Энергетический обмен у детей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство здравоохранения Украины

Запорожский государственный медицинский университет

Кафедра пропедевтики детских болезней

Реферат на тему: ”Энергетический обмен у детей”

Выполнил

студент 3-го курса

18 группы

Сайко Роман Эдуардович

Запорожье 2014



План

1. Особенности энергетического обмена у детей

2. Особенности основного обмена у детей

3. Терморегуляция у детей

4. Нарушения энергетического обмена у детей

5. Нарушения терморегуляции у детей



1. Особенности энергетического обмена у детей

метаболический энергетический обмен терморегуляция

Метаболическое благополучие в организме ребенка определяет адекватность его развития и созревания. В сформировавшемся, взрослом организме метаболизм находится в состоянии относительно устойчивого равновесия с внешней средой.

У детей в процессе роста и развития происходят значительные изменения морфологических характеристик тканей, их химического состава и метаболизма, поэтому детский организм нельзя рассматривать как уменьшенную копию взрослого.

Целью настоящего обзора явилось обобщить и систематизировать данные литературы о биохимических особенностях детского организма, что может оказаться полезным для врачей-педиатров в понимании некоторых закономерностей патогенеза и отличительных черт симптоматики целого ряда заболеваний детского возраста.

Наблюдаемые в детском возрасте качественные и количественные изменения обменных процессов происходят в соответствии с генетической программой развития и потребностями организма ребенка. В связи с этим наблюдается целый ряд особенностей, отличающих обмен веществ ребенка от взрослого.

1. Для детей характерна высокая напряженность отдельных сторон метаболизма. Это в первую очередь касается бурно протекающих анаболических процессов, которые включают в себя разнообразные виды синтезов и высокой активности энергетического обмена, обеспечивающей биосинтетические реакции энергией АТФ.

От момента оплодотворения яйцеклетки до момента рождения доношенного новорожденного масса увеличивается в 650 миллионов раз, а длина тела плода за весь внутриутробный период возрастает приблизительно в 5 тысяч раз. Это свидетельствует об интенсивно протекающих процессах обмена веществ, при которых анаболические реакции преобладают над катаболическими; у взрослых скорости этих двух фаз метаболизма выравниваются.

В связи с приростом массы тела и развитием органов в организме возникают специфические потребности в пластическом материале, что и обусловливает высокую интенсивность анаболизма. У детей, особенно в ранние возрастные периоды, с высокой скоростью протекает синтез белков, расходующихся на обеспечение процессов роста, обновления и дифференцировки тканей; постоянно увеличивается синтез белков, выполняющих специфические функции в организме (например, транспорт различных соединений). Активно происходит синтез нуклеиновых кислот и обмен азотистых оснований. В частности, мочевая кислота, характеризующая состояние пуринового обмена, образуется у детей в 220 раз быстрее, чем у взрослых. Интенсивно осуществляется потребление клетками и обмен аминокислот, что вызвано их ускоренным использованием в метаболизме.

2. Качественные перестройки ряда метаболических путей в зависимости от возраста ребенка. В процессе роста детей происходит физическое и нервно-психическое развитие организма, становление функциональных систем и метаболизма.

Деятельность любого органа складывается из совокупности метаболических процессов, происходящих в клетке, причем каждому конкретному периоду жизни ребенка свойственны свои особенности обмена веществ. Важно подчеркнуть, что на каждом этапе развития ребенка имеется то состояние метаболизма, которое обеспечивает оптимальное для роста соотношение пластических и биоэнергетических процессов и обладает наибольшей целесообразностью.

Переход на внеутробное существование: метаболическая и функциональная адаптация новорожденного. Активный метаболизм липидных компонентов. В первый месяц жизни в тканях активен анаэробный гликолиз, это обеспечивает повышенную устойчивость организма к гипоксии, но утилизация глюкозы сопровождается низким энергетическим выходом.

Интенсивный синтез структурных белков для роста, активный энергетический обмен, возрастание роли аэробного гликолиза, активный синтез функциональных белков, переход на независимое от материнского организма питание, развитие функциональных систем и иммунитета.

Завершение процессов миелинизации нервной системы.

Относительная стабилизация обмена веществ и энергии.

3. Увеличение энергетических резервов организма в процессе роста (депо гликогена и жира); относительное уменьшение объема внеклеточной жидкости за счет увеличения клеточной массы.

4. Неустойчивость (лабильность) обменных процессов. Она обусловлена морфологической незрелостью и функциональной неполноценностью регуляторных механизмов (ЦНС, эндокринные железы), а также связана с незрелостью целого ряда ферментных систем ребенка. В частности, у детей раннего возраста имеется недостаточная активность ферментов, осуществляющих гидролитическое расщепление пищевых веществ в желудочно-кишечном тракте; ферментных реакций, связанных с тканевым дыханием; несовершенство системы глюкуронилтрансферазы, участвующей в конъюгации билирубина. Определенную роль в неустойчивости метаболизма ребенка играет также лабильность барьерных функций (состояние гистогематических барьеров), заключающаяся в повышенной проницаемости мембран, призванных регулировать относительное постоянство состава и свойств клеток. Все перечисленные обстоятельства приводят к несовершенству биохимической адаптации ребенка, снижают резервные возможности организма и делают его легко уязвимым, высоко чувствительным к действию различных неблагоприятных факторов (гипоксия, неправильное питание, инфекции и т.д.). Кроме того, лабильность системы гомеостаза и несовершенство регуляторных механизмов обусловливают возникновение своеобразных черт в клинике того или иного заболевания у детей по сравнению с клиническим течением той же патологии у взрослых. Мощнейшим фактором, изменяющим метаболизм ребенка, является характер питания, качественный и количественный состав потребляемой пищи. При нерационально составленной диете чрезвычайно легко возникает дефицит того или иного витамина либо другого незаменимого фактора питания.

