Педиатрия. Лекция 3.Обмен веществ у детей

Обмен белков. В организме ребенка есть выраженное преобладание анаболических процессов, направленное на обеспечение его роста и развития. В связи с этим особое значение для детей имеют белки, главнейшая функция которых — пластическая. Аминокислоты, образующиеся при распаде белков пищи, используются для синтеза белков тканей, ферментов, биологически активных веществ гормонов, медиаторов. Белкам свойственны опорная, сократительная, транспортная, защитная, регуляторная, энергетическая функции. По содержанию незаменимых аминокислот для грудных детей наиболее лучше усваивающимися являются белки материнского молока. Потребность ребенка в белках составляет в среднем 2,5—4 г на 1 кг массы, тогда как у взрослого она значительно меньше и не превышает 1—1,5 г на 1 кг массы. Для обеспечения нормального роста и развития ребенку необходимо получать с пищей белки, включающие все незаменимые аминокислоты. В состав рациона ребенка в возрасте до 3 лет должно входить не менее 75 % полноценных белков, от 3 до 7 лет — 60 % и от 7 до 14 лет — 50 %. Критерий здоровья растущего организма — положительный азотистый баланс, чем меньше возраст ребенка, тем значительнее у него выражена ретенция азота. Высокому уровню ее соответствует большая степень всасывания белков в желудочно-кишечном тракте у детей. При грудном вскармливании часть альбуминов и глобулинов молока всасывается из кишечника, не расщепляясь предварительно. В результате этого в организм детей первых месяцев жизни поступают антитела и антитоксины. Переваривание белков в желудке начинается под влиянием пепсина. Из-за низкой кислотности желудочного сока активность его у грудных детей невелика. В результате действия протеолитических ферментов желудка образуются пептоны, Несложные полипептиды. Они поступают в кишечник, где, подвергаясь влиянию протеаз поджелудочной железы и кишечника — трипсина, химотрипсина, карбоксипептидазы, амино-, дипептидаз, расщепляются до свободных аминокислот, которые всасываются через стенку тонкого кишечника и попадают в кровь. Для детей раннего возраста характерны повышенная проницаемость кишечной стенки к белкам и продуктам их распада, низкая активность протеолитических ферментов кишечника, отсутствие процесса гниения в толстом кишечнике. Синтез специфических для организма белков находится под контролем ДНК, входящих в состав клеточных ядер. В детском возрасте биосинтез протекает со значительно большей скоростью и чувствителен к воздействию мутагенных факторов. Образование белка в организме — энергозависимый процесс. Основные поставщики макроэргов в детском возрасте — анаэробный гликолиз и гликогенолиз, энергетический эффект которых значительно ниже, чем аэробного гликолиза. Поэтому дети особенно восприимчивы к дефициту углеводов, так как это тормозит процесс синтеза белка, в результате чего падает масса тела, задерживается рост. В первые 6 месяцев жизни содержание белков плазмы у детей ниже, чем у взрослых. У новорожденных повышена экскреция с мочой аминокислот. В первые месяцы жизни в моче определяется также этаноламин, гомоцитруллин, пролин, оксипролин. Эта так называемая физиологическая гипераминоацидурия говорит о незавершенности развития транспортных систем почечных канальцев для аминокислот в раннем детстве. Процессы переаминирования у детей протекают интенсивнее, чем у взрослых, о чем свидетельствует высокая активность в сыворотке крови АСАТ и АЛАТ, особенно у новорожденных. В связи с этим в детском возрасте отмечается и большая потребность в витамине В6 (пиридоксине). Процесс образования мочевины и мочевой кислоты у ребенка подвержен значительным возрастным колебаниям. У детей он идет менее интенсивно, чем у взрослых, в связи с низкой активностью ферментов, принимающих участие в ее синтезе. Своеобразие белкового обмена у детей проявляется в иных количественных соотношениях, чем у взрослых, продуктов азотистого обмена, выводимых с мочой. Моча плода содержит лишь следы мочевины и избыток мочевой кислоты, что сопровождается отложением последней в почечной ткани, развитием «мочекислого инфаркта» новорожденных. Первые 3 месяца жизни характеризуются наибольшей экскрецией мочевой кислоты и относительно низкой - мочевины. В детском возрасте содержание азота значительно ниже. Суточная экскреция азота у новорожденных находится в пределах 0,3—0,5г, (у взрослых за сутки составляет 10—18г) с возрастом она увеличивается и к 10—14 годам достигает 9— 10г. У детей наблюдается физиологическая креатинурия: у мальчиков — до 10 лет, у девочек — до 12—16 лет. В моче взрослых обнаруживаются только следы креатина. Процент азота креатина к азоту мочи в первые дни жизни составляет 0,7—0,8, к году — 0,3—0,4, что связано с недостаточностью ферментативных систем в мышцах, осуществляющих его обмен. Креатин лишь в малой степени переходит в креатинин и, оставаясь неиспользованным, приводит к креатинурии. Суточная экскреция последнего с мочой увеличивается с возрастом. Моча здоровых детей содержит также следы индикана. Количество его увеличивается при усилении гнилостных процессов в кишечнике. Для всех детей характерен положительный азотистый баланс — необходимое условие для роста: наиболее высокая усвояемость азота в организме наблюдается в первые месяцы жизни, затем она постепенно снижается и у детей 2-З лет составляет 30 %, 4—6 лет — 25 %, 7—8 лет — 21 %, 11—13 лет — 13,8 %. Обмен липидов. Растущий организм нуждается преимущественно в жирах животного происхождения, содержащихся в молоке, сливочном масле, яичных желтках. Однако в рацион ребенка должны включаться и растительные жиры, лучше всего, если они составляют 10—15 % от общего количества жира. Чем меньше возраст ребенка, тем выше у него потребность в жирах. Так, у грудных детей она равна 5—7 г на 1 кг массы тела, у 3—4-летних — 3,5—4 г, у детей дошкольного и школьного возраста — около 2,5—3 г на 1 кг массы тела в сутки. Важно, чтобы соотношение между жирами и углеводами в пище составляло 1:2. У грудных детей переваривание жиров начинается в желудке под влиянием липазы, активируемой липолитическими ферментами материнского молока, в процессе роста доминирующее значение переходит к липазе панкреатического сока и желчным кислотам, количество которых с возрастом увеличивается.

