Текст книги "Возрастная физиология (физиологические особенности детей и подростков). Учебник для вузов"

Глава 9
Особенности терморегуляции детей грудного возраста

Терморегуляция – поддержание постоянной температуры тела определяется процессами химической продукции тепла – термогенезом и теплоотдачей. У новорожденных температура тела и теплоотдача выше, чем у взрослых.

При понижении температуры среды новорожденный ребенок может увеличить теплопродукцию почти до тех же величин, что и взрослый. Однако ввиду малой теплоизоляции диапазон терморегуляции у новорожденного составляет не более 5 °C. У взрослого человека термогенез включается при снижении температуры среды больше чем на 15 °C. При этом следует учесть, что критическая температура, при которой включается термогенез у новорожденного, составляет 33 °C, тогда как у взрослого – 23–27 °C.

Механизмы термогенеза новорожденного и ребенка раннего возраста отличаются от термогенеза взрослого. Взрослый человек в ответ на охлаждение начинает дрожать, включая так называемый сократительный термогенез, т. е. дополнительную теплопродукцию в скелетных мышцах. У новорожденных холодовая дрожь отсутствует.

У детей имеет место так называемый «несократительный» термогенез, локализованный прежде всего, в печени и бурой жировой ткани, масса которой равна 35–40 г. Активацию теплопродукции бурой жировой ткани у здорового ребенка можно заметить по повышению температуры кожи в тех местах, где она расположена близко к поверхности. Это шея и межлопаточная область.

По изменению температуры в этих областях можно судить о состоянии механизмов терморегуляции ребенка, о степени его закаленности. Так называемый горячий затылок ребенка первых месяцев жизни связан именно с активностью бурого жира.

В течение первого года жизни активность химической терморегуляции снижается. У ребенка 5–6 месяцев роль физической терморегуляции заметно возрастает. С возрастом основная масса бурого жира исчезает, но еще до трехлетнего возраста сохраняется реакция самой крупной части бурого жира – межлопаточной. Имеются сообщения, что у взрослых людей, работающих на Севере на открытом воздухе, бурая жировая ткань продолжает активно функционировать. В обычных условиях у ребенка старше 3 лет активность несократительного термогенеза ограничена, а главенствующую роль в повышении теплопродукции при активации химической терморегуляции начинает играть специфическая сократительная активность скелетных мышц – мышечный тонус и мышечная дрожь. Если такой ребенок оказывается в условиях обычной комнатной температуры (+20 °C) в трусах и майке, у него в 80 случаях из 100 активируется теплопродукция.

У детей формирование аппарата терморегуляции завершается к концу первого года жизни. Это обусловлено тем, что в механизме физической терморегуляции существенная роль отводится периферическим сосудистым реакциям, нейрогенные механизмы регуляции которых к моменту рождения ребенка еще недоразвиты. Только спустя несколько недель или даже месяцев после рождения на охлаждение ребенок отвечает изменением теплоотдачи. У трех-четырехмесячного ребенка во время сна температура кожи на закрытых местах практически такая же, как и на открытых, и лишь в возрасте 9–10 месяцев температура кожи закрытых участков на 1–3 ^оС выше, чем открытых. Устанавливающееся сразу после рождения относительное постоянство температуры тела обеспечивается высоким уровнем теплопродукции, достигаемым большими энергозатратами за счет тонического напряжения мускулатуры. По мере приближения температуры окружающей среды к 30–32 °C мышца расслабляются, и теплопродукция в них почти прекращается. Конечно, способность физиологически зрелых новорожденных устанавливать температуру тела достигается и за счет теплоотдачи через кожу и потоотделение, однако последние развиты относительно слабо.

В первые часы после рождения ректальная температура ребенка колеблется от 36,8 до 39 °C. Затем она быстро снижается. Начиная с восьмого дня жизни, при условии сохранения температуры окружающей среды в диапазоне 21–26 °C, ректальная температура имеет постоянный характер.

