975741

А натомо-фізіологічні особливості

Рим. 46. Динаміка секреції гормонів гіпофіза під час гестації та в ранній постнатальний період.

СТГ - соматотропний гормон; ПРЛ - пролактин; АКТГ - адренокортикотропний гормон г - лютеїнизуючий гормон; ФСГ - фолікулостимулюючий гормон; ТТГ - тиреотропний °рмон;

В середній частці виробляється меланоформний (або меланоцито - стимулюючий) гормон і вона становить лише 1-2% усієї маси залози.

Задня частка гіпофізу становить близько 18-23% усієї маси залози і виділяє •^а гормони: окситоцин і вазопресин (антидіуретичний гормон — АДГ), які

201

Розділ 8

продукуються нервовими клітинами, ядрами гіпоталамусу і у вигляді нейросекрету транспортуються в задню частку гіпофіза.

Гіпофіз виявляє енергійний ріст протягом перших чотирьох років життя і особливо в період статевого дозрівання.

Різноманітність синтезуючих гормонів і їх функціональної активності обумовлює поліморфність клінічної картини захворювань, які розвиваються внаслідок порушення функцій різних часток гіпофізу.

Епіфіз (шишковидна залоза) закладається на 6-7-му тижні внутрішньо­ утробного розвитку як випинання покривної пластинки проміжного мозку. Секреція гормонів починається на 3-му місяці внутрішньоутробного розвитку.

Епіфіз виробляє гормон мелатонін, фізіологічна дія якого полягає в тому, що він пригнічує секрецію гонадотропінів аденогіпофізом, викликає затримку статевого розвитку, впливає на пігментний обмін і пігментні тканини шкіри.

Відмічені вікові особливості функціонування епіфізу. Своєї максимальної активності він досягає до 5-7 років. Саме цей факт, очевидно, пояснює те, що ще до цього віку відсутні вторинні статеві ознаки, і повільно формуються статеві відмінності.

Після 10 років епіфіз підлягає зворотному розвитку. До початку статевого дозрівання відбувається різке зниження рівня мелатоніну в сироватці крові, що, можливо, і становить складову частину сигналу, який «запускає» пубертатний період.

Підвищення функції епіфізу призводить до зниження статевої функції і затримки статевого розвитку, тоді як гіпофункція супроводжується передчас­ ним статевим дозріванням.

Підшлункова залоза належить до залоз з подвійною секрецією: зовнішньою (екзокринною) і внутрішньою (ендокринною). Як залоза внутрішньої секреції вона належить до системи травних залоз, і панкреатичний сік, який вона виробляє, містить більш ніж 20 ферментів (гастрин, секретин, холецистокінін та ін.).

Морфологічним субстратом ендокринної функції підшлункової залози служать острівці Лангерганса, який описав їх в 1869 р. Кількість острівців по відношенню до усієї тканини залози становить у дорослої людини 1-3%. У новонароджених і дітей раннього віку ендокринна частина підшлункової залози розвинена краше, ніж екзокринна.

Підшлункова залоза закладається на 4-му тижні внутрішньоутробного життя з ентодермального листка, але сильний розвиток залози починається з 6,5 міс. Остаточного розвитку підшлункова залоза досягає до 25 років.

Гормони підшлункової залози починають продукуватися неодночасно. З кінця 2-го місяця внутрішньоутробного життя а-клітини починають виділяти глюкагон, а до кінця 3-го місяця в (3-клітинах виявляється інсулін, а пізніше в О-клітинах появляється третій з основних гормонів підшлункової залози соматостатин.

202

РозділА

особливо з 3-4 до 7-8 років. Тільки до 10 років мозкова речовина за своєю масою переважає кіркову.

Незважаючи на це, активність симпатоадреналової системи проявляється відразу після народження. З перших днів новонароджений здатний реагувати на стресові подразники підвищенням секреції катехоламінів, в основному норадреналіну (на відміну від дорослих). Однак мозкова речовина наднирників новонародженого реагує на стрес менш активно, ніж у дорослого. Знижена реакція його компенсується значним активуванням параганліїв симпатичної нервової системи, що виробляють катехоламіни.

У віці від 1 до 3 років секреція катехоламінів набуває добової і сезонної циклічності. Екскреція адреналіну мінімальна вночі і значно посилюється у весняний період.