Повышенная проницаемость кишечной стенки у детей способствует более быстрому всасыванию продуктов гидролиза жира. Около 5 % пищевых жиров у взрослых выводится с калом, у детей количество непереваренных жиров несколько выше — в среднем 6—10 %. У ребенка значительная часть жира депонируется в подкожной клетчатке и брюшине. Преобладание процессов отложения его над использованием сочетается у маленьких детей с легкой истощаемостью жировых депо, что во многом объясняется несовершенством нейрогуморальных механизмов регуляции. В период новорожденности особую роль играет бурая жировая ткань, которая характеризуется реакцией на адреналин и мобилизацией НЭЖК. Она представляет собой своеобразный орган теплорегуляции, где протекает свободное окисление жирных кислот с выделением тепла. В жировой ткани детей всех возрастов отмечается более интенсивное, чем у взрослых, окисление жирных кислот, активное включение глюкозы в биосинтез жирных кислот и триглицеридов и более высокая концентрация коэнзима А. При естественном вскармливании содержание холестерина крови на 10—15 % выше, чем при вскармливании коровьим молоком. В крови холестерин находится как в свободном состоянии, так и в соединении с жирными кислотами. Если у новорожденного на долю свободного холестерина приходится 65 %, то к концу первых суток соотношение между этими формами выравнивается, а затем начинает сдвигаться в сторону преобладания эфиросвязанной формы при увеличении общего холестерина в сыворотке крови. Немаловажное значение в регуляции жирового обмена имеет характер питания. Длительное избыточное потребление жиров и углеводов приводит к усиленному отложению жира.

