Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Возрастная физиология (физиология развития ребенка)

Подождите немного. Документ загружается.

поджелудочной железы. Содержание гастрина в крови у детей на-

много больше, чем у взрослых, причем сильнее всего снижение

выделения гормона происходит уже в подростковом возрасте. Это

связано с возрастным увеличением чувствительности тканей к

гастрину, поэтому его требуется меньше для достижения того же

эффекта.

Поджелудочная железа. В период до 8 лет поджелудочная железа

у детей имеет относительно более крупные размеры, чем у взрос-

лых. Возможно, это связано с относительно высокой потребностью

детей в углеводах и толерантностью к ним, ведь гормон поджелу-

дочной железы инсулин определяет способность всех клеток тела

усваивать глюкозу из крови. Однако в качестве пищеварительной

железы поджелудочная синтезирует многокомпонентный панкреа-

тический сок, поступающий по специальному протоку в двенадца-

типерстную кишку, т.е. в самый верхний отдел кишечника.

Около 72 % от общего количества белков панкреатического сока

составляют протеолитические ферменты, т.е. ферменты, предназ-

наченные для переваривания белков. Протеолитическая активность

секрета поджелудочной железы уже в первые месяцы жизни ре-

бенка находится на довольно высоком уровне, который посте-

пенно еще увеличивается, достигая максимума в 4—6 лет. Липоли-

тическая активность (способность переваривать жиры) также

увеличивается к концу первого года жизни и остается

высокой

до

9-летнего возраста. Амилолитическая активность (способность пе-

реваривать углеводы) от рождения до годовалого возраста увели-

чивается в 3—4 раза, а максимальных значений достигает в возра-

сте 6—9 лет. Активность панкреатических ферментов при рождении

и их дальнейшая динамика сильно зависят от условий существо-

вания организма и имеют адаптивный характер.

Печень — центральный орган межуточного метаболизма и про-

дуцент важного пищеварительного сока — желчи. Относительная

величина массы печени постепенно снижается с возрастом. Это

снижение является одним из факторов возрастного снижения

интенсивности энергетического обмена, поскольку интенсивность

окислительного обмена в печени выше, чем во всех других тканях

организма.

Пищеварительная функция печени состоит в выработке жел-

чи — комплекса ферментов, предназначенного для эмульгиро-

вания жиров, входящих в состав пищи. Только после того, как

жиры превратятся в эмульсию — некое подобие раствора, на них

может подействовать фермент липаза, который должен расще-

пить молекулу жира на глицерин и жирные кислоты. Всасывание

нерасщепленных молекул жира в кровь или лимфу невозможно.

Для каждого акта пищеварения требуется довольно значитель-

ное количество желчи. Она вырабатывается непрерывно, но не

поступает сразу в двенадцатиперстную кишку, а собирается вна-

131

Кишечник

в виде

цилиндра

Складки

Керкринга

Ворсинки

Микро-

ворсинки

чале в желчном пузыре, который

анатомически входит в состав пече-

ни. Выброс накопившейся там жел-

чи зависит от характера пищи и про-

исходит после того, как пищевой

комок достиг начального отдела тон-

кого кишечника. Емкость желчного

пузыря ребенка в возрасте до 3 мес

равна 3,2 см

, в 1—2 года — 8,5 см

в 6—9 лет — 33,6 см

, у взрослых —

50—65 см

. С возрастом увеличива-

ется способность желчного пузыря

концентрировать желчь. Это, отчас-

ти, связано и с тем, что скорость

опорожнения пузыря в детском воз-

расте выше.

Печень ребенка выделяет желчь

с самого первого дня после рожде-

ния. Следует учесть, что пища ре-

бенка этого возраста на 100% со-

стоит из высокодиспергированного

продукта — молока, содержащего

эмульгированный жир. У здорового

взрослого человека в сутки выделя-

ется от 500 до 1200 мл желчи, т.е.

10—11 мл/кг массы тела. У подрост-

ков объем выделяемой желчи мало

отличается от взрослых.

