Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,006

РОСТОВАЯ ДИНАМИКА, АДАПТИВНОСТЬ И ЭНТРОПИЯ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛОСТИ НОСА ЧЕЛОВЕКА

Петров В.В. 1
1 Южно-Российский гуманитарный институт
Полость носа – начальный и важнейший отдел системы дыхания человека, «первая линия ее защиты». Структурные образования полости носа сложно организованы в соответствии с выполняемыми разнообразными функциями. На современном этапе сложилось представление о полости носа как о парном органном образовании, а специфика организации сосудистого русла носовой полости и ее сопряженность с церебральной гемодинамикой положила началом учению о «носовом сосудистом клапане». Иннервация сосудистых компонентов и железистых образований мукоперихондрия полости носа специфична и многоуровнева. Широкий медиаторный профиль слизистой оболочки и разнообразие рефлекторных связей полости носа с другими отделами органов дыхания и физиологическими системами обеспечивают высокую адаптивную способность полости носа к постоянно меняющимся условиям внутренней и внешней среды. На этапах постнатального развития полость носа претерпевает значительные морфофункциональные изменения, включая критические периоды, коррелирующие с общими ростовыми тенденциями организма в целом. На этапах инволюции морфофункциональные показатели полости носа изменяются в соответствие с закономерностями «отрицательного роста», а их адаптивные возможности истощаются. В статье проведена попытка рассмотреть морфофункциональные показатели полости носа с позиции ростовых тенденций, учения об энтропии и теории систем в биологии.
полость носа
функции носа
адаптация
энтропия
развитие
инволюция
онтогенез
функциональная система
морфофункциональные параметры.
1. Анохин П. К. Узловые вопросы теории функциональной системы. – М.: Наука, 1980. – 196 с.
2. Бонашевская Т.И., Кумпан Н.Б. Защитно-приспособительные реакции воздухоносных и респираторных отделов дыхательной системы человека. // Архив АГЭ. – 2006. – № 4. – С. 41-48.
3. Косарев В.В., Лотков В.С., Жестков А.В. Возрастные особенности респираторного тракта человека // Пульмонология. – 2006. – № 3. – С.70-74.
4. Буков В.А., Фельбербаум Р.А. Рефлекторные влияния с верхних дыхательных путей. – Москва: Медицина, 2007. – 272с.
5. Егоров В.Н. Сосудистые реакции слизистой оболочки полости носа и их регуляторные механизмы // Вестник оториноларингологии. – 2009. – № 3. – С. 55-60.
6. Лазько М.В., Асфандияров Р.И., Лазько А.Е. Критические периоды онтогенеза биологических систем и организация системы адаптации человека в онтогенезе // Гигиена окружающей среды и экология человека. – Саратов, 2009. – 47 с.
7. Ошикер Т.М., Клишевич В.А. Критические периоды морфогенеза респираторного тракта человека в пожилом и старческом возрасте. – Астрахань, 2006. – 71 с.
8. Петров В.В. Комплексная характеристика функциональныx особенностей полости носа человека в норме и на этапаxинволюции //Астраxанский госпитальный вестник. – 2016. № 1. – С. 5-12.
9. Baumann I., Peinkert P. Nasal cavity: function parameters // MMW-Fortsch-Med. 2010. May., pp. 37– 40.
10. Casteel R., Мc Mahon J. Human nasal resistance /| J. Rhynology/. 2007. Vol. 13. P. 19-23.
11. Dintenfas L. Respiratories of nasal and paranasal sinus. Boston, 2013. 64 p.
12. Graets K.W., Sailer H.F., Eyrich G.K. Anatomy of medface: naso-orbito-etmoidal. /J.-R-Coll-Surg-Edind. 2007. Des. P.359–362.
13. Reilly B.I., Simpson D.C. Nose and paranasalssinusis // Clinikal.-Otola-rungol. 2009. Feb., 24 p
14. Rogan W.J. Тhe respiratory tract of human // Otolaryngol-Clin-North-Am. 2010. № 1, pp.61–69.

