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

Особенности пищеварения в желудке у детей первого года жизни: особенности строения желудка, желудочный сок, регуляция его функций

Желудок у новорожденных имеет округлую форму, которая после 1,5 лет становится грушевидной. Форму «взрослого» желудок приобретает к 6–11 годам.

Желудок среднего новорожденного весит 6 г, а площадь его внутренней поверхности составляет примерно 39 см². При увеличении размеров тела абсолютная масса и поверхность слизистой желудка постепенно возрастают. Относительная масса желудка (в процентах от массы тела) постепенно увеличивается на протяжении первого года жизни ребенка, затем происходит резкое увеличение в связи с переходом на смешанное питание. В целом увеличение относительных размеров желудка продолжается до 5–7 лет, т. е. до полуростового скачка. У взрослого человека относительная величина массы желудка оказывается несколько ниже, чем у детей, ведь ему уже не нужно так много пищи для обеспечения его энергетических и пластических потребностей. Вес желудка взрослого человека составляет свыше 150 г., площадь слизистой – более 500 см².

В период грудного вскармливания пищеварение у детей протекает главным образом не в полости желудка, а на поверхности выстилающих его клеток, это так называемое пристеночное, или мембранное, пищеварение. При переводе на смешанное вскармливание увеличивается роль полостного пищеварения.

Желудочные железы, вырабатывающие желудочный сок, соляную кислоту и слизь, к моменту рождения развиты слабо. В связи с этим кислотность желудочного сока и активность ферментов у новорожденных значительно ниже, чем у взрослых. Кислотность их желудка обусловлена молочной кислотой, тогда как у взрослого – соляной кислотой, максимальная секреция которой отмечается в возрасте 15–16 лет. Из-за слабой кислотности желудочный сок у детей до 6–7 лет обладает слабыми бактерицидными свойствами, поэтому дети очень восприимчивы к желудочно-кишечным инфекциям. У подростков 13–14 лет активность желудочных ферментов резко падает. Полного развития желудочное пищеварение достигает к 16–17 годам.

Кислотность и ферментативная активность желудочного сока у детей низкая. У одномесячного ребенка кислотность достигает всего 3,6–10 титрационных единиц, а у восьмимесячного – 12–21. Только к 1 году – 1 году 3 месяцам жизни кислотность достигает того уровня, при котором возможно переваривание животных белков пепсином желудочного сока. С возрастом кислотность возрастает, достигая у детей школьного возраста 30–35 титрационных единиц, а у детей 12 лет она составляет уже 40–60, т. е. соответствует уровню кислотности желудочного сока взрослого человека.

В желудочном соке ребенка относительно много молочной кислоты. Вследствие недостаточной кислотности желудочного сока у детей первого года жизни в желудке переваривается лишь около 20–30 % всего поступающего с пищей белка. Остальной белок расщепляется в кишечнике, главным образом за счет протеолитических ферментов поджелудочной железы.

В отличие от пепсина, количество которого в желудочном соке детей первого года жизни невелико, химозин (реннин), содержащийся в значительных количествах, хорошо створаживает казеин молока, поскольку обладает активностью в любой среде. Оптимальное его действие отмечается при рН 6,0–6,5.

Развитие секреторной активности желудка протекает весьма медленно и в большой мере зависит от характера питания, т. е. от режима, этнических и семейных традиций. Различия между мальчиками и девочками начинают проявляться в возрасте около 8 лет, причем у мальчиков в 10, а у девочек в 9 лет наблюдается напряжение желудочного пищеварения, и этот возраст является переломным моментом в становлении желудочной секреции. У подростков 13–14 лет активность желудочных ферментов резко падает. Причины этого явления не вполне ясны, хотя очевидно, что здесь сказывается влияние процессов полового созревания. К 16–17 годам секреция желудочных желез и активность ферментов подростка достигают уровня взрослого человека. Следует отметить, что уже в детском и подростковом возрасте повышенная и пониженная кислотность желудочного сока становятся весьма распространенным явлением: только 1/3 детей обладают нормальной кислотностью. Это говорит о наличии устойчивых типов желудочной секреции уже в детском возрасте, что необходимо учитывать при организации режима питания детей. Здесь следует проявлять больше гибкости и согласовывать действия взрослых (родителей и воспитателей) с запросами самого ребенка.

Кроме пепсина и химозина (реннина) в желудочном соке детей содержится относительно большое количество липазы, которая способна расщеплять эмульгированные жиры. При грудном вскармливании расщепление жиров молока происходит достаточно энергично еще и в связи с тем, что в женском молоке содержится собственная липаза, которая активируется липокиназой желудочного сока детей.

