Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Распределение общего обмена у детей в возрасте 1 года следующее: 70% — основной обмен; 20% — движение, поддержание мышечного тонуса; 10% — специфическое динамическое действие пищи; у взрослых — 50:40:10 соответственно. Особенностью общего обмена у детей является то, что на достижение одного и того же полезного результата ребенок затрачивает энергии больше, чем взрослый. Это связано с недостаточной координацией движений у детей. Повышенный расход энергии у детей, особенно первых лет жизни, связан также с незрелостью механизмов терморегуляции. У детей раннего возраста при крике и плаче обмен веществ может повышаться на 100–200%. В условиях спокойного лежания, сидения, стояния, во время занятий в детском саду (рисование, лепка) или в школе (если не урок физкультуры, а чтение, письмо, работа за компьютером и т.д.) обмен веществ повышается на 20–50%. Общий обмен у девочек и мальчиков до 8 лет одинаков. В 7 лет он равен 1800 ккал/сут, начиная с 8 лет — у мальчиков на 16–18% больше, чем у девочек (подробнее — табл. 25.11).

Очевидно, что у детей происходят рост и развитие организма. На эти процессы расходуется энергия, поэтому основной обмен относительно выше (примерно в 2 раза), чем у взрослого организма, если сравнивать количество килокалорий на каждый килограмм массы тела (в час или в сутки). В качестве примера: для обеспечения быстрого нарастания роста и массы тела в первые 3 мес жизни детский организм тратит 46% всей образующейся энергии.

Особенно интенсивен основной обмен в возрасте до 3 лет. В дальнейшем он понижается, и в конце подросткового периода становится таким же, как у взрослого. Гендерные различия в величине основного обмена начинают

Таблица 25.11. Возрастные изменения суточного расхода энергии

Таблица 25.12. Средние величины основного обмена у детей и подростков

Примечание: в таблице гендерные различия и рост не учитывались.

выявляться со второго полугодия первого года жизни. Основной обмен у мальчиков выше, а к 12–13 годам он становится выше у девочек. По достижении мальчиками полового созревания основной обмен у них снова становится выше, чем у девочек.

У детей после приема пищи основной обмен повышается на 5–12%, тогда как у взрослых в среднем на 18–30%. Причем, чем младше ребенок, тем меньше величина специфического динамического действия пищи (табл. 25.12). Это связано с рационом питания. Пища, употребляемая взрослым организмом, требует значительно больше энергетических затрат для переработки и усвоения.

Химическая терморегуляция достаточно хорошо выражена у детей уже с первых дней жизни. На понижение температуры воздуха до +21 °C организм новорожденного реагирует повышением теплопродукции, а на повышение температуры до +37 °C — понижением образования тепла.

У детей грудного возраста обмен веществ (несократительный термогенез) является ведущим источником теплопродукции, так как мышечная система не развита. В несократительном термогенезе важную роль играет бурая жировая ткань. Клетки этой жировой ткани имеют много митохондрий и высокий уровень окисления жирных кислот (в 20 раз выше, чем в белой жировой ткани). Продукция тепла при расщеплении бурого жира на единицу массы в 3 раза выше, чем в интенсивно работающей мышце. Сократительный термогенез играет большую роль в подростковом, юношеском возрасте и у взрослого организма.

Плод находится в организме матери при постоянной температуре окружающей среды и не нуждается в собственных механизмах терморегуляции. Теплоотдача осуществляется с помощью крови, оттекающей по сосудам плода и отдающей тепло через плаценту. Теплопродукция плода перед родами составляет 10–15% величины теплопродукции матери. Следовательно, организм матери обеспечивает эту теплоотдачу.