Функциональное значение полости носа в системе органов дыхания человека огромно, что обусловлено анатомической спецификой внутриносовых структур, особенностями морфогенеза, гистологии и функциональных свойств их слизистой оболочки. Многочисленные физиологические связи полости носа с другими системами организма (нервной, сердечно-сосудистой, репродуктивной), дают основание рассматривать полость носа как единую систему с широким диапазоном рефлекторных возможностей. Определенный этап в развитии морфологии и современной ринологии позволил сформироваться концепции, согласно которой полость носа структурно рассматривается как парное органное образование, что предусматривает наличие механизмов координации функционирования его частей [8,9,13].

Респираторная (дыхательная) функция полости носа является основной. Характер прохождения воздуха в полости носа имеет свои особенности и зависит от строения внутриносовых образований. Особенностью респираторной функции полости носа является ее связь с системой воздухоносных полостей – лобных, решетчатых, верхнечелюстных и клиновидных пазух и голосообразованием. Резонаторная функция носа обеспечивается неодинаковым размером внутриносовых полостей и особенностями их геометрии. Носовое дыхание физиологично, а его нарушение отражается на различных функциях организма, чему способствуют специфика иннервации носа и околоносовых пазух, разносторонность и многообразие их рефлекторных связей. Нарушение функции различных органов при затруднении носового дыхания связано с изменением окислительных процессов в организме. При этом наблюдаются нарушения функции сердечно-сосудистой системы (преимущественно кровяного давления, особенно венозного), дыхательные нарушения сердечного ритма, лимфо- и кровообращения в полости черепа, повышается внутриглазное и внутричерепное давление, изменяется морфологический состав крови и биохимические свойства лимфы [4,10,14].

В процессе постнатального развития респираторная функция полости носа претерпевает ряд морфофункциональных изменений, связанных с увеличением морфометрических и функциональных показателей [3,7,8]. Важнейшими этапами нарастания этих показателей являются период новорожденности, 2-е детство (прирост респираторной функции, рост внутриносовых структур) и пубертатный возраст (подростковый период с его гормональными и ростовыми «всплесками»). Переход морфофункциональных показателей в дефинитивное состояние начинается в конце юношеского периода и наблюдается в 1-м и 2-м зрелом периодах. На инволюционных этапах (пожилой, старческий возраст) все параметры полости носа претерпевают обратное развитие, наиболее кризисно – в старческом возрасте (таблица 1).

Таблица 1

Качественные изменения респираторной функции полости носа в аспекте общеростовых тенденций и адаптивности

Возрастные периоды:

Прибавка

роста:

Динамика респираторных

показателей носа:

Прироста дыхательных

показателей в целом:

1-е детство

Первый

ростовой

скачок

постепенное увеличение

ОПН, ОПВ и СВП

с приростом от 4 до 6 %

Достаточная адаптивность

Увеличение параметров верхних и нижних дыхательных путей и их функциональных показателей

2-е детство

Продолжение

ростового скачка

значительное увеличение

ОПН, ОПВ и СВП

с приростом от 6 до 9 %

1-й функциональный

критический период.

Прирост морфофункциональных показателей верхних и нижних дыхательных путей (ЖЕЛ и др).

Достаточная адаптивность

подростки

Второй

(истинный) ростовой скачок, пубертат

резкое увеличение ОПН, ОПВ и СВП от 13 до 17 %

2-й функциональный

критический период.

Высокая адаптивность

Значительный структурный рост всех отделов дыхательной системы, максимальный прирост показателей дыхания и ППН

юниоры

Завершение роста

завершение увеличения

ОПН, ОПВ и СВП

от 7 до 10 %Формирование дефинитивного состояния, стабильная адаптивность

Завершение морфофунк-циональных преобразований системы дыхания, остаточный прирост функциональных показателей внешнего дыхания.

1-й зрелый

н е т

Дефинитивность показателей ОПН, ОПВ и СВП.

Прироста функции нет.

Достаточная адаптивность

Дефинитивность системы

органов дыхания

2-й зрелый

н е т

Дефинитивность показателей ОПН, ОПВ и СВП.

Прироста функции нет.

