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

Глава 4
Физиология системы крови

Изменение количества крови, гематокритного показателя, состава плазмы в онтогенезе

Количество крови, приходящееся на единицу массы тела, у детей больше, чем у взрослых. У новорожденных оно составляет в среднем 15 % (11–20 %), всего около 0,5 литра, у грудных детей – 11 % (9–13 %). К 12–14 годам относительное количество крови снижается до уровня взрослого человека. С возрастом меняется и показатель гематокрита. У новорожденных, в связи с высокой концентрацией эритроцитов, он составляет 54–58 %, но к концу первого месяца жизни снижается до 42–47 %. Самый низкий показатель гематокрита встречается у детей в возрасте 3–4 месяцев (35–37 %). Таким он сохраняется от 1 года до 5 лет и только в 14–16 лет достигает значений взрослого человека.

Состав плазмы детей отличается содержанием многих органических веществ.

Концентрация глюкозы в крови детей ниже, чем у взрослых. У новорожденных она составляет 1,6–2,7 ммоль/л, а к 12–14 годам сравнивается с показателями взрослых людей.

Особенности физико-химических свойств крови и ее белкового состава у детей раннего возраста

Относительная плотность крови (удельный вес) у новорожденных детей насколько выше, чем у взрослых (1,060–1,080). У детей старшего возраста он равен 1,055–1,062.

Вязкость крови относительно велика в первые дни жизни ребенка. Так, на третий-пятый день жизни она составляет 10–15 ед., к концу первого месяца снижается до 5 ед., затем колеблется от 3,5 до 5,2 единиц. Более высокий удельный вес и вязкость крови новорожденных обусловлены повышенным содержанием эритроцитов.

Реакция крови у детей после рождения сдвинута в кислую сторону, но в течение суток ацидоз постепенно уменьшается и к третьему-пятому дню жизни ребенка рН крови приближается к уровню взрослых. Однако на протяжении всего детства имеет место небольшой компенсированный ацидоз. Это обусловлено особенностями метаболизма, образованием недоокисленных продуктов обмена и в связи с этим уменьшением щелочного резерва крови.

Количество белков в крови новорожденных ниже, чем у взрослых, и колеблется от 50 до 60 г/л. К концу первого месяца уменьшается до 48 г/л. Более низкое содержание белка в крови у детей первых месяцев жизни обусловлено недостаточной функцией белково-образовательных систем организма. С возрастом уровень белка увеличивается, особенно интенсивно в первые три года. К трем годам жизни содержание белка в крови детей практически достигает нормы взрослого. Однако необходимо отметить значительные индивидуальные колебания количества белков в крови у детей, входящих в одну и ту же возрастную группу.

У детей первых лет жизни меньше аминокислот, чем у взрослых, причем набор их в значительной мере зависит от вскармливания ребенка. В крови ребенка наблюдается иное, чем у взрослого, соотношение белковых фракций. Так, содержание альбуминов в крови новорожденных несколько снижено, а количество глобулинов, наоборот, повышено, особенно гамма-глобулинов. Содержание гамма-глобулинов относительно более высокое за счет поступления их к плоду от матери через плацентарный барьер. После рождения полученные от матери гамма-глобулины расщепляются и к трем месяцам жизни уровень их снижается до минимума. К двум-трем годам он практически достигает нормы взрослых, как и количество альбуминов, которое было также относительно низким. Содержание достигает к трем годам нормы взрослого.

Особенности клеточного состава крови и его изменения с возрастом

До начала костномозгового кроветворения концентрация эритроцитов в крови плода очень мала. Так, в начале четвертого месяца внутриутробного развития содержание эритроцитов составляет 1,5·10¹² в литре крови. С началом костномозгового кроветворения, т. е. с возраста плода 13–14 недель, количество эритроцитов быстро нарастает. Эритроциты плода в два раза крупнее, чем у взрослых, многие из их имеют ядро и содержат большое количество Нв. У новорожденного ребенка в крови содержится 0,1 % ядросодержащих эритроцитов.