Особенностями детского возраста являются неустойчивость и лабильность обмена липидов, повышенная липолитическая активность жировой ткани к адреналину и глюкагону, что приводит к быстрой мобилизации липидов из жировых депо и их истощению, о чем свидетельствуют более высокие цифры НЭЖК в сыворотке крови у детей раннего возраста. Количественное соотношение классов липидов в сыворотке крови в известной мере отражает состояние липидного обмена у детей разного возраста. В целом ранние периоды развития ребенка характеризуются более низкими показателями липидов и относительно малой активностью липолитических ферментов сыворотки крови. У детей до 7—10 лет отмечается повышенная склонность к кетозам. Гиперкетонемия и кетоурия могут развиваться под влиянием кратковременного голода, переутомления, переедания, инфекций, стресса. Это связано с неустойчивостью углеводного обмена, малыми запасами гликогена, особенностями обмена кетогенных аминокислот, замедленным окислением кетоновых тел в тканях и выведением их из организма. Обмен углеводов. Углеводы относятся к многоатомным спиртам, содержащим альдегидную и кетонную группы. Они являются основным источником энергии как у взрослых, так и у детей. При окислении 1 г углеводов выделяется 3,75 ккал, которые могут аккумулироваться в АТФ или выделяться в виде тепла. Углеводы выполняют пластическую функцию, входя в состав многих структур организма: нуклеиновых кислот, мембран клеток, основного вещества соединительной ткани и др., могут быть и резервом питания. Биологический полимер глюкозы — гликоген при полноценном питании накапливается в печени (до 10 %) и в скелетных мышцах (до 2 %). В комплексе с белками углеводы влияют на проницаемость клеточных мембран, проведение нервных импульсов, образование антител, определяют специфичность групп крови, индивидуальные особенности тканей. Углеводные компоненты входят в состав ряда гормонов, витаминов, коферментов, участвуют в процессах свертывания крови, регенерации и др. Потребность в углеводах растущего организма очень значима. В грудном возрасте она составляет 10—12 г на 1 кг массы тела в сутки, а в более старшем — 12— 15 г. Грудной ребенок получает за счет окисления углеводов 40 % калорий, а за счет расщепления — 50 %. С возрастом это соотношение постепенно меняется, и взрослый человек 60 % общей потребности в энергии удовлетворяет за счет углеводов. Углеводы поступают с пищей в виде моносахаридов (глюкоза, фруктоза), дисахаридов (лактоза, сахароза, мальтоза) и полисахаридов (крахмал, гликоген). В первые месяцы жизни основным углеводом пищи является лактоза, состоящая из глюкозы и галактозы. Содержание ее в женском молоке составляет в среднем 70 г/л, в коровьем 48 г/л.

Переваривание углеводов начинается в ротовой полости. Под действием амилазы слюны происходит расщепление крахмала и гликогена до декстринов и мальтозы. Амилаза в слюне обнаруживается уже у плода, однако активность ее в это время еще незначительна. В возрасте 3—5 месяцев она начинает постепенно повышаться, достигая максимума к 1—4 годам. К этому времени в слюне ребенка выявляется также фермент мальтоза, отсутствующий у грудных детей. В желудке действие амилазы практически прекращается. В двенадцатиперстной кишке после нейтрализации соляной кислоты бикарбонатами панкреатического сока создаются все условия для дальнейшего гидролиза остатков крахмала, декстринов и дисахаров. В кишечнике ребенка всасываются в основном моносахариды и в очень малом количестве дисахариды. У детей первых 2 лет жизни глюкоза резорбируется быстрее, чем у взрослых. В грудном и более старшем возрасте усваивается 98—99 % всех углеводов пищи. Всасывание глюкозы и галактозы связано с процессами активного транспорта, резорбция фруктозы и пентоз происходит путем диффузии. По скорости всасывания углеводы могут быть размещены в следующем порядке: галактоза, глюкоза, фруктоза, манноза. Глюкоза уже при прохождении через клетку слизистой оболочки может частично окисляться и использоваться в качестве энергетического материала, фруктоза и галактоза — превращаться в глюкозу. Углеводный обмен у детей протекает активнее, чем у взрослых. Это связано с повышенным использованием углеводов как энергетического и пластического материала в условиях роста ребенка. В детском возрасте окисление глюкозы в пентозном цикле отличается большой интенсивностью, что обеспечивает повышенный синтез нуклеиновых, жирных кислот, холестерина и его производных. Рост ребенка тесно связан и с процессами гликолиза. Чем меньше возраст ребенка, тем они выше. Образующаяся в ходе их молочная кислота не может быть полностью окислена из-за недостатка аэробных процессов. В результате этого уровень ее в крови повышается, что приводит к смещению кислотно-щелочного состояния в сторону ацидоза. Наиболее высока концентрация молочной кислоты у новорожденных (1,9— 2,2 ммоль/л). С возрастом она постепенно снижается, достигая к 10 годам уровня взрослых (0,7 — 1,6 ммоль/л). Подтверждением доминирования гликолитических процессов и недостаточности аэробных у новорожденных служат повышенное количество пировиноградной кислоты (до 227 мкмоль/л) и более низкое содержание в тканях АТФ. Преобладание гликолитических процессов в ранние периоды жизни ребенка сопровождается высокой активностью ферментов гликолиза. В первые дни жизни у новорожденных выражена гипогликемия. Через 3—6 часов после рождения содержание истинной глюкозы составляет 2,77 ±1,37 ммоль/л, к 5— 6 часу уровень ее поднимается до 3,61± 1,1 ммоль/л. С возрастом содержание ее продолжает повышаться и к 14—15 годам достигает значений взрослых (до 5,55 ммоль/л).