Достаточная адаптивность

Дефинитивность системы органов дыхания

Пожилой

«Истинный» отрицательный рост

Начало инволюции

показателей ОПВ и СВП

(убыль 5 - 7 %).

Снижение адаптивности

Начало дисбаланса функциональных показателей органов дыхания при относительном постоянстве структурных параметров

Старческий

Прогресс инволюционных

изменений

Выраженные инолюционные изменения) ОПВ и СВП на 10 – 15%. Низкая адаптивность.

3-й функциональный

критический период

Инволюционные изменения органов дыхания, значимое уменьшение функциональных параметров, структурные изменения органов дыхания, дезадаптация функций

Таблица составлена по данным НИИ морфологии РАМН и собственных данныx

ОПН – объем полости носа, ОПВ – объем проходящего воздуха,

СВП – сопротивление (эндоназальных структур) воздушному потоку.

Важнейшими функциями носа являются прогрев и увлажнение вдыхаемого воздуха. Это обеспечивается калориферной и секреторной функцией слизистой оболочки носа. В обеспечении калориферной функции определяющую роль играет гемодинамический потенциал полости носа и высокий уровень обменных процессов в мукоперихондрии. Секреторная активность обусловлена хорошо развитым железистым аппаратом и сложноорганизованной нейрогуморальной регуляцией его активности. Данная функция полости носа обеспечивается такими процессами, как мукоцилиарный транспорт, и секрецией бактерицидных компонентов в слизи. На этапах постнатального развития калориферная функция остается практически неизменной, за исключением старческого возраста, когда данный параметр проявляет относительную «отрицательную динамику» и обусловлен развитием атрофии мукоперихондрия [2,4,8,12,14].

Защитная функция полости носа осуществляется различными механизмами и непосредственно связана с респираторной функцией и секреторной активностью. Важнейшую роль в обеспечении защитной функции носа играет мукоцилиарный транспорт, обеспечивающий выведение частиц вдыхаемого воздуха из полости носа и ее калориферные свойства, а также наличие в носовой слизи лизоцима, муцина, инхибина, иммуноглобулинов, лимфоцитов и лейкоцитов. Ростовые изменения защитной функции носа, прежде всего ее основного механизма очищения – мукоцилиарного транспорта – подвержены значительным динамическим процессам. Наивысшие показатели такой активности наблюдаются в период новорожденности, 2-го детства, и особенно в подростковом возрасте, когда все морфометрические показатели слизистой оболочки полости носа максимально выражены. Наиболее значимое угнетение функции мукоцилиарной системы отмечены в старческом возрасте и обусловлены необратимыми дегенеративными изменениями эпителиальной выстилки слизистой оболочки и ее ворсинок, истощением их энергетического потенциала [3,4,8,11,13].

Обонятельная функция полости носа обеспечивается благодаря наличию специфического обонятельного эпителия и обонятельной зоны полости носа. Особенностью обоняния у человека является способность к адаптации. Она проявляется в условиях относительно длительного воздействия пахучих веществ на рецепторы полости носа, а также зависит от концентрации вещества во вдыхаемом воздухе. Это свидетельствует об избирательной способности рецепторного аппарат обонятельной зоны носа. Ростовая динамика обонятельной способности полости носа связана с высоким уровнем организации ассоциативных связей в коре головного мозга и других отделах ЦНС в подростковом и юношеском возрасте. При этом важную роль играет изменение гормонального фона и наиболее интенсивный рост и развитие структур обонятельной области носа. Обратное развитие функции наиболее выражено в старческом возрасте и обусловлено инволюцией рефлекторных связей в коре мозга и дегенеративными изменениями респираторного эпителия, вплоть до развития гипосмии [2,4,8,9,10].