5. Неустойчивость обменных процессов в детском возрасте проявляется лабильностью биохимических показателей (колебания глюкозы крови, появление сахара в моче, легкость возникновения протеинурии, накопление кетоновых тел и т.д.). Для здоровых детей, особенно в раннем возрасте, характерно влияние приема пищи на целый ряд биохимических показателей; кроме того, суточные колебания биохимических констант у них имеют значительно больший размах, чем у взрослых. Патологические изменения в обмене веществ возникают у ребенка с особой легкостью, что незамедлительно отражается на биохимических показателях. Например, кетоз у детей легко развивается вследствие самых разнообразных причин (кратковременный недостаток углеводов в пище, рвота, перерыв в кормлении, повышенная двигательная активность и др.). При нарушении обменных процессов у ребенка в связи с развитием патологических состояний биохимические показатели также характеризуются большей амплитудой, чем при аналогичных заболеваниях у взрослых, что иногда затрудняет правильную трактовку лабораторных анализов у детей.

Большинство биохимических показателей зависит от возраста ребенка. Яркий тому пример -возрастная вариабельность уровня глюкозы в крови. Все вышесказанное указывает на необходимость учета особенностей обмена веществ детского организма при оценке метаболического статуса, диагностике и лечении заболеваний у ребенка.

В функционировании различных органов и систем ведущая роль принадлежит энергетическому обмену. Все процессы, лежащие в основе жизнедеятельности организма, требуют энергетических затрат. Каждый возрастной период имеет свои особенности энергетического метаболизма.

Внутриутробный период

В период эмбриогенеза с высокой скоростью происходит формирование тканей, их рост и дифференцировка, что требует образования значительного количества пластического материала, синтеза функционально активных белков -- ферментов.

Исключительная напряженность процессов роста обусловливает существование интенсивного энергетического метаболизма еще до рождения ребенка. Плацентарное кровообращение, функционирующее во внутриутробном периоде, характеризуется относительно невысоким поступлением кислорода в организм плода. Вследствие этого в тканях развивающегося эмбриона и плода достаточно активно протекает анаэробный гликолиз. Этот метаболический путь по сравнению с аэробным гликолизом дает меньше энергии, глюкоза расходуется неэкономично, и высокий уровень энергообразования обеспечивается повышенным потреблением глюкозы трансплацентарно из крови матери.

Метаболические реакции пластического и энергетического обмена у плода направлены на подготовку к его существованию вне организма матери. Родовой акт является сильнейшим стрессом для рождающегося ребенка. Эффективность приспособления плода к этому стрессу непосредственно сопряжена с накоплением в организме субстратов, используемых для получения энергии. У плода в тканях (печень, мышечная ткань, надпочечники и другие) интенсивно накапливается гликоген, в основном за счет глюкозы, поступающей из крови матери. Это раннее накопление гликогена в печени дает возможность выжить недоношенным детям. В организме плода также образуются жиры, источником которых являются кетовые тела, переходящие свободно через плацентарный барьер. В последние 3 месяца внутриутробной жизни в теле плода депонируется 600-700 г жира. Наряду с обычной жировой тканью в организме плода образуется бурая жировая ткань, которая, сыграв свою роль непосредственно после рождения, постепенно исчезает. Значение этой ткани состоит в процессах терморегуляции новорожденных.

Внеутробный период

Попадание ребенка во внеутробную среду обитания сочетается с переходом от плацентарного к легочному газообмену, изменением питания, воздействием на новорожденного более низкой, чем в организме матери, окружающей температуры.

Этот температурный перепад может составлять 15-18°. Он в значительной степени влияет на обмен веществ новорожденного, а также вызывает ответную реакцию со стороны мышечной системы ребенка -- возникновение мышечного тонуса, обеспечивающего высокий уровень теплорегуляции. Поэтому в первые часы жизни новорожденного, когда еще сохраняются особенности метаболизма внутриутробного периода, но условия внешней среды уже совершенно иные, отмечается существенное напряжение всех систем организма, что находит свое отражение в отличительных чертах энергетического обмена ребенка.

Общими закономерностями энергетических процессов у детей являются следующие.

1) Высокая потребность тканей в энергии. В расчете на 1 кг массы тела у ребенка первого и второго полугодия жизни расходуется соответственно в 3 и в 2,4 раза больше АТФ, чем у взрослого; особенно высокий уровень энергозатрат характерен для организма новорожденного. Наибольшее количество макроэргов используется на активно протекающие процессы анаболизма, связанные с интенсивным ростом организма и дифференцировкой тканей. Значительная часть энергии расходуется на функционирование системы поддержания температурного гомеостаза и работу двигательного аппарата.

2) Своеобразие теплообмена у детей. Постоянство температуры тела (температурный гомеостаз) зависит от равновесия между потерями тепла и его продукцией. Для поддержания температурного гомеостаза организм ребенка даже в покое тратит много энергии, и соответственно, освобождается большое количество тепла. Новорожденный имеет ограниченную способность регулировать теплоотдачу, которая при расчете на единицу массы тела может в 4 раза превышать теплоотдачу у взрослого. Главной причиной этого является большая, чем у взрослого, поверхность тела по отношению к его массе, а также тонкий слой подкожного жира, выполняющего роль теплоизоляции. Вместе с тем новорожденный имеет значительную способность повышать теплопродукцию, поскольку система теплорегуляции у детей зависит от температуры окружающей среды.

При охлаждении тела ребенка усиление теплообразования происходит в результате сократительной работы мышц (холодовая мышечная дрожь и холодовой мышечный тонус). Такая мышечная деятельность является мощным источником тепла и называется дрожательный термогенез.

Кроме того, у новорожденного и ребенка раннего возраста (до 1 года) в процессах теплопродукции особое значение имеет так называемый недрожательный, или химический, термогенез, связанный с непосредственным окислением жира в бурой жировой ткани. У новорожденных эта ткань составляет 2 % от массы тела. Под влиянием холода в бурой жировой ткани выделяется норадреналин, являющийся в ней главным стимулятором липолиза. Следовательно, бурая жировая ткань служит не только источником неэтерифицированных жирных кислот, но и местом их сгорания с образованием тепловой энергии, т.е.является важным органом теплопродукции.