Для новорожденных характерно явление пойкилоцитоза, т. е. наличие в крови до 8 % эритроцитов различной формы, а также анизоцитоза, т. е. наличие в крови эритроцитов различной величины диаметром от 3,0 до 10 микрон, причем преобладают крупные клетки. К 3–6 месяцу размеры эритроцитов уменьшаются и возникает микроцитоз.

У взрослого человека в крови обычно содержится 4,5–5,0 млн/мм³ эритроцитов, соответственно гемоглобина 140–160 г/л. С возрастом количество эритроцитов значительно меняется.

У новорожденных количество эритроцитов может превышать 7 млн/мм³, соответственно содержание гемоглобина более 160 г/л. К шестому дню жизни эти показатели снижаются, а к 3–4 годам вновь увеличиваются. В возрасте 6–7 лет отмечается замедление, а с 8 лет вновь нарастание количества эритроцитов и соответственно, гемоглобина. Снижение числа эритроцитов ниже 3 млн и гемоглобина ниже 60 % свидетельствует об анемии.

Количество эритроцитов с возрастом изменяется следующим образом: после рождения концентрация эритроцитов у ребенка может доходить до 6·10¹²/л, с возможными колебаниями от 4,5 до 7·10¹²/л. Со второго дня жизни ребенка в связи с интенсивным разрушением эритроцитов концентрация их в крови падает и к третьему—пятому дню составляет около 4,3·10¹²/л. Усиленный распад эритроцитов связан, по-видимому, с заменой в эритроцитах фетального гемоглобина (HbF) на гемоглобин взрослых (HbA). Из гемоглобина разрушенных эритроцитов образуется большое количество билирубина. В плазме крови детей этого возраста билирубина содержится в 8–9 раз больше, чем у взрослых, и он откладывается в коже. Этим объясняется появление у большинства новорожденных так называемой физиологической желтухи, которая развивается уже на второй день, а к седьмому-десятому дню исчезает.

После 6 месяцев, а в основном после 1 года, количество эритроцитов ребенка постепенно увеличивается и к 14–15 годам становится таким же, как у взрослых.

В крови у детей повышено содержание ретикулоцитов (молодых форм эритроцитов), поэтому верхняя граница осмотической стойкости клеток составляет 0,48–0,52 %, нижняя – 0,24–0,3 %. У школьников границы осмотической стойкости эритроцитов становятся такими же, как у взрослых.

Одной из важных особенностей системы крови у детей раннего возраста является функционирование практически всего костного мозга. Лишь на четвертом году жизни постепенно красный костный мозг превращается в желтый, завершается этот процесс ко времени полового созревания. О высокой активности кроветворения свидетельствует большое количество молодых клеток в периферической крови в период новорожденности.

Достаточно велико и количество лейкоцитов. Так, в 1 л крови их содержится от 10 до 30·10⁹ и подвержено значительным индивидуальным колебаниям. Начиная со второго дня жизни ребенка количество лейкоцитов начинает падать. У детей 1 года оно колеблется от 6 до 22·10⁹, в среднем составляя 11·10⁹ /л. У детей от 13 до 15 лет число лейкоцитов практически соответствует взрослой норме.

При этом чем меньше возраст ребенка, тем больше в его крови незрелых форм лейкоцитов.

В первые годы жизни кровь ребенка характеризуется повышенным содержанием лимфоцитов и низким – нейтрофилов. Этим отчасти объясняется детская восприимчивость к инфекционным заболеваниям. К 5–6 годам количество нейтрофилов и лимфоцитов выравнивается, после этого процент нейтрофилов неуклонно растет.

Лейкоцитарная формула детей имеет своеобразный характер и с возрастом изменяется. В первые 3–4 дня отмечается абсолютная нейтрофилия с регенеративным сдвигом. Спустя 5–7 дней число нейтрофилов равно количеству лимфоцитов, после чего содержание нейтрофилов снижается, а лимфоцитов увеличивается (первый лейкоцитарный «перекрест»). Максимальное содержание лимфоцитов отмечается на втором-третьем месяце жизни и в 4 года. На пятом-шестом году происходит второй лейкоцитарный «перекрест», после которого происходит увеличение числа нейтрофилов и снижение лимфоцитов. К 15 годам число нейтрофилов достигает 50 %, лимфоцитов – 37 %.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) у новорожденных и грудных детей замедлена.