Особыми функциональными свойствами обладает сосудистое русло полости носа [5,8]. Наличие замыкательных артерий, кавернозных структур, артериоло-венулярных анастомозов, интимальных клапано- и сфинктероподобных структур у венозных сосудов, снабженных нервным аппаратом с широким медиаторным профилем, обеспечивает тонкую приспособляемость полости носа к условиям дыхания. Специфика гемодинамики полости носа, многоуровневый тип ее организации послужили основой для формирования концепции о «носовом сосудистом клапане». Возрастные динамические процессы сосудистого русла полости носа обусловлены общеростовыми тенденциями организма и его сосудистой системы в частности [5,8]. Это проявляется увеличением морфометрических показателей артериального и венозного звена, увеличением удельных площадей резистивных и емкостных сосудов слизистой оболочки полости носа, совершенствованием и усложнением их иннервации, увеличением объемной и линейной скорости кровотока, нарастанием гемодинамического потенциала и его адаптивных возможностей. Максимального значения эти тенденции приобретают в пубертатном периоде, а убыль морфофункциональных показателей эндоназальной гемодинамики наиболее выражена в старческом возрасте, что обусловлено явлениями редукции сосудистого русла [8] (таблица 2).

Таблица 2

Ростовая динамика гемодинамики полости носа человека, системы кровообращения и функционального состояния вегетативной нервной системы 

Периоды онтогенеза,

и ростовые тенденции

Динамика ГДП

полости носа

в онтогенезе

Изменения системы кровообращения в онтогенезе

Изменения вегетативной нервной системы (ВНС) в онтогенезе

1-й период

детства Первый ростовой скачок

Гармоничное увеличение показателей ГДП, тип ГДО нормотонический.

(тест нагрузкой)

Прирост показателей

гемодинамики. Относи-тельный разброс показателей ЧСС и АД

Неустойчивая вегетативная регуляция, формирование функциональных связей в НС, недостаточная зрелость функций ВНС

2-й период

Детства

завершение 1-го ростового скачка

Прирост показателей ГДП (1-й функциональный критический период). Тип ГДО – нормотонический

(тест с нагрузкой)

1-я стадия «сосудистого роста». Нарастание параметров ССС и изменение АД и ЧСС. Увеличение площади и объема сосудистой сети, сердца.

ВНС не подготовлена к различным изменениям функционального состояния сосудов, на систему сосудов воздействует импульсно - «тренировка вегетатики»

Подростки

Второй (истинный) ростовой скачок. Крупнейшие сдвиги всех систем орга-низма. Пубертатные изменения

Резкое нарастание

показателей ГДП, дифференцированные типы ГДО по гендерному признаку. 2-й критический период. Дисбаланс регуляции сосудов носа при нагрузочных пробах с сохранением их адаптивных возможностей

2 стадия «сосудистого роста». Завершение основных изменений сосудов при продолжении их диспропорционального роста. Колебания ЧСС, АД на фоне гормональной вегето-сосудистой дисфункции. Выраженная дыхательная аритмия. Увеличение объема сердца, сети кровеносных сосудов

Интенсивные изменения вегетативной иннервации органов и тканей при сохраненной неподготовленности ВНС к изменениям функционального состояния сосудов. Преимущественно импульсный тип влияния ВНС. Чувствительность ВНС к резким ростовым изменениям, эмоционально гормональным изменениям

Юниоры

Завершение интенсивного роста.

Переход к дефинитивному состоянию систем

Завершение прироста ГДП и их переход к дефинитивному состоянию (3 функциональный период). Дифференцированные типы ГДО. Гармоничная регуляция сосудов носа с широким диапазоном

компенсации

Завершение структурно-функциональных преобразований системы кровообращения (роста сосудов и сердца), переход к ее дефинитивному статусу. Стабильность АД и ЧСС, отсутствие функциональной аритмии

Завершение функционального созревания вегетативной нервной системы, установление стойких функциональных связей, переход ВНС в дефинитивное

состояние

1-й зрелый

период

Дефинитивное состояние систем организма

Стабильность показателей ГДП,

Преобладание нормотонического типа ГДО при нагрузке с признаками функциональной асимметрии показателей

Стабильность

показателей гемоди-намики: ЧСС и АД,

хорошая адаптивность сосудов и сердца

Устойчивая, гармоничная вегетативная регуляция, хорошо развитые функциональные связи в НС, зрелость и хорошая адаптивность вегетативных функций

2-й зрелый

период

Дефинитивное состояние систем организма

Стабильность ГДП. Преобладание нормотонического типа ГДО на фоне дифференцированного его ответа и асимметрии показателей