3) Высокая чувствительность энергетического обмена к регуляторным воздействиям. Функционально незрелая система терморегуляции у детей раннего возраста отличается лабильностью и весьма чувствительна к регуляторным воздействиям, например, к влиянию веществ, разобщающих цепь тканевого дыхания и окислительное фосфорилирование (тироксин, неэтерифицированные жирные кислоты, токсины микроорганизмов). Под действием разобщителей значительная часть энергии дыхательной цепи не запасается в виде АТФ, а рассеивается в виде тепла. В связи с этим легко может возникать несоответствие между теплоотдачей и теплопродукцией, что проявляется в повышении температуры тела и перегревании организма. Термолабильность в организме детей сохраняется до 2 лет.

4) Большая интенсивность энергообразования. Для обеспечения значительных энергетических потребностей ребенка необходимы относительно большие энергетические резервы организма. Следствием повышенного расходования АТФ является высокая интенсивность биоэнергетических процессов, наиболее выраженная у детей раннего возраста (особенно у новорожденных); в дальнейшем она постепенно снижается.

5) Переключение путей наработки энергии с эмбрионального типа на тип, характерный для взрослого человека. На протяжении первого года жизни ребенка происходят качественные изменения в характере энергообеспечения тканей: снижается удельный вес анаэробного гликолиза и нарастает интенсивность процессов окислительного фосфорилирования. У новорожденных в тканях еще сохраняются особенности метаболизма внутриутробного периода, поэтому преобладают процессы анаэробного расщепления углеводов, что обеспечивает высокую устойчивость организма к гипоксии, но продуцирует небольшое количество макроэргов. В первые три месяца после рождения интенсивность анаэробного гликолиза у детей наиболее высока и остается на протяжении первого года жизни на 30-35 % выше, чем у взрослых.

К 3-4-месячному возрасту у ребенка наблюдается перестройка внутриклеточного метаболизма: параллельно снижению анаэробного гликолиза нарастает интенсивность окислительноосстановительных процессов, увеличивается потребление кислорода, стабилизируется преобладание аэробного гликолиза над анаэробным, энергетические потребности растущего организма обеспечиваются высоким уровнем окислительного фосфорилирования. Эта общая закономерность изменения метаболизма в сторону аэробного пути наработки энергии дает возможность тканям более экономично использовать глюкозу.

6) Изменение субстратного обеспечения энергетических процессов. Использование субстратов в качестве источников энергии изменяется на протяжении первых месяцев жизни ребенка. Поскольку у новорожденных превалируют процессы анаэробного гликолиза, которые дают относительно мало энергии, а уровень энергозатрат на единицу массы тела очень высокий, то для обеспечения энергией процессов жизнедеятельности в первые дни после рождения ребенок тратит запасы энергетических веществ, накопленные «впрок» во внутриутробном периоде.

От наличия этих запасов зависит эффективность адаптации ребенка к внеутробному существованию.

В первые часы жизни новорожденный использует в качестве эндогенного источника энергии гликоген. Однако при рождении ребенок обладает недостаточными запасами гликогена. В момент рождения содержание сахара в крови ребенка соответствует концентрации его у матери. Гормоны стресса, выделяющиеся во время родов, быстро «опустошают» запасы гликогена в печени. Через 2-3 часа после рождения содержание глюкозы в крови у новорожденных понижается до гипогликемических величин. В таких условиях главным источником энергии становятся неэтерифицированные жирные кислоты. Охлаждение тела ребенка, наступающее после рождения в связи с переходом из материнского организма в новую среду обитания, обеспечивает выброс гормонов

(тироксина, в бурой жировой ткани - норадреналина, при развитии гипогликемии - глюкагона), которые активируют расщепление триглицеридов с образованием жирных кислот. В крови повышается концентрация неэтерифицированных жирных кислот, которые потом используются на энергетические цели.

Поскольку у ребенка в первые сутки после рождения белки как источник энергии практически не используются, а углеводов крайне мало, то главным эндогенным источником энергии для новорожденных являются неэтерифицированные жирные кислоты. Наиболее интенсивно процесс липолиза протекает на 3 -- 4 день после рождения, что соответствует периоду максимальной потери массы у новорожденных. Все ткани, кроме мозга и эритроцитов, потребляют неэтерифицированные жирные кислоты.

Одновременно с неэтерифицированными жирными кислотами нарастает использование тканями кетоновых тел, которые также служат энергетическим ресурсом. Со второй недели жизни уровень глюкозы в крови новорожденных постепенно повышается, а содержание неэтерифицированных жирных кислот снижается, однако до 3-месячного возраста остается выше, чем у старших детей.

В таких условиях, когда из-за гипогликемии ткани не могут эффективно использовать глюкозу крови, а интенсивно протекающий липолиз истощает запасы энергетических ресурсов в теле новорожденного, организм ребенка находится в течение первой недели жизни на пределе энергетического равновесия. Поэтому, с биохимической точки зрения, покрытие энергетических затрат в этот возрастной период должно осуществляться путем правильной организации питания детей.

Очень важно производить максимально ранее первое кормление ребенка, чтобы избежать усиления катаболических процессов в организме. Существенным моментом является также регулярность кормления, поскольку пропуск даже одного приема пищи неизбежно мобилизует жировые запасы для ликвидации резко выраженного дефицита энергии. Голодание ребенка в раннем возрасте считается недопустимым, так как оно сопровождается глубокими метаболическими изменениями в организме, притом тем более тяжелыми, чем моложе ребенок.