Кишечное пищеварение. В тонком кишечнике продолжается про-

цесс переваривания пищи, причем здесь же и происходит всасыва-

ние многих продуктов гидролиза белков, жиров и углеводов. Этому

способствует анатомическое устройство кишечника (рис. 15). У взрос-

лого человека внутренняя поверхность кишки имеет многочислен-

ные складки и достигает 0,7 м

. При этом на каждом квадратном

сантиметре поверхности находится 2—3 тыс. ворсинок, которые

увеличивают площадь поверхности до 4—5 м

, что в 2—3 раза пре-

вышает поверхность тела человека. Каждая из ворсинок покрыта

еще множеством микроворсинок, что многократно увеличивает

общую поверхность всасывания. С возрастом существенно изменя-

ется 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 пристеноч-

ное пищеварение, для которого важна площадь внутренней по-

Рис. 15. Морфология слизистой

оболочки кишечника

132

верхности тонкой кишки. Относительная длина толстого кишеч-

ника в отличие от таковой тонкого кишечника продолжает уве-

личиваться у детей вплоть до достижения ими взрослости, что,

вероятно, связано с увеличением грубых, трудно перевариваемых

видов пищи в рационе человека с возрастом.

Возрастные особенности пищеварительной функции кишечника

человека изучены мало, что связано с очевидными трудностями

методического характера. Тем не менее многочисленные исследо-

вания, проведенные на высших животных, позволяют предста-

вить 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

академика А. М.Уголева, для усвоения молока в этот период вполне

достаточно пристеночного пищеварения. При переходе от молоч-

ного питания к дефинитивному меняется не только набор фер-

ментов, но и их распределение вдоль кишечной трубки. На фоне

смешанного питания формируются новые взаимоотношения между

полостным и пристеночным пищеварением, которые, по-види-

мому, могут меняться в зависимости от характера пищи. В онтоге-

незе человека соответствующие изменения происходят в течение

первых 6—12 мес в после рождения.

Процессы возрастного развития всасывательной функции ки-

шечника слабо изучены. Известно, что как сахара, так и амино-

кислоты способны транспортироваться через кишечную мемб-

рану уже у плодов, у новорожденных эта способность быстро

нарастает, достигая высоких значений через несколько дней после

рождения. Липиды всасываются в слизистой кишечника в ран-

нем постнатальном периоде сильнее, чем у взрослых. Также бо-

лее интенсивно в раннем возрасте происходит всасывание неко-

торых витаминов (например, В

). Физиологический смысл этих

особенностей кишечного пищеварения в раннем возрасте оче-

виден.

В толстом кишечнике всасывается главным образом вода, и

формируются каловые массы. Однако в ограниченном количестве

здесь может всасываться глюкоза. Иногда этим пользуются в ле-

чебных целях (клизмы). Разнообразные расстройства кишечника,

вызванные кишечными бактериями или вирусами, резко снижа-

ют проницаемость толстого кишечника для воды, и в результате

образуются жидкие испражнения. В некоторых случаях (дизенте-

рия, холера) это может приводить к тяжелому обезвоживанию

организма и опасно для жизни.

Для детей характерна повышенная проницаемость кишечной

стенки. Из-за этого иногда в кровь попадают нерасщепленные бел-

133

ковые молекулы, которые могут вызывать иммунный ответ орга-

низма. Отсюда частое проявление кожных аллергических реакций

и разного рода токсикозов у детей до 7—8 лет в ответ на поступле-

ние в организм тех или иных видов пищи. В частности, детям ран-

него возраста не рекомендуется употреблять цитрусовые и другие

экзотические фрукты, ибо они нередко вызывают аллергические

реакции. Любопытно, что в теплых странах (например, в США),

где цитрусовые распространены особенно широко, врачи не ре-

комендуют давать детям яблочный сок по той же причине. Из это-

го примера ясно, что сенсибилизация (возникновение чувстви-

тельности к тому или иному веществу) к тем или иным аллергенам

в большой мере зависит от местных условий и является не врож-

денной, а адаптивной реакцией.