Стабильность

показателей гемоди-намики: ЧСС и АД, удовлетворительная адаптивность системы кровообращения

Устойчивая, гармоничная вегетативная регуляция, хорошо развитые функциональные связи в НС, зрелость и относительная адаптивность вегетативных функций

Пожилые

Выход из дефинитивного состояния, начало инволюции органов и систем

Уменьшение ГДП, снижение адаптации сосудов, признаки начального дисбаланса нейрогуморальной регуляции сосудов носа. Сглаживание функциональной асимметрии сосудов

Начало отрицательного «сосудистого роста». Начальные изменения сосудов, их тонуса и регуляции, колебания ЧСС, АД. Инициация инволюционных изменений

Относительно устойчивая вегетативная регуляция и состоятельность функциональных связей в ЦНС, начало формирования вегетативной дисфункции, снижение адаптивных возможностей нервной системы

Старческий возраст

Отрицательный рост. Инволюция

органов и систем организма

Убыль показателей ГДП. Дистонус и дисбаланс сосудов. Смешанный тип ГДО. Исчезновение асимметрии сосудистых показателей в условиях «возрастной нормы»

Редукция «сосудистого русла». Глубокие изме-нения сосудов, их тонуса и регуляции. Колебания ЧСС, АД. Атеросклероз. Признаки недостаточности кровотока

Сформированная вегето-сосудистая дистония. Значительное снижение компенсаторных возможностей вегетативной нервной системы. Уменьшение функциональных связей в ЦНС и дегенерация ее компонентов

ГДО и ГДП – гемодинамический ответ/потенциал, ВНС- вегетативная нервная система.

Таблица составлена на основании собственных исследований, анализа научной литературы и данных НИИ морфологии человека РАМН (2008).

Наши исследования [8] подтвердили, что развитие структур и физиологических параметров полости носа в ходе онтогенеза происходит неравномерно и вызывает формирование критических периодов. На этапах постнатального развития, мы считаем возможным выделить 4 функциональных периода: 2-е детство (прирост функции), пубертатный возраст (функциональный скачок параметров, высокая дифференцировка структур и свойств полости носа), зрелый возраст (дефинитивного состояния функции), старческий возраст (дисфункция и морфофункциональная инволюция). Каждый этап развития функций полости, с нашей точки зрения, идет через явления неустойчивости в точках экстремумов онтогенеза (критических функциональных периодах). Максимальный прирост морфофункциональных показателей приходиться на пубертатный период. Согласно нашим исследованиям [8], дальнейшая функциональная динамика полости носа, от юношеского до зрелого возраста, имеет характер постепенно затухающих колебаний, а значения энтропии структурно-функциональных параметров находятся на самых низких уровнях. Это свидетельствует о переходе от критического этапа развития в состояние гармоничного динамического равновесия функций (дефинитивное состояние). С точки зрения теории функциональных систем – это биологически обусловленная необходимость поддержания такой «малой системы», как полость носа на оптимальном уровне, особенно в периоды ее интенсивного развития и адаптации [7]. В пожилом и старческом возрасте (включая долгожителей) инволюция системы «полость носа» в целом совпадает с процессами «отрицательного роста» всего организма [6]. Максимальная убыль морфофункциональных показателей полости носа на этапах инволюции – это дальнейшая динамика с постепенно усиливающимися колебаниями. Значение энтропии на этом этапе находится на самом высоком уровне, что свидетельствует о переходе из дефинитивного состояния гармоничного динамического равновесия функций к их критическому инволюционному этапу. С нашей точки зрения, это инволюционно обусловленное, но несостоятельное поддержание полостью носа (как морфофункциональной системы) своего оптимального уровня, регресс механизмов ее адаптации, что вполне обосновано с позиции учения об организации системы адаптации человека в онтогенезе [6].


Библиографическая ссылка

Петров В.В. РОСТОВАЯ ДИНАМИКА, АДАПТИВНОСТЬ И ЭНТРОПИЯ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛОСТИ НОСА ЧЕЛОВЕКА // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 5. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=25091 (дата обращения: 19.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674