Отже, найважливіші особливості ендокринної системи в дитячому віці такі. 1. У кожному віковому періоді має місце функціональне переважання тієї чи іншої ендокринної залози і спостерігається гетерохронія їх розвитку та

інволюції:

а) в періоди внутрішньоутробного розвитку і новонародженості найбільш активна щитовидна залоза і симпатоадреналова система;

б) в грудному віці виражений інкреторний вплив щитовидної і загрудинної залоз;,

в) в період молочних зубів високу активність має гіпофіз і задгрудинна залоза;

г) в передпубертатному періоді зростає значення інкрету статевих залоз, щитовидної залози і гіпофізу;

д) в пубертатному віці переважає активність статевих залоз і чітко виявляється дія наднирників.

2.Порушення функціональної активності ендокринного апарату у дітей спостерігається частіше, ніж у дорослих. Це пояснюється незавершеністю будови ендокринних залоз, лабільністю регуляторних механізмів.

3.Між усіма ендокринними залозами існує інтимний корелятивний зв'язок, але тільки до 6-7 років виникає чітка синхронна їх взаємодія.

4.У ростучому організмі взаємовідношення між ендокринними залозами відрізняються великою рухливістю, а функціональні резерви гормонів відносно не великі. Тому різноманітна дія на організм може викликати у дітей суттєві порушення ендокринної регуляції розвитку.

5.Для дітей характерні полігландулярні розлади ендокринної системи.

204

розділ 9.

ОСОБЛИВОСТІ ОБМІНУ РЕЧОВИН У ДІТЕЙ

ПР О Ц Е С И обміну речовин включають асиміляцію — засвоєння речовин, що надходять в організм з оточуючого середовища, синтез

— побудову більш складних хімічних сполук з більш простих для створення живої матерії, та дисиміляцію — розщеплення речовин, що входять до складу живого організму. Процеси синтезу органічних сполук, на які витрачається енергія, називаються анаболічними (анаболізм), процеси розщеплення (що утворюють енергію) — катаболічними. Життя можливе лише при постійному і безперервному зв'язку між процесами розщеплення і синтезу, завдяки чому здійснюються розвиток і самооновлення організму.

У дітей в період їх росту і розвитку анаболічні процеси переважають над катаболічними, причому ступінь переваги відповідає швидкості росту, яка відображає зміну маси тіла за певний проміжок часу. Константа росту характеризує його інтенсивність на кожний даний природний період розвитку, і її зміни в різні періоди онтогенезу свідчать про зміни умов росту, тобто про якісні зміни метаболізму.

Процеси обміну в організмі людини пов'язані з певними структурами організму. В мітохондріях відбувається більшість обмінних процесів, спеціальні окислювальні і енергентичні процеси (цикл Креба, дихальний ланцюг, окислювальне фосфорилювання та ін.). Тому мітохондрії клітин часто називають її «силовими» станціями, які постачають енергію решті частин клітини. В рибосомах здійснюється синтез білків, а необхідна для цього енергія поступає з мітохондрій. Основна речовина протоплазми — гіалоплазма — бере активну участь в процесах гліколізу та інших ензимних реакціях.

Слід підкреслити тісний зв'язок клітинної структури з її функцією. Клітинні структури не є постійними. Вони знаходяться в процесі постійного формування 1 розщеплення, що залежить від обміну речовин. Відомо, що тривалість життя еритроцитів становить 80-120 днів, нейтрофільних гранулоцитів — 1-3 дні, тромбоцитів — 8-11 днів. Половина всіх білків плазми оновлюється за 2-4 дні. Навіть емаль зубів постійно зазнає оновлення.

Особливого значення це положення набуває в педіатрії, оскільки в процесі Росту і розвитку дитини відбувається не тільки самооновлення, а й неуклінне накопичення та формування структур організму. Співвідношення інтенсивності Росту (збільшення маси органів) і диференціювання структур змінюється 3алежно від періодів дитинства. В грудному віці переважають процеси Наростання маси тіла, в дошкільному періоді на перший план виступають пРоцеси диференціювання маси, а в шкільному віці — знов диференціювання, аЯе вже на іншому рівні розвитку.