Экзогенными источниками энергии у детей являются углеводы и жиры (как и у взрослых), в меньшей степени белки. У ребенка раннего возраста за счет углеводов покрывается приблизительно 40 % энергетической потребности организма, за счет жиров -- около 50 %, а в первые дни жизни жиры составляют 80-90 % энергетической ценности рациона. По мере роста ребенка соотношение меняется в пользу углеводов.

2. Особенности основного обмена у детей

Поскольку на единицу массы у детей приходится относительно большая поверхность тела, чем у взрослого человека, основной обмен у них интенсивнее, чем у взрослых. У детей также значительно преобладание процессов ассимиляции над процессами диссимиляции. Энергетические затраты на рост тем больше, чем моложе ребенок. Так, расход энергии, связанный с ростом, в возрасте 3 месяцев составляет 36 %, в возрасте 6 месяцев - 26 %, 9 месяцев - 21 % общей энергетической ценности пищи.

Основной обмен на 1 кг массы у взрослого человека составляет 96 600 Дж. Таким образом, у детей 8-10 лет основной обмен в два или два с половиной раза выше, чем у взрослых.

Величина основного обмена у девочек несколько ниже, чем у мальчиков. Это различие начинает проявляться уже во второй половине первого года жизни. Выполняемая работа у мальчиков влечет более высокий расход энергии, чем у девочек.

Определение величины основного обмена часто имеет диагностическое значение. Повышается основной обмен при избыточной функции щитовидной железы и некоторых других заболеваниях. При недостаточности функции щитовидной железы, гипофиза, половых желез основной обмен снижается.

У детей, в отличие от взрослых, значительная часть энергии расходуется на рост и пластические процессы, которые наиболее велики у новорожденных и детей раннего возраста.

Основной обмен у детей меняется в зависимости от возраста ребенка и типа питания. В первые дни жизни он составляет 512 ккал/м2, затем постепенно нарастает и к 11/2 годам имеет величину 1200 ккал/м2. К периоду полового созревания расход энергии на основной обмен уменьшается до 960 ккал/м2. При этом у мальчиков энергетические затраты на основной обмен в пересчете на 1 кг веса тела выше, чем у девочек. С ростом увеличиваются расходы энергии на мышечную деятельность.

Главной причиной, во многом определяющей состояние процессов обмена в детском возрасте, является незавершенность развития гуморальных и нервных механизмов регуляции, которые обеспечивают приспособление организма к воздействию внешней среды и более однородный характер ответных реакций. Выражением незрелости регуляторных механизмов является, например, недостаточная способность печени и почек по дезинтоксикации и очищению организма от различных вредных продуктов, а также значительные колебания осмотического давления плазмы крови, тенденция к гиперкалиемии и др.

Со второй недели жизни у ребенка начинают преобладать процессы анаболизма над катаболизмом. Белковый обмен при этом характеризуется положительным азотистым балансом и повышенной потребностью в белке. Ребенку требуется в 4--7 раз больше аминокислот, чем взрослому. У ребенка также имеется большая потребность в углеводах; за их счет главным образом покрываются калорийные потребности. Обмен углеводов тесно связан с обменом азота. Глюкоза способствует регенерации белка, ее введение уменьшает концентрацию аминокислот в крови. Энергия реакций углеводного обмена требуется для полного использования жира. Жир составляет около 1/8 части тела ребенка и является носителем энергии, способствует усвоению жирорастворимых витаминов, защищает организм от охлаждения, является структурной частью многих тканей. Отдельные ненасыщенные жирные кислоты необходимы для роста и нормальной функции кожи. При рождении содержание липидов в крови ребенка снижено, причем содержание фосфатидов значительно ниже, чем холестерина. Кроме того, у детей имеется физиологическая тенденция к кетозу, в возникновении которого могут играть роль незначительные запасы гликогена.

Содержание воды в тканях ребенка высокое и составляет у грудных детей 3/4 веса тела и с возрастом уменьшается. В выделении воды имеются регулярные суточные колебания. У здорового грудного ребенка оно повышается во второй половине дня, достигая максимума в полночь, и резко снижается в утренние часы. Поэтому взвешивание ребенка более обоснованно в утренние часы, что дает правильное представление об истинной прибавке веса.

Расход энергии при мышечной деятельности

Чем тяжелее мышечная работа, тем больше энергии тратит человек. У школьников подготовка к уроку, урок в школе требуют энергии на 20-50 % выше энергии основного обмена.

При ходьбе затраты энергии на 150-170 % превышают основной обмен. При беге, подъеме по лестнице затраты энергии превышают основной обмен в 3-4 раза.

Тренировка организма значительно сокращает расход энергии на выполняемую работу. Это связано с уменьшением числа мышц, принимающих участие в работе, а также с изменением дыхания и кровообращения. У людей разных профессий затраты энергии различны. При умственном труде энергетические затраты ниже, чем при физическом. У мальчиков общий суточный расход энергии больше, чем у девочек.

3. Терморегуляция у детей

Поддержание равенства теплопродукции и теплоотдачи в условиях изменения интенсивности метаболизма, двигательной активности организма ребенка и (или) температуры среды существования является одной из важнейших функций (первой) системы терморегуляции.

Величина температуры тела при достижении равенства величин теплопродукции и теплоотдачи могла бы устанавливаться на различных произвольных уровнях, но благодаря функции центральных - гипоталамических - центров терморегуляции эта величина температуры вполне определенная (меньше 37 град С). Формирование центральными нейронными структурами гипоталамуса определенной величины регулируемой в данном организме температуры является второй важнейшей функцией системы терморегуляции. Если обе эти функции выполняются успешно, то система терморегуляции обеспечивает решение главной ее задачи - поддерживает температуру мозга и других тканей "ядра" тела (печень, почки, мозг, работающие мышцы и др.) на относительно постоянном уровне.