В суточной моче недоношенных новорожденных определяется до 130 мг углеводов, у доношенных — до 80, причем половину из них составляет лактоза. Суточный диурез грудных детей включает до 15 мг глюкозы, до 10 мг галактозы, до 35 мг лактозы, менее 10 мг фруктозы. У детей первых дней жизни, особенно недоношенных, может отмечаться галактозурия. При пероральной нагрузке галактозой у новорожденных развивается гипергликемия, так как фосфорилирование галактозы в печени у маленьких детей ограничено. Взрослые реагируют на эту нагрузку снижением содержания глюкозы в крови. Для оценки состояния углеводного обмена в клинике используют гликемические кривые после нагрузки глюкозой. Водно-солевой обмен. Вода — важнейшая составная часть живого организма. Общее содержание ее у ребенка грудного возраста — 70—75 %, а у взрослого — 60—65 % массы тела. Большая часть воды (40—45 % массы тела) находится внутри клеток, меньшая (25 %) — вне клеток, из которой около 20 % приходится на межтканевую жид кость и лимфу и 5 % — на плазму. Общее количество воды и ее распределение по секторам зависит от возраста. Обмен жидкости в организме детей, особенно раннего возраста, проходит с большой интенсивностью и напряженностью. Потребность в воде тем выше, чем меньше возраст ребенка. Так, у новорожденного она составляет 150—200 мл/кг в сутки, у грудного ребенка — 100—150, в 2 года — 90—95, в 5 лет — 60, в 13 лет — 40 мл/кг массы в сутки. Потребность в воде у детей удовлетворяется за счет питья жидкости и частично плотной пищи. Около 60 % воды выводится из организма ребенка почками, до 34 % — кожей и легкими, 6 % — с испражнениями. Избыточно принятая вода выделяется преимущественно почками. Особенно активно протекает обмен внеклеточной жид кости. Интенсивность его у ребенка раннего возраста в 2—З раза выше, чем у взрослого, что связано с высокой активностью обмена веществ и большой внешней поверхностью тела ребенка. Через кожу и легкие у ребенка выводится относительно больше воды, чем у взрослого. Регуляция водного обмена у детей несовершенна, в связи с этим у них могут происходить быстрые нарушения его с образованием отеков или развитием эксикоза. Регуляция водного обмена — сложный процесс, контролируемый центрами гипоталамической области. В нем участвуют также эндокринные железы, и прежде всего гипофиз, надпочечники, мозговой придаток и щитовидная железа. Состояние водного обмена в большой степени зависит от функции легких, сердечно-сосудистой системы, печени и почек, а также тесно связано с обменом белков, жиров, углеводов, витаминов и особенно солей. У детей 1-го года жизни минимальная потребность в электролитах следующая: натрий — 3,5—5,0 ммоль; калий — 7,0—10,0; хлор — 6,0—8,0; кальций — 2,0—3,0; фосфор — 1,3— 1,7 ммоль/день (Ю. Е. Вельтищев, 1976). Натрий является основным катионом внеклеточной жидкости, в которой также относительно много хлора и карбонатов. Калий — основной катион внутриклеточной жидкости, где, кроме того, повышено содержание магния и органических фосфатов. Между внутриклеточной и вне клеточной жидкостями поддерживается ионная асимметрия. Существенных различий в ионном составе интерстициальной жидкости и плазмы крови в зависимости от возраста не выявлено. Среднее содержание натрия в сыворотке крови здоровых грудных детей — 0,5 ммоль/л, калия—4,92 ммоль/л (М. П. Шейбак, 1980). Натрий поддерживает осмотическое давление интерстициальной жидкости и плазмы, чем обеспечивается относи- тельное постоянство их объема. Калий обеспечивает нормальное осмотическое давление внутри клеток, в результате чего сохраняется постоянство внутриклеточного пространства, повышает возбудимость нервно—мышечной системы, способствует синтезу гликогена и белков в клетках. Натрий и калий играют важную роль в обеспечении кислотно-щелочного состояния. Нормальный показатель рН крови колеблется в очень небольших пределах (7,37— 7,44). Величины его ниже 6,8 и выше 7,8 несовместимы с жизнью. Постоянство концентрации водородных ионов поддерживается буферными системами: бикарбонатной, фосфатной, белковой. Наиболее важной является бикарбонатная система крови, включающая угольную кислоту и ее соли — бикарбонат натрия (или бикарбонат калия. Основной источник натрия и хлора для организма ребенка старшего возраста — поваренная соль, добавляемая к пище, поскольку почти все пищевые продукты содержат относительно небольшое количество этих элементов. Источником калия служит преимущественно растительная пища, в которой его гораздо больше, чем в продуктах животного происхождения. При искусственном вскармливании коровьим молоком ребенок получает относительно больше электролитов и белка, чем при грудном. Поэтому, учитывая незрелость выделительных почечных механизмов у детей 1-го года жизни, при искусственном вскармливании ему необходимо давать дополнительное количество жидкости. Кальций имеет очень важное значение для растущего организма, до 98 % его сосредоточено в костях, где он связан с фосфатами и карбонатами, более 2 % — растворе, но в плазме и межклеточной жидкости. В плазме крови содержится 2,5—2,8 ммоль/л кальция в трех фракциях: 1) ионизированный, 2) в соединении с белками и другими коллоидами, 3) в комплексных соединениях. Почти половина кальция в плазме крови связана с белками, другая часть представляет собой ионизированный кальций, который более активен, поддается ультрафильтрации и свободно проходит через стенки капилляров, как через диализирующую мембрану. Важнейшие функции кальция в организме — поддержание нервно-мышечной возбудимости, тонизирование симпатического отдела вегетативной нервной системы, уплотнение пограничных зон клеток, участие в свертывании крови, построении костной ткани, регуляции кислотно-щелочного состояния.