Вследствие несовершенной терморегуляции в первое время организм ребенка отличается неустойчивостью температуры при охлаждении, перегревании, приеме пищи, крике, двигательной активности, засыпании и водных процедурах, но с 6–10 месяцев эти колебания становятся значительно меньше. Суточный ритм колебаний температуры с максимумом во второй половине дня и минимумом ночью устанавливается на протяжении первого года жизни.

Из-за более выраженного развития механизмов теплопродукции по сравнению с механизмами теплоотдачи новорожденные достаточно легко переносят снижение температуры тела на 3–4°, но очень плохо – повышение температуры. Перегревание ребенка наступает чрезвычайно легко. Если температура тела новорожденного повышается более чем на 2°, то это представляет опасность для его жизни.

Даже у детей более старшего возраста при интенсивной физической работе, приводящей к повышению теплопродукции из-за относительного несовершенства теплоотдачи, температура тела может значительно повышаться. Иногда это наблюдается и у детей школьного возраста. У некоторых детей через 2–3 часа после рождения происходит повышение температуры до 39–40 °C не несколько часов – транзиторная лихорадка, возможно, связанная с поступлением в организм белка или недостатком воды. Через 1–1,5 часа после кормления температура повышается на 0,1–0,4 °C, после дефекации снижается.

У новорожденных значительно усилена отдача тепла через кожу в связи с обильно развитой сетью кровеносных сосудов, слабо развитыми мышцами, относительно большой поверхностью тела по сравнению с его объемом и большой потерей воды через тонкий эпидермис. Слабо выражена у новорожденных функция потовых желез. Потоотделение начинается при ректальной температуре 37,2 °C.

Усиление теплопродукции при снижении температуры воздуха у новорожденных выражено слабо. Повышение обмена может лишь в 2 раза превысить основной обмен, а у взрослых в 3–4 раза.

Таким образом, механизмы терморегуляции отличаются у ребенка недоразвитием, что может при нарушениях теплового режима привести к серьезным расстройствам в деятельности организма в целом. В то же время сформировавшиеся к моменту рождения аппараты терморегуляции вполне достаточны для поддержания температурного гомеостазиса в условиях окружающей среды, не превышающих физиологических возможностей детского организма.

Чисто физические законы приводят к тому, что по мере увеличения массы и абсолютных размеров тела вклад химической терморегуляции снижается. Так, у новорожденных детей величина терморегуляторной теплопродукции составляет примерно 0,5 ккал/кг/градус в час, а у взрослого человека – 0,15 ккал/кг/ градус в час.

Новорожденный ребенок при понижении температуры среды может увеличить теплопродукцию почти до тех же величин, что и взрослый человек, – до 4 ккал/кг/час. Однако ввиду малой теплоизоляции диапазон химической терморегуляции у новорожденного ребенка очень небольшой – не более 5°. При этом следует учесть, что критическая температура, при которой включается термогенез, составляет для доношенного ребенка +33 °C, ко взрослому состоянию она снижается до +27 °… +23 °C. Однако в одежде величина критической температуры снижается до +20 °C, поэтому ребенок в обычной для него одежде при комнатной температуре находится в термонейтральной среде, т. е. в условиях, не требующих дополнительных затрат на поддержание температуры тела. Только при процедуре переодевания для предотвращения охлаждения ребенок первых месяцев жизни должен включать достаточно мощные механизмы теплопродукции.

Усиление ростовых процессов в период так называемого полуростового скачка (5–6 лет) приводит к увеличению длины и площади поверхности конечностей, что обеспечивает регулируемый теплообмен организма с окружающей средой. Это в свою очередь, приводит к тому, что, начиная с 5,5–6 лет (особенно отчетливо у девочек) происходят значительные изменения терморегуляторной функции. Теплоизоляция тела возрастает, а активность химической терморегуляции существенно снижается. Такой способ регуляции температуры тела более экономичен, и именно он в ходе дальнейшего возрастного развития становится преобладающим. Этот период развития терморегуляции является сенситивным для проведения закаливающих процедур.