Как и желудок, кишечник по всей своей длине имеет гладко-

мышечный слой, обеспечивающий его периодические спастичес-

кие сокращения — перистальтику. Эти сокращения, происходя-

щие каждые 5—6 с, способствуют лучшему перевариванию и

всасыванию пищевых веществ, а также продвижению пищевого

комка в одном направлении. У детей перистальтика кишечника

выражена слабее, чем у взрослых, в том числе — из-за меньшего

развития мускульного слоя кишки.

Рвотный рефлекс. Механическое или химическое раздражение

слизистой желудка или тонкого кишечника может привести к рвоте.

Это защитный рефлекс, позволяющий организму избавиться от

причины, вызвавшей раздражение. Некоторые запахи и вкусовые

ощущения также могут приводить к рвоте: обычно это бывает свя-

зано с предыдущими предъявлениями данного раздражителя и

протекает по механизму условного рефлекса. Центр рвоты нахо-

дится в продолговатом мозге, и его раздражение может быть так-

же следствием алкогольного отравления или перевозбуждения ве-

стибулярного аппарата (укачивание). Рвотный рефлекс реализуется

как сильные перистальтические сокращения кишечника, желуд-

ка и пищевода в обратном направлении. Эти сокращения гладких

мышц пищеварительного тракта сочетаются с рефлекторными

резкими сокращениями поперечно-полосатых мышц брюшной

стенки и диафрагмы. В результате содержимое верхнего отдела

кишечника и желудка выбрасывается через рот наружу. Это порой

спасает организм от тяжелого отравления. Рвоту можно вызвать

искусственно, механически раздражая рефлексогенную зону —

корень языка. Отвары некоторых трав обладают рвотным действи-

ем, что используется для промывания желудка в случаях отравле-

ния (обычно в сочетании с содовым раствором). В процессе рвоты

важно следить, чтобы рвотные массы не попали в дыхательные

пути. У грудных младенцев часто после кормления бывает срыги-

вание части полупереваренного молока, которое по механизму

мало отличается от рвоты. По этой причине ребенка нельзя укла-

134

дывать в постель сразу после кормления, необходимо некоторое

время подержать его на руках в вертикальном положении или в

наклонной позе затылком вверх. В такой позиции срыгнутое моло-

ко не попадет в дыхательные пути. Если же ребенка сразу после

кормления положить на спину, то он может захлебнуться своей

отрыжкой. Это одна из наиболее распространенных причин вне-

запной смерти младенцев первых месяцев жизни.

Выделительная система

Метаболические процессы, происходящие в каждой клетке,

наряду с образованием полезных, нужных клетке и организму

веществ, наряду с производством энергии и выполнением физио-

логических функций, приводят к образованию отработанных про-

дуктов и шлаков, которые необходимо удалить из организма.

В самых больших количествах в результате окислительных реакций

образуются вода и углекислый газ. Поступая из работающих кле-

ток в кровь, углекислый газ соединяется с гемоглобином либо

просто растворяется в плазме и переносится с током крови к лег-

ким, где выбрасывается из организма в процессе дыхания. Не-

большая часть метаболической воды (т.е. воды, образовавшейся в

результате внутриклеточных биохимических реакций) также вы-

ходит из организма через легкие, поскольку выдыхаемый воздух

всегда насыщен парами воды. Однако большая часть воды, а так-

же другие — негазообразные — вещества, подлежащие удалению,

выводятся из организма иным путем. Некоторая их часть (иногда

довольно значительная) выводится в виде пота — особенно при

тяжелой и длительной мышечной работе, а также в условиях жары.

Но все же большая часть (до 80 %) метаболической воды и ра-

створенных в ней конечных продуктов обмена выводится через

почки.