В крови новорожденных содержится большое число юных форм тромбоцитов.

У плода отсутствует важный фермент эритроцитов – угольная ангидраза. У новорожденных этот фермент содержится в значительно меньшем количестве, чем у взрослых. Угольная ангидраза новорожденных примерно в пять раз менее активна, чем у взрослых. Уровень фермента, характерный для взрослого, устанавливается у ребенка лишь к 5 годам. Активность других ферментов, содержащихся в крови детей, в ранние сроки постнатального периода также ниже, чем у взрослых. Затем активность таких ферментов, как амилаза, липаза, каталаза, систематически увеличивается, причем на активность ферментов влияет способ вскармливания, условия жизни, наличие заболеваний и т. д.

Взятие крови у новорожденных и детей грудного возраста производят путем укола в мякоть пупочной области, а забор большого количества крови для сложных биохимических исследований – путем введения полой иглы от шприца в височную вену. Последнее допустимо только в клинических условиях.

Особое внимание следует обратить на то обстоятельство, что в детском возрасте гемопоэтическая система обладает высокой реактивностью и регенераторными способностями. Это объясняется относительной незрелостью соединительной ткани, а также сохранением недифференцированных полипотентных клеток. Указанные особенности являются причиной того, что у детей раннего возраста лейкоцитоз может развиваться под влиянием самых различных факторов как физиологического, так и патологического характера. Например, выраженный лейкоцитоз может наблюдаться у детей под влиянием страха, боли, глубокого форсированного дыхания, кашля, натуживания, физической нагрузки и т. д. Сильные раздражители, инфекция, интоксикации могут вызвать не только увеличение числа лейкоцитов периферической крови, но и выраженный регенеративный сдвиг. Эти особенности системы кроветворения маленьких детей и являются причиной возникновения так называемых лейкемоидных реакций.

Особенности гемоглобина плода и динамика его перехода в гемоглобин взрослого

Параллельно с изменением качественного и количественного состава эритроцитов в крови у детей изменяется содержание гемоглобина. У плода до 7–12-недельного возраста в эритроцитах содержится примитивный гемоглобин (НвР) К третьему месяцу он замещается фетальным гемоглобином. Оба эти вида гемоглобина обладают почти в два раза большим сродством к кислороду, чем гемоглобин взрослых. После рождения в крови ребенка содержится 70–90 % фетального гемоглобина, а остальные 10–30 % – НbА. К 6–8-месячному возрасту фетального гемоглобина остается 1–2 %, а к концу 1 года он полностью заменяется взрослым гемоглобином.

У плода количество Нв понижено и только к шестимесячному возрасту достигает 140 г/л. У новорожденных в связи с увеличением количества эритроцитов Нb в крови 200–220 г/л. Со второго дня жизни ребенка в связи с разрушением эритроцитов количество Нb начинает падать и к 3–4-му месяцу становится минимальным, снижаясь почти до 110 г/л. Наступает так называемая физиологическая анемия. В это время уменьшается концентрация эритроцитов и их объем, что дает основание считать причиной этой анемии недостаток в организме ребенка железа. Затем количество Нb в крови детей постепенно нарастает и к 14–16 годам становится таким же, как и у взрослых.

Цветной показатель, который показывает степень насыщения эритроцитов гемоглобином, у новорожденных выше, чем у взрослых, т. е. имеет место гиперхромия, обусловленная большим содержанием Нb в эритроцитах. После первого года жизни ЦП у детей почти такой же, как и у взрослых, т. е. около 1, что называется нормохромией.

Становление системы свертывания крови в онтогенезе

В первые 2 дня после рождения свертывание крови у детей замедлено, но к седьмому дню приближается к норме взрослого.

Фибриноген и протромбин в небольших количествах появляются в крови эмбриона только на пятом месяце развития. Содержание факторов, препятствующих свертыванию крови, например гепарина, в крови эмбрионов, наоборот, повышено. В момент рождения количество антикоагулянтов снижается. С 6 месяцев внутриутробного развития коагуляционные свойства крови плода близки к норме взрослого. К моменту рождения содержание фибриногена на 10–30 % меньше, чем у взрослых, особенно на второй день.

