Метаболизм и вегетативные функции
Энергозатраты ребенка 1-го года жизни существенно меньше, чем в последующие периоды, поскольку у него еще не развиты скелетные мышцы, которые требуют для своей деятельности больше всего энергии. Кроме того, именно на 1-й год жизни человека приходится становление окислительных систем во многих паренхиматозных органах (в частности, печень и почки), что обусловливает значительные изменения теплопродукции организма.
Основной обмен. В течение первых 3–5 дней жизни масса тела новорожденного снижается, что связано с переходом на новый тип питания, удалением излишней воды из организма и расходованием накопленных в последние 2 мес внутриутробной жизни запасов питательных веществ — гликогена и жиров. Этот процесс сопровождается значительным повышением интенсивности основного обмена. Период бурного роста, который охватывает 3–4 мес жизни младенца, также сопровождается увеличением основного обмена. К концу 1-го года жизни продолжается увеличение основного обмена, его величины достигают максимальных значений (в расчете на единицу массы тела) за всю индивидуальную историю жизни. Увеличение интенсивности основного обмена в течение первого года жизни ребенка связывают с уменьшением объема межклеточного пространства в большинстве тканей. Если у новорожденных детей в покое интенсивность потребления кислорода на единицу массы тела составляет 5,0 мл О2/кг·мин, а у детей годовалого возраста — 8,2 мл О2/кг·мин, то при пересчете на единицу активной клеточной массы получается, что новорожденный потребляет 9,0 мл О2/кг·мин, а годовалый — 10,9 мл О2/кг·мин. Следовательно, по крайней мере на этом этапе онтогенеза, интенсивность обмена на единицу активной клеточной массы практически не меняется. В этом возрасте ребенок в спокойном состоянии натощак вырабатывает столько энергии, что ее хватило бы на непрерывное свечение лампочки 25 Вт. Если же ребенок кричит и ему холодно, то количество вырабатываемой энергии может увеличиться только в 2–3 раза (для сравнения: у взрослого это увеличение может достигать 20–30 раз).
Терморегуляция. В младенческом возрасте формируются основные терморегуляторные реакции организма. С одной стороны, жировая ткань, расположенная в подкожной клетчатке, служит хорошим теплоизолятором, предотвращая избыточную отдачу тепла с относительно большой поверхности тела ребенка. С другой стороны, активация химической терморегуляции (т. е. продукции тепла за счет интенсификации окислительных процессов во внутренних органах и скелетных мышцах) требует дополнительного количества жира в качестве субстрата окисления. В этом возрасте в организме ребенка функционирует специальная бурая жировая ткань, насыщенная митохондриями и служащая для обогрева крупных сосудов, расположенных вдоль позвоночника. В течение 1-го года жизни реакции химической терморегуляции (т. е. активация теплопродукции при охлаждении) постепенно дополняются реакциями физической терморегуляции, более экономичными и специализированными. В первую очередь они связаны с формированием сосудодвигательных реакций, определяющих тонус поверхностно расположенных сосудов в зависимости от температуры среды. Повышение тонуса сосудов (вазоконстрикция) уменьшает кожный кровоток и способствует удержанию тепла в организме при охлаждении. При высокой температуре, напротив, проявляется снижение тонуса сосудов (вазодилятация). Сосудодвигательные реакции в этом возрасте еще несовершенны, а комфортная температура для ребенка первого года жизни составляет около 33°. Поэтому дети практически все время должны находиться в одежде, которая защищает тело от потери избыточного количества тепла. В то же время одежда не должна препятствовать нормальному теплообмену и влагообмену, чтобы у ребенка не развивались опрелости и не происходила неадекватная адаптация к искусственному теплу. Увеличение размеров тела в этом возрасте весьма существенно сказывается на процессах терморегуляции, постепенно изменяя условия теплообмена организма со средой.
Гормональный статус. Большинство желез внутренней секреции начинают функционировать еще до рождения, и первым серьезным испытанием для всей системы биологической регуляции организма является момент родов. Родовой стресс — важный пусковой механизм для многочисленных процессов адаптации организма к новым для него условиям существования. Любые нарушения и отклонения в работе регуляторных нейроэндокринных систем, происшедшие в процессе рождения ребенка, могут оказывать серьезное влияние на состояние его здоровья в течение всей последующей жизни.
Первая — срочная — реакция нейроэндокринной системы плода в момент родов направлена на активацию метаболизма и внешнего дыхания, которое внутриутробно вообще не функционировало. Первый вздох ребенка — важнейший критерий живорожденности, но сам по себе он является следствием сложнейших нервных, гормональных и метаболических воздействий. В пуповинной крови отмечается очень высокая концентрация гормонов «срочной» адаптации — адреналина и норадреналина. Эти гормоны не только стимулируют энергетический обмен и распад в клетках жиров и полисахаридов, но и тормозят образование слизи в ткани легких, а также стимулируют дыхательный центр, расположенный в стволовом отделе головного мозга. В первые часы после рождения быстро нарастает активность щитовидной железы, гормоны которой также стимулируют обменные процессы. Все эти гормональные «выбросы» осуществляются под контролем гипофиза и гипоталамуса. Дети, родившиеся путем кесарева сечения и поэтому не испытавшие естественного родового стресса, имеют значительно более низкий уровень гормонов в крови, что отрицательно сказывается на функции их легких в течение первых суток.
