Tópico 8. CARACTERÍSTICAS DA IDADE DOS ÓRGÃOS RESPIRATÓRIOS

8.1. A estrutura do aparelho respiratório e vocal

cavidade nasal. Quando você respira com a boca fechada, o ar entra na cavidade nasal e, quando você respira aberto, ele entra na cavidade oral. A formação da cavidade nasal envolve ossos e cartilagens, que também constituem o esqueleto nasal. A maior parte da membrana mucosa da cavidade nasal é coberta por epitélio colunar ciliado de múltiplas fileiras, que contém glândulas mucosas, e sua parte menor contém células olfativas. Graças ao movimento dos cílios do epitélio ciliado, a poeira que entra com o ar inalado é expelida.

A cavidade nasal é dividida ao meio pelo septo nasal. Cada metade tem três conchas nasais - superior, média e inferior. Eles formam três passagens nasais: a superior está sob a concha superior, a do meio está sob a concha média e a inferior está entre a concha inferior e o fundo da cavidade nasal. O ar inalado entra pelas narinas e, após passar pelas fossas nasais de cada metade da cavidade nasal, sai na nasofaringe através de duas aberturas posteriores - as coanas.

O canal nasolacrimal abre-se na cavidade nasal, através da qual o excesso de lágrimas é excretado.

Adjacentes à cavidade nasal encontram-se as cavidades anexiais, ou seios ligados a ela por aberturas: o maxilar, ou maxilar (localizado no corpo do maxilar superior), o esfenóide (no osso esfenóide), o frontal (no osso frontal) e o labirinto etmoidal (no osso etmoidal). O ar inalado, em contato com a mucosa da cavidade nasal e cavidades anexiais, nas quais existem numerosos capilares, é aquecido e umedecido.

Laringe. A nasofaringe é a parte superior da faringe que conduz o ar da cavidade nasal até a laringe, que está ligada ao osso hióide. A laringe forma a parte inicial do próprio tubo respiratório, que continua na traqueia e ao mesmo tempo funciona como aparelho vocal. Consiste em três cartilagens não pareadas e três pareadas, conectadas por ligamentos. As cartilagens não pareadas incluem as cartilagens tireóide, cricóide e epiglote, e as cartilagens pareadas incluem a aritenóide, corniculada e esfenóide. A principal cartilagem é a cricóide. Sua parte estreita está voltada anteriormente e sua parte larga está voltada para o esôfago. Na parte posterior da cartilagem cricóide, duas cartilagens aritenóides triangulares estão localizadas simetricamente nos lados direito e esquerdo, articuladas de forma móvel com sua parte posterior. Quando os músculos se contraem, puxando para trás as extremidades externas das cartilagens aritenóides, e os músculos intercartilaginosos relaxam, essas cartilagens giram em torno de seu eixo e a glote se abre amplamente, necessária para a inspiração. Com a contração dos músculos entre as cartilagens aritenóides e a tensão dos ligamentos, a glote parece duas cristas musculares paralelas e bem esticadas, impedindo o fluxo de ar dos pulmões.

Cordas vocais. As cordas vocais verdadeiras estão localizadas no sentido sagital desde o ângulo interno da junção das placas da cartilagem tireóide até os processos vocais das cartilagens aritenóides. As verdadeiras cordas vocais incluem os músculos tireoaritenóideos internos. Estabelece-se uma certa relação entre o grau de tensão das cordas vocais e a pressão do ar que sai dos pulmões: quanto mais fortemente os ligamentos estão fechados, maior a pressão que o ar que sai dos pulmões exerce sobre eles. Essa regulação é realizada pelos músculos da laringe e é importante para a formação dos sons.

Ao engolir, a entrada da laringe é fechada pela epiglote. A membrana mucosa da laringe é coberta com epitélio ciliado de várias fileiras e as cordas vocais - com epitélio escamoso estratificado.

Na mucosa da laringe existem vários receptores que percebem estímulos táteis, térmicos, químicos e dolorosos; eles formam duas zonas reflexas. Parte dos receptores laríngeos está localizada superficialmente, onde a membrana mucosa recobre a cartilagem, e a outra parte está profundamente no pericôndrio, nos pontos de fixação muscular, nas partes pontiagudas dos processos vocais. Ambos os grupos de receptores estão localizados no trajeto do ar inspirado e estão envolvidos na regulação reflexa da respiração e no reflexo protetor de fechamento da glote. Esses receptores, sinalizando mudanças na posição da cartilagem e contrações dos músculos envolvidos na formação da voz, regulam-na reflexivamente.

