Особенности водно-минерального обмена у детей и подростков

Водно-электролитный баланс играет ведущую роль в обеспечении жизненно важных процессов и характеризуется следующими основными показателями:

  • ? количеством жидкости в различных средах;
  • ? их ионным составом;
  • ? осмоляльностью;
  • ? кислотно-щелочной реакцией.

Наиболее распространенным и важным соединением в организме человека является вода. В водной среде осуществляются все химические, обменные и транспортные процессы, она служит универсальным растворителем продуктов питания и обмена. Организм ребенка отличается от взрослого гидролабильностью, т.е. способностью быстро терять и быстро накапливать воду, и состоянием некоторой напряженности водного обмена. Существует связь между энергией роста и содержанием воды в тканях. Суточная весовая прибавка у детей грудного возраста составляет 25 г. На долю воды приходится 18 г, белка — 3 г, жира — 3 г, углеводы отлагаются в незначительном количестве в виде гликогена, и лишь 1 г приходится на долю минеральных солей.

К моменту рождения содержание воды в организме составляет 75—80% его массы и зависит от массы тела и степени зрелости. Так, организм ребенка с массой тела 2500 г содержит 77% воды, а с массой 3500 г — 69%. У недоношенных детей количество жидкости больше в связи с незрелостью регуляторных механизмов, повышенной гидро- фильностью тканей и незначительным содержанием жира. У детей, родившихся с массой 1500—2500 г, содержание воды достигает 81—85% массы тела. С возрастом относительное количество ее уменьшается, особенно интенсивно в первые годы жизни. Полагают, что к 3—5 годам общее количество жидкости (в процентах) достигает уровня взрослого человека.

Вода в организме находится в трех секторах: сосудистом (плазма крови), интерстициальном и внутриклеточном. Распределение жидкости в них также зависит от возраста (табл. 7.6).

Таблица 7.6

Возрастные изменения потребления воды в сутки

Возрастной период

Объем воды

мл/кг

МЛ

Новорожденное™

80-150

250—500

Г рудной

130—150

950—1 000

3 года

100-140

1 300—1 500

6 лет

90-100

1 800—2 000

9 лет

70-80

2 000—2 200

12 лет

65—75

2 000—2 500

14 лет

55—65

2 200—2 600

Взрослый

45—50

2 400—2 700

Источник:Доскин В.А., КеллерX., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В. Морфофункциональные константы детского организма : справочник. М.: Медицина, 1997.

В динамике развития относительный объем внеклеточной жидкости уменьшается главным образом за счет интерстициального пространства. Так, если у новорожденных внеклеточный сектор составляет 41% массы тела, а у детей — 5—7 лет — 21,4%, то к 12—14 годам он достигает 17,4%. Особенно высока степень гидратации у недоношенных детей. Средний объем внеклеточной жидкости у доношенных составляет 376 мл/кг, а у недоношенных — 425 мл/кг. Сосудистая жидкость представляет собой часть внеклеточной, поэтому изменения ее количества, обусловленные возрастом, подчинены аналогичным закономерностям. У доношенных новорожденных объем циркулирующей крови составляет 98,3 ± 8,7 мл/кг массы тела, у недоношенных — 106,0 ± 4,3 мл/кг, у детей грудного возраста — 83,0 ± 10,0 мл/кг, к пяти годам — 80 мл/кг, а у взрослых — 66—77 мл/кг.

Несмотря на то что в раннем возрасте на единицу массы тела приходится больше воды, детский организм существенно хуже взрослого противостоит потерям жидкости. Такое напряжение водного баланса в определенной степени связано с тем, что у детей интенсивность обмена веществ и поверхность тела, приходящиеся на единицу массы, относительно больше, чем у взрослых. Так, у новорожденных на 1 кг массы тела основной обмен составляет 76—230 кДж, а относительная поверхность — 711 см2, тогда как у взрослых — 148 кДж и 211 см2 соответственно. В результате этого выделение воды через легкие и кожу значительно превышает аналогичные потери у взрослых: 1 г/кг.ч и 0,5 г/кг.ч соответственно.

С возрастом изменяется и количество потребляемой и выделяемой почками жидкости. Абсолютная скорость мочеотделения увеличивается, однако в расчете на 1 кг массы тела наблюдается снижение суточного диуреза с 90—110 мл/кг у новорожденных до 60—70 мл/кг в два-три года и 20—30 мл/кг — у взрослых. На выведение одного и того же количества органических и неорганических веществ новорожденные дети затрачивают в 2—3 раза больше воды, чем взрослые.

Данные обстоятельства диктуют повышенную потребность ребенка в воде. Потребность в воде на 1 кг массы тела с возрастом уменьшается, а абсолютное количество воды, получаемое ребенком в течение суток, увеличивается (табл.7.7).

Таблица 7.7

Возрастные изменения потребления воды в сутки

Возраст

Объем воды

мл/кг

МЛ

Новорожденные

80-150

250—500

Г рудной

130—150

950—1 000

3 года

100—140

1 300—1 500

6 лет

90-100

1 800—2 000

9 лет

70—80

2 000—2 200

12 лет

65—75

2 000—2 500

14 лет

55—65

2 200—2 600

Взрослые

45—50

2 400—2 700

При прекращении поступления жидкости в организм новорожденный полностью потерял бы весь объем внеклеточной жидкости в течение пяти, а взрослый — десяти суток.