Особенности пищеварения в тонкой кишке новорожденных и грудных детей. С первых же дней жизни кишечные железы ребенка выделяют сок, содержащий в небольших количествах разнообразные ферменты, в том числе и энтерокиназу, щелочную фосфатазу, эрепсин, мальтазу, лактазу, нуклеазу. Однако, за исключением лактазы, активность этих ферментов в раннем возрасте невысока.

Структурно-функциональные и регуляторные особенности поджелудочной железы и печени новорожденных и грудных детей. Роль желчи в пищеварении

В качестве пищеварительной железы поджелудочная железа синтезирует панкреатический сок, поступающий в самый верхний отдел кишечника – двенадцатиперстную кишку. В период до 8 лет поджелудочная железа имеет относительно более крупные размеры, чем у взрослых.

Возможно, это связано с относительно высокой потребностью детского организма в углеводах в связи с интенсивным энергообменом, обеспечивающим активный рост и дифференцировку клеток и тканей. Ведь гормон поджелудочной железы – инсулин определяет способность всех клеток тела усваивать глюкозу из крови.

В раннем периоде развития детского организма поджелудочная железа функционирует относительно слабо, выделяя небольшое количество сока. Роль этого сока в пищеварении у детей раннего возраста чрезвычайно высока. Наибольшее значение в процессе кишечного пищеварения у детей имеет протеолитический панкреатический фермент трипсиноген, который под влиянием кишечной энтерокиназы превращается в активный трипсин. Роль трипсина у детей в расщеплении пищевого белка гораздо более существенная, чем пепсина желудочного сока, который при отсутствии соляной кислоты не может проявлять свои протеолитические свойства. Важное значение имеют также липаза и амилаза поджелудочного сока.

В отличие от желудка поджелудочная железа с самого рождения выделяет все ферменты, характерные для взрослого человека, однако активность их значительно ниже. Максимальных значений активность панкреатического сока достигает к 4–6 годам. Около 72 % от общего количества белков панкреатического сока составляют протеолитические ферменты, т. е. ферменты, предназначенные для переваривания белков. Протеолитическая активность секрета поджелудочной железы уже в первые месяцы жизни ребенка находится на довольно высоком уровне, который постепенно еще увеличивается, достигая максимума в 4–6 лет. Липолитическая активность (способность переваривать жиры) также увеличивается к концу первого года жизни и остается высокой до девятилетнего возраста. Амилолитическая активность (способность переваривать углеводы) от рождения до годовалого возраста увеличивается в 3–4 раза, а максимальных значений достигает в возрасте 6–9 лет. Дальнейшая динамика сильно зависят от условий существования организма и имеют адаптивный характер.

Функциональное созревание поджелудочной железы завершается к 15–16 годам.

Печень продуцирует важный пищеварительный сок – желчь, участвующую в расщеплении жиров. Печень новорожденного относительно больше, чем у взрослого. У новорожденных она составляет 4,3–5 % массы тела (у взрослых – 2,3 %). Она выступает из-под реберного края и хорошо пальпируется. Масса печени удваивается к 8–10 месяцам и утраивается к 2–3 годам жизни. Особенно интенсивен рост органа в 14–15-летнем возрасте. К 8 годам печень имеет такое же строение, как и у взрослых.

Печень детей раннего возраста является самым большим органом с хорошо развитой левой половиной. Правая половина печени становится по размеру и весу больше левой лишь к 6 годам. Орган новорожденных содержит много гликогена, что очень важно для энергетического обеспечения жизни малыша в первые часы жизни. Обезвреживающая функция печени у новорожденных и грудных детей снижена.

В печени новорожденного еще не сформирован целый ряд ферментных систем, замедленно разрушаются такие гормоны, как альдостерон и антидиуретический гормон. Прямой билирубин почти не образуется. У многих новорожденных на 1–3-й день после рождения появляется желтуха, достигающая максимума на 3–4-й день и исчезающая на 11–12-й день (физиологическая желтуха). У недоношенных она возникает чаще и продолжается дольше. Во время внутриутробного развития основным путем выделения билирубина из организма плода является плацента и в меньшей степени – печень. После рождения вся нагрузка падает на печень, которая к этому времени еще не способна превращать непрямой билирубин в прямой последующим удалением через почки. Вторым путем устранения непрямого билирубина является его связывание с альбуминами. Но т. к. у новорожденных всегда есть гипоальбуминемия, то и этот путь затруднен. Детям первых месяцев жизни не рекомендуется давать лекарственные вещества, препятствующие образованию прямого билирубина в печени (сульфаниламиды, салицилаты), т. к. это может привести к развитию желтухи.