Питание и пищеварение. В первые дни жизни новорожденный питается молозивом, которое существенно отличается от материнского молока по своему составу. В частности, в нем очень много стафилококкового антитоксина. Кроме того, молозиво содержит витамины, гормоны и антитела, а также наполненные жиром клетки крови — лимфоциты. Это связано с необходимостью повысить иммунитет, обеспечить сопротивляемость организма к внешним воздействиям.
Зрелое женское молоко появляется на 2-3-й неделе и обладает довольно высокой активностью протеолитических и липолитических ферментов, которые помогают процессу переваривания, так как в желудке новорожденных еще не полностью сформированы железы, вырабатывающие собственные пищеварительные ферменты.
На раннем этапе, соответствующем периоду молозивного вскармливания, желудок характеризуется малыми размерами и низкой секреторной активностью железистого аппарата, малой подвижностью. Все эти факторы играют положительную роль в усвоении материнского молока. На следующем этапе, продолжающемся до конца молочного вскармливания, резко увеличиваются размеры желудка, повышается его секреторная активность и подвижность, выявляются особенности секреции основных протеолитических ферментов, обеспечивающих наилучшее приспособление к перевариванию молока. Переход на смешанное питание сопряжен с резкой активизацией секреции соляной кислоты и пепсиногена, снижением значения авторегулирующих механизмов, существенным увеличением массы желудка за счет развития мышечного слоя. Тем не менее активность желудочных желез, вырабатывающих соляную кислоту и ферменты, остается намного ниже, чем в дальнейшем, зависит от состояния кишечной стенки, так как в этом возрасте пристеночное пищеварение преобладает над полостным. Это обусловлено меньшей активностью пищеварительных ферментов, которая в значительной мере компенсируется каталитическим действием микроворсинок на поверхности клеток кишечного эпителия.
Выделительная функция. Почки новорожденного имеют признаки морфологической и функциональной незрелости. Так, диаметр клубочков невелик, фильтрующая поверхность значительно снижена, канальцы коротки, а петли Генле недоразвиты. Зато количество клубочков на единицу поверхности у новорожденных достигает 50, у ребенка 7–8 мес — около 20, тогда как у взрослого — только 7–8. Почки ребенка позволяют ему, несмотря на незрелость аппарата, поддерживать устойчивые параметры водно-солевого гомеостаза, но только в условиях относительного покоя организма при сбалансированном питании и водопотреблении. В экстремальных ситуациях (например, при заболеваниях) детская почка функционирует значительно менее надежно, чем взрослый орган, что нередко приводит к гомеостатическим сдвигам.
Кровообращение. Интенсивный метаболизм младенцев определяет высокий процент крови относительно массы тела в младенческом возрасте. У новорожденных количество крови составляет 14 % всей массы, к концу 1 года — 10,9 %. (Для сравнения в 14–15 лет — 7 %.) Необходимость в интенсивном снабжении кислородом определяет также высокое содержание гемоглобина в крови новорожденных, которое постепенно к концу младенческого возраста снижается. Количество крови, выбрасываемой в аорту сердцем новорожденного при одном сокращении составляет всего 2,5 см3, а к первому году оно увеличивается в 4 раза, что связано с ростом массы сердца, которая к концу первого года удваивается.
Кругооборот такого большого объема крови обеспечивается высокой частотой сердечных сокращений — 140 уд/мин (у взрослых около 70).
Высокая частота сердечных сокращений определяется особенностями регуляции сердечной деятельности на этом этапе развития. Хотя к моменту рождения ребенка в сердечной мышце выражены нервные окончания как симпатического, так и парасимпатического блуждающего нерва, влияние последнего значительно снижено, преобладает симпатический тонус.
Дыхательная система. Существенными особенностями характеризуется и дыхательная система младенцев. В связи с особенностями скелета (малый изгиб и почти горизонтальное положение ребер) у младенцев преобладает диафрагмальный тип дыхания с незначительным участием межреберных мышц. Дыхание младенцев частое, и во время бодрствования число дыхательных движений за 1 мин достигает 50–60. Такая частота обеспечивает высокий уровень легочной вентиляции.
К моменту рождения ребенка формирование механизмов регуляции дыхательной функции еще не завершено. Об этом свидетельствует большая изменчивость частоты, глубины и ритма дыхания младенцев.
