило, особенности того или иного возбудителя существенного значения не имеют). Но у организма есть и другие силы для борьбы с чуждыми ему существами и веществами, причем силы, действующие направленно, обеспечивающие невосприимчивость организма именно к носителям конкретной инфекции, именно к данным токсиконам (ядовитым веществам). Эту форму защиты называют иммунитетом.

В ответ на внедрение чужеродного агента в крови начинают вырабатываться особые белковые вещества. Действуют они, как мы сказали, строго избирательно, обезвреживая только те микробы и токсины, которые «пробудили их к жизни»; антитела, возникшие в организме в ответ на внедрение возбудителя столбняка, беспомощны перед дифтерийной палочкой...

К некоторым заболеваниям человек вообще невосприимчив.

Но ко многим заболеваниям иммунитет приходится приобретать. Ребенок, перенесший, например, скарлатину, корь, дифтерию, коклюш, благодаря выработанному к ним иммунитету, как правило, больше не заболеет этими инфекционными заболеваниями снова.

Иммунитет совершенствуется с ростом и развитием ребенка. Выработка антител против ряда возбудителей болезни начинается со второй недели жизни, однако количество их еще недостаточно и защиту организма младенца берут на себя антитела матери, попавшие в кровь ребенка еще до рождения, а также поступающие с материнским молоком. Только ко второму году жизни организм ребенка обретает способность активно вырабатывать достаточное количество антител. Окончательное формирование механизмов иммунитета наступает к 10 годам.

Но цена, которую организм ребенка должен платить за «науку» сопротивляться инфекции, оказывается порой слишком высокой. Вот почему, не ожидая выработки естественного иммунитета, мы прибегаем теперь к выработке иммунитета искусственного. Результатом усилий многих поколений ученых было создание сывороток, содержащих готовые антитела

33

против ряда заболеваний. Введение сывороток помогает организму защищаться от инфекции или же во многом ослабляет уже наступившее заболевание, ускоряя выздоровление. Иммунитет, создаваемый с помощью сывороток, — пассивный, непрочный. Он быстро возникает, но столь же быстро исчезает. Поэтому сыворотками обычно пользуются в тех случаях, когда организму угрожает вследствие контакта с инфекционным больным реальная опасность и нет времени ждать образования более стойкого активного иммунитета.

Активный же иммунитет возникает в результате введения вакцин, содержащих в себе убитые или значительно ослабленные микроорганизмы, а также обезвреженные продукты их жизнедеятельности — токсины. Введение вакцины в организм как бы имитирует заболевание (только в очень легкой степени) и значительно активизирует защитные силы организма. Активный иммунитет развивается медленнее пассивного, но, возникнув однажды, держится долго, иногда многие годы. Именно поэтому предохранительным прививкам с помощью вакцин придается особенно большое значение в профилактике инфекционных заболеваний у детей и подростков.

Профилактическая вакцинация должна проводиться в строгом соответствии с установленными сроками, с учетом показаний и противопоказаний. Существенным противопоказанием к профилактической вакцинации является недавно перенесенное острое инфекционное заболевание, респираторная инфекция, ряд хронических заболеваний. Строго противопоказана противотуберкулезная вакцинация (БЦЖ) детям с туберкулезной интоксикацией, имеющим положительную реакцию Манту или Пирке. Противопоказанием является также ряд аллергических состояний и заболеваний. Для избежания возможных ошибок совершенно необходим тесный контакт родителей с врачами и педагогами.

Сердечно-сосудистая система Кровь может выполнять свои жизненно необходимые функции, лишь находясь в непрерывном движении. Благодаря кровообращению ко всем органам и тканям поступают кислород, питательные вещества, соли, гормоны, вода, благодаря кровообращению выводятся из организма продукты обмена.

Центр всего кровообращения — сердце, своеобразный мышечный «живой насос». О его работе хорошо сказал известный советский физиолог Г. И. Косицкий: «В течение нашей жизни этот маленький труженик, размеры которого не превышают величины кулака, перекачивает 300 тысяч тонн крови, работая без устали, непрерывно, регулярно, не останавливаясь никогда. Работа, которую выполняет сердце на протяжении жизни, достаточна для того, чтобы поднять железнодорожный вагон на высоту Эльбруса».