Фосфор играет исключительно большую биологическую роль для растущего организма. Около 70 % его сосредоточено в костной ткани, он входит в состав межклеточной жидкости и активных биохимических соединений каждой клетки организма. В сыворотке крови ребенка 1-го года жизни содержится 1,29—2,26 ммоль/л неорганического фосфора, детей 1—14 лет — 0,62—1,62 ммоль/л. Органические соединения фосфора — АТФ, АДФ — составляют основу энергетического обмена. Фосфор необходим для фосфорилирования углеводов и жиров, а также для формирования кости. Неорганические соединения его участвуют в процессах, направленных на поддержание кислотно-щелочного состояния. Источником фосфора является пища, преимущественно животного происхождения. Сера принимает участие в синтезе белков. Поступает в организм в виде неорганических сульфатов и с белковыми соединениями, в состав которых она входит вместе с серосодержащими аминокислотами.

Железо — важнейший из элементов, необходимых для синтеза гемоглобина и ряда тканевых ферментов. Содержание железа и микроэлементов в женском и коровьем молоке недостаточно. Ребенок рождается с некоторым запасом их, накопленным в печени и других органах в период внутриутробной жизни. Особенно активное поступление железа, меди и других микроэлементов в организм плода происходит в последние месяцы беременности. У доношенного новорожденного запасы железа равны 260— 300 мг, у недоношенных значительно меньше, в связи с чем они в большей степени предрасположены к железодефицитной анемии.

Медь играет важную роль в синтезе гемоглобина и созревании эритроцитов. Она связана с белком церулоплазмином, который способствует переходу двухвалентного железа в трехвалентное и образованию трансферрина. Дефицит меди снижает активность церулоплазмина и у детей грудного возраста ведет к развитию анемии.