Иммунитет. Плод получает от матери значительное количество гамма-глобулинов, которые успешно проходят через плацентарный барьер. Эта неспецифическая защита оказывается вполне достаточной для первоначального столкновения организма новорожденного с микрофлорой окружающей среды. К тому же у новорожденного отмечается «физиологический лейкоцитоз» — количество лейкоцитов в крови примерно в 2 раза выше, чем у взрослых. Очевидно, что это — одно из проявлений видовой адаптации к столкновению с новыми для только что появившегося на свет организма условиями существования. Тем не менее многочисленные Т- и В-лимфоциты новорожденных детей представляют собой незрелые формы и не способны в необходимом количестве синтезировать защитные белки — глобулины и интерферон. Фагоциты новорожденных также недостаточно активны. Вследствие этого детский организм часто отвечает на проникновение чужеродных микроорганизмов генерализованным воспалением — сепсисом, причем нередко возбудителем, приводящим к возникновению этого опасного для жизни состояния, является бытовая микрофлора, совершенно безопасная для взрослого. Дело в том, что взрослый организм уже имеет достаточную иммунную память, и эта микрофлора успешно подавляется его специфическими иммунными системами. В организме новорожденного специфические иммунные системы еще не сформированы, иммунной памяти практически нет, а неспецифические механизмы также еще не созрели. Поэтому на этапе новорожденности столь большое значение имеет кормление материнским молозивом и молоком, в котором содержатся значительные количества иммунореактивных веществ, помогающих организму ребенка адаптироваться к окружающей микрофлоре.
В возрасте от 3 до 6 мес иммунная система ребенка реагирует на вторжение микробов и вирусов, но практически не формируется иммунная память. В этот период мало эффективны прививки (их приходится повторять по 2–3 раза), атипично проходят некоторые заболевания, не оставляя после себя стойкого иммунитета (корь, коклюш).
Развитие движений. Движения ребенка первых месяцев жизни прежде всего направлены на регуляцию положения головы, туловища, рук и ног, обеспечивающих поддержание позы. Можно проследить, как последовательно от 1-го к 12-му месяцу появляются новые движения, как двигательные реакции становятся целенаправленными, как появляются и совершенствуются осознанные движения. Однако следует помнить, что индивидуальные сроки развития движений определяются не только врожденной программой, но и целенаправленной работой взрослых с ребенком.
1 мес: первые попытки удержать голову при вертикальном положении тела; беспорядочные движения рук и ног на фоне повышенного мышечного напряжения; непроизвольные ползательные движения.
2 мес: поворачивает голову и глаза за движущимся предметом, следит взглядом за предметом в горизонтальном, вертикальном направлениях и по кругу, имитирует мимику взрослого, поднимает голову и грудь, когда лежит на животе.
3 мес: ребенок поворачивает голову в сторону источника звука; переворачивается со спины на бок и на живот; при поддержке за подмышки стоит, но при этом подгибает ножки; непроизвольное ползание исчезает; начинает удерживать предметы «в кулачке»; ребенок моргает, если объект приближается к лицу; может находиться в вертикальном положении (при поддержке) до 6 мин; переворачивается; движения рук более свободны и целесообразны; младенец смотрит на свои руки; стремится удержать предмет в поле зрения.
4 мес: исчезает гипертонус мышц; ребенок уверенно держит голову, когда его поднимают, поворачивается со спины на живот, сидит при поддержке за обе руки; хватает и удерживает игрушки; открывает рот, когда подносят ложку с едой, бутылочку.
5 мес: ребенок самостоятельно сидит 1–5 мин; поворачивается с живота на спину; способен удерживать одновременно по предмету в каждой руке; хватательные движения, направленные к цели, — «петлеобразные», с частыми промахами; увеличивается число движений, когда кисть руки раскрывается до захвата предмета; движения еще не точны, раскоординированны, связаны со значительным мышечным напряжением.
6 мес: самостоятельно сидит; возникает зрительный контроль за движениями рук; повышается точность хватательных движений, снижается мышечное напряжение.
7 мес: ребенок способен совершать попеременные шагательные движения (при поддержке за подмышки); сидит; тянет в рот бутылочку, ложку, игрушки; бросает и поднимает игрушки; поднимается на четвереньки; встает на колени, держась за опору; перекладывает предметы из одной руки в другую; тянется к взрослому на руки; следит за движениями руки.
8 мес: младенец встает с поддержкой; ходит с опорой; сидит, самостоятельно садится и ложится; появляются координированные движения двух рук (хлопает в ладоши); наблюдаются первые попытки сложить кубики, пирамидку; попытки передвижения ползком.
9 мес: отмечаются попытки стоять без опоры и ходить без опоры; младенец садится из вертикального положения, встает на колени; снижается мышечное напряжение, совершенствуются движения рук, ног, туловища, но все движения еще не очень точны, нестабильны; ребенок начинает ходить с опорой; собирает игрушки, складывает; стучит для извлечения звука.
10 мес: младенец встает с опорой, стоит без опоры; ходит с опорой (первые шаги без опоры); улучшается координация движений рук; появляется захват пальцами; ребенок активно играет с игрушками.
11–12 мес: ходьба без опоры; ребенок поднимается без опоры, садится, ложится, встает, координирует движения рук; наблюдается предварительная подготовка пальцев рук к форме объекта; «петлеобразные» с промахами движения сменяются более точными с «прямым приближением» к предмету; появляются хватательные движения вслепую за счет предварительного нацеливания.
Таким образом, в течение первого года жизни идет интенсивное формирование всех структур системы управления движениями, формирование и развитие опорно-двигательного аппарата, что является основой для новых преобразований на следующем этапе развития.