В результате каждого сердечного сокращения в отходящую от сердца аорту (самую крупную артерию организма) выбрасывается в зависимости от возраста ребенка от 20 (на 7-м году жизни) до 30 мл (в 10 лет) крови. Это количество называют ударным объемом. Если умножить эту величину на число

34

сокращений сердца в минуту, то мы получим минутный объем крови. Частота сердечных сокращений составляет в указанные годы соответственно 95 и 85 в минуту, значит, минутный объем возрастает в младшем школьном возрасте с 1,9 до 2,6 л, т. е. примерно на 40%. (Разумеется, приведены средние цифры.)

В артериальной крови много питательных веществ и кислорода. Как известно, артериальная система переходит в венозную через разветвленную мельчайшую сеть капилляров, тонкие стенки которых позволяют осуществить обмен веществ между кровью и тканями: кровь отдает питательные вещества и кислород, принимая продукты обмена. Венозная кровь освобождается в легких от углекислоты, пополняя запасы кислорода, а проходя через почечные сосуды, отдает ряд других «отработанных» веществ, получая питательные вещества в кишечнике и в печени — приобретая вновь полноценный состав артериальной крови. Кровеносное русло — это своеобразная разветвленная, проникающая во все органы и ткани «река жизни», неустанно обеспечивающая обмен веществ и энергии...

Вместе с ростом и развитием всего организма ребенка происходит рост и совершенствование сердца и кровеносных сосудов. Увеличивается объем и масса сердца, утолщаются стенки артерий главным образом за счет увеличения их мышечного слоя; толщина венозных стенок с возрастом меняется мало, при этом, однако, увеличивается их внутренний диаметр, а следовательно, и емкость. Сосуды удлиняются, появляются новые ветви, сосудистая сеть становится более разветвленной. Все эти изменения направлены на улучшение циркуляции крови в органах и тканях растущего организма, обеспечивая его повышенную потребность в питательных веществах и кислороде.

По мере роста ребенка увеличение объема сердца требует для его заполнения кровью все большего времени, вместе с тем нагнетание крови в артерии может быть обеспечено без значительного увеличения времени сердечного сокращения: с возрастом мощность сердечной мышцы повышается.

Следует заметить, однако, что при физических нагрузках у ребенка 7—10 лет увеличение «производительности» сердца по-прежнему достигается за счет повышения частоты сердцебиений. Вот почему требуется строгое нормирование физических нагрузок школьников как по их мощности, так и, особенно, по длительности (нагрузок на выносливость).

Дыхание. Между организмом человека и окружающей его воздушной средой непрерывно происходит газообмен. Легочное дыхание обеспечивает постоянное обновление воздуха в легких, где кислород переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух. Благодаря особому устройству легких площадь поверхности обмена газами между воздухом и кровью в несколько десятков раз больше площади поверхности человеческого тела, чем обеспечивается достаточно большая скорость газообмена.

Органы дыхания у детей отличаются от органов дыхания

35

взрослого. Грудная клетка новорожденного ребенка имеет форму усеченного конуса или бочкообразную с горизонтальным ходом ребер. При таком строении грудной клетки ограничена ее подвижность и возможность расправления легких при вдохе, что и обусловливает поверхностное дыхание. С момента, когда ребенок начинает ходить, форма грудной клетки у него постепенно изменяется: ребра опускаются, принимают косое направление. (Но лишь к 12—13 годам форма грудной клетки подростка приближается к форме, характерной для взрослого.)

Воздухоносные пути относительно узкие. Они тем более узкие, чем младше ребенок. Выстилающая их слизистая оболочка нежна и легко ранима. Этим объясняется частота воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей, нередко приводящих к отеку гортани и затрудненному дыханию.

