8.3. Система выделения, водно-солевой баланс и факторы риска в периоды новорожденности и детства.

Развитие почек к моменту рождения не завершено, в почках преобладают юкстамедуллярные и среднекортикальные нефроны. Дальнейшее созревание происходит путем увеличения числа корковых нефронов, продолжающегося до 5-летнего возраста.

У новорожденных по сравнению со взрослыми общий почечный кровоток низкий. В первые несколько часов жизни почечный кровоток значительно варьирует, что связано с общей нестабильностью системной гемодинамики. Объем крови, проходящей через почки новорожденного ребенка, не превышает 5% сердечного выброса, тогда как у взрослых он составляет 20-25%. Обычно используемая у взрослых для определения объема почечного кровотока парааминогиппуровая кислота (ПАГ) не полностью экскретируется почками новорожденного ребенка из-за незрелости канальцевой секреции, в связи с чем получаемые у новорожденных значения почечного кровотока по клиренсу ПАГ оказываются несколько сниженными. Так, клиренс ПАГ к трехмесячному возрасту составляет лишь 65% взрослых, и только к 5 месяцам достигает значений взрослых. Значительное увеличение почечного кровотока происходит с 8-10 недели постнатального онтогенеза. Почечное сосудистое сопротивление, в основном, зависит от соотношения сопротивлений приносящей и выносящей артериол, и после рождения отчетливо снижается. С 3-й недели жизни ребенка происходит перераспределение кровотока в почке в сторону его увеличения в корковом веществе. Скорость клубочковой фильтрации у новорожденных низкая, составляет всего 12 мл/мин/м², в течение первых недель она возрастает в 2 раза и к 12 месяцам почти достигает уровня взрослых (Рис.8-2). Фильтрационная поверхность клубочков новорожденных в 5 раз меньше взрослых, толщина фильтрационной мембраны значительно больше, поэтому константа фильтрации через базальную мембрану примерно в 4 раза ниже, чем у взрослых

Канальцевая реабсорбция воды также возрастает (Рис.8-2) от периода новорожденности до 18 лет (с 78% до 99,5%). В течение первых 3-6 недель реабсорбирующая способность как люминальной, так и базолатеральной мембран канальцевого эпителия возрастает в 2 раза, соответственно этому в 2 раза возрастает и активность Na⁺-K⁺-АТФазы.

Окончательной зрелости системы транспорта ионов достигают в возрасте старше одного года. В это время появляется натрийуретическая реакция на введение антагониста альдостерона альдактона. Хотя активность транспорта глюкозы и аминокислот формируется параллельно активности транспорта Na⁺ , тем не менее, в раннем возрасте имеет место отчетливая незрелость систем реабсорбции глюкозы и аминокислот.

Глюкозурия, нередко наблюдаемая у новорожденных, довольно быстро, в течение нескольких дней исчезает, однако, максимальный канальцевый транспорт глюкозы достигает уровня взрослых только к подростковому возрасту (Рис.8-3), что является причиной физиологической глюкозурии у детей после приема углеводной пищи.

Аминоацидурия, характерная для новорожденных, исчезает в течение нескольких месяцев жизни, при этом в первый месяц возможны существенные потери организмом ребенка аминокислот пролина и глицина. Становление системы транспорта аминокислот, характерное для взрослых, происходит в целом в течение первых двух лет.

В первые 3 месяца жизни имеет место отличающееся от взрослых соотношение в моче показателей экскреции мочевины и мочевой кислоты: относительно низкое выведение мочевины и высокое – мочевой кислоты. Последнее сохраняется более высоким, чем у взрослых, до 2-х летнего возраста и обусловлено тем, что нейтрализация аммиака у этих детей происходит путем синтеза мочевой кислоты, а не мочевины.

Способность нефрона к канальцевой секреции органических кислот и оснований у новорожденного довольно низка, становление этого процесса происходит в промежутке от 6 месяцев до 6 лет. Соответственно этому, у новорожденных детей имеет место замедленное выведение из организма антибиотиков, что следует учитывать при необходимости их назначения.