Теплопродукция в организме ребенка

Суммарная теплопродукция в организме состоит из первичной теплоты, выделяющейся в ходе постоянно протекающих во всех органах и тканях реакций обмена веществ, и вторичной теплоты, образующейся при расходовании энергии макроэргических соединений на выполнение мышечной работы и других функций. Теплопродукция в организме ребенка зависит от величины основного обмена, "специфически динамического действия" принимаемой пищи, мышечной активности и изменения интенсивности метаболизма, связанных с изменением температуры внешней среды. Метаболические процессы осуществляются с неодинаковой интенсивностью в различных органах и тканях, и поэтому вклад в общую теплопродукцию организма отдельных органов и тканей неравнозначен. Наибольшее количество тепла образуется в органах и тканях "ядра" организма: печени, почках, мозге, работающих мышцах.

Теплоотдача в организме ребенка

Различаются следующие механизмы отдачи тепла организмом в окружающую среду: излучение, теплопроведение, конвекция, испарение влаги. Теплоотдача первыми тремя способами может осуществляться только при условии, когда температура поверхности тела выше, чем температура среды существования. Теплоотдача за счет испарения влаги может осуществляться как при наличии положительной разницы температур поверхности тела и среды, так и в условиях более высокой температуры внешней среды. Теплоотдача путем испарения прекращается при 100 % насыщении внешней воздушной среды парами воды или в воде. Все вышеперечисленные способы отдачи тепла подчиняются физическим законам.

За счет возникновения физиологических реакций организма на воздействие тепла, холода или существенное изменение теплопродукции можно оказать влияние на величину температуры поверхности тела, а тем самым на величину градиента температур между поверхностью тела и окружающей средой и величину теплоотдачи. Этими реакциями являются сосудистые реакции - сужение или расширение поверхностных сосудов кожи. Если расширения сосудов оказывается недостаточно для увеличения теплоотдачи (в условиях высокой внешней температуры), то стимулируется потоотделение, что создает дополнительные возможности для усиления теплоотдачи за счет испарения большего количества влаги с поверхности кожи и снижения температуры тела. В условиях, когда при действии холода сужение сосудов оказывается недостаточным для снижения теплопотерь и предотвращения охлаждения организма, стимулируются физиологические реакции увеличения теплопродукции (сократительный и несократительный термогенез). Таким образом, теплоотдача любым из способов является по своей природе пассивным физическим процессом, а физиологические терморегуляторные реакции сосудов или потоотделения лишь способствуют изменению условий рассеяния большего или меньшего количества тепла в окружающую среду и достижения баланса между величинами теплопродукции и теплоотдачи.

Кожа новорожденных и детей раннего возраста хорошо васкуляризована, и вследствие интенсивного притока нагретой крови к поверхности тела из внутренних органов температура кожных покровов у детей выше, чем у взрослых. Кроме более высокого градиента температур между поверхностью тела и внешней средой у детей имеется еще ряд факторов, обусловливающих интенсивную теплоотдачу. Это в 2 раза большая площадь поверхности тела на 1 кг массы тела, малая толщина кожи и ее низкие теплоизоляционные свойства, особенно при недостаточности подкожного жирового слоя.

Созревание у ребенка механизмов регуляции теплоотдачи отстает от развития механизмов регуляции теплопродукции и фактически завершается только к 7-8-летнему возрасту. Раньше (к 6 мес.-1 году) созревают механизмы регуляции теплоотдачи через реакции поверхностных сосудов.

Увеличение функциональной активности потовых желез и регуляция потоотделения развиваются у детей в более поздние сроки.Запаздывание развития механизмов, контролирующих теплоотдачу, по сравнению с развитием механизмов регуляции теплопродукции обусловливает то, что при несоблюдении элементарных мер предосторожности или при развитии некоторых заболеваний перегревание детей первых месяцев и лет жизни более вероятно, чем их переохлаждение.

Состояния перегревания или переохлаждения детского организма особенно вероятны при контакте тела с водной средой (ванночки) или с другими физическими телами (холодный операционный стол и другие условия), когда рассеяние тепла осуществляется посредством теплопроведения. Интенсивность теплоотдачи при этом также зависит от градиента температур контактирующих тел, площади контактирующих поверхностей, времени теплового контакта и теплопроводности контактирующего тела.

Высокие скорости рассеянии, тепла и перегревания или переохлаждения тела ребенка достигаются при отдаче им тепла конвекционным потокам воздуха или воды. Обнаженные дети 1-го месяца жизни при температуре воздуха 30-34 град С отдают конвекционным потокам воздуха около 36 % тепла.

Высокой интенсивности теплоотдачи у детей способствует также рассеяние тепла посредством испарения влаги с поверхности тела и со слизистой оболочки дыхательных путей.

Решающую роль в изъятии тепла от внутренних органов и тканей, продуцирующих его в больших количествах, и предупреждении их перегревания играет циркуляция крови. Кровь обладает высокой теплоемкостью, и за счет усиления или ослабления кровотока, направленного к поверхностным тканям, осуществляются перенос тепла к поверхности тела, ее согревание или охлаждение и создание условий для большей или меньшей отдачи тепла в окружающую среду.

Уровень регулируемой температуры тела устанавливается в организме гипоталамическими центрами терморегуляции.

Температура тела ребенка

Плод, находящийся в утробе матери при относительно постоянной температуре ее тела, не нуждается в собственной терморегуляции.

Температура тела (ректальная) у здорового новорожденного составляет 37,7-38,2 град С, что на 0,1-0,6 град С выше температуры тела матери. У детей, родившихся недоношенными, родившихся в асфиксии или сильно травмированных при рождении, наблюдается значительное снижение температуры тела, которое может сохраняться в течение нескольких суток.

В течение ближайших нескольких часов после рождения температура тела у здоровых новорожденных понижается на 1,5-2 град С. На степень снижения температуры тела влияют вес ребенка, размеры его тела, количество первородной творожистой смазки, условия ухода за новорожденным. У здоровых детей температура тела вскоре начинает повышаться и через 12-24 ч достигает 36-37 град С.