Во время вдоха воздух поступает в легкие через носоглотку, гортань, трахею, от которой отходят два главных бронха — правый и левый. Каждый из этих бронхов разветвляется до мельчайших бронхиол. Из бронхиол воздух через альвеолярные ходы попадает в легочные пузырьки — альвеолы. Стенки альвеол растяжимы и упруги, поэтому они могут растягиваться одновременно с поступлением воздуха.

Альвеолы покрыты сетью кровеносных сосудов — капилляров. Стенки альвеол и капилляров чрезвычайно тонки, поэтому газообмен между порцией воздуха одной альвеолы и кровью легко осуществляется. Объем воздуха в одной альвеоле и ее поверхность очень малы, но в легких человека количество альвеол составляет несколько сотен миллионов, поэтому объем воздуха в легких в целом может составлять несколько литров, а общая альвеолярная поверхность — несколько десятков квадратных метров.

Таким образом, устройство легких обеспечивает возможность быстрого перехода большого количества кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух.

Для того чтобы понять особенности дыхания ребенка, нужно учитывать, по крайней мере, два важных обстоятельства.

Во-первых, кислород нужен организму ребенка не только для энерготрат, связанных с уже достигнутой массой клеток, но и для обеспечения процесса роста организма. Поэтому скорость потребления кислорода детским организмом увеличивается по мере увеличения массы и в зависимости от скорости роста: чем она больше, тем больше растет скорость потребления кислорода.

Во-вторых, ребенок отличается от взрослого не только размерами и массой, но и соотношениями размеров и массы отдельных его органов. С возрастом значительно увеличивается доля массы, приходящейся на мышцы и кости, а доля массы тех органов, которые потребляют кислород в наибольшей степени (мозг, сердце, печень, почки), уменьшается. Так, если у новорожденного масса головного мозга составляет ¹/₈ массы тела, то у взрослого — ¹/₄₀. Поэтому скорость

36

потребления кислорода на единицу массы организма, т. е. интенсивность потребления кислорода, с возрастом уменьшается.

В младшем школьном возрасте уменьшение интенсивности потребления кислорода сказывается еще менее заметно, чем нарастание веса организма в целом, поэтому скорость потребления кислорода всем организмом в эти годы увеличивается.

Соответственно увеличивающейся потребности в кислороде развиваются органы и системы, обеспечивающие эту потребность, в том числе и аппарат внешнего дыхания. К 7—8 годам общее количество альвеол легких ребенка увеличивается по сравнению с их числом у новорожденного в 12 раз и почти равно количеству альвеол взрослого (около 300 млн.). Но по размерам альвеолы ребенка уступают альвеолам взрослого, так что общая их поверхность в это время составляет примерно 40 м². В дальнейшем за счет увеличения поверхности каждой альвеолы она достигнет у взрослого мужчины примерно 80 м².

Итак, поверхность газообмена у ребенка 7—8 лет равна примерно половине ее у взрослых. Однако скорость потребления кислорода у него заметно больше половины таковой у взрослых. За счет чего можно достигнуть относительно большой скорости газообмена? Дышать поглубже, чтобы увеличивалась степень обновления воздуха в альвеолах? Но это можно было бы осуществить сравнительно большими затратами энергии. Альвеолы у детей, как сказано, меньшего размера, они менее растяжимы, и чем младше ребенок, тем большую долю всей работы, затрачиваемой на дыхание, составляет работа именно по растяжению легких. Так что организм предпочитает другой путь, более выгодный с точки зрения энерготрат: дыхание менее глубокое, чем у взрослого, но более частое.

По мере роста — за счет размеров альвеол — объема легких частота дыхания постепенно снижается; более экономичным становится другой путь: глубокого дыхания. На протяжении первых школьных лет как раз и идет экономизация дыхания (подобно экономизации кровообращения, описанной выше). В главе «Физическое воспитание» будет сказано о том, как повысить тренированность дыхательного аппарата с помощью упражнений. Вообще, на значение правильного дыхания (и на обеспечение его условий, в том числе и гигиенических) нам придется указывать не раз — столь важно это значение и для развития детского организма, и для нормальной работоспособности младшего школьника.