Это обстоятельство вместе с выраженной гипопротромбинемией обусловливают пониженную свертываемость крови. Как следствие у таких детей могут возникать кровоизлияния, а при оперативных вмешательствах – кровотечения. К концу первой недели жизни содержание протромбина нарастает, но остается ниже, чем у взрослых, и лишь к концу первого года жизни достигает величины, соответствующей норме для взрослого человека. Начало свертывания крови у новорожденных находится в пределах нормы взрослого – 4,5–6 минут (по Масс и Магро), окончание запаздывает до 9–10 минут. У детей грудного возраста и старше свертывание крови заканчивается через 4–5,5 мин. Продолжительность кровотечения (по Дуке) у детей всех возрастных групп равна 2–4 мин, т. е. находится в пределах нормы взрослого.

Замедленное свертывание крови у новорожденных объясняется, по-видимому, недостаточной функциональной зрелостью печени, синтезирующей факторы свертывания не в полном объеме, отсутствием кишечной флоры, необходимой для синтеза витамина К, более низким содержанием Са⁺⁺.

От 2 до 12–14 лет содержание в крови отдельных факторов свертывающей системы индивидуально колеблется, но в среднем соответствует нормам взрослого.

Глава 5
Физиология кровообращения

Кровообращение плода, изменения в системе кровообращения после рождения

Оформление сердечно-сосудистой системы начинается со второй-третьей недели и заканчивается в конце третьего месяца эмбриональной жизни. Самое активное развитие сердца происходит с 21-й по 42-й день. С четвертого месяца до момента рождения идет созревание и развитие сердечнососудистой системы, особенно развитие миокарда.

Воздействие вредных факторов (наследственные, эндокринные, инфекционные, сердечно-сосудистые заболевания, неправильный режим и питание, медикаментозные и другие воздействия) в течение первых трех месяцев беременности могут привести к различным патологическим нарушениям работы сердца и сосудов у ребенка.

Первоначально сердце закладывается в области будущей шеи в виде трубок, к середине четвертой недели сердце становится двухкамерным, а к концу пятой недели трехкамерным. Между предсердиями имеется овальное отверстие. На шестой неделе начинается разделение желудочков, которое заканчивается в течение седьмой недели. Перемещение сердца из области шеи в грудную полость начинается в конце второго месяца.

Малый круг кровообращения у плода почти не функционирует. Оба желудочка сердца нагнетают кровь в аорту.

В период внутриутробной жизни разные органы снабжаются различной по количеству и качеству кровью. В лучших условиях кровоснабжения находятся сердце и головной мозг.

После рождения ребенка происходят значительные гемодинамические изменения, обусловленные прекращением плацентарного кровообращения и возникновением дыхания.

При наполнении легочных сосудов кровью давление в них становится ниже, чем в аорте, и поступление крови из легочной артерии в аорту прекращается. Боталлов проток спастически сжимается, а к третьему-четвертому месяцам жизни у большинства людей зарастает. В возрасте 5–7 месяцев зарастает и овальное отверстие. Таким образом, происходит разделение венозного и артериального тока крови.

Особенности строения и свойств сердечно-сосудистой системы у детей

Возрастные особенности кровообращения у детей наиболее четко выражены в период новорожденности и грудного возраста, позднее – в период полового созревания.

К моменту рождения ребенка его сердце уже имеет 4-камерную структуру, однако между двумя предсердиями еще имеется овальное отверстие, соответственно кровь частично смешивается. Кроме того, аорту и легочную артерию соединяет специальный артериальный проток. Закрытие этого протока происходит на первые-восьмые сутки, анатомическое зарастание протока – в 3–4 месяца, а отверстия между предсердиями – к 5–7 месяцам.

В период новорожденности происходит перестройка кругов кровообращения и приспособление сердечно-сосудистой системы к резко изменившимся при рождении условиям внешней среды. В течение первого года жизни сердечно-сосудистая система обеспечивает повышенную потребность интенсивно растущего организма в питательных веществах и кислороде. В период полового созревания она испытывает влияние соответствующей гормональной перестройки организма.