Traquéia. A laringe passa para a traqueia, ou traquéia, que em um adulto tem 11-13 cm de comprimento e consiste em 15-20 meios-anéis de cartilagem hialina conectados por membranas de tecido conjuntivo. As cartilagens não estão fechadas na parte posterior, de modo que o esôfago, localizado atrás da traqueia, pode entrar em seu lúmen ao engolir. A membrana mucosa da traquéia é coberta por epitélio ciliado multifilar, cujos cílios criam um fluxo de fluido secretado pelas glândulas em direção à faringe; remove partículas de poeira depositadas no ar. O poderoso desenvolvimento de fibras elásticas evita a formação de dobras na mucosa, que reduzem o acesso de ar. Na membrana fibrosa, localizada externamente aos semi-anéis cartilaginosos, existem vasos sanguíneos e nervos.

Brônquios. A traqueia se ramifica em dois brônquios principais; cada um deles entra pela porta de um dos pulmões e se divide em três ramos no pulmão direito, composto por três lobos, e dois ramos no pulmão esquerdo, composto por dois lobos. Esses ramos se dividem em ramos menores. A parede dos grandes brônquios tem a mesma estrutura da traqueia, mas contém anéis cartilaginosos fechados; Existem fibras musculares lisas na parede dos pequenos brônquios. O revestimento interno dos brônquios consiste em epitélio ciliado.

Os menores brônquios - até 1 mm de diâmetro - são chamados de bronquíolos. Cada bronquíolo faz parte de um lóbulo pulmonar (os lobos pulmonares são compostos por centenas de lóbulos). O bronquíolo no lóbulo é dividido em 12-18 bronquíolos terminais, que, por sua vez, são divididos em bronquíolos alveolares.

Finalmente, os bronquíolos alveolares se ramificam em ductos alveolares, que são constituídos por alvéolos. A espessura da camada epitelial dos alvéolos é de 0,004 mm. Os capilares estão ligados aos alvéolos. As trocas gasosas ocorrem através das paredes dos alvéolos e capilares. O número de alvéolos é de aproximadamente 700 milhões.A superfície total de todos os alvéolos em um homem é de até 130 metros quadrados. m, para uma mulher - até 103,5 sq. m.

Do lado de fora, os pulmões são cobertos por uma membrana serosa hermética, ou pleura visceral, que passa para a pleura que cobre o interior da cavidade torácica - a pleura parietal ou parietal.

8.2. Movimentos respiratórios. Atos de inspiração e expiração

Devido aos atos de inspiração e expiração realizados ritmicamente, os gases são trocados entre o ar atmosférico e alveolar localizado nas vesículas pulmonares. Não há tecido muscular nos pulmões, então eles não podem se contrair ativamente. Um papel ativo no ato de inalar e exalar pertence aos músculos respiratórios. Com a paralisia dos músculos respiratórios, a respiração torna-se impossível, embora os órgãos respiratórios não sejam afetados.

Ao inspirar, os músculos intercostais externos e o diafragma se contraem. Os músculos intercostais levantam as costelas e as levam um pouco para o lado, enquanto o volume do tórax aumenta. Quando o diafragma se contrai, sua cúpula se achata, o que também leva a um aumento no volume do tórax. Outros músculos do peito e do pescoço também participam da respiração profunda. Os pulmões, estando em um tórax hermeticamente fechado, são passivos e acompanham suas paredes móveis durante a inspiração e a expiração, pois estão presos ao tórax com a ajuda da pleura. Isso também é facilitado pela pressão negativa na cavidade torácica: a pressão negativa é chamada abaixo da pressão atmosférica. Durante a inspiração, a pressão na cavidade torácica é inferior à atmosférica em 9-12 mm Hg. Art., e durante a expiração - por 2-6 mm Hg. Arte.