Ректальная температура у детей обычно на 0,3-0,5 град С выше кожной, измеряемой в подмышечной впадине или в паховой области. После физических упражнений, особенно после бега, длительных прогулок и других нагрузок временное повышение ректальной температуры у детей больше, чем подмышечной, а разница температуры в этих областях может достигать 1 град С и более.

Характер суточных колебаний температуры тела, или циркадного ритма, у разных детей варьирует, но относительно постоянен у отдельного индивидуума.

Циклические суточные колебания температуры тела у здорового ребенка устанавливаются к 1,5-2 мес. жизни, что совпадает по времени с формированием суточных ритмов сердечных сокращений и частоты дыхания. У недоношенных детей суточная цикличность температуры устанавливается значительно позднее, чем у доношенных.

Относительная недостаточность теплопродукции у новорожденных, и особенно недоношенных, требует создания для них оптимального температурного окружения - термонейтральной зоны. Ее границами является диапазон температуры воздуха, окружающего ребенка, при котором нормальная температура тела поддерживается при минимальном напряжении механизмов теплопродукции.

У здоровых новорожденных детей практически не наблюдается снижения температуры тела ниже 36-36,1 град С. Снижение температуры ниже этого уровня обычно отражает несостоятельность энергетического обмена.

Изменения температуры тела у детей могут быть вызваны различными причинами

Изменения температуры тела у детей могут быть вызваны различными причинами. Длительное влияние холода или жары может оказаться некомпенсированным еще недостаточно зрелыми механизмами терморегуляции и привести к значительному повышению (экзогенная гипертермия) температуры тела или ее снижению (экзогенная гипотермия), что часто возникает у недоношенных и незрелых детей.

Легко перегреваются при повышении температуры воздуха новорожденные, что обусловлено малой массой их тела, близостью значений температуры термоиндифферентной зоны и температуры тела, низкой функциональной активностью потовых желез. Перегреванию способствует также излишнее ограничение теплоотдачи одеждой.

При действии пониженной температуры воздуха у новорожденных усиливается теплопродукция, однако интенсивность этой реакции часто оказывается недостаточной для сохранения нормальной температуры тела, особенно при длительном воздействии холода.

Таким образом, среди важнейших особенностей терморегуляции у новорожденных можно выделить: более высокий уровень теплоотдачи по отношению к теплопродукции; ограниченную способность увеличивать теплоотдачу при перегревании, а также повышать теплопродукцию при охлаждении; неспособность реагировать лихорадочной температурной реакцией из-за слабой чувствительности нейронов гипоталамуса к действию лейкоцитарного и других эндопирогенов и содержанию в крови в высокой концентрации аргинин-вазопрессина, снижающего температуру тела.

Особенностью терморегуляции у новорожденных является отсутствие реакций повышения терморегуляционного тонуса и холодовой дрожи при понижении температуры тела. При быстром охлаждении у них возникают разнообразные некоординированные движения, сопровождаемые криком. Эта реакция служит сигналом для матери о необходимости устранить воздействие холода.

Критериями зрелости системы терморегуляции принято считать наличие у ребенка относительного постоянства ректальной температуры при температуре воздуха 20-22 град С; разницы между ректальной температурой и температурой в подмышечной впадине или между температурой кожи на груди и на стопах; суточной периодики температуры тела; температурной реакции при инфекционных заболеваниях (например, при гриппе).



4. Нарушения энергетического обмена у детей

Нарушения регуляции обмена энергии

Энергетические процессы в клетках зависят от концентрации и активности большого числа разнообразных гуморальных факторов (витамины, гормоны, продукты обмена, нервные медиаторы, ионы и т. д.). Обмен энергии регулируется деятельностью нервной и эндокринной систем.

Кора головного мозга. Эмоциональное возбуждение сопровождается изменением корковой регуляции теплопродукции и повышает ее. Высвобождение энергии усиливается в эректильной фазе травматического шока.

Гипоталамус. Одной из важнейших функций гипоталамуса является терморегуляция. При возбуждении латеральных гипоталамических полей увеличивается теплопродукция. Повреждение этих областей, а также медиальной части заднего гипоталамуса ведет к возникновению гипотермии и затрудняет защиту от воздействия холода. Опухоли преоптического поля и туберальной части сопровождаются гипертермией.

Гипофиз. Удаление гипофиза приводит к снижению энергетических процессов в результате прекращения регулирующего влияния тропных гормонов (ТТГ, АКТГ) на периферические эндокринные железы. Отсутствует секреция соматотропного гормона, который увеличивает теплообразование за счет стимуляции свободного окисления.

При опухолях гипофиза повышается энергетический обмен. Эозинофильная аденома сопровождается гиперпродукцией соматотропного гормона, увеличивающего теплообразование. Базофильная аденома приводит к гиперпродукции тиреотропного (ТТГ) и адренокортикотропного (АКТГ) гормонов, возникает гиперплазия щитовидной железы и коркового слоя надпочечных желез, теплопродукция увеличивается.

Щитовидная железа. Тироксин и другие гормоны щитовидной железы являются основными регуляторами проницаемости митохондрий и, следовательно, энергетического обмена. При гиперфункции щитовидной железы усиливается как свободное, так и фосфорилирующее окисление, теплопродукция увеличивается. При уменьшении продукции тироксина (гипофункция щитовидной железы) теплопродукция уменьшается.

Надпочечные железы. Адреналэктомия ведет к снижению энергетического обмена. При опухолях надпочечников энергетический обмен повышается.

Поджелудочная железа. Инсулин - гормон поджелудочной железы - угнетает теплопродукцию и вызывает гипотермию. Удаление поджелудочной железы повышает освобождение энергии.

Половые гормоны. Гормоны половых желез - тестостерон и прогестерон - активизируют свободное окисление, стимулируют высвобождение энергии.

Витамины. Свободное окисление активизируется аскорбиновой кислотой. Фосфорилирующее окисление усиливают витамины Е, К, В1, В6, В12, биотин. При В-авитаминозах наблюдается гиперпродукция энергии.