Почки в организме человека являются полифункциональным

органом. Они не только выводят лишнюю воду, соли, мочевину и

другие ненужные вещества из организма, но также обеспечивают

постоянство (гомеостаз) концентрации осмотически активных

веществ (осморегуляция), объема жидких сред организма (волюмо-

регуляция), концентрации отдельных ионов (ионорегуляция) и кис-

лотно-щелочное равновесие. Кроме того, почки вырабатывают

некоторые гормоны и другие биологически активные вещества,

участвующие в регуляции обменных процессов в организме.

Развитие почки как органа. Почки формируются на весьма ран-

них стадиях развития. Уже на 9-й неделе внутриутробной жизни

почки плода начинают функционировать. Изменение потребле-

ния воды и солей матерью вызывает адекватное изменение по-

чечной функции у плода. К моменту рождения масса почек у

135

Приносящий

кровеносный

сосуд

Выносящий

кровеносный

сосуд

Капилляры

клубочка

Капсула

Полость

капсулы

Рис. 16. Схема строения нефрона

детей составляет примерно 50 г,

или 0,66 г на 100 г массы тела.

Почки новорожденного имеют

дольчатое строение, которое

обычно исчезает к 2—5 годам.

Наиболее интенсивный рост на-

блюдается в первые 1,5—2 года

жизни, в 8—10 и 14—18 лет.

К 22—25 годам почки достига-

ют веса 270 г (0,45 % от массы

тела). К 5—6 годам иннервация

почек у детей соответствует та-

ковой у взрослых.

Механизм работы почек.

К почкам — парному бобовид-

ному органу, расположенному

с двух сторон от позвоночника

в поясничном отделе брюшной

полости, — подходят крупные

кровеносные сосуды. Кровь приносит с собой воду и растворен-

ные в ней продукты, подлежащие удалению. В ткани почек кро-

веносные сосуды многократно разветвляются и превращаются в

тончайшие капилляры, которые сворачиваются во множество клу-

бочков. Каждый такой клубочек окружен специальной почечной

капсулой, в которой собирается первичная моча. Из капсулы вы-

ходит извитой каналец, по которому моча продвигается от клу-

бочка в сторону лоханки. Каналец оплетен кровеносными капил-

лярами, тесно соприкасающимися со стенками извитого канальца.

Капилляры соединяются в более крупные сосуды (венулы) и

впадают в почечную вену, которая и выносит из почек уже очи-

щенную кровь. Капилляры вместе с капсулой и почечным ка-

нальцем представляют собой единое анатомо-физиологическое

устройство, которое называется нефрон (рис. 16). Таких нефронов

в каждой почке около 1 млн. Общая длина почечных трубочек,

по которым проходит жидкость в процессе их работы, достигает

130 км.

Кровь поступает в капиллярную сеть нефрона под большим

давлением. Стенки капилляров не пропускают кровяные клетки,

зато жидкая фракция крови почти полностью выходит в полость

капсулы. Так образуется первичная моча, которая практически не

отличается по составу от плазмы крови. За сутки ее образуется

около 170 л. Очевидно, что выделение такого количества жидко-

сти из организма невозможно. Поэтому вслед за клубочковой

фильтрацией наступает другой этап работы почек — реабсорб-

ция, т.е. возврат в кровь воды и целого ряда нужных организму

веществ. Эти процессы протекают в месте плотного соприкосно-

136

вения капилляров с почечным извитым канальцем. Сначала ка-

пилляры вновь набирают утерянную в процессе фильтрации воду,

а потом происходит выравнивание концентраций одних солей и

метаболитов и повышение концентрации других, которые подле-

жат выделению. Клетки почек тратят на эту работу довольно зна-

чительное количество энергии. В результате моча сильно концент-

рируется, и ее объем достигает 1,5—2 л в сутки. По мочеточнику

готовая моча поступает в мочевой пузырь.

Возрастные особенности выделительной функции. Важным усло-

вием эффективной деятельности почек является адекватный уро-

вень их кровоснабжения. В условиях покоя у новорожденных в почки

поступает всего 5 % минутного объема крови, тогда как у взрос-

лых — 20—25 %. Значительное увеличение почечного кровоснаб-

жения наблюдается в течение 8—10 нед после рождения. Уже к

3-му году жизни суммарный почечный кровоток практически до-

стигает уровня взрослого человека.