Durante o desenvolvimento, o peito cresce mais rápido que os pulmões, de modo que os pulmões são constantemente (mesmo quando expiram) esticados. O tecido pulmonar elástico esticado tende a encolher. A força com que o tecido pulmonar é comprimido neutraliza a pressão atmosférica. Ao redor dos pulmões, na cavidade pleural, a pressão é criada igual à pressão atmosférica menos a retração elástica dos pulmões. Isso cria pressão negativa ao redor dos pulmões. Devido a isso, na cavidade pleural, os pulmões seguem o tórax expandido; os pulmões são esticados. Em um pulmão distendido, a pressão torna-se menor que a pressão atmosférica, devido à qual o ar atmosférico entra nos pulmões através do trato respiratório. Quanto mais o volume do tórax aumenta durante a inspiração, mais os pulmões são esticados e mais profunda a inspiração.

Quando os músculos respiratórios relaxam, as costelas descem para sua posição original, a cúpula do diafragma se eleva, o volume do tórax e dos pulmões diminui e o ar é exalado para fora. Em uma expiração profunda, os músculos abdominais, intercostais internos e outros músculos participam.

Tipos de respiração. Nas crianças pequenas, as costelas apresentam uma ligeira curvatura e ocupam uma posição quase horizontal. As costelas superiores e toda a cintura escapular estão localizadas no alto, os músculos intercostais são fracos. Portanto, nos recém-nascidos predomina a respiração diafragmática com pouca participação da musculatura intercostal. Esse tipo de respiração persiste até a segunda metade do primeiro ano de vida. À medida que os músculos intercostais se desenvolvem e a criança cresce, o tórax desce e as costelas assumem uma posição oblíqua. A respiração dos bebês passa a ser toraco-abdominal com predomínio da respiração diafragmática.

Na idade de 3 a 7 anos, devido ao desenvolvimento da cintura escapular, o tipo de respiração torácica começa a predominar e, aos 7 anos, torna-se pronunciado.

Aos 7-8 anos, começam as diferenças de gênero no tipo de respiração: nos meninos, o tipo de respiração abdominal se torna predominante, nas meninas - peito. A diferenciação sexual da respiração termina aos 14-17 anos.

Profundidade e frequência da respiração. A estrutura única do tórax e a baixa resistência dos músculos respiratórios tornam os movimentos respiratórios das crianças menos profundos e frequentes. Um adulto faz em média 15 a 17 movimentos respiratórios por minuto; de uma só vez, durante a respiração tranquila, ele inala 500 ml de ar. Durante o trabalho muscular, a respiração aumenta 2 a 3 vezes. Em pessoas treinadas, durante o mesmo trabalho, o volume da ventilação pulmonar aumenta gradativamente, à medida que a respiração se torna mais rara e profunda. Durante a respiração profunda, o ar alveolar é ventilado em 80-90%. Isso garante maior difusão dos gases pelos alvéolos. Com a respiração superficial e frequente, a ventilação do ar alveolar é muito menor e uma parte relativamente grande do ar inspirado permanece no chamado espaço morto - na nasofaringe, cavidade oral, traqueia e brônquios. Assim, em pessoas treinadas, o sangue fica mais saturado de oxigênio do que em pessoas não treinadas.

A profundidade da respiração é caracterizada pelo volume de ar que entra nos pulmões em uma respiração - ar respiratório. A respiração de um recém-nascido é frequente e superficial, enquanto sua frequência está sujeita a flutuações significativas: 48-63 ciclos respiratórios por minuto durante o sono. A frequência dos movimentos respiratórios por minuto durante a vigília é: 50-60 - em crianças do primeiro ano de vida; 35-40 - em crianças de 1-2 anos; 25-35 - em crianças de 2 a 4 anos; 23-26 - em crianças de 4 a 6 anos. Em crianças em idade escolar, há uma diminuição adicional na respiração - até 18-20 vezes por minuto.

A alta frequência de movimentos respiratórios na criança proporciona alta ventilação pulmonar. O volume de ar respiratório em uma criança é: 30 ml - em 1 mês; 70 ml - em 1 ano; 156 ml - aos 6 anos; 230 ml - aos 10 anos; 300 ml - aos 14 anos.