Желчь детей бедна желчными кислотами, холестерином, лецитином, солями, пигментами, но богата муцином, а в период новорожденности – мочевиной. В составе желчи детей характерно преобладание таурохолевой кислоты над гликохолевой. Таурохолевая кислота обладает большим антисептическим и сокогонным действием, усиливает отделение панкреатического сока.

Емкость желчного пузыря ребенка в возрасте до 3 месяцев равна 3,2 см³, в 1–2 года – 8,5 см³ в 6–9 лет – 33,6 см³, у взрослых 50–65 см³. С возрастом увеличивается способность желчного пузыря концентрировать желчь. Это отчасти связано и с тем, что скорость опорожнения пузыря в детском возрасте выше.

У новорожденных печень находится в состоянии функциональной недостаточности, но с возрастом количество выделяющейся желчи увеличивается и на 1 кг массы тела становится даже больше, чем у взрослого.

Структурно-функциональные особенности толстой кишки детей первого года жизни

Кишечник плода стерилен. Бактерии в нем появляются через 24–48 часов после рождения. Бактериальная флора играет большую роль: она обладает защитными антитоксическими свойствами, препятствует развитию патогенных бактерий. Бактерии усиливают гидролиз белков, подвергают брожению углеводы, омыляют жиры и растворяют клетчатку, способствуя процессам ферментативного переваривания пищи. Кроме того, бактерии синтезируют витамины группы В и витамин К. Процессов гниения у детей первых месяцев жизни в кишечнике нет.

Акт дефекации у грудных детей происходит рефлекторно, без участия волевого компонента. Способность к произвольной дефекации возникает только к концу первого года жизни. Частота дефекации у новорожденных и грудных детей в связи с высокой перистальтической активностью кишечника значительно больше, чем у взрослых: у новорожденных 4–5 раз в сутки, у грудного ребенка 2–3 раза, и лишь к первому году жизни их число сокращается до 1–2 раз в сутки. При искусственном вскармливании частота дефекаций обычно меньше. В отдельных случаях с самого раннего возраста стул у ребенка бывает редким – один раз в сутки и даже один раз в два дня.

У новорожденных выделяется первичный кал – меконий в виде густой вязкой массы. Меконий состоит из секретов пищеварительного тракта, слущенного кишечного эпителия и проглоченных околоплодных вод, желчных пигментов. С третьего-четвертого дня жизни меконий заменяется обычным стулом, свойственным детям. У детей, вскармливаемых грудным молоком, кал имеет кислую реакцию и содержит много бифидобактерий. У детей-искусственников кал щелочной реакции и содержит кишечную палочку.

Особенности двигательной активности желудочно-кишечного тракта, всасывания и нейрогуморальной регуляции пищеварения у детей

Кишечное пищеварение. В тонком кишечнике продолжается процесс переваривания пищи, причем здесь же происходит всасывание многих продуктов гидролиза белков, жиров и углеводов. Этому способствует анатомическое устройство кишечника. У взрослого человека внутренняя поверхность кишки имеет многочисленные складки и достигает 0,7 м². При этом на каждом квадратном сантиметре поверхности находится 2–3 тыс. ворсинок, которые увеличивают площадь поверхности до 4–5 м², что в 2–3 раза превышает поверхность тела человека. Каждая из ворсинок покрыта еще множеством микроворсинок, что многократно увеличиваем общую поверхность всасывания.

С возрастом существенно изменяется анатомическая длина тонкого и толстого кишечника, а также относительные величины этих показателей. Наиболее интересны изменения длины кишечника по отношению к длине туловища: максимальная величина этого показателя регистрируется у детей 1–4 лет, т. е. в период перехода на смешанное и взрослое питание. В этот же возрастной период у детей наиболее развито пристеночное пищеварение, которое обеспечивается внутренней полостью тонкой кишки. Относительная длина толстого кишечника, в отличие от длины тонкого кишечника, продолжает увеличиваться у детей вплоть до достижения ими взрослости, что, вероятно, связано с увеличением грубой, трудноперевариваемой пищи в рационе взрослого человека.