Новорожденные при любом водном режиме выводят гипото-

ническую (малоконцентрированную) мочу. В основе низкой кон-

центрирующей способности их почек лежат: 1) морфологическая

незрелость почек; 2) положительный азотистый баланс; 3) не-

чувствительность почек к антидиуретическому гормону. При ис-

кусственном вскармливании коровьим молоком, содержащим

больше солей и белков по сравнению с женским, концентрирую-

щая способность развивается раньше, чем при грудном питании.

Из-за сниженной способности концентрировать мочу ребенок

затрачивает примерно вдвое больше воды, чем взрослый, на выве-

дение одного и того же количества осмотически активных веществ.

Вместе с высокими потерями воды через кожу и легкие это создает

известную напряженность водного баланса ребенка. При грудном

вскармливании эта напряженность выражена меньше, чем при

вскармливании коровьим молоком. Замена женского молока экви-

валентным количеством коровьего увеличивает нагрузку на почки

в 4,5 раза. Соответственно, возрастает и потребность в воде. Способ-

ность к реабсорбции у детей раннего возраста снижена по сравне-

нию со взрослыми. Так, канальцевая реабсорбция жидкости у но-

ворожденных составляет 78—89 %, а у взрослых — 98—99,5 %.

Созревание осморегулирующих механизмов у человека прохо-

дит несколько этапов, наиболее важные вехи на этом пути — воз-

раст 7—8 мес, 2—3 года и 10—11 лет. Тем не менее относительная

напряженность водно-солевого обмена, особенно в экстремаль-

ных ситуациях, отмечается в течение всего периода детства.

Регуляция кислотно-щелочного равновесия. Почки участвуют в

поддержании кислотно-щелочного равновесия благодаря способ-

ности секретировать водородный ион, выделяя кислую мочу (рН

менее 4,4). Ребенок уже с первых дней жизни может выделять кис-

лую мочу, однако эта способность у него ниже, чем у взрослого.

137

Так, почка взрослого выводит за 8 ч 20 % от общего количества

введенной кислоты, а детская — только 10 %. Однако в норме почки

ребенка способны удовлетворительно поддерживать это равнове-

сие, особенно при грудном вскармливании.

Возрастные особенности водно-солевого обмена. Формирование

гомеостатических функций почек отражает их способность к со-

хранению водно-солевого баланса организма, который определя-

ется количеством жидкости в различных средах, их ионным со-

ставом, осмолярностью и кислотно-щелочным равновесием.

Наиболее распространенным и важным соединением в орга-

низме человека является вода. В водной среде осуществляются все

химические, обменные и транспортные процессы, она служит

универсальным растворителем продуктов питания и обмена. На

долю жидкости приходится 58—80 % массы тела.

К моменту рождения ребенка содержание воды в организме со-

ставляет 75—80 % его массы и зависит от степени зрелости. У не-

доношенных количество жидкости больше в связи с незрелостью

регуляторных механизмов, повышенной гидрофильностью тканей

и незначительным содержанием жира. С возрастом относительное

количество ее уменьшается, особенно интенсивно в первые годы

жизни. К 3—5 годам общее количество жидкости (в %) достигает

уровня взрослого человека (табл. 7).

Таблица 7

Возрастные особенности содержания и распределения жидкости

в организме (в % от массы тела)

Возрастной

период

Эмбриональ-

ный

Новорожден-

ности

Грудной

1—5 лет

Старше 5 лет

Общее

содержание

внеклеточ-

ного и внутри-

клеточного

секторов

85-97

70-80

65-70

62-70

60-70

сосуди-

стый

—

5-6

Водный

интерсти-

циальный

—

35-45

15-17

сектор

внекле-

точный

40-50

22-30

20-24

внутри-

клеточный

35-40

40-45

Вода в организме находится в трех секторах (рис. 17): сосудис-

том (плазма крови), интерстициальном (межтканевая жидкость)

и внутриклеточном (клеточная плазма). Распределение жидкости

в них зависит от возраста (см. табл. 7). По мере развития организма

относительный объем внеклеточной жидкости уменьшается глав-

ным образом за счет интерстициального пространства, а внутри-

138

клеточный сектор возрастает в основном благодаря увеличению

количества клеток.