Devido à alta frequência respiratória em crianças, o volume minuto de respiração (em termos de 1 kg de peso) é muito maior do que em adultos. O volume minuto de respiração é a quantidade de ar que uma pessoa inala em 1 minuto. É determinado pelo produto do valor do ar respiratório pelo número de movimentos respiratórios em 1 minuto. O volume minuto de respiração é:

▪ 650-700 ml de ar - num recém-nascido;

▪ 2600-2700 ml - até o final do primeiro ano de vida;

▪ 3500 ml - até 6 anos;

▪ 4300 ml - até 10 anos;

▪ 4900 ml – aos 14 anos;

▪ 5000-6000 ml - em adulto.

Capacidade vital dos pulmões. Em repouso, um adulto pode inspirar e expirar cerca de 500 ml de ar, e com respiração vigorosa - cerca de outros 1500 ml de ar. A maior quantidade de ar que uma pessoa pode exalar após respirar fundo é chamada de capacidade vital dos pulmões.

A capacidade vital dos pulmões muda com a idade, dependendo do sexo, do grau de desenvolvimento do tórax, dos músculos respiratórios. Via de regra, é mais em homens do que em mulheres; atletas têm mais do que pessoas destreinadas. Por exemplo, para levantadores de peso, a capacidade vital dos pulmões é de cerca de 4000 ml, para jogadores de futebol - 4200 ml, para ginastas - 4300, para nadadores - 4900, para remadores - 5500 ml ou mais.

Como a medição da capacidade pulmonar requer a participação ativa e consciente do sujeito, ela pode ser determinada em uma criança somente após 4-5 anos.

Aos 16-17 anos, a capacidade vital dos pulmões atinge valores característicos de um adulto.

8.3. Troca gasosa nos pulmões

Composição do ar inspirado, expirado e alveolar. A ventilação dos pulmões ocorre por meio de inspiração e expiração. Assim, uma composição gasosa relativamente constante é mantida nos alvéolos. Uma pessoa respira ar atmosférico contendo oxigênio (20,9%) e dióxido de carbono (0,03%) e exala ar contendo 16,3% de oxigênio e 4% de dióxido de carbono. No ar alveolar, o oxigênio é 14,2%, o dióxido de carbono é 5,2%. O aumento do teor de dióxido de carbono no ar alveolar é explicado pelo fato de que, ao expirar, o ar que está nos órgãos respiratórios e nas vias aéreas se mistura ao ar alveolar.

Em crianças, a menor eficiência da ventilação pulmonar é expressa em uma composição gasosa diferente do ar exalado e alveolar. Quanto mais jovem a criança, maior a porcentagem de oxigênio e menor a porcentagem de dióxido de carbono no ar exalado e alveolar, ou seja, o oxigênio é usado pelo corpo da criança de forma menos eficiente. Portanto, para consumir o mesmo volume de oxigênio e liberar o mesmo volume de dióxido de carbono, as crianças precisam realizar atos respiratórios com muito mais frequência.

Troca gasosa nos pulmões. Nos pulmões, o oxigênio do ar alveolar passa para o sangue e o dióxido de carbono do sangue entra nos pulmões.

O movimento dos gases é fornecido pela difusão. De acordo com as leis da difusão, um gás se propaga de um ambiente com alta pressão parcial para um ambiente com pressão mais baixa. A pressão parcial é a parte da pressão total que é contabilizada pela proporção de um determinado gás em uma mistura de gases. Quanto maior a porcentagem de gás na mistura, maior sua pressão parcial. Para gases dissolvidos em um líquido, o termo "tensão" é usado, correspondendo ao termo "pressão parcial" usado para gases livres.

Nos pulmões, as trocas gasosas ocorrem entre o ar contido nos alvéolos e o sangue. Os alvéolos são circundados por uma densa rede de capilares. As paredes dos alvéolos e as paredes dos capilares são muito finas. Para a realização das trocas gasosas, as condições determinantes são a área superficial através da qual se realiza a difusão dos gases e a diferença na pressão parcial (tensão) dos gases em difusão. Os pulmões atendem idealmente a esses requisitos: com uma respiração profunda, os alvéolos se estendem e sua superfície atinge 100-150 metros quadrados. m (a superfície dos capilares nos pulmões não é menos grande), há uma diferença suficiente na pressão parcial dos gases do ar alveolar e na tensão desses gases no sangue venoso.