Наряду с поступлением воды в организм с пищей и жидкостью, которая всасывается в ЖКТ значительно быстрее, чем у взрослых, происходит выделение ее почками с мочой (-60%), кишечником (6—10%) и через кожу и легкие, обычно объединяемые общим понятием «неощутимые» потери.

Приблизительно 1/3—1/2 воды, теряемой этим путем, приходится на потерю воды при дыхании и около 1/2—2/3 — на выделение через кожу. На величине потерь воды отражаются обмен энергии, интенсивность водного обмена, индивидуальные особенности терморегуляции, характер получаемой пищи. В раннем возрасте за счет характера питания формируется положительный баланс жидкости, что чрезвычайно важно для роста и развития организма.

У детей по сравнению со взрослыми существенно выше суточный обмен воды. У новорожденных он составляет примерно 1 /2 часть внутриклеточной жидкости (700 мл из 1400 мл), тогда как в зрелом возрасте — 1/7 (200 мл из 1400 мл). Если время пребывания молекулы воды в организме взрослого составляет около 15 дней, то в организме ребенка — 3—5 дней, причем чем младше ребенок, тем выше скорость водного обмена.

Кроме того, у детей фиксированный резерв жидкости весьма мал, вода более подвижна в связи с недоразвитием соединительной ткани и неспособностью гликозаминогликанов связывать воду. У новорожденных и грудных детей не развито чувство жажды, что также обусловливает их склонность к дегидратации (обезвоживанию).

Все сказанное выше, наряду с незрелостью механизмов регуляции баланса жидкости в раннем возрасте, делает понятным, почему у детей водный обмен характеризуется высокой лабильностью и напряженностью, а при патологических состояниях значительно быстрее, чем у взрослых, развиваются его нарушения.

Для нормальной жизнедеятельности организма имеет значение не только количество, но и качественный состав жидкости, омывающей клетки. Через эту среду они получают строительные материалы и питательные вещества, она обеспечивает физико-химические условия (температуру, осмотическое давление, pH, концентрацию органических и неорганических соединений), необходимые для функционирования клеток. В сущности, внеклеточная жидкость представляет собой ту «внутреннюю среду» организма, постоянство которой является одним из главных условий жизни.

О составе внеклеточной жидкости судят по показателям плазмы крови, важнейшими из которых являются концентрация ионов и осмо- ляльность. С наличием минеральных солей связано явление возбудимости — одного из основных свойств живого. Рост и развитие костей, нервных элементов, мышц зависит от содержания минеральных веществ. Они способствуют нормальной деятельности сердца и нервной системы, используются для образования гемоглобина, соляной кислоты, желудочного сока. Минеральные соли создают необходимое для жизнедеятельности клеток определенное осмотическое давление. Обычно употребляемые в пищу вещества животного и растительного происхождения содержат в достаточном количестве все необходимые растущему организму минеральные соли. Только поваренная соль добавляется при рациональном приготовлении пищи. У детей баланс минерального обмена положительный, что связано с ростом организма и в первую очередь костной ткани. В раннем детском возрасте содержание минеральных солей относительно меньше, чем в старшем. У новорожденного количество солей составляет 2,55% массы тела, у взрослого — 5%.

Баланс отдельных минеральных веществ зависит от возраста ребенка, его индивидуальных особенностей и времени года. Основной катион внеклеточной среды — натрий. Однако до сих пор нет единого мнения по поводу его содержания в крови в зависимости от возраста. Одни авторы указывают на постепенное повышение его концентрации в процессе онтогенеза: у детей — от 122—135 ммоль/л (в период новорожденное™) до 143—144 ммоль/л (к семи-восьми годам жизни). Другие исследователи пишут о неизменности этого показателя на протяжении всего периода индивидуального развития, отмечая лишь значительный размах его колебаний и большую вариабельность в раннем возрасте. Так, если у новорожденных концентрация натрия в сыворотке крови колеблется в пределах 126—151 ммоль/л (у недоношенных детей эти значения выше — 143—165 ммоль/л), то у 2—3-летних — 125—143 ммоль/л, а у детей от 4 до 14 лет — 137—147 ммоль/л. Даже у взрослых здоровых людей (19—43 лет) в естественных условиях жизни концентрация натрия и других катионов в среднем по группе имеет значительно больший размах колебаний, чем у каждого индивидуума в отдельности.

Вторым важнейшим катионом плазмы является калий, хотя основная его часть (98%) содержится внутри клеток. По данным большинства авторов, концентрация калия в сыворотке новорожденных (5,1—6,5 ммоль/л) выше, чем у детей дошкольного возраста (4,3— 5,7 ммоль/л) и к 6—14 годам снижается до 3,7—5,1 ммоль/л, т.е. до дефинитивного уровня. У недоношенных детей содержание калия в крови, так же как и натрия, подвержено значительным колебаниям — от 3,4 до 6,5 ммоль/л. По другим сведениям, возрастно-половых отличий всодержании катиона уже не наблюдается с одного года.