Ограниченность почечных функциональных резервов приспособления к меняющимся условиям водно-солевого баланса у новорожденных и грудных детей наиболее наглядно выявляется со стороны способности почек к разведению и концентрированию мочи. Так, уже с 5-го дня жизни дистальный отдел нефрона ребенка способен к осмотическому разведению мочи и в ответ на водную нагрузку почки экскретируют гипотоничную мочу. В то же время способность к концентрированию мочи у новорожденных крайне низкая и достигает уровня взрослых лишь после 8 лет. Это связано, в основном, со следующими причинами. Во-первых, положительный азотистый баланс новорожденных и грудных детей ограничивает количество мочевины, поступающей в мозговое вещество почки и необходимой для формирования осмотического градиента. Во-вторых, небольшое число длинных петель Генле юкстамедуллярных нефронов и высокая скорость кровотока по прямым капил-лярным сосудам мозгового вещества почки в этом возрасте обусловливают низкую эффективность поворотно-противоточных систем ее мозгового вещества. В-третьих, в этих условиях оказывается сниженной эффективность вазопрессина, хотя возможность увеличивать секрецию гормона при осмотических стимулах и стимулировать реабсорбцию воды в дистальном отделе нефрона имеет место уже у новорожденных. В четвертых, недостаточная зрелость у новорожденных концентрирующего механизма мозгового вещества почки и дистальных канальцев обусловлена тем, что становление системы сопряжения рецептора вазопрессина с каталитической субъединицей, формирование цАМФ–зависимой системы и протеинкиназной активности в клетках канальцев происходит в онтогенезе гетерохронно и завершается в разные сроки после рождения.

С возрастом ребенка растет диапазон повышения осмотического давления мочи при ограничениях поступления воды в организм, что отражает постепенное увеличение почечного резерва по сохранению воды в организме (Рис.8-4). Приведенные данные позволяют понять, почему новорожденные и дети грудного возраста значительно хуже переносят ограничение поступления жидкости, чем ее избыток: у них быстро возникает обезвоживание.

Анатомические особенности почек новорожденного ребенка в виде преобладания юкстамедуллярных нефронов с более высокой реабсорбирующей способностью в отношении натрия обусловливают повышенную степень его реабсорбции. Экскреция натрия у новорожденных прямо зависит от величины диуреза. К особенностям почечной обработки электролитов у новорожденных следует отнести также отсутствие реакций осмотического диуреза. В процессе онтогенеза постепенно нарастает экскреция электролитов с мочой, но до 2-х лет имеет место более высокая экскреция калия, чем основного осмотически активного иона натрия (Рис.8-5).

Постнатальное становление почечных резервов проявляется и со стороны ионорегулирующей функции почек. Выделены 3 этапа постнатального формирования этой функции. Первый этап (от периода новорожденности до 2-х лет) характеризуется отсутствием ионоуретической реакции на калиевую и натриевую нагрузки. Второй - (2 года – 10 лет) -отличается недифференцированным характером экскреции ионов. На третьем этапе (после 10-11 лет) отмечается избирательный ионоурез, соответствующий виду солевой нагрузки. В онтогенетическом становлении избирательности ионорегулирующей функции играют роль не только развитие почечных механизмов транспорта ионов, но и постнатальное формирование механизмов нейрогуморальной регуляции водно-солевого обмена, а также функций тканевых водно-солевых депо.

После рождения продолжается становление основных гуморальных механизмов регулирования функции почек. Высокая активность ренина у новорожденных постепенно снижается и достигает уровня взрослых не раньше 6-9-летнего возраста. У новорожденных экскреция альдостерона с мочой в 3-4 раза больше, чем у взрослых. Высокий уровень альдостерона плазмы крови новорожденных с возрастом постепенно снижается, однако корреляция между высокой концентрацией ангиотензина-2 и альдостерона в плазме крови отсутствует, содержание альдостерона остается высоким и к месячному возрасту.