Ligação de oxigênio no sangue. No sangue, o oxigênio se combina com a hemoglobina, formando um composto instável - a oxiemoglobina, da qual 1 g pode ligar 1,34 metros cúbicos. veja oxigênio. A quantidade de oxiemoglobina formada é diretamente proporcional à pressão parcial de oxigênio. No ar alveolar, a pressão parcial do oxigênio é de 100-110 mm Hg. Arte. Nessas condições, 97% da hemoglobina do sangue está ligada ao oxigênio.

Na forma de oxiemoglobina, o oxigênio é transportado dos pulmões para os tecidos no sangue. Aqui, a pressão parcial de oxigênio é baixa e a oxiemoglobina se dissocia, liberando oxigênio, o que garante o fornecimento de oxigênio aos tecidos.

A presença de dióxido de carbono no ar ou nos tecidos reduz a capacidade da hemoglobina de se ligar ao oxigênio.

Fixação de dióxido de carbono no sangue. O dióxido de carbono é transportado no sangue nos compostos químicos bicarbonato de sódio e bicarbonato de potássio. Parte dela é transportada pela hemoglobina.

Nos capilares dos tecidos, onde a tensão do dióxido de carbono é alta, ocorre a formação de ácido carbônico e carboxiemoglobina. Nos pulmões, a anidrase carbônica, contida nos glóbulos vermelhos, promove a desidratação, o que leva ao deslocamento do dióxido de carbono do sangue.

As trocas gasosas nos pulmões em crianças estão intimamente relacionadas com a regulação do equilíbrio ácido-base. Nas crianças, o centro respiratório é muito sensível às menores mudanças na reação do pH do sangue. Portanto, mesmo com pequenas mudanças no equilíbrio em direção à acidificação, ocorre falta de ar em crianças. Com o desenvolvimento, a capacidade de difusão dos pulmões aumenta devido ao aumento da superfície total dos alvéolos.

A necessidade de oxigênio do corpo e a liberação de dióxido de carbono dependem do nível de processos oxidativos que ocorrem no corpo. Com a idade, esse nível diminui, o que significa que a quantidade de trocas gasosas por 1 kg de peso diminui à medida que a criança cresce.

8.4. Requisitos higiênicos para o ambiente aéreo de instituições de ensino

As propriedades higiênicas do ar ambiente são determinadas não apenas por sua composição química, mas também por seu estado físico: temperatura, umidade, pressão, mobilidade, tensão do campo elétrico atmosférico, radiação solar, etc. temperatura e o ambiente é de grande importância, o que influencia no equilíbrio dos processos de geração e transferência de calor.

A alta temperatura do ar circundante dificulta a liberação de calor, o que leva a um aumento da temperatura corporal. Ao mesmo tempo, o pulso e a respiração tornam-se mais frequentes, a fadiga aumenta e a capacidade de trabalho diminui. Também dificulta a transferência de calor e aumenta a transpiração quando uma pessoa permanece em condições de alta umidade relativa. Em baixas temperaturas, há uma grande perda de calor, o que pode levar à hipotermia do corpo. Com alta umidade e baixas temperaturas, o risco de hipotermia e resfriados aumenta significativamente. Além disso, a perda de calor pelo corpo depende da velocidade do movimento do ar e do próprio corpo (andar de carro aberto, bicicleta, etc.).

Os campos elétricos e magnéticos da atmosfera também afetam os humanos. Por exemplo, as partículas de ar negativas têm um efeito positivo no corpo (aliviam a fadiga, aumentam a eficiência) e os íons positivos, pelo contrário, deprimem a respiração, etc. Os íons negativos do ar são mais móveis e são chamados de leves, os positivos são menos móveis, por isso são chamados de pesados. No ar limpo, os íons leves predominam e, à medida que se poluem, se depositam em partículas de poeira, gotículas de água, transformando-se em pesadas. Portanto, o ar fica quente, viciado e abafado.

O ar contém impurezas de várias origens: poeira, fumaça, gases diversos. Tudo isso afeta negativamente a saúde das pessoas, animais e vida vegetal.

Além da poeira, o ar também contém microorganismos - bactérias, esporos, fungos de mofo, etc. Eles são especialmente numerosos em espaços fechados.