Перераспре- Обмен с

деление окружающей

в организме средой

Рис. 17. Схема жидкостных пространств организма. Представлены

округленные значения для человека массой 70 кг

Несмотря на то что в раннем возрасте на единицу массы тела

приходится больше воды, детский организм существенно хуже

взрослого противостоит потерям жидкости. Такое напряжение вод-

ного баланса в определенной степени связано с тем, что у детей

интенсивность обмена веществ и площадь поверхности тела, при-

ходящиеся на единицу массы, относительно больше, чем у взрос-

лых. В результате этого потери воды через легкие и кожу у ново-

рожденных в 2 раза превышают аналогичные потери у взрослых.

С возрастом изменяется м количество жидкости, экскретиру-

емой почками. Хотя абсолютная скорость мочеотделения увели-

чивается, однако в расчете на 1 кг массы тела (или другую стан-

дартную величину) наблюдается снижение суточного диуреза с

90—110 мл/кг у новорожденных до 60—80 мл/кг в 2—3 года и 20—

30 мл/кг у взрослых. На выведение одного и того же количества

органических и неорганических веществ новорожденные дети за-

139

трачивают в 2—3 раза больше воды, чем взрослые. Именно это

обстоятельство и диктует повышенную потребность ребенка в воде.

Общий баланс воды у детей и взрослых представлен в табл. 8.

У детей по сравнению со взрослыми существенно выше суточ-

ный обмен воды. У новорожденных он составляет примерно поло-

вину объема внеклеточной жидкости (700 мл из 1400 мл), тогда

как в зрелом возрасте — 1/7 (200 из 1400 мл). Кроме того, у детей

фиксированный резерв жидкости весьма мал, вода более подвиж-

на в связи с недоразвитием соединительной ткани. У новорожден-

ных и грудных детей не развито чувство жажды, что также обус-

ловливает их склонность к обезвоживанию.

В целом у детей водный обмен характеризуется высокой лабиль-

ностью и напряженностью, а при патологических состояниях зна-

чительно быстрее, чем у взрослых, развиваются его нарушения.

Таблица 8

Общий баланс воды (в мл на 1 кг массы тела) у детей и взрослых

(по Ю. Е. Вельтищеву, 1983)

Баланс воды

Поступление воды

Потери через:

почки

кишечник

«неощутимые»

Все потери

Ребенок (масса тела, кг)

масса тела

менее 10 кг

120-150

20-50

2,5-4,0

7,5-30,0

30,0-84,0

масса тела

10—40 кг

70-120

20-32

2,4-4,0

12,0-24,0

34,4-60,0

Взрослый

40-50

11-16

1,3-2,7

8,0-13,0

20,3-31,7

Регуляция водно-солевого обмена. Поддержание осмотической

концентрации, ионного состава и объема жидкостей внутренней

среды организма обеспечивается деятельностью специальных ней-

ро-гормональных систем, в основе которых лежат осмо-, ионо- и

волюморегулирующие рефлексы. Информационным звеном этих

рефлексов являются специфические осмо-, ионо- и волюморе-

цепторы, широко представленные в организме человека. Особое

значение имеют рецепторы, локализованные в кровеносных со-

судах и ткани печени, поскольку они первыми улавливают откло-

нения физико-химических показателей крови при всасывании

воды, солей и питательных веществ из желудочно-кишечного трак-

та. В управлении гомеостатической деятельностью почек участву-

ют гипоталамус, ретикулярная формация и кора больших полу-

шарий. Активность почки регулируется двумя гормонами гипо-

физа — вазопрессином и окситоцином. Наряду с этими гипофи-

140