205

РоздІЛ-9-

Такий хвильоподібний перебіг розвитку дитячого організму значною мірою визначається спадковою інформацією, завдяки якій формуються специфічні для кожної людини білки, багато з яких входить до складу ферментних систем людського організму. Від їх специфічності і залежать в основному обмінні реакції, що визначають життєдіяльність в біологічному розумінні.

Залежно від послідовності процеси обміну речовин в організмі можна розподілити на чотири великі групи.

1. Травлення і процеси в травному каналі, які готують всмоктування поживних речовин. До них належить розщеплення, яке здійснюється в травному каналі бактеріальною флорою.

2.Резорбція — процес всмоктування поживних речовин через слизову оболонку кишок.

3.Проміжний обмін — внутрішньоклітинні процеси синтезу і розщеплення, які обумовлені ферментативно і регулюються нейрогуморально.

4.Виділення кінцевих продуктів обміну.

Головними особливостями обміну речовин у дітей є: а) переважання процесів асиміляції над процесами дисиміляції; б) високий основний обмін; в) підвищена потреба в білках; г) позитивний азотистий баланс.

Таким чином, за своєю суттю всі процеси обміну речовин є фермента­ тивними і перебігають послідовно, що здійснюється складною системою регуляції. Загальна схема обміну речовин у дітей наведена на мал.1. Важлива роль в регуляції належить центральній нервовій системі (ЦНС) та ендокринним залозам. На відміну від дорослого, у дитини в процесі росту відбуваються становлення і дозрівання обміну речовин. Це проявляється лабільністю обміну, частими і більш вираженими його порушеннями при різних захворюваннях.

У дітей порушення обміну речовин умовно можна розподілити на три великі групи.

Перша група хвороб обміну речовин — це спадкові, генетично обумовлені захворювання. Як правило, їх причиною є відсутність або низька активність ферменту або ферментів, що беруть участь в обміні тієї чи іншої речовини (наприклад, метаболізму амінокислот — аміноацидопатії). На даний час відомо більш як 400 хвороб обміну речовин спадкового характеру.

Друга група — транзиторні порушення обміну речовин, які обумовлені затримкою дозрівання певних ферментативних систем у дітей в процесі росту (наприклад, транзиторна фенілаланінемія у дітей перших днів і тижнів життя, яка зникає в міру росту).

Третя група — синдроми порушення обміну речовин, що виникають в період різних захворювань і зберігаються деякий час після перенесеної хвороби (наприклад, синдром мальабсорбції після кишкових інфекцій). Це найбільш численна група.

206

Особливості обміну речовин

9.1. Енергетичний обмін

Енергетичний обмін у дітей має певні особливості, які обумовлені інтенсивним ростом, високим рівнем біосинтетичної діяльності, функціональ­ ною незрілістю деяких регуляторних систем та особливостями обміну білків, жирів і вуглеводів. Енергетичні витрати дитячого організму забезпечуються високим рівнем фосфорилюючих і окислювальних процесів.

Коли їжа надходить до травного каналу, то спочатку великі молекули поживних речовин розщіплюються на дрібні. Зокрема, з вуглеводів утворюються три гексози (глюкоза, галактоза, фруктоза), з білків — 20 амінокислот, з жиру (тригліцериди) — гліцерин і жирні кислоти, а також деякі інші речовини (наприклад, пентози тощо). Підраховано, що в середньому через організм людини протягом її життя вуглеводів проходить 17 500 кг, білків — 2500 кг, жирів — 1300 кг. Кількість енергії, яка вивільнюється при цьому, незначна, причому ця енергія виділяється у вигляді тепла. Так, при розщепленні полісахаридів і білків вивільнюється близько 0,6%, жирів — 0,14% загальної енергії, яка утворююється при їх повному розпаді до кінцевих продуктів обміну. Тому значення хімічних реакцій полягає головним чином у підготовці поживних речовин до справжнього вивільнення енергії.

У подальшому ці речовини підлягають розщепленню шляхом неповного згорання. Результат цих процесів — неповне згорання — здається випадковим. З 25-30 речовин утворюється, крім С 0 2 і Н2 0, тільки три кінцевих продукти: а- кетоглутарова, щавлево - оцтова кислоти і оцтова кислота у вигляді ацетилкоензиму А. Кількісно має перевагу ацетилкоензим А. При цьому вивільнюється близько 30% енергії, що міститься у поживних речовинах.