Дети получают с пищей этих солей меньше, чем взрослые, и меньше их выделяют. Депо натрия и хлора является кожа, а депо калия — скелетные мышцы и печень. У ребенка депонирование этих ионов почти отсутствует.

В сумме натрий и калий составляют 96% всех катионов внеклеточной жидкости и в значительной степени определяют ее эффективное осмотическое давление, которое имеет небольшой диапазон колебаний (274—303 мосм/л) с тенденцией к повышению в динамике индивидуального развития.

Таким образом, в условиях естественного сбалансированного питания и водопотребления система регуляции водно-электролитного обмена достаточно эффективно обеспечивает поддержание основных гомеостатических констант плазмы крови уже в два-три года. Наиболее точно во всех возрастных группах регулируется осмолярность плазмы и концентрация натрия, тогда как концентрация калия колеблется в большем диапазоне.

Однако важно подчеркнуть, что даже при практически одинаковых средних значениях диапазон индивидуальных колебаний параметров крови в раннем постнатальном онтогенезе значительно больше (до 16% средней величины), чем у взрослых (всего 2%).

Содержание в плазме других электролитов, по данным литературы, не имеет возрастных отличий уже с первых дней жизни и составляет (в ммоль/л):

кальция — 2,1—2,9; магния — 0,66—0,99; хлора — 78—120; фосфора — 1,29—2,26*.

Для растущего организма большое значение имеет кальций, 97% его содержится в костях и только 3% в крови и тканях. Относительная потребность в кальции особенно велика у грудного ребенка: она в 8 раз больше, чем на втором году жизни, и в 13 раз — чем на третьем году. В регуляции обмена кальция большая роль принадлежит около- щитовидной железе, которая способствует переходу кальция из крови в ткани.

Для нормального формирования костей нужен и фосфор. Этот элемент необходим не только для роста костной ткани, но и для нормального функционирования нервной системы, большинства железистых клеток и других органов. С возрастом относительная потребность в фосфоре уменьшается. Для растущего организма ребенка особенно велико значение правильного соотношения между всеми основными минеральными солями. Абсолютное количество вводимых солей имеет меньшее значение. Оптимальное соотношение между концентрацией солей кальция и фосфора для детей дошкольного возраста составляет 1:1; в возрасте 8—10 лет — 1:1,5; у подростков и школьников — 1:2. При таких соотношениях развитие скелета протекает нормально. При отсутствии или недостатке витамина D понижается активность [1]

фосфатазы, уменьшается отложение в костях фосфорнокислых солей кальция, развивается рахит.

Железо входит в состав гемоглобина (86%). У детей потребность в железе больше, чем у взрослых. Пока ребенок питается молоком, в котором мало железа, последний черпается из запасов его в печени, поэтому большое значение имеет раннее введение пищи, содержащей железо (соки, овощи), что предотвращает развитие анемий. В норме в плазме крови ребенка содержится 10,6—21,4 мкмоль/л железа.

Для нормального развития ребенка необходимо поступление с пищей микроэлементов — меди, цинка, кобальта, марганца, магния, брома, фтора и т.д., имеющих важное биологическое значение, поскольку они определяют активность ферментов, биохимические процессы в организме, иммунитет, синтез гормонов и других биологически активных веществ. Грудной ребенок получает их с молоком матери, баланс их у ребенка положительный.

Специфика минерального обмена в детском возрасте состоит в том, что поступление солей должно превышать их выделение, поскольку для роста и формирования организма ребенка требуется ретенция минеральных веществ. Полагают, что суточная норма потребления должна составлять для детей грудного возраста 50—150 мг/кг NaCl и 150—220 мг/кг КС1, а для старших детей — 100 мг/кг NaCl и 50 мг/кг КС1.

В таблице 7.8 приведены данные о суточной потребности детей разного возраста некоторых минеральных веществах.

Таблица 7.8

Средняя суточная потребность детей в основных минеральных веществах

Возраст,

Вещество, г

лет

Натрий

Калий

Хлор

Кальций

Магний

Фосфор

0—1

0,1—0,4

0,4—0,8

0,4—0,7

0,3—0,6

0,06

0,7

1—3

1,0—2,0

0,5—1,0

2,0—2,5

1,0

0,14

1,5

4—6

1,5—2,5

0,5—1,0

2,0—3,0

1,0

0,22

1,5

7—10

2,5—3,0

0,5—1,0

3,0—4,0

1,2

0,36

2,0

11—13

3,0—5,0

1,0—3,0

4,0—6,0

1,5

0,40

2,5

14—17

4,0—6,0

2,0—4,0

4,0—6,0

1,4

0,53

2,0

Одним из важнейших факторов, ограничивающих потребление минеральных солей, является почечная толерантность, т.е. тот максимум ионов, который способна вывести почка в течение суток, так как другими путями экскретируется ничтожная доля электролитов.

С возрастом проявляется тенденция к повышению относительной экскреции натрия и снижению выведения калия, что обусловлено возрастