2 курс / Нормальная физиология / Физиология_детей_и_подростков_Сидорова_О_Н_,_Маркин_В_В_,_Ломоносова

Развитие сердца тесно взаимодействует с общим ростом тела. Наиболее интенсивный рост сердца наблюдается в первые годы развития и в конце подросткового периода.

Также изменяются форма и положение сердца в грудной клетке. У новорожденных сердце шаровидной формы и расположено значительно выше, чем у взрослого. Эти различия ликвидируются только к 10-летнему возрасту.

Функциональные различия в сердечно-сосудистой системе детей

иподростков сохраняются до 12 лет. Частота сердечного ритма у детей больше, чем у взрослых. ЧСС у детей сильнее подвержена влиянию внешних воздействий: физических упражнений, эмоционального напряжения и т.д. Кровяное давление у детей ниже, чем у взрослых. Ударный объем крови у детей значительно меньше, чем у взрослых. С возрастом увеличивается минутный объем крови, что обеспечивает сердцу адаптационные возможности к физическим нагрузкам.

Впериод полового созревания происходящие в организме бурные процессы роста и развития влияют на внутренние органы и, особенно, на сердечно-сосудистую систему. В этом возрасте отмечается несоответствие размера сердца диаметру кровеносных сосудов. При быстром росте сердца кровеносные сосуды растут медленнее, просвет их недостаточно широк, и в связи с этим сердце подростка несет дополнительную нагрузку, проталкивая кровь по узким сосудам. По этой же причине у подростка может быть временное нарушение питания сердечной мышцы, повышенная утомляемость, легкая одышка, неприятные ощущения в области сердца.

Другой особенностью сердечно-сосудистой системы подростка является то, что сердце у него очень быстро растет, а развитие нервного аппарата, регулирующего работу сердца, не успевает за ним. В результате у подростков иногда наблюдаются сердцебиение, неправильный ритм сердца. Все перечисленные изменения временны

ивозникают в связи с особенностью роста и развития, а не в результате болезни.

Высокий процент крови относительно массы тела у младенцев объясняется усиленным метаболизмом. Необходимость в интенсивном снабжении кислородом обусловливает также высокое содержание гемоглобина в крови новорожденного. К концу младенческого периода уровень гемоглобина снижается, масса сердца удваивается,

асистолический объем увеличивается в 4 раза. Кругооборот такого большого объема крови обеспечивается высокой частотой сердечных сокращений – 140 уд./мин. Большая частота сердечных сокращений

связана с особенностями нервной регуляции сердца. Хотя к моменту рождения в сердце ребенка сформированы и симпатические, и парасимпатические нервные окончания, влияние последних значительно снижено.

У детей от 1 года до 3 лет все еще высок процент крови относительно массы тела. Сохраняется высокая частота сердечных сокращений, что обусловлено по-прежнему преобладанием симпатической регуляции.

Вдошкольном возрасте объемная скорость кровотока на единицу массы тела в 2 раза больше, чем у взрослых. При этом кровяное давление у детей намного ниже. Так, у 6-летнего ребенка систолическое давление составляет 95-105 мм рт. ст. Тонус сосудов у детей постоянный и не регулируется функциональными потребностями организма.

Вмладшем школьном возрасте максимальная частота сердечных сокращений достигает 200 уд./мин, а в покое – 90 уд./мин. К 10 годам она снижается до 78 уд./мин. Значительно увеличивается систолический объем крови, что расширяет резервные возможности организма при адаптации.

Вподростковом периоде возрастают ограничения в кровоснабжении, затрагивающие не только мышцы, но и другие органы, прежде всего – головной мозг. Вследствие этого объемная скорость кровотока

всосудах мозга временно снижается.

Впериод полового созревания сердце растет быстро, увеличивается систолический объем крови. Несмотря на снижение частоты сердечных сокращений у подростков до уровня взрослых, объемная скорость кровотока в этот период возрастает, что обеспечивает органы и ткани кислородом при напряженной работе. Увеличение объемного кровотока приводит к усилению тока крови через кожные сосуды. При этом заметно повышается температура кожи, особенно конечностей. В это время у подростков часто встречаются вегетативно-сосудистая дистония и гипертензия. К 17 годам все показатели сердечнососудистой системы аналогичны таковым у взрослого человека.

Скорость кровотока в различных участках кровяного русла неодинакова. Она зависит от суммарного просвета кровеносных сосудов. Чем меньше просвет, тем больше скорость тока крови, и наоборот. У детей скорость кровотока выше за счет частых сердечных сокращений. У новорожденного полный кругооборот совершается за 12 с, в возрасте 3 года – за 15 с, в 14 лет – за 18 с, у взрослых – за 22 с. С возрастом кругооборот крови замедляется, что связано со снижением эластичности сосудов и увеличением их длины.

Сердце новорожденного имеет шарообразную форму: поперечный размер равен продольному, что обусловлено недостаточным развитием желудочков и большими размерами предсердий. Длина сердца новорожденного равна 3,0-3,5 см, ширина – 2,7-3,9 см, масса – 20-24 г, т.е. 0,8-0,9% массы тела (у взрослых всего 0,5%). Объем сердца к 16 годам увеличивается в 3–3,5 раза. Масса сердца удваивается к концу первого года жизни, утраивается к 3 годам, к 6 годам возрастает в 5 раз, к 15 годам увеличивается в 10 раз. У новорожденного сердце располагается высоко и лежит почти поперечно. В 2-3 года преобладает косое его положение. Нижняя граница сердца у детей расположена на один межреберный промежуток выше, чем у взрослого. Верхушка сердца проецируется у детей в четвертый левый межреберный промежуток.

Растет сердце наиболее быстро в течение первых двух лет жизни,

в5-9 лет и в период полового созревания. В длину сердце растет интенсивнее, чем в ширину, и рост предсердий опережает увеличение желудочков. После двух лет предсердия и желудочки развиваются одинаково, а после 10 лет желудочки растут быстрее.

Нагнетательная функция сердца. Частота сердечных сокращений

удетей до года составляет 100-140 раз в минуту, в 10 лет – 90, в 20 лет – 60-80 раз.

Количество крови, выбрасываемое в аорту сердцем новорожденного при одном сокращении, всего 2,5 мл, к году оно увеличивается

в4 раза, к 7 годам – в 9 раз, к 12 годам – в 16 раз.

Биоэлектрическая активность сердца регистрируется с помощью электрокардиографии, получаемая при этом кривая называется электрокардиограммой (ЭКГ). Электрокардиографическая кривая у новорожденных принципиально не отличается от таковой у детей более старшего возраста.

Для новорожденных детей электроды, накладываемые на конечности, должны быть сделаны с закругленными краями (чтобы острые углы не поранили нежную кожу ребенка) размером 30x20 мм, грудные электроды – круглой формы диаметром 10 мм. У новорожденных детей допускается наложение грудных электродов в одну линию, расположенную в пятом межреберье, так как сердце в этом возрасте мало по размерам и занимает в грудной клетке преимущественно лежачее положение. Для удобства фиксации электродов на грудной клетке у новорожденных удобно применять специальную резиновую манжету с жестко фиксированными на ней электродами, электрические проводники от которых выводятся за пределы одежды ребенка после его пеленания. Наложив электроды, новорожденного ребенка пеленают, затем в течение 10-15

мин. дают ему возможность успокоиться и только потом производят запись электрокардиограммы. При пеленании достигаются два необходимых условия для успешной и, что особенно важно, качественной записи электрокардиографической кривой: это согревание ребенка и создание относительной его неподвижности. На электрокардиограмме последовательно регистрируют не менее 10 кардиоциклов, а при наличии аритмии запись проводят на длинную ленту, как правило, с меньшей скоростью.

В первые часы жизни отмечается правильный синусовый ритм, интервал R-R колеблется от 0,44 до 0,54». ЧСС составляет уже 123,0 ± 1,8 в минуту. Электрическая ось сердца отклонена вправо, угол α колеблется в пределах от +80 до +130 градусов. У новорожденных детей сердце занимает преимущественно лежачее положение, его электрическая ось расположена горизонтально, с отклонением верхушки вперед. Это связано не только с особенностями анатомического расположения сердца в грудной клетке, обусловленного высоким стоянием диафрагмы, но и с более высокой функциональной нагрузкой на правый желудочек в этом возрасте.

Зубец Р невысокий в I отведении, во II и III стандартных отведениях чаще имеет высокую амплитуду, что вызвано значительной функциональной нагрузкой на миокард правого предсердия в связи с активно идущей постнатальной перестройкой внутрисердечного кровообращения.

Вольтаж зубцов комплекса QRS в это время варьирует. Зубец Q имеет большую амплитуду в III и aVF отведениях. Зубец R в I стандартном отведении малой амплитуды (в среднем 2,0 ± 0,2 мм), в III отведении – высокий (в среднем составляет 10,0 ± 0,5 мм). Зубец S, наоборот, в III отведении низкоамплитудный (в среднем 1,5 ± 0,3 мм),

вI отведении – глубокий (в среднем 6,0 ± 0,3 мм). Такое соотношение основных зубцов комплекса QRS отражает функциональное преобладание правого желудочка.

Амплитуда и положение зубца Т по отношению к изолинии отражают ранние изменения метаболизма в миокарде желудочков. В стандартных и усиленных однополюсных отведениях Т положительный,

вIII отведении он зависит от места нахождения электрической оси и часто бывает отрицательным.

Продолжительность интервала P-Q при обычной частоте сердечных сокращений колеблется от 0,08 до 0,11˝ и в среднем составляет 0,10 ± 0,001˝.

Ширина комплекса QRS равняется 0,04-0,07˝, в среднем 0,048 ± 0,001˝. Сегмент ST в норме находится на изоэлектрической линии.

Продолжительность Q-T сравнительно небольшая – 0,27 ± 0,004˝. Электрическая систола составляет 56,0 ± 0,5% от длительности сердечного цикла.

В целях углубленной оценки функционального состояния миокарда проводится раздельное изучение продолжительности фаз электрической систолы. Выделяется «фаза возбуждения» – интервал Q-T1 (от начала зубца Q до начала зубца Т) и «фаза прекращения возбуждения» – интервал Т1-Т (от начала зубца Т до его окончания). У здоровых новорожденных детей в этом возрасте интервал Т1-Т преобладает над интервалом Q-T1. Это свидетельствует о том, что на восстановительные процессы в миокарде затрачивается больше времени из общей длительности электрической систолы, чем на процессы распространения возбуждения.

Фонокардиография (ФКГ) позволяет у новорожденных изучить свойства и особенности сердечных тонов и шумов, а также выявить дополнительные тоны и шумы, невоспринимаемые ухом.

Регистрацию ведут с разных общепринятых при аускультации точек сердца, на разных частотах. На ФКГ у новорожденных всегда регистрируют колебания I и II тонов, III и IV встречаются редко. I тон у новорожденных располагается после зубца Q (R) ЭКГ. Начало II тона совпадает с окончанием зубца Т на ЭКГ. Начальные и конечные малые осцилляции I и особенно II тона у новорожденных не всегда бывают достаточно хорошо выражены.

Продолжительность основных тонов сердца измеряют при записи с верхушки. У здоровых новорожденных продолжительность I и II тонов в первые часы жизни самая длительная и укорачивается с возрастом. Продолжительность I тона колеблется от 0,060 ± 0,001 с при рождении до 0,053 ± 0,001 с в последующие дни жизни. Длительность II тона изменяется, соответственно – от 0,033 ± 0 001 до 0,031 ± 0,001.

Развитие системы дыхания в онтогенезе. Дыхательная система характеризуется рядом морфофункциональных особенностей, обусловленных незавершенностью формирования бронхолегочного аппарата. Развитие легких ребенка заключается в увеличении их размеров и в преобразовании альвеол и эластичных элементов в соединительнотканных прослойках. Рост легких происходит до 16 лет. Дыхательная поверхность легких у детей по сравнению со взрослыми относительно больше.

В пренатальном периоде органы дыхания плода практически не функционируют, а необходимый для жизни кислород он получает через плаценту. Легкие имеют плотную консистенцию и слабо развитую

эластическую ткань. С первым вдохом новорожденного легкие расправляются и устанавливается ритмичное дыхание, частота которого колеблется от 40 до 60 в минуту. Механизм первого вдоха связан с действием на нервные клетки дыхательного центра углекислого газа, растворенного в крови. При рождении ребенка его концентрация повышается вследствие нарушения плацентарного кровообращения. Накапливающийся в крови углекислый газ действует гуморально непосредственно на нервные клетки дыхательного центра и рефлекторно через хеморецепторы кровеносных сосудов. В результате активизируется дыхательный центр и включается процесс дыхания.

К моменту рождения ребенка формирование механизмов регуляции дыхания еще не завершено. Подтверждением этого является большая изменчивость частоты, глубины и ритма дыхания младенца. Дыхательная система ребенка первого года жизни имеет существенные особенности. Дыхание младенца частое (до 40 дыхательных движений в минуту), что обеспечивает высокий уровень легочной вентиляции. В период с 1 года до 3 лет по мере роста грудной клетки и развития межреберных мышц дыхание становится грудобрюшным. Частота его уменьшается до 35 циклов в минуту. В возрасте 6-7 лет происходит интенсивный рост ребер и изменяется их положение. Более длинные ребра меняют форму грудной клетки – ее передняя часть опускается вниз. Межреберные мышцы начинают играть ведущую роль в организации вдоха и выдоха. Резервный объем заметно увеличивается, что создает благоприятные условия для работы легких, особенно при физической нагрузке. В младшем школьном возрасте происходит дальнейшее увеличение дыхательных объемов, что расширяет резервные возможности организма в условиях физической нагрузки и адаптации. В подростковом и юношеском возрасте продолжается развитие легких, жизненная емкость приближается к уровню таковой у взрослых. Увеличиваются длина и диаметр трахеи и бронхов. Под действием мужского полового гормона – тестостерона – существенно изменяется строение гортани у мальчиков (развивается система гортанных хрящей и голосовых связок). Происходит мутация голоса – он становится низким. В 16-18 лет между системой дыхания и другими вегетативными системами устанавливается скоординированное взаимодействие.

2.3. Возрастные особенности систем пищеварения, обмена веществ, энергии и терморегуляции

Особенности системы пищеварения у детей. Система пищеварения ребенка, особенно первых месяцев жизни, характеризуется четкой

возрастной специализацией к определенному виду и форме питания. Кроме того, в связи с ростом организма ребенка потребность в пластических и энергетических материалах очень велика, процессы пищеварения у них протекают более интенсивно, чем у взрослых. Вместе с тем

впервые месяцы жизни у детей относительно слаба секреторная и ферментативная функция желудочных и других пищеварительных желез

всвязи с недостаточным их развитием. Интенсивность функций обеспечивается сильно развитой сетью кровеносной и лимфатической системы и высокой проницаемостью кишечной стенки. Благодаря этому при недостаточной зрелости секреторного аппарата происходит оптимальное использование питательных веществ, поступающих с пищей.

Пищеварительная система начинает функционировать уже во внутриутробном периоде жизни плода. В его слюне обнаружен птиалин,

вжелудке – пепсин, в кишечнике эрепсин, сахараза, энтерокиназа и липаза. Печень плода с трех месяцев секретирует желчь, на четвертом – гликоген.

Постнатальный период. Пищеварение в полости рта. Ротовая по-

лость детей невелика, слизистая ротовой полости нежна, обильно снабжена кровеносными сосудами. В первые 1,5-2 месяца она относительно сухая из-за слабой секреции слюны, что объясняет легкую ранимость ротовой полости. С 4-6 месяцев слюноотделение у грудных детей значительно усиливается, что связано с более густой консистенцией пищи. У детей происходит непрерывная секреция слюны, продолжающаяся между приемом пищи, что обусловливает постоянное (физиологическое) слюнотечение, которое прекращается к 1-1,5 годам. Слюна у детей вырабатывается тремя парами слюнных желез. В ней содержится амилаза, позднее появляется мальтаза. Слюноотделение у детей постепенно нарастает до 10-летнего возраста, при этом усиливается амилолитическая активность. Наряду с амилазой и мальтазой в слюне есть лизоцим, обладающий бактерицидным действием, муцин и минеральные соли.

Основным механизмом регуляции секреции у детей считается акт сосания. Он сложен и требует обязательного сочетания трех компонентов: дыхания, сосания, глотания.

Пищеварение в желудке. У новорожденных в желудочном соке содержатся пепсин, катепсин, химозин, гастриксин, липаза. Особую роль играет химозин, створаживающий молоко. Липаза расщепляет только эмульгированные жиры, но при грудном вскармливании расщепление жира происходит благодаря собственной липазе молока матери. Кислотность у детей первого года жизни значительно ниже, чем в старшем возрасте, уровня взрослых она достигает к 7-12 годам.

Вследствие слабой кислотности в желудке гидролизуется только 2030% белка, остальное переваривается в кишечнике, в основном за счет ферментов поджелудочной железы.

Моторная функция желудка у детей раннего возраста замедлена, перистальтика вялая, газовый пузырь увеличен, что соотносится с недостаточностью развития нервно-рефлекторных механизмов. Вначале регуляция секреции в желудке осуществляется за счет непосредственного раздражения механо-хеморецепторов полости рта и желудка (безусловно-рефлекторный механизм). В более поздние сроки присоединяется и условно-рефлекторная регуляция.

Пищеварение в тонком кишечнике. Кишечник детей относительно длиннее, чем у взрослых. Кишечный сок имеет щелочную реакцию (7,3-7,6), содержит много слизи, 22 различных фермента, основными из которых являются эрепсин, липаза, щелочная фосфатаза. У детей пищеварение не только полостное, но и пристеночное, обеспечиваемое «щеточной каймой» мембраны эпителия кишечника.

Поджелудочная железа у новорожденных выделяет много сока, что компенсирует недостаточную функцию желез желудка. Составные компоненты сока поджелудочной железы – трипсин, амилаза, мальтаза и липаза. Регуляция секреторной деятельности железы осуществляется главным образом гуморальным механизмом.

Толстый кишечник плода стерилен. Бактерии в нем появляются через 24-48 часов после рождения. Моторная функция более выражена, поэтому акт дефекации у них чаще. Условный рефлекс на дефекацию у детей можно выработать к концу 1-го года жизни. Процессы всасывания складываются из тех же механизмов, что и у взрослых.

Возрастные особенности обмена веществ и энергии связаны с высокой потребностью в энергии, бурным процессом увеличения массы тела, интенсивностью мышечной деятельности, недостаточностью развития нервно-гуморальных механизмов регуляции обменных процессов. Потребность в белках у ребенка значительно выше, чем у взрослого. Для детей характерен положительный азотистый баланс, т.е. ретенция азота – общее количество азота, выделяемого с мочой у детей, ниже количества азота белка, усвоенного из пищи. Необходимо учитывать, что для детского организма имеет значение не только количество, но и качество вводимых белков, 50% вводимых белков должны быть полноценными, то есть содержать все незаменимые аминокислоты. Избыточное введение белка также вредно организму ребенка, в этом случае повышается концентрация аминокислот в крови, что может привести к задержке развития. Дефицит белка в пище вызывает нарушение ин-

теллекта, снижает скорость физического развития, уменьшает иммунитет и толерантность к стрессам. Для детей раннего возраста белки молока не служат источником энергии, так как в основном используются для биосинтеза собственных белков организма. В связи с процессами роста потребность в белках у детей значительно выше по сравнению со взрослыми. У детей грудного возраста она составляет 3-4 г на 1 кг веса (у взрослых – 1,1-1,3 г). Общее количество белка в суточном рационе в среднем в расчете на 1 кг массы тела – новорожденному требуется 2,5 г, в возрасте 1 года – 3,5, в 3 года – 4 г, в 5 лет – 3,5, в 7 лет – 3, в 10 лет – 2,5, в 14-17 лет – 1,7. Энергия, получаемая из белков, должна составлять 10-15% от общего суточного количества калорий.

Обмен углеводов в организме ребенка характеризуется в первую очередь более высокой интенсивностью и толерантностью к глюкозе. В первые часы после рождения содержание сахара в крови ребенка такое же, как у матери, но уже через несколько часов развивается гипогликемия, что связано с недостаточной ферментативной активностью печени. У детей первого года жизни углеводы обеспечивают 40% суточной калорийности пищи, в последующие годы – 60%. В первые месяцы жизни потребность в углеводах покрывается за счет молочного сахара (лактозы), а при искусственном вскармливании – за счет сахарозы и мальтозы.