Контроль температуры тела новорожденных и детей грудного возраста производят путем измерения температуры в прямой кишке. Сразу после рождения она составляет +37,7...+38,2 °C, что примерно на 1 °C выше, чем у матери. Далее температура колеблется. В течение часа она понижается, а через 2–4 ч снижается до +35 °C. Если температура снижается до +32 °C, это является одним из признаков плохого состояния новорожденного. В течение следующих 24 ч ректальная температура повышается до +36...+37 °C. Несколько следующих суток она может колебаться, в итоге устанавливается на уровне +37 °C, сохраняясь на этом уровне более 4 нед. В возрасте от 2 до 5 лет ректальная температура в среднем составляет +36,9 °C.

Терморегуляция детей грудного возраста несовершенна, неустойчива и в среднем превышает температуру тела взрослых на +0,3...+0,4 °C. Термоиндифферентная зона (температура комфорта) — это температура, при которой затраты энергии на поддержание температуры минимальны (+30...+34 °C для грудных детей).

Дети раннего возраста легче переносят понижение температуры окружающей среды, чем ее повышение. Увеличение теплопродукции на понижение температуры воздуха окружающей среды у детей связано с повышением тонуса скелетных мышц, в то время как у взрослого человека — с явлением дрожи и пиломоторной реакцией (образование «гусиной кожи»).

У взрослых суточные колебания температуры тела достигают 1 °C. У грудных детей колебания температуры тела могут достигать 2–3 °C.

Температура тела детей может легко повышаться под влиянием приема пищи, при беспокойном поведении, активных движениях. Температура тела ребенка также зависит от температуры окружающей среды. У полностью обнаженного новорожденного при температуре воздуха окружающей среды +18...+20 °C (температура комфорта взрослого) температура тела быстро снижается в результате быстрой теплоотдачи, следовательно, может развиться гипотермия.

Важно заметить, что этот процесс происходит без внешних тревожных признаков дискомфорта (крик, двигательное беспокойство и т.д.). Если температура «ядра» организма понизится до +30 °C, происходит потеря сознания в результате понижения потребления кислорода. При дальнейшем снижении температуры наступает остановка сердца и дыхания. Именно поэтому в отделении новорожденных температура воздуха должна быть не ниже +25 °C. Если дети укрыты, защищены (завернуты в пеленку или одеяло), температура воздуха в палате может быть +22 °C и ниже.

Потоотделение у детей начинается с конца третьей недели жизни. С возрастом потоотделение усиливается. В первые месяцы жизни у детей наблюдается усиление потоотделения как на тепловое, так и на холодовое раздражение. Реакция снижения потоотделения на холодовое воздействие не наблюдается. Причем рефлекторное потоотделение у детей первого года жизни возникает при более высокой внешней температуре, чем у взрослых.

В детском возрасте центральные механизмы терморегуляции начинают формироваться, поэтому сосудистые реакции кожи на изменение температуры воздуха характеризуются большим латентным периодом и большей длительностью, чем у взрослого человека. Кроме того, у грудных детей преобладают реакции расширения сосудов кожи как на тепловые, так и холодовые раздражения.

Заключительные замечания

Химические связи в молекулах пищевых веществ — единственный источник энергии для живых организмов, которые возвращают ее в окружающую среду в виде тепла и работы. АТФ — универсальный посредник между пищевыми энергоносителями и химическими реакциями в организме.

Половина энергии пищи сразу превращается в тепло, из другой половины образуется АТФ (при полной утилизации одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ). В последующем расщеплении АТФ половина высвободившейся энергии превращается в тепло. На внешнюю работу человек тратит не более 1/4 всей потребленной в виде пищи энергии (КПД = 20–25%).

Для исследования обмена энергии применяют прямую калориметрию — измерение в специальной камере количества тепла, вырабатываемого организмом. Другой метод — непрямая калориметрия — измерение выделения CO2 и потребления О2. Соотношение этих величин позволяет узнать, сколько тепла образовалось при использовании в окислении 1 л O2 (в среднем это примерно 5 ккал) и, таким образом, — интенсивность обмена. Существует и непрямая алиментарная калориметрия — сжигание пищи с измерением образовавшегося тепла.