Цинк необходим ребенку для нормального роста и раз вития. Он входит в состав фермента угольной ангидразы. Потребность в цинке у детей 1-го года жизни — 3 мг в сутки. В молоке содержится мало цинка — до 0,65 мг/л, значительно больше в молозиве — до 20 мг/л, дефицит цинка, которому способствуют хронические заболевания желудочно-кишечного тракта, протекающие с синдромом нарушенного всасывания, ведет к расстройствам питания и задержке роста.

Витамины. Интенсивный обмен веществ, быстрый рост и развитие ребенка возможны только при достаточном поступлении в организм витаминов. В настоящее время известно около двух десятков витаминов. Они играют важную биологическую роль в активации пластических процессов, являясь биокатализаторами их и материалом для синтеза ряда ферментов или веществ, действующих подобно гормонам. Недостаточное поступление в организм ребенка и нарушение их обмена ведет к развитию гиповитаминозов. Все витамины принято разделять на две группы: 1) растворимые в жирах (А, Е, К) и 2) растворимые в воде (группы В, аскорбиновая кислота и др.). Вещества, из которых в организме могут образовываться витамины, называются провитаминами. Провитаминами, превращающимися в организме в витамин А, являются каротины.

Витамин А (антиксерофтальмический, антиинфекционный, витамин роста) необходим для синтеза зрительного пурпура (родопсина). При недостатке витамина снижается концентрация последнего в ретине глаз, в результате чего нарушается сумеречное зрение и развивается ночная («куриная») слепота. Недостаток витамина А тормозит рост, нарастание массы тела, снижает резистентность к инфекциям. Этот витамин необходим также для поддержания нормальных трофических процессов в образованиях эктодермального происхождения. При нехватке его появляются сухость и шелушение кожи, ломкость ногтей, тусклость волос, сухость роговицы, конъюнктивы и другие нарушения. Витамин А содержится преимущественно в жирах животного происхождения, в растительных — почти отсутствует. Много витамина А в яичном желтке, печени, молоке, говяжьем и особенно в рыбьем жире. Провитамин А желтый пигмент каротин — находится в моркови и других растениях. Под влиянием каротиназы печени каротин в организме превращается в витамин А. Суточная потребность его у ребенка до 1 года составляет 0,5 мг (1600 ИЕ), у детей 1—6 лет — 1,0 мг (3300 ИЕ), 7—15 лет — 1,5 мг (5000 ИЕ).

Витамином D богаты рыбий жир, яичный желток, печень. Под влиянием ультрафиолетовых лучей может синтезироваться в коже ребенка и взрослого человека из провитаминов (стероловых соединений). Избыточное введение витамина D в организм ребенка может вызвать явление гипервитаминоза. Последний чаще наблюдается у детей, родившихся с малой массой, недоношенных, страдающих гипотрофией, находящихся на искусственном и смешанном вскармливании, в случаях повышенной всасываемости кальция в кишечнике (идиопатическая гиперкальциемия), а также при высокой индивидуальной чувствительности ребенка к витамину D.

Водорастворимые витамины из группы В и витамин С (аскорбиновая кислота) — активные катализаторы окислительно-восстановительных процессов. Витамины группы В являются основой для образования коферментов, осуществляющих ряд важнейших реакций обмена веществ. Витамин В1 (аневрин, тиамин) входит в состав фермента кокарбоксилазы (тиаминдифосфат), с помощью которого осуществляется декарбоксилирование промежуточных продуктов расщепления углеводов. При дефиците тиамина в организме накапливаются пировиноградная и молочная кислоты. Необходим для растущего организма как важный фактор, регулирующий деятельность нервной системы. При авитаминозе В развивается типичная полиневритическая форма гиповитаминоза — болезнь бери-бери, распространенная в странах, где в питании используется преимущественно полированный рис. Витамин В, содержится в растительных продуктах. Особенно много его в зародышах и оболочках злаков (отрубях), дрожжах. Суточная потребность в тиамине на 1-м году составляет 0,5 мг, в более старшем возрасте — 1,0— 2,0 мг.

Дата добавления: 2014-01-20