Возрастные особенности пищеварительной функции кишечника человека изучены мало, что связано с очевидными трудностями методического характера. Тем не менее многочисленные исследования, проведенные на высших животных, позволяют представить себе общую картину онтогенеза кишечного пищеварения. В раннем постнатальном онтогенезе млекопитающих, когда единственной пищей является материнское молоко, секреция основных ферментов, обеспечивающих пищеварение в желудке и кишечнике, находится на очень низком уровне. Естественно, это ограничивает возможности полостного пищеварения. По мнению А. М. Уголева, для усвоения молока в этот период вполне достаточно пристеночного пищеварения. При переходе от молочного питания к дефинитивному меняется не только набор ферментов, но и их распределение вдоль кишечной трубки. На фоне смешанного питания формируются новые взаимоотношения между полостным и пристеночным пищеварением, которые, по-видимому, могут меняться в зависимости от характера пищи. В онтогенезе человека соответствующие изменения происходят в течение первых 6–12 месяцев в после рождения.

Способность к всасыванию многих веществ путем активного транспорта отмечается уже к моменту рождения. У детей до 10 лет из полости желудка могут всасываться различные водные и спиртовые растворы, также некоторые лекарственные вещества; после 10 лет эта способность сохраняется только в отношении спиртовых растворов.

Процессы возрастного развития всасывательной функции кишечника слабо изучены. Известно, что как сахара, так и аминокислоты способны транспортироваться через кишечную мембрану у плодов. У новорожденных эта способность быстро нарастает, достигая высоких значений через несколько дней после рождения. Липиды всасываются в слизистой кишечника в раннем постнатальном периоде сильнее, чем у взрослых. Также более интенсивно в раннем возрасте происходит всасывание некоторых витаминов (например, В₁₂). Физиологический смысл этих особенностей кишечного пищеварения в раннем возрасте очевиден.

В толстом кишечнике всасывается главным образом вода и формируются каловые массы. Однако в ограниченном количестве может всасываться глюкоза. Иногда этим пользуются в лечебных целях (клизмы). Разнообразные расстройства кишечника, вызванные кишечными бактериями или вирусами, резко снижают проницаемость толстого кишечника для воды, и в результате формируются жидкие испражнения. В некоторых случаях (дизентерия, холера) это может приводить к тяжелому обезвоживанию организма и опасно для жизни.

Стенки кишечника ребенка до 7–8 лет отличаются повышенной проницаемостью, что создает предпосылки для развития токсикоза при поступлении из кишечника в кровь токсических веществ и продуктов неполного переваривания пищи. В частности, одной из важных причин развития диатезов в детом возрасте и аллергизации организма ребенка является повышенная проницаемость кишечной стенки для продуктов неполного расщепления белка. Более того, некоторые белки (например, белки сыворотки, казеин), в небольших количествах могут всасываться даже в неизмененном виде. Аналогичным образом всасываются из кишечника в кровь новорожденного и грудного ребенка альбумины и глобулины грудного молока, а также антитела, находящиеся в нем. Последнее обстоятельство имеет громадное значение для формирования естественной резистентности организма ребенка, особенно в первые 2 месяца жизни, когда собственная иммунная система еще недостаточно сформирована. Проницаемость стенки кишечника и желудка может существенно изменяться под влиянием ряда внешних факторов (переохлаждение, перегревание, инфицирование, нарушение диеты и т. п.), что, естественно, нарушает функцию всасывания.

Следует отметить, что активное всасывание питательных веществ у детей до 10 лет происходит в желудке, в то время как у взрослых – в тонком кишечнике.

Моторная функция. Перистальтика – способность желудочно-кишечного тракта продвигать пищевую массу у детей развита слабее, чем у взрослых. У новорожденных и детей раннего возраста метасимпатическая автономная нервная система (нервные сплетения в стенках внутренних органов и сосудов) недоразвита, что вместе с незрелостью мышечного слоя желудка и кишечника объясняет слабую моторику (перистальтику) желудочно-кишечного тракта. В течение первых трех лет жизни перистальтика нарастает и стабилизируется с трехлетнего возраста.

Моторная функция желудочно-кишечного тракта детей имеет ряд существенных особенностей. В частности, моторная функция желудка у детей раннего возраста выражена слабо, перистальтика относительно вялая, тогда как объем газового пузыря увеличен. Вход в желудок у детей раннего возраста широк, кардиальный сфинктор выражен слабо, однако мышечный слой привратника достаточно развит. Во время проглатывания молока в желудок ребенка попадает значительное количество воздуха, который легко может выходить через кардиальное отверстие. При вертикальном положении ребенка воздушный пузырь занимает самое верхнее положение в желудке и, раздражая рецепторы, вызывает отрыжку. При горизонтальном положении воздух, выходящий из желудка, увлекает за собой и его содержимое. Чтобы воздух при отрыжке выходил без молока, т. е. для предотвращения срыгивания, после кормления ребенка необходимо осторожно перевести в вертикальное положение.