Реактивность структур нефрона к регулирующим влияниям гормонов имеет выраженные возрастные особенности. Так, эффективность альдостерона у новорожденных невысока и, несмотря на повышенные его уровни в плазме крови, экскреция натрия относительно мало изменена. Низкая чувствительность канальцев нефрона к альдостерону в раннем постнатальном онтогенезе обусловлена невысоким связыванием гормона с мембраной клеток канальцевого эпителия, несовершенством внутриклеточной лиганд-рецепторной реакции и компонентов реализации гормонального стимула. В целом, для новорожденного характерна более высокая, чем у взрослых активность ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, что играет важную роль как для стимуляции развития системы канальцевого транспорта, так и для адаптации организма новорожденного ребенка к новым условиям водно-солевого обмена.

Эффективность атриопептида в регуляции транспорта натрия в почках новорожденных также несколько ниже, чем у взрослых. Несмотря на то, что секреция вазопрессина у новорожденных близка уровню взрослых или даже превышает ее, эффективность гормона в регуляции канальцевого транспорта воды у новорожденных существенно меньше. Кортизол у новорожденных обладает минералокортикоидным действием и способствует процессу реабсорбции натрия. Вообще процессы канальцевой реабсорбции натрия в первые дни жизни в основном подчинены влиянию глюкокортикоидов. Постнатальному становлению секреторных процессов в канальцах почек способствует рост продукции тестостерона.

Интегральная оценка функции мочеобразования показала, что наибольшая интенсивность ее развития имеет место от периода новорожденности до 4-5 лет, последующее резкое ускорение развития этой функции происходит в 10-11 лет, а окончательная ее стабилизация выявляется в юношеском возрасте. Периоды 7-8 и 13-15 лет, отличающиеся десинхронизацией основных процессов мочеобразования, следует также отнести к критическим этапам функционального развития почек, т.к.. в указанные возрастные периоды избыток или дефицит поступления воды и солей в организм, неблагоприятные факторы (высокая температура внешней среды, прием алкоголя или наркотиков, курение табака, назначение лекарственных препаратов, экскретируемых с мочой) могут вызывать нарушение процессов мочеобразования.

Эффективность поддержания почками водно-солевого гомеостазиса у новорожденных связана со сроками пережатия пуповины в родах. Так, при пережатии пуповины спустя 3-5 с после рождения у ребенка происходит более эффективное становление почечных функций к 5-м суткам – больший рост диуреза, клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции воды, большая способность к концентрированию мочи, более высокая канальцевая реабсорбция натрия и уменьшение натриуреза, по сравнению с детьми, у которых пережатие пуповины производилось через 3 мин после рождения. Соотношение концентрации глюко- и минералокортикоидов, вазопрессина в крови новорожденных после раннего пережатия пуповины было более благоприятным для становления функций почек и эффективного регулирования гомеостазиса. Поддержание водно-солевого гомеостазиса у новорожденных при раннем пережатии пуповины направлено на сохранение воды и натрия в организме в условиях ограниченного их поступления с пищей в этот период. В крови таких новорожденных с 1 по 5 сутки внеутробной жизни уровень натрия в крови стабильнее, чем у детей с поздним пережатием пуповины - у последних к 3-м суткам отмечено резкое снижение концентрации этого катиона в крови.

Общее содержание воды в организме, наиболее высокое в эмбриональный период (95,4% массы), к моменту рождения снижается до 75,5%. Уменьшение количества воды продолжается и в постнатальном онтогенезе, особенно значимо в первые дни жизни, содержание воды в организме ребенка достигает значений взрослого человека (60%) к 3-5 годам. Общее содержание воды в теле человека зависит от количества жира в его организме (жировая ткань бедна водой) и в значительной степени определяется характером питания. Преобладание в диете углеводов вызывает повышение гидрофильности тканей и количества воды.

Содержание воды во внеклеточном секторе также уменьшается с возрастом (Рис.8-6), а во внутриклеточном – повышается, в основном, за счет увеличения массы клеток, т.к. при расчете на сухую массу тела внутриклеточная жидкость практически не меняется.

Высокие относительные значения основного обмена и поверхности тела на единицу массы тела являются причиной больших потерь воды (в 2 раза) через кожу и легкие у новорожденных, по сравнению с взрослыми. При повышении температуры окружающей среды и низкой ее влажности внепочечные потери воды возрастают у новорожденных почти в 2 раза. Несмотря на меньшие абсолютные объемы мочевыделения у новорожденных, относительные потери воды через почки на кг массы у них также выше и постепенно уменьшаются в процессе постнатального онтогенеза.