С началом полового созревания наступает следующий этап развития терморегуляции, проявляющийся в расстройстве складывавшейся функциональной системы. У девочек 11–12 лет и 13-летних мальчиков, несмотря на продолжающееся снижение интенсивности обмена покоя, соответствующей подстройки сосудистой регуляции не происходит. Лишь в юношеском возрасте после завершения полового созревания возможности терморегуляции достигают дефинитивного уровня развития. Повышение теплоизоляции тканей собственного тела позволяет обходиться без включения химической терморегуляции (т. е. добавочной теплопродукции) даже при снижении температуры среды на 10–15 °C. Такая реакция организма, естественно, более экономична и эффективна.

Глава 10
Физиология выделения

Возрастные особенности системы выделения

Основным органом, осуществляющим выведение из организма избыточных количеств воды, солей, продуктов обмена и т. д., являются почки. Вместе с тем в детском организме значительную роль играют экстраренальные механизмы потери воды.

К моменту рождения процесс структурного и функционального формирования нефронов еще не заканчивается. Их образование продолжается в течение первых трех недель жизни, а затем дальнейший рост почек происходит за счет нарастания массы и дифференцирования уже имеющихся структур. Особенно сложные изменения претерпевают клубочки нефронов. В среднем функциональное формирование клубочковой функции продолжается до 3–5 лет, и лишь после этого почки ребенка способны выполнять функции, идентичные функциям взрослого человека. Ряд особенностей, свидетельствующих о структурной незрелости, присущ и канальцевой системе нефрона.

Объем фильтрации в клубочках при расчете на единицу поверхности тела у ребенка почти в два раза меньше, чем у взрослого человека, что обусловлено низкой величиной фильтрующей поверхности почек. В меньшей степени, чем у взрослых, осуществляется канальцевая экскреция, значительно менее эффективны у ребенка процессы реабсорбции и секреции.

Особенно недостаточно выражена способность к обратному всасыванию глюкозы. Эта способность полностью формируется лишь ко второму году жизни. Процессы реабсорбции натрия, наоборот, у детей происходят более интенсивно, чем у взрослых, в связи с чем детский организм склонен к задержке солей. В результате даже умеренные солевые нагрузки вызывают у ребенка отек, а иногда и повышение температуры.

В первые 6 месяцев почки ребенка не способны к экскреции чужеродных веществ, только во второй половине первого года жизни они начинают экскретировать пенициллин.

Почки ребенка регулируют осмотическое давление лишь в узких пределах в связи с тем, что еще не сформированы антидиуретические и антинатриуретические рефлексы. Не развита еще и концентрационная функция почек. Поэтому моча новорожденного гипотонична по отношению к плазме крови, а для выведения продуктов азотистого обмена ребенку требуется почти вдвое больше воды, чем взрослому. В этом заключается причина относительной полиурии и гипостенурии у детей раннего возраста. Суточное количество выделенной мочи зависит от возраста ребенка.

Одновременно необходимо помнить, что у ребенка велики экстраренальные потери воды. У детей, находящихся на грудном вскармливании, недостаточная способность почек к осмотической концентрации и регуляции водно-солевого обмена компенсируется, поскольку ребенок получает достаточное количество воды с молоком матери, тем более, что осмотически активным веществом грудного молока является лактоза, не дающая дополнительной осмотической нагрузки почкам ребенка. Кроме того, в результате ее окисления в организме ребенка образуется дополнительная вода. Коровье молоко, богатое минеральными солями, повышает осмотическую нагрузку на почки, соответственно увеличивая потребность в воде, которая будет необходима для выведения осмотически активных продуктов обмена.

В клубочках почки ребенка мочевина фильтруется в гораздо меньших количествах, чем у взрослых. Это связано с особенностями белкового обмена и ретенцией (задержкой) белка в организме. Однако малейшие погрешности в диете, например избыток белка в пище, может вызвать азотемию, поскольку ретенция белка имеет свои пределы, а почки еще не способы выводить значительное количество белка и продуктов их неполного окисления.