Другой, еще более существенной причиной частых срыгиваний у детей раннего возраста является наличие упругого тонуса мускулатуры желудка. Это исключает возможность поступления молока в количествах, превышающих объем полости желудка. При попадании в желудок больших количеств молока (при перекармливании) закономерно возникает срыгивание.

При грудном вскармливании желудок опорожняется через 2–3 часа, при вскармливании коровьи молоком – через 3–4 часа.

Для изучения моторной функции желудка используется наружная электрогастрография, позволяющая записывать биотоки желудка с поверхности тела. У доношенных новорожденных регистрируется низкая амплитуда электрогастрограммы. На первом году жизни величина потенциалов электрогастрограммы существенно нарастает, достигая максимальных значений у детей 1–3 лет, затем в возрасте от 1 до 7 лет снижается и остается стабильной у детей старше 7 лет. Частота перистальтических сокращений у новорожденных детей также оказывается наименьшей, затем нарастает в течение первых 3 лет жизни и стабилизируется уже с трехлетнего возраста.

В отличие от желудка, моторика кишечника у детей гораздо более энергична, чем у взрослых, но отличается непостоянством. Она может резко усиливаться под влиянием как местных раздражений (пальпация, сдавливание, перетягивание и т. д.), так и при возникновении ацидоза тканей, гипоксии, перегревании, резком звуковом раздражении, крике, общем двигательном беспокойстве и т. п. Весь путь по тонкому кишечнику пищевая кашица у новорожденных проходит за 4–18 часов; у грудных детей – за 12–30 часов. При искусственном вскармливании продолжительность перемещения пищи по кишечнику возрастает. Относительная гиперкинезия желудочно-кишечного тракта у детей от 1 года до 3 лет, т. е. в период перехода на смешанное и дефинитивное питание, может иметь важное функциональное значение. Активные сокращения желудка могут способствовать механической обработке пищи. Перемешивание улучшает условия всасывания, а также активизирует процессы пристеночного пищеварения, которое в этом возрасте играет еще очень важную роль.

Брыжейка кишечника длинная, легко растягивается, что при усиленной перистальтике и недостаточной координации сокращений кольцевой и продольной мускулатуры создает предрасположенность к грыжеобразованию, завороту кишок и инвагинации.

Прямая кишка новорожденных и грудных детей тонкостенная, со слабо выраженным мышечным слоем, лишена ампулярной части и плохо фиксирована. В результате при увеличении напряжения мышц брюшного пресса и при повышении внутрибрюшного давления прямая кишка может выпячиваться или даже выпадать.

Наиболее существенные возрастные изменения в секреции желудочного сока происходят до 7 лет, однако на этом процесс развития пищеварительной функции не заканчивается. Лишь после достижения половой зрелости завершается формирование морфофункциональных свойств пищеварительной системы. В подростковом возрасте формируется тип желудочной секреции, тесно связанный с типом конституции. В этом же возрасте нередко начинают проявляться разнообразные отклонения от нормы в деятельности желудочно-кишечного тракта, среди которых могут быть как повышенная, так и пониженная секреторная активность желудка.

Нейрогуморальная регуляция пищеварения. Моторная функция желудочно-кишечного тракта регулируется в основном нервными влияниями, причем существенную роль в этом играет мозжечок. Возбуждающие и тормозящие импульсы от мозжечка передаются по блуждающим и чревным нервам. В раннем онтогенезе постепенно усиливаются тормозные влияния нервных центров, а пороги раздражения снижаются. Иными словами, моторная функция желудочно-кишечного тракта по мере развития испытывает все большее влияние центральных контролирующих структур.

Управление процессами желудочного пищеварения осуществляется сложным механизмом нейрогуморальной регуляции. Большое значение придается гормону пищеварения гастрину, который секретируется особыми клетками слизистой оболочки желудка и верхних отделов тонкого кишечника. Гастрин регулирует кислотность желудочного сока, стимулирует секрецию пепсина, а также деятельность поджелудочной железы. Секреция гастрина возбуждается ингредиентами пищи, щелочами, механическим растяжением выходного отдела желудка, холинэргической нервной импульсацией, а тормозится соляной кислотой. Последнее обстоятельство имеет важное значение для саморегуляции выделения желудком соляной кислоты.