Сердечно-сосудистая система детей, особенно раннего возраста, обладает хорошими компенсаторными возможностями вследствие морфофункциональных особенностей детского сердца и сосудов. К ним относятся, в частности, высокая регенеративная способность миокарда, лучшее кровоснабжение сердечной мышцы, просвет венечных сосудов имеет относительно большую величину, нервный аппарат теснее связан с коронарными сосудами, более развита на единицу веса миокарда проводящая система, сосуды легко образуют коллатерали и т. д.

В детском возрасте происходит непрерывный рост и функциональное совершенствование всей сердечно-сосудистой системы и аппарата ее регуляции. Особенно энергично растет и качественно совершенствуется сердечно-сосудистая система в первые два года жизни, а также в период полового созревания.

В общем плане анатомического строения сердце новорожденного сходно с сердцем взрослого, т. к. имеет те же отделы и пути тока крови. Отличия заключатся в следующем: малые абсолютные размеры и вес, поперечное положение в грудной клетке, масса правого отдела равна массе левого, легочная артерия шире, чем аорта. Сердце новорожденного уплощено, имеет овальную или шаровидную форму, что является следствием недостаточного развития желудочков. Лишь к шести годам сердце ребенка приобретает такую же форму, как у взрослого.

С возрастом признаки недоразвития постепенно сглаживаются. Рост сердца происходит преимущественно за счет утолщения левого желудочка. Положение сердца в грудной клетке становится более вертикальным. К концу первого года жизни соотношение массы левого и правого желудочков составляет 2,5:1 (у взрослых – 3,5: 1).

С возрастом меняется расположение верхушечного толчка, который образуется за счет удара сердца о грудную клетку при каждой систоле. В грудном возрасте он определяется в четвертом межреберье снаружи от левой соковой линии и выражен слабо, т. к. межреберные промежутки малы, а подкожно-жировой слой развит хорошо. С возрастом верхушечный толчок смещается книзу и вовнутрь. С конца второго года жизни он переходит в пятое межреберье, но остается снаружи от соска. В дошкольном возрасте верхушечный толчок находится вовнутрь от соска. В 7–12 лет – на 0,5 см внутрь от соска. У старших подростков и взрослых он расположен в пятом межреберье на 3 см вовнутрь от левой среднеключичной линии.

С возрастом происходит нарастание массы сердца, хотя относительно массы тела сердце у детей больше, чем у взрослых. Особенно интенсивный рост сердца происходит в течение первых двух лет, в 12–14 лет и в 17–20 лет. Рост предсердий в течение первого года жизни опережает рост желудочков, только после 10 лет желудочки начинают расти быстрее. Причем в первые годы жизни масса сердца у мальчиков больше, чем у девочек, в 12–13 лет – наоборот, а к 16 годам сердце девочек вновь начинает отставать в массе от сердца мальчиков. У взрослых мужчин масса сердца – 220–300 г, у женщин – 180–220 г.

У новорожденных и детей в раннем возрасте (до 3 лет) влияние симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы, регулирующей работу внутренних органов, еще не сбалансировано. Поэтому повышенная активность симпатической системы определяет более частый пульс новорожденных – 140 уд/мин. С возрастом происходит снижение пульса до 85–90 уд/мин в 8–10 лет, а к 15 годам частота пульса приближается к уровню взрослого – 75 ударам в минуту. Становление центров регуляции сердечной деятельности завершается к 7 годам.

Большей частоте пульса соответствует и иная продолжительность сердечного цикла. У новорожденных он длится 0,4–0,5 сек, у детей 6–7 лет – 0,63 сек, у взрослого – 0,8 сек. Следует отметить, что у детей механическая систола короче электрической и составляет 89 % последней.

Минутный объем крови на единицу массы тела у новорожденного ребенка составляет 140 мл, у взрослых – 70 мл, т. е. у детей в два раза больше.

С возрастом увеличивается ударный (систолический) и минутный объемы сердца. Минутный объем крови (МОК) при умеренной физической нагрузке во всех возрастах повышается за счет увеличения ударного объема сердца (УОС). При предельно больших нагрузках наступает учащение сердцебиения. Чем меньше возраст, тем быстрее во время работы увеличивается МОК за счет частоты сокращений сердца (ЧСС).