Продукти, які утворилися внаслідок гідролізу в травному каналі і неповного згорання, продовжують розщеплятись в циклі трикарбонових кислот (цикл Кребса). В результаті утворюються кінцеві продукти у вигляді вуглекислоти і води. При цьому вивільнюється 60-70% енергії поживних речовин. Цикл Кребса є загальним кінцевим шляхом розщеплення як вуглеводів, так білків і жирів. Це як би вузлові ланки в обміні, де сходиться перетворення різних структур й можливий взаємоперехід синтетичних реакцій.

Але слід відзначити, що поряд з розщепленням речовин відбувається не тільки вивільнення енергії, але й особливий вид її накопичення.

Зберігання енергії здійснюється за рахунок перетворення енергії Розщеплення харчових продуктів у особливу форму хімічних сполук, що мають Назву макроерги. Носіями цієї хімічної енергії в організмі є різноманітні Фосфорні сполуки, в яких зв'язок залишку фосфорної кислоти і є макро- еРгічним.

Головне місце в макроергічних процесах належить пірофосфатному зв'язку 31 структурою аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ). У формі цієї сполуки в °рганізмі використовується від 60 до 70% усієї енергії, яка вивільнюється при

207

Розділ 9

розпаді білків, жирів та вуглеводів. Використання енергії (окислення у формі АТФ) має велике біологічне значення, оскільки завдяки цьому механізму можливе роз'єднання місця і часу вивільнення енергії та її фактичного споживання у процесі функціонування органів.

Підраховано, що за 24 год. в організмі утворюється і розщеплюється АТФ, кількість якої дорівнює масі тіла. Перетворення АТФ в АДФ вивільнює 41,8450,2 кДж або 10-12 ккал.

Енергія, яка утворюється в результаті обміну речовин, витрачається на основний обмін, тобто на підтримку життя в стані повного спокою при температурі оточуючого повітря 20° С, на ріст (пластичний обмін), м'язову роботу, на перетравлення і засвоєння їжі (специфічно-динамічна дія їжі). Існують відмінності у витрачанні енергії, яка утворюється в результаті обміну у дорослого і дитини.

Характерною особливістю періоду новонародженості є більш низький основний обмін, що пов'язано з недостатньою функцією щитовидної залози в цей період. Але вже на 2-3-й день життя і п р о т я г о м всього періоду новонародженості у дітей відмічається початкове підвищення основного обміну до 1 року. Максимально високий рівень основного обміну (в 1,5 раза вище, ніж у дорослих) зберігається до 2 років, а потім невпинно знижується (табл.

45). При неспокої дитини втрата енергії збільшується на 20-60%, а під час крику

—в 2-3 рази. Збільшується основний обмін і при підвищенні температури тіла (на 1° С підвищення становить 14-16%).

Однак високий пластичний обмін в цей період дитинства пояснює та обставина, що частка основного обміну в загальній витраті енергії нижча, ніж у дорослого. Якщо у дорослого вона становить 60% загальної кількості енергії, яка утворюється у його організмі, то у дитини перших 3 міс. вона дорівнює 36%, тобто в 2 рази менше (табл. 46). У подальшому частка основного обміну невпинно зростає (4-6 міс. — 44%, 7-9 м і с — 52%, 10-12 міс. — 50% і тільки У шкільному віці — 60%).

208

Суттєвим компонентом основного обміну є витрата енергії на само­ оновлення. Пр о інтенсивність самооновлення міркують за коефіцієнтом зношення, який розраховується за мінімальною кількістю азоту, що виділяється з сечею при достатньо калорійній безбілковій дієті, тобто за рівнем ендогенного азоту сечі. У дітей останній значно менший, ніж у дорослого. Таким чином, інтенсивність самооновлення у дітей вища, ніж у дорослих, причому з віком появляється різниця цього показника залежно від статі — у чоловіків він вищий.

Для більш спрощеного розрахунку частки витрати енергії основного обміну на самооновлення у дітей використовують такий: в енергетичному вираженні 1 мг ендогенного азоту сечі дорівнює 1 ккал або 4,184 кДж.