Разобщение окисления и фосфорилирования

При действии факторов, разобщающих окисление и фосфорилирование, теплопродукция увеличивается. Так, 2,4-а-динитрофенол, угнетая процессы фосфорилирования, усиливает свободное окисление со значительным освобождением энергии и гиперпродукцией тепла.

Разобщение окисления и фосфорилирования вызывают также дифтерийный токсин, культуры стафилококка.

Тироксин, также обладающий разобщающим действием, вызывает набухание митохондрий, увеличивает проницаемость митохондриальной мембраны. Часть субстратов цикла Кребса выходит в гиалоплазму. Окисление их ферментами гиалоплазмы при участии экстрамитохондриального НАД приводит к увеличению образования тепла в результате свободного окисления. Выработка АТФ в клетке уменьшается.

При разобщении окисления и фосфорилирования наблюдается несоответствие между данными прямой и непрямой калориметрий. При отравлении 2,4-а-динитрофенолом теплопродукция по калориметру может на 50-80% превышать рассчитанную по газообмену. При тиреотоксикозе теплопродукция по калориметру может превышать рассчитанную по газообмену на 20-40%.

Нарушения основного обмена

Основной обмен - количество энергии, которое необходимо для поддержания нормальных функций организма при минимальных процессах обмена веществ. Это затраты энергии при абсолютном мышечном покое, лежа, натощак при температуре окружающей среды 18°С.

Для взрослого мужчины массой 70 кг величина основного обмена в норме составляет около 1700 ккал/сутки.

Отклонения основного обмена от нормы в пределах ± 15% считаются допустимыми, в больших пределах - патологическими.

Повышение основного обмена наблюдается при гипертиреозе, увеличенной активности симпатических нервов, увеличенной секреции норадреналина и адреналина, повышенной деятельности полевых желез, гиперсекреции гормона роста. Лихорадка разного происхождения сопровождается увеличением основного обмена. Понижение основного обмена наступает в результате голодания. Оно может быть также результатом снижения функции щитовидной железы и некоторых других желез внутренней секреции.

Голодание

Различают полное голодание, когда прием пиши полностью прекращен, неполное голодание - при ограниченном поступлении с пищей белков, жиров и углеводов, определяющих калорийность диеты, и частичное голодание, когда калорийность пищи сохраняется, но прекращается поступление в организм одного или нескольких питательных веществ.

Полное голодание

Причины полного голодания (как и других видов голодания) могут быть внешнего, экзогенного, и внутреннего, эндогенного, происхождения.

Внешние причины - отсутствие пищи, внутренние - заболевания полости рта, пищевода, препятствующие поступлению пищи в желудочно-кишечный тракт, отсутствие аппетита, отказ от пищи.

Течение голодания зависит от внешних и внутренних условий.

Внешние условия. Условия, увеличивающие энергетические затраты организма, уменьшают сроки жизни при голодании. К таким условиям относятся низкая окружающая температура, высокая влажность и др.

Внутренние условия. Основными внутренними условиями, определяющими течение голодания, являются количество и качество жировых и белковых резервов организма, а также интенсивность обмена веществ. У женщин больше резервных запасов жира и ниже интенсивность обмена, поэтому они длительнее, чем мужчины, переносят полное голодание. У детей интенсивность основного обмена значительно выше, чем у взрослых. Энергетические затраты у детей увеличены в связи с процессами, роста. Теплоотдача у них усилена, так как на единицу массы тела приходится большая поверхность, чем у взрослых. Дети переносят голодание тяжелее, чем взрослые, и смерть их наступает при меньшей относительной потере массы.

Возбуждение нервной системы, повышенная функция эндокринных желез (щитовидной и половы") ведут к увеличению энергетических затрат и сокращают продолжительность жизни при голодании. Общая продолжительность полного голодания нормального человека среднего возраста может достигать 60-70 сут.

Периоды голодания. В развитии полного голодания без ограничения приема воды различают три периода.

Первый период голодания длится 1 -2 сут. Основной обмен повышен. Энергетические потребности организма обеспечиваются расходом резервных углеводов - дыхательный коэффициент равен 1. Ограничивается синтез белка. Ослабевает интенсивность процессов дезаминирования и переаминирования аминокислот в печени. Снижается биосинтез аминокислот из б-кетокислот и аммиака. Уменьшается образование цитруллина и аргинина из их предшественников и соответственно снижается образование мочевины. Тем не менее продолжается распад белка, связанный с пластическими нуждами организма, возникает отрицательный азотистый баланс.

Второй период голодания наиболее продолжительный. Энергетический обмен характеризуется окислением преимущественно жира - дыхательный коэффициент равен 0,7. Основной обмен понижается. Азотистый баланс остается отрицательным, однако экскреция азота постепенно уменьшается, что указывает на общее понижение интенсивности белкового обмена (рис. 29). Сохраняется возможность синтеза жизненно необходимых белковых структур за счет распада ряда других белков. Происходит глубокая перестройка обменных процессов, направленная на лучшее использование резервных веществ, ограничение потребностей тех органов, которые имеют меньшее значение для сохранения жизни, и перераспределение питательных веществ от менее важных органов к жизненно более важным. Поэтому почти не изменяется масса сердца и нервной ткани (рис. 30), больше массы теряют легкие, кишечник, кожа (18-20%), еще больше - почки, кровь и мышцы.

Особенно большая потеря массы наблюдается в печени, тестикулах, селезенке и жировой ткани.

Понижение основного обмена объясняется тем, что энергопреобразующие системы, локализованные в митохондриях, переходят на более экономичное функционирование. Уменьшается скорость свободного окисления. Увеличивается сопряженность процессов окисления и фосфорилирования. Кроме того, экономичность энергетического обмена в клетке при голодании достигается за счет уменьшения общего числа митохондрий. Оставшиеся митохондрии полностью сохраняют свои функциональные и регуляторные механизмы и структурные свойства. Во втором периоде голодания снижается функция щитовидной железы и в-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы, что является одним из регуляторных факторов, снижающих основной обмен.