Для выведения из организма одинакового количества веществ новорожденным детям требуется в 2-3 раза больше воды, чем взрослым. В этой связи понятна повышенная потребность организма ребенка в воде. Условно это можно выразить следующим образом. При прекращении поступления воды в организм полная потеря внеклеточной жидкости у новорожденного произошла бы спустя 5 суток, тогда как у взрослого - через 10 суток. Высокая потребность организма новорожденного и грудного ребенка в воде формирует положительный водный баланс, что необходимо для его роста и развития.

Водный баланс ребенка характеризуется значительной напряженностью механизмов его поддержания. Это связано, во-первых, с более интенсивным водным обменом, во-вторых, - с меньшим резервом жидкости в организме, в третьих, - с незрелостью механизмов поддержания водного баланса, особенно механизмов задержки воды в организме. Так, в течение суток организм новорожденного обменивает около половины объема внеклеточной жидкости, тогда как у взрослого меняется лишь 1/7 ее часть. Каждая условная молекула воды пребывает в организме новорожденного около 3-х дней, а у взрослого – в течение 2-х недель. Низкая масса соединительной ткани и недостаточное содержание в ней гликозаминогликанов уменьшает связывание и депонирование воды в интерстициальном секторе. Невысокая эффективность механизмов осморегуляции и концентрационной способности почек у детей раннего возраста, отсутствие у них чувства жажды и низкая питьевая мотивация представляют реальную угрозу водного дисбаланса и развития обезвоживания организма, особенно в жаркие летние месяцы. Таким образом, среди факторов риска для системы водно-солевого обмена у детей основное место занимает ограничение поступления жидкости в организм.

С целью профилактики возможного обезвоживания новорожденным и детям младшего возраста рекомендуется обеспечить прием в сутки около 200 мл жидкости на 1 кг массы тела. Это количество в 5 раз большее, чем для детей школьного возраста.

Ионный состав внеклеточной жидкости в процессе онтогенеза претерпевает незначительные изменения в виде тенденции к повышению уровня натрия и калия. В то же время диапазон индивидуальных колебаний концентраций ионов у новорожденных и грудных детей существенно расширен. Для обмена ионов в раннем возрасте характерен положительный внешний баланс, т.е. поступление ионов в организм превышает их выведение, что является необходимым для роста и развития организма ребенка. Незрелость ионорегулирующих и осморегулирующих почечных механизмов у детей способствует тому, что избыточные солевые нагрузки, равно как и пищевой дефицит ионов, могут быстро вызывать их перегрузку и неэффективность, приводя к сдвигам содержания катионов во внутренней среде организма. Ведущим механизмом компенсации таких сдвигов в раннем возрасте является пассивное перемещение ионов между внеклеточной и внутриклеточной средами. Последнее особенно характерно для натрия, уровень которого в клетках детей выше, чем у взрослых. Диапазон колебаний функционального почечного резерва транспорта ионов в раннем возрасте существенно снижен, а почечная экскреция ионов является основным и ведущим механизмом выделения ионов из внутренней среды организма. Так, экскреция хлорида у новорожденных и грудных детей находится в пределах от 1 до 10 мг в час, тогда как у детей старшего возраста – до 740 мг в час. Высокая канальцевая реабсорбция (99,4-99,9 %) ведет к очень низкому выделению хлоридов, следствием чего является депонирование хлорида натрия в тканях, ведущее к перемещению воды из плазмы крови в ткани, снижению фильтрации и диуреза. Избыточное введение хлорида натрия детям раннего возраста приводит к развитию гиперосмотической гиперволемии, снижению диуреза и может сопровождаться отеками тела. Часто при этом отмечается “солевая лихорадка” - повышение температуры тела, обусловленное осмотической стимуляцией синтеза простагландинов в гипоталамическом центре терморегуляции. Таким образом, для ребенка раннего возраста резкие изменения пищевого поступления ионов в организм являются фактором риска.