Некоторые особенности присущи и составу мочи. В частности, у новорожденных и детей первых дней жизни (до четвертого дня) в почечных канальцах и лоханках обнаруживаются отложения мочекислого аммония и щавелевокислого кальция, выпадающие в виде песка или глыбок. С увеличением мочеотделения соли в течение 10–14 дней вымываются, и в это время моча, богатая солями, приобретает интенсивную окраску и мутность. При центрифугировании такой мочи может выпадать осадок красного цвета. Это физиологическое явление, носящее название «мочекислый инфаркт», обусловлено повышенным образованием мочевой кислоты и несовершенством выделительной функции почек новорожденных.

У новорожденных в первые дни жизни может наблюдаться и преходящая протеинурия (не выше 0,5 %), связанная с выделением балластных белковых веществ, задерживающихся в организме ребенка в период родов. Другой формой физиологической протеинурии, встречающейся в подростковом периоде, является ортостатическая протеинурия (выделение белка с мочой до 5–10 г в сутки), возникающая при длительном пребывании организма в вертикальном положении. После наступления половой зрелости эта форма протеинурии исчезает.

Следует учитывать, что при усиленной пальпации живота, чрезмерной физической нагрузке, перегревании, переохлаждении, боли у ребенка также может возникнуть преходящая протеинурия.

Таким образом, несмотря на морфофункциональную незрелость почек ребенка, при строгом соблюдении диеты, режима, а также при учете особенностей метаболизма и деятельности почек система выделения ребенка способна эффективно обеспечивать гомеостаз детского организма.

Возрастные особенности выделительной функции. Важным условием эффективной деятельности почек является адекватный уровень их кровоснабжения. В условиях покоя у новорожденных в почки поступает всего 5 % минутного объема крови, тогда как у взрослых – 20–25 %. Значительное увеличение почечного кровоснабжения наблюдается в течение 8–10 нед. после рождения. Уже к третьему году жизни суммарный почечный кровоток практически достигает уровня взрослого человека.

Новорожденные при любом водном режиме выводят гипотоническую (малоконцентрированную) мочу. В основе низкой концентрирующей способности их почек лежат: 1) морфологическая незрелость почек; 2) положительный азотистый баланс; 3) нечувствительность почек к антидиуретическому гормону. При искусственном вскармливании коровьим молоком, содержащим больше солей и белков по сравнению с женским, концентрирующая способность развивается раньше, чем при грудном питании. Из-за сниженной способности концентрировать мочу организм ребенка затрачивает примерно вдвое больше воды, чем взрослый, на выведение одного и того же количества осмотически активных веществ, вместе с высокими потерями воды через кожу и легкие это создает известную напряженность водного баланса ребенка. При грудном вскармливании эта напряженность выражена меньше, чем при вскармливании коровьим молоком. Замена женского молока эквивалентным количеством коровьего увеличивает нагрузку на почки в 4,5 раза. Соответственно возрастает и потребность в воде. Способность к реабсорбции у детей раннего возраста снижена по сравнению со взрослыми. Так, канальцевая реабсорбция жидкости у новорожденных составляет 78–89 %, а у взрослых – 98–99,5 %.

Созревание осморегулирующих механизмов у человека проходит несколько этапов, наиболее важные вехи на этом пути – возраст 7–8 мес, 2–3 года и 10–11 лет. Тем не менее относительная напряженность водно-солевого обмена, особенно в экстремальных ситуациях, отмечается в течение всего периода детства.

Особенности мочеобразования у грудных детей и их причины. Особенности объема диуреза, состава мочи и экстраренальной потери воды у детей

Ребенок рождается с незрелой почкой, имеющей дольчатое строение, которое исчезает к 3–5 годам. К этому времени почечный кровоток, строение и иннервация почек ребенка достигает уровня взрослого человека. Наиболее интенсивный рост почек наблюдается в возрасте до 2 лет, затем в 8–10 лет и в 14–18 лет.

