Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Газовый состав выдыхаемого и альвеолярного воздуха у детей отличается бóльшим содержанием О2 и меньшим содержанием СО2, чем у взрослого человека (табл. 23.8).

Таблица 23.8. Состав выдыхаемого и альвеолярного воздуха

С возрастом содержание О2 в альвеолярном и выдыхаемом воздухе уменьшается, а содержание СО2 — увеличивается. Изменение газового состава выдыхаемого и альвеолярного воздуха обусловлено изменением частоты и глубины дыхания. У детей вследствие большей частоты и меньшей глубины дыхания эффективность дыхания, то есть процент использования кислорода из вдыхаемого воздуха меньше, чем у взрослых. Однако за счет большей величины относительного минутного объема дыхания у детей снабжение тканей кислородом больше, чем у взрослых. Вследствие этого высокая потребность в кислороде растущих детей полностью удовлетворяется.

Кровь плода содержит меньше кислорода и больше углекислого газа по сравнению с кровью матери. Так, в крови пупочной вены плода гемоглобин насыщен кислородом на 40–70%, содержание СО2 составляет 60 об. %. У матери насыщение гемоглобина в артериальной крови равно 96%, а содержание углекислого газа — 45–50 об. %.

Таким образом, у плода имеется относительная гипоксемия и гиперкапния, однако все органы и ткани плода получают достаточное для их развития количество О2, что объясняется несколькими факторами.

1. Более полное извлечение кислорода тканями из артериальной крови — артериовенозная разница по кислороду у плода в 1,5–2 раза больше, чем у взрослых.

2. Несмотря на большое сродство гемоглобина плода (HbF) к кислороду, диссоциация оксигемоглобина в тканях плода происходит быстро и более полно.

3. Кровоток в тканях плода почти в 2 раза интенсивнее, чем в тканях взрослого организма, что, естественно, увеличивает доставку тканям кислорода даже при сниженном его содержании в крови.

4. Метаболические процессы в тканях плода достаточно хорошо осуществляются при более низких напряжениях О2, так как в них анаэробные процессы (гликолиз) преобладают над аэробными (окисление), более свойственными взрослому организму.

5. Затраты энергии в организме плода значительно снижены, так как она почти не расходуется на процессы терморегуляции, пищеварения, мочеотделения. Кроме того, двигательная активность ограничена.

6. Увеличена кислородная емкость крови плода до 24–26 об. % за счет большего содержания эритроцитов и гемоглобина.

7. Мозг плода получает кровь с бóльшим насыщением гемоглобина кислородом, чем другие органы; чисто артериальную кровь получает только печень.

С началом легочного дыхания насыщение гемоглобина кислородом в артериальной крови возрастает и в первые сутки после рождения достигает 98%. Быстроте этого процесса способствует большое сродство гемоглобина (HbF) к кислороду.

Во второй половине первого месяца жизни ребенка кислородная емкость крови уменьшается до 14–15 об. % в результате разрушения эритроцитов и уменьшения содержания гемоглобина в крови (происходит замена HbF на HbA). Вследствие этого развивается гипоксемия. Тем не менее устойчивость тканей, в том числе и нервной, к гипоксии у новорожденных выше, чем у взрослых, поскольку еще значительна роль анаэробных процессов, ускорено кровообращение.

Потребление О2 организмом новорожденного на 1 кг массы тела в 2 раза больше, чем у взрослого, что обеспечивается более интенсивной вентиляцией легких, а также интенсивным кровообращением в легких и во всем организме ребенка.

В случае возникновения необходимости дыхания новорожденного чистым кислородом следует помнить: если ребенок недоношенный, то длительное воздействие избытка кислорода может привести к слепоте вследствие образования за хрусталиком фиброзной ткани.

В грудном возрасте по мере замены HbF на HbA (в первые 4–5 мес) его содержание в крови начинает увеличиваться, к концу первого года жизни оно равно 120 г/л; затем в течение первых лет жизни достигает нормы взрослого (140–150 г/л). Постепенно возрастает содержание и О2 в крови: в возрасте 5 лет оно равно уже 16 об. % (у взрослых — до 20 об. %). Однако ткани ребенка, как и прежде, получают О2 в достаточном количестве, так как у детей больше скорость кровотока, еще существенную роль играют анаэробные процессы. В период полового созревания организм подростка менее устойчив к кислородному голоданию, чем организм взрослого человека, что, по-видимому, объясняется гормональной перестройкой. Вследствие большей скорости кровотока у детей первых лет жизни меньше артериовенозная разница по кислороду, так как О2 при быстром движении крови не успевает диффундировать из капилляров в таких количествах, как у взрослых.

Напряжение СО2 в артериальной крови плода равняется 35–45 мм рт.ст., а в артериальной крови матери — 25–35 мм рт.ст. Одной из причин невыравнивания напряжений СО2 является большая толщина плацентарной мембраны. Невысокое напряжение СО2 в крови матери (а значит, и в крови плода) объясняется гипервентиляцией беременных, обусловленной, в частности, действием прогестерона на дыхательный центр.

Транспорт СО2 у новорожденного осуществляется в основном в виде физически растворенного и связанного с гемоглобином СО2, так как активность карбоангидразы еще низкая и составляет примерно 10–30% активности карбоангидразы взрослых. Именно поэтому участие бикарбонатов в выделении СО2 незначительно. Уровень активности карбоангидразы, характерной для взрослых, у детей устанавливается к концу первого года жизни.

Таблица 23.9. Содержание кислорода и углекислого газа в крови

У детей содержание кислорода и углекислого газа в крови меньше, чем у взрослых (табл. 23.9). Наблюдается состояние физиологической гипоксемии и гипокапнии.