Кислотно-основное состояние внутренней среды организма новорожденных имеет небольшой сдвиг в сторону ацидоза при некотором снижении буферных оснований. Клетки канальцевого эпителия почек новорожденных и детей грудного возраста в меньшей степени, чем у взрослых, способны к секреции водородных ионов, т.к. у них существенно ниже активность и количество внутриклеточных систем, участвующих в транспорте протонов. Последнее, наиболее ярко проявляется в отношении обмена глутамата. Активность глутаминазы и глутаматсинтетазы, равно как и содержание самого глутамата снижены у новорожденных почти в 3 раза, по сравнению со взрослыми. Указанная функциональная особенность эпителия почечных канальцев у детей раннего возраста является фактором риска для более быстрого возникновения у них выраженного ацидоза при нарушениях метаболизма в организме.

Особенности реактивности нефрона у детей грудного возраста могут быть выявлены с помощью оценки реакций на диуретики. В целом, эти реакции у новорожденных и грудных детей по сравнению со взрослыми ослаблены, что обусловлено как инертностью у них ферментных систем канальцев почек, так и ограниченным трансмембранным транспортом диуретических препаратов. Раньше всего, к 3-м месяцам жизни, появляется диуретическая реакция на фуросемид и этакриновую кислоту, к 6-месячному возрасту – на гипотиазид, еще позднее – на альдактон. Применение диуретических препаратов может использоваться с целью тестирования зрелости канальцевых систем транспорта электролитов. Факторами риска, задерживающими функциональное становление реактивности канальцевых структур, могут быть высокие концентрации эстрогенов и альдостерона в крови беременной женщины.

У новорожденных детей лоханка расположена внутрипочечно, а мочеточник отходит под прямым углом. Окончательное формирование лоханки происходит к концу первого года жизни. Мочеточники имеют коленообразные изгибы, особенно в месте перехода интрамуральной его части во внутрипузырную. Длина интрамуральной части у новорожденного варьирует от 4 до 6 мм, а к 12 годам жизни - достигает 10-13 мм. Перистальтика мочеточника у новорожденных отличается частым ритмом, но мышечный слой развит слабо. Объем мочевого пузыря у них составляет от 20 до 40 мл, в последующие годы жизни он существенно увеличивается (Рис.8-7). Мочевой пузырь новорожденного ребенка расположен высоко, выступает над симфизом, в связи с чем соприкасается не с прямой кишкой, как у взрослых, а с тонкой и сигмовидной кишкой. По мере роста детей вплоть до 16 лет происходит опускание мочевого пузыря в полость малого таза.

Наряду с понятием анатомического объема пузыря в медицине существует понятие его физиологического объема, то есть той степени наполнения, которая вызывает позывы к мочеиспусканию. С возрастом у детей физиологический объем мочевого пузыря также растет (рис.8-7), но в меньшей степени, чем его анатомический объем, что не позволяет возникать перерастяжению пузыря.

Формирование условнорефлекторных механизмов мочеиспускания происходит к концу первого года, а закрепляется условный рефлекс значительно позже – от 2-х до 7 лет. Длительное применение памперсов ( или как это принято у некоторых народов - полой трубчатой кости, одним концом надеваемой на пенис, а другим вставляемым в отверстие младенческой люльки ) задерживает формирование этого условного рефлекса, т.к. длительное время позволяет младенцу не сигнализировать о предстоящем или происшедшем мочеиспускании. Психические и физические травмы, хронический стресс, нарушения сна, обильное питье перед сном, поступление алкоголя с молоком матери являются факторами риска, задерживающими у ребенка формирование условного рефлекса на мочеиспускание. Неудовлетворительные жилищно-бытовые условия, интоксикации, в том числе и наркотической природы, патология обмена веществ, психические травмы, отставание в развитии могут нарушать и формирование нейрогуморальной регуляции функции мочевого пузыря. При этом уменьшается его резервуарная функция. Утрата активной рефлекторной адаптационной способности детрузора к растяжению, замедление или отсутствие роста порога мочеиспускательного рефлекса являются причинами недержания мочи у ребенка.