Следует напомнить, что новорожденные и дети раннего возраста выводят малоконцентрированную мочу, что связано с морфологической незрелостью и низкой чувствительностью к антидиуретическому гормону (вазопрессину). Поэтому на выведение одного и того же количества веществ ребенку требуется в 2 раза больше воды, чем взрослому. Кроме того, детский организм существенно хуже противостоит потере жидкости, т. к. интенсивность обмена и площадь поверхности тела, приходящиеся на единицу массы, больше, чем у взрослых. Соответственно потеря воды через легкие и кожу значительно больше, чем у взрослых.

Таким образом, у детей по сравнению со взрослыми значительно выше суточный обмен воды, а из-за неразвитости чувства жажды они более склонны к обезвоживанию. Только к 7 годам детский организм достаточно эффективно удаляет избыток воды и экономит жидкость при ее недостатке.

С возрастом изменяется и экстраренальная потеря воды. Кожа, а именно ее роговой слой и эпидермис, достигает зрелости в 7 лет. Т. к. число потовых желез с возрастом не меняется, то с увеличением площади поверхности тела плотность их расположения уменьшается. Морфологической зрелости потовые железы достигают в 7 лет. Потоотделение в подмышечной области начинается с 7 лет, в паховой области, промежности и на коже половых органов с 14–16 лет.

Мочеиспускание. Поступающая по мочеточнику моча собирается в мочевом пузыре – гладкомышечном мешковидном органе, внутренние стенки которого выстланы эпителиальной тканью, а выход из него запирается специальным кольцеобразным мышечным сфинктером. Скопившаяся в мочевом пузыре моча растягивает его стенки и раздражает расположенные там механорецепторы. Дуга мочеиспускательного рефлекса замыкается через спинномозговой центр, расположенный в крестцовом отделе. Импульсы от спинного мозга заставляют сфинктер расслабиться, а гладкую мускулатуру стенок пузыря сократиться. В результате моча выливается наружу через мочеиспускательный канал.

В отличие от абсолютного, относительное количество мочи, выделяемое детьми всех возрастов, больше, чем у взрослых. Определенная особенность характерна для детей и в отношении числа мочеиспусканий, а также их объема, что связано с вместимостью мочевого пузыря и с отсутствием условно-рефлекторной задержки мочеиспусканий. В первый день после рождения возможно полное отсутствие мочеиспусканий. В течение первых дней число их не больше 4–5, к 6–7 дням оно достигает 20–25 в сутки, у грудного ребенка – 15, в 2–3 года – 10, в дошкольном возрасте – 6–7 раз в сутки.

У взрослых днем мочи выделяется в 2–3 раза больше, чем ночью, у детей суточный ритм выделения мочи появляется с четырех недель, но иногда может преобладать ночной диурез.

Количество мочи и частота мочеиспусканий, помимо зависимости от количества принятой жидкости, температуры и влажности окружающего воздуха и одежды, зависят от местных рефлекторных реакций с кожной поверхности. Условно-рефлекторная задержка мочеиспускания начинает осуществляться в возрасте около одного года (приучать детей сигнализировать о необходимости мочеиспускания целесообразно с 3–4 месяцев) и закрепляется к 2 годам (при правильном воспитании). Акт мочеиспускания становится произвольным.

Это обеспечивается контролем со стороны коры головного мозга на основе условных рефлексов. Обычно эти рефлексы у детей формируются к 2 годам настолько прочно, что спонтанное мочеиспускание не происходит ни днем, ни ночью. Однако разного рода стрессы, переутомление, переохлаждение, нарушения сна, неправильный двигательный режим, а также чрезмерные физические и психические напряжения могут приводить к ослаблению этого рефлекса даже у детей школьного возраста – вплоть до полового созревания. Тогда возникает ночное недержание мочи – энурез. Дети нередко очень чувствительны к этому своему «недостатку», хотя их вины в этом обычно нет. Ни коем случае нельзя упрекать и тем более наказывать ребенка в подобной ситуации. Помочь в преодолении этого функционального нарушения могут врачи – психоневролог, уролог и невропатолог.

В период полового созревания энурез обычно проходит без медицинского вмешательства.