На підтримку постійної температури тіла при температурі оточуючого середовища нижчій за критичну (28-32° С), організм дитини змушений витрачати 200,8-418,4 кДж/кг на добу або 48-100 ккал/кг на добу. Тому з віком збільшується абсолютна витрата енергії на підтримку постійної температури тіла. Через шкіру дитина витрачає 90% тепла. Цим пояснюються вимоги, які пред'являються до одежі дітей різного віку. Проте частка витрати енергії на підтримку постійної температури тіла у дітей першого року життя тим нижча, чим менший вік дитини (табл. 46).

У подальшому знову відбувається деяке зниження витрати енергії, оскільки поверхня тіла по відношенню до 1 кг маси тіла зменшується.

До трудноврахованих втрат належать втрати з фекаліями травних соків і секретів, що виробляються в стінці травного каналу і залозах, зі злущеними епітеліальними клітинами, з відпадаючими покривними клітинами шкіри, волоссям, нігтями, потом, а після досягнення статевої зрілості у дівчат з менструацією. На жаль, це питання у дітей майже не вивчене. Вважають, що у дітей, старших 1 року, трудновраховані втрати становлять 1-2% енергетичних затрат.

На відміну від дорослих у дітей багато енергії витрачається на ріст (пластичний обмін). Встановлено, що для накопичення 1 г маси тіла, тобто нової тканини, необхідно затратити близько 29,3 кДж або 7 ккал. Оскільки Нітенсивність росту у дітей в різні періоди неоднакова, то частка пластичного обміну в загальній втраті енергії різна. Найбільш інтенсивний ріст у внутрішньоутробному періоді розвитку, коли маса з а р о д к а л ю д и н и збільшується в 1 млрд. 200 млн. разів.

Розділ 9

Темп росту залишається достатньо високим і в перші місяці жяття. Про це свідчить значне збільшення маси тіла. Тому у дітей перших 3 міс. частка «пластичного» обміну у витраті енергії становить 46%, в подальшому на першому році вона знижується (у віці 4-6 міс. — 28%, 7-8 міс. — 13%, 10-12 міс.

6%). Проте з 4 років, особливо в передпубертатному періоді, спостерігається збільшення інтенсивності росту, що знову відображається в збільшенні пластичного обміну.

Всередньому за 20 років життя маса тіла людини збільшується приблизно

в20 разів, і за цей період відбувається близько 5 подвоювань маси тіла.

Витрата енергії на м'язову роботу з віком збільшується і у дорослого становить 1/3 добової витрати енергії. Діяльність дітей дуже різноманітна. Тому частка витрати енергії залежить від виховання дитини (наприклад, при колективному вихованні витрата енергії збільшується на 10-15%), шкільного навантаження (загальноосвітня або спеціалізована школа) і т.д.

Специфічно - динамічна дія їжі змінюється залежно від характеру харчування. Вона більш виражена при збагаченій білками їжі, менш — при вживанні жирів та вуглеводів. У дітей, особливо раннього віку, специфічнодинамічна дія їжі виражена слабше (0,5% добової витрати енергії), ніж у дорослих (10%).

9.2.Білковий обмін

Удитячому віці білковий обмін, як і інші види обміну речовин, має певні характерні особливості. Перш за все це те, що процеси асиміляції домінують над процесами дисиміляції, хоча в період новонародженості має місце фізіологічна недостатність катаболізму білків у кишках та печінці.

Білок є одним з основних і життєво необхідних продуктів. В організмі людини запасів білка немає. Тільки при розпаді тканин білки розщеплюються в них з вивільненням амінокислот, які витрачаються на підтримку білкового складу інших більш життєво важливих тканин і клітин. Тому нормальний ріст організму без достатньої кількості білка неможливий, оскільки жири і вуглеводи не можуть їх замінити. Крім того, в білках містяться незамінні амінокислоти, необхідні для формування заново утворюваних тканин або для їх самоонов­ лення. Білки є складовою частиною різних ферментів (травних, тканинних тощо), гормонів, гемоглобінів, антитіл. Підраховано, що близько 2% білків м'язової тканини є ферментами, які постійно оновлюються. Білки виконують роль буферів, беручи участь у підтримці постійної реакції середовища в різноманітних рідинах (плазма крові, спинномозкова рідина, кишкові секрети тощо). Нарешті, білки є джерелом енергії: 1 г білка при його повному розпаді утворює 16,7 кДж (4 ккал) . Однак на даний час стало очевидно, ихо використання білка для енергетичних затрат не є нормальним, оскільки в

210