Microclima das instalações escolares. Microclima é a totalidade das propriedades físico-químicas e biológicas do ar ambiente. Para uma escola, este ambiente consiste nas suas instalações, para uma cidade - o seu território, etc. O ar higienicamente normal numa escola é uma condição importante para o progresso e desempenho dos alunos. Quando 35-40 alunos permanecem por muito tempo em uma sala de aula ou escritório, o ar deixa de atender aos requisitos de higiene. Sua composição química, propriedades físicas e contaminação bacteriana mudam. Todos estes indicadores aumentam acentuadamente no final das aulas.

Um indicador indireto da poluição do ar interior é o teor de dióxido de carbono. A concentração máxima permitida (MPC) de dióxido de carbono em edifícios escolares é de 0,1%, mas mesmo em uma concentração mais baixa (0,08%), observa-se uma diminuição no nível de atenção e concentração em crianças pequenas.

As condições mais favoráveis ​​na sala de aula são uma temperatura de 16-18 °C e uma umidade relativa de 30-60%. Com esses padrões, a capacidade de trabalho e a boa saúde dos alunos são preservadas por mais tempo. Ao mesmo tempo, a diferença de temperatura do ar ao longo da vertical e horizontal da classe não deve exceder 2-3 ° C, e a velocidade do ar não deve exceder 0,1-0,2 m / s.

No pavilhão desportivo, instalações recreativas, oficinas, a temperatura do ar deve ser mantida a 14-15 °C. As normas estimadas de volume de ar por aluno em uma classe (o chamado cubo de ar) geralmente não excedem 4,5-6 metros cúbicos. m. Mas para que a concentração de dióxido de carbono no ar da classe durante a aula não exceda 0,1%, uma criança de 10 a 12 anos precisa de cerca de 16 metros cúbicos. m de ar. Na idade de 14 a 16 anos, a necessidade aumenta para 25 a 26 metros cúbicos. m. Esse valor é chamado de volume de ventilação: quanto mais velho o aluno, maior ele é. Para garantir o volume especificado, é necessária uma mudança de ar três vezes, o que é alcançado pela ventilação (arejamento) da sala.

Ventilação natural. O fluxo de ar externo para a sala devido à diferença de temperatura e pressão através de poros e rachaduras no material de construção ou através de aberturas especialmente feitas é chamado de ventilação natural. Para ventilar salas de aula deste tipo, são utilizadas janelas e travessas. Estas últimas têm uma vantagem sobre as aberturas de ventilação, uma vez que o ar exterior flui primeiro para cima, através da travessa aberta, até ao tecto, onde aquece e desce calorosamente. Ao mesmo tempo, as pessoas na sala não ficam super-resfriadas e sentem um influxo de ar fresco. As travessas podem ficar abertas durante as aulas, mesmo no inverno.

A área das janelas abertas ou travessas não deve ser inferior a 1/50 da área do piso da classe - este é o chamado coeficiente de ventilação. As salas de aula devem ser arejadas regularmente, após cada aula. O mais eficaz é através da ventilação, quando durante o intervalo as aberturas (ou janelas) e as portas da sala de aula são abertas ao mesmo tempo. Através da ventilação permite 5 minutos para reduzir a concentração de CO2 ao normal, reduzir a umidade, o número de microorganismos e melhorar a composição iônica do ar. No entanto, com essa ventilação, não deve haver crianças na sala.

Atenção especial é dada à ventilação de gabinetes, laboratórios químicos, físicos e biológicos, onde gases e vapores tóxicos podem permanecer após os experimentos.

Ventilação artificial. Trata-se de ventilação de insuflação, exaustão e insuflação e exaustão (mista) com impulso natural ou mecânico. Essa ventilação é mais frequentemente instalada onde é necessário remover o ar de exaustão e os gases gerados durante os experimentos. É chamada de ventilação forçada, pois o ar é exaurido para fora por meio de dutos de exaustão especiais que possuem vários orifícios sob o teto da sala. O ar das instalações é direcionado para o sótão e através de tubulações retiradas para o exterior, onde para potencializar o fluxo de ar nos dutos de exaustão, são instalados estimuladores térmicos da movimentação do ar - defletores ou ventiladores elétricos. A instalação deste tipo de ventilação é prevista durante a construção dos edifícios.

A ventilação de exaustão deve funcionar especialmente bem em latrinas, vestiários e cantinas, para que o ar e os cheiros dessas salas não penetrem nas salas de aula e outras salas principais e de serviço.

Autor: Antonova O.A.

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