На 6-8-е сутки голодания начинает увеличиваться спонтанная секреция желудочного сока, секрета поджелудочной железы, желчи и кишечного сока.

С пищеварительными соками выделяется значительное количество белка в виде альбуминов и глобулинов (20-25 г/сут для человека) и полипептидов (2,5-3 г/сут для человека). Эти белки и полипептиды расщепляются в желудочно-кишечном тракте до аминокислот, которые всасываются стенкой кишечника.

Данный процесс является необходимым звеном перераспределения азота для синтеза жизненно важных белковых стуктур.

Третий, терминальный, период голодания характеризуется резким усилением процессов распада белков жизненно важных органов, которые расходуются в этом периоде в качестве энергетического материала. Дыхательный коэффициент равен 0,8. У голодающих животных и человека азот, калий и фосфор содержатся в моче в тех же соотношениях, как и в протоплазме мышц. Это свидетельствует о том, что подвергаются распаду не только легко мобилизуемые белки, но и более стабильные белки мышц. Прекращается спонтанная секреция желудочного и кишечного сока. Возникают изменения структуры митохондрий, нарушаются их регуляторные механизмы.

Продолжительность терминального периода составляет 2-3 дня, в течение которых белковое истощение достигает размеров, не совместимых с жизнью. Этот период заканчивается гибелью организма при потере 45-50% массы тела.

Абсолютным голоданием называют полное голодание без приема воды. При полном голодании без воды различают те же периоды, что и при голодании с водой, но продолжительность их значительно сокращается. Распад белков организма выражен более резко, истощение и гибель организма наступает значительно скорее (3-6 дней). При обезвоживании организма происходит общая интоксикация продуктами распада и нарушение коллоидного состояния белков, что еще больше усиливает протеолитические процессы.

Белково-калорийная недостаточность

Одним из видов неполного голодания является белково-калорийная недостаточность. Она возникает при длительном недоедании, например при хронических заболеваниях с понижением аппетита, нарушении усвоения пищи, частичной непроходимости желудочно-кишечного тракта. Белковое истощение обычно развивается медленно и сохраняется длительно.

К ранним проявлениям неполного голодания относятся потеря массы, гипотермия (температура тела может снизиться на 1,5-2°С), мышечная слабость, гиподинамия, атрофия мышц, угасание половой функции, запоры. Основной обмен понижен на 15-20%. Содержание белков сыворотки крови падает до 50-60 г/л, изменяются фракции сывороточных белков - снижается количество глобулинов. Содержание сахара в крови падает до 0,7 г/л и ниже. Уменьшаются проявления аллергических заболеваний.

В более позднее время потеря массы достигает 50%. Содержание белков плазмы крови снижается до 30-40 г/л. Часто развиваются отеки и асцит, сопровождающиеся полиурией. Основной обмен уменьшается на 34-37%. Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечаются брадикардия, гипотензия, замедление скорости кровотока. Снижается жизненная емкость легких, наступает атрофия почти всех эндокринных желез, сальных, потовых и желез желудочно-кишечного тракта. Возникает тяжелый понос. Повышается восприимчивость к инфекционным заболеваниям, в частности к дизентерии, пневмонии, туберкулезу. В последней стадии алиментарного истощения возникает коматозное состояние.

Особенно тяжело протекает белково-калорийная недостаточность у детей раннего возраста.

Для белково-калорийной недостаточности у детей характерны задержка роста и психического развития, апатия, отеки, дерматозы, гипопротеинемия и анемия. У таких больных снижен основной обмен, резко падает масса тела, альбумин сыворотки крови снижается до 15 г/л. Значительное снижение содержания сывороточных белков связано с жировой дистрофией печени. Уменьшается концентрация б- и в-глобулинов. Нарушается регуляция водного баланса. Увеличивается секреция антидиуретического гормона и уменьшается его инактивация в печени. Развивается задержка воды и возникают отеки. Механизм перечисленных патологических изменений заключается в том, что при белковой недостаточности в первую очередь угнетается синтез белка, падает активность ферментов. Уменьшается масса клеток в органах. Возникает атрофия костного мозга, желудочно-кишечного тракта, поджелудочной железы, слюнных желез и мышц. Развивается жировая дистрофия печени. Уменьшается рост костей. В желудочно-кишечном тракте нарушается всасываемость железа, витаминов и других продуктов. Возникает анемия.



5. Нарушения терморегуляции у детей

Довольно часто у детей может наблюдаться постоянно повышенная или наоборот, пониженная температура тела при отсутствии видимых причин какой-либо болезни. Ваше чадо не простужено, все его возможные анализы в норме, врач методом дифференциальной диагностики не может выявить явную причину такого состояния? Тогда, скорее всего, у вашего ребенка нарушение терморегуляции организма.

Причины и симптомы

Симптомы нарушения терморегуляции у детей обычно проявляются смазано - явным из них принято считать постоянно высокую или низкую температуру, по сравнению с нормой, а также регулярные её колебания в установленных пределах. Также, малыш может чувствовать постоянный озноб, головокружение и прочие негативные состояния.

Сопровождающий это состояние физиологический процесс, связан с особенностями работы центральной нервной системы, которая даёт сигнал всем органам на температурную коррекцию в зависимости от обстоятельств.

Главными причинами нарушений терморегуляции у детей принято считать вегетососудистую дистонию, акклиматизацию к новым условиям проживания/внешней среде и повреждения гипоталамуса.

Акклиматизация

Вы переехали на новое место с другим климатом или же съехали с сельского дома в огромный шумный мегаполис. Резкое изменение условий проживания или климата, всегда запускает процесс акклиматизации, которые бывает весьма длительным, вплоть до нескольких лет.