Удетей регуляция углеводного обмена менее совершенна, чем

увзрослых. В частности, это проявляется в более медленной мобилизации углеводных ресурсов, а также в меньшей способности сохранять необходимую интенсивность обмена при физической работе. Потребность детского возраста в углеводах значительно выше, чем

увзрослого, так как углеводы выполняют не только энергетическую, но и пластическую функцию. Характерной особенностью углеводного обмена детей является высокая усвояемость вводимых в организм углеводов (98-99%) независимо от способов вскармливания. С этим, по-видимому, сопряжена и повышенная толерантность к глюкозе. Высокая усвояемость углеводов сочетается с резким ослаблением способов депонирования их, а также быстрой истощаемостью их депо. В расчете на 1 кг массы тела новорожденным необходимо 13 г углеводов в сутки, в возрасте 1 года – 13 г, в 3 года – 16 г, в 5 лет – 14 г, в 7 лет – 12 г, в 10 лет – 10 г, в 14-17 лет – 7 г.

Жиры в организме ребенка выполняют энергетическую и пластическую функцию. Наибольшая потребность в жирах отмечается у грудных детей. В расчете на кг массы тела новорожденным необходимо 6 г жира в сутки, в возрасте 1 года – 5,5; в 3 года – 4,0; в 5 лет – 3,5; в 7 лет – 3,0; в 10 лет – 2,5; 14-17 лет – 1,7. Избыточное потребление жира от-

рицательно влияет на физическое развитие детей, дефицит жира в пубертантном периоде приводит к нарушению полового созревания.

Существенной особенностью водно-солевого обмена является его высокая интенсивность, лабильность, а также задержка жидкости и минеральных элементов в организме ребенка (положительный вод- но-солевой обмен). У новорожденных детей минеральные вещества составляют 2,6% массы тела. В целом суточная потребность в минеральных веществах у детей примерно в 1,5-2 раза ниже, чем у взрослых. Баланс минерального обмена у детей положительный, что связано с ростом организма.

Особенностью обмена энергии у ребенка служит его относительно высокая интенсивность, причем 15% общего расхода энергии идет на рост и накопление необходимых для жизни органических и неорганических веществ. У ребенка меньше, чем у взрослого, энергии расходуется на мышечную работу, но относительно больше ее теряется с экскрементами. Величина основного обмена у ребенка выше, чем у взрослых.

Особенность организации питания детей: у новорожденных – грудное вскармливание, после пяти месяцев дополнительно к грудному вскармливанию вводится прикорм, в год осуществляется переход на прикорм. Детей до 1,5 лет целесообразнее кормить 5 раз в день, старше 1,5 лет – 4-5 раз. При пятиразовом питании распределение суточного рациона составляет: 1-й завтрак – 20%, 2-й завтрак – 10-15%, обед – 30-35%, полдник 10-15%, ужин – 20%.

Возрастные особенности терморегуляции. Плод не нуждается в механизмах терморегуляции. У новорожденных температура тела выше, чем у взрослых, а суточная температурная кривая имеет изломанный характер. Теплоотдача у детей выше, чем у взрослых. Важную роль в теплоотдаче у новорожденных и грудных детей играет передача тепла путем испарения с верхних дыхательных путей и процесс потоотделения. Однако механизмы физической терморегуляции у детей первого года жизни во многом несовершенны. Основным способом теплопродукции является несократительный термогенез, в котором особая роль у малышей принадлежит бурому жиру. У новорожденных и грудных детей химическая терморегуляция также несовершенна. В процессе онтогенеза возрастают возможности теплопродукции, снижается интенсивность теплоотдачи, совершенствуются механизмы терморегуляции. «Взрослый» уровень терморегуляции достигается к 15-17 годам. Температура тела и кожи стопы у детей в 3 месяца 36.82/30.1; в 6 мес. – 37.15/30.12; в возрасте 1 года – 37.0/32.5; в 2 года – 36.92/32.5; в 5 лет 36.92/32.5; в 18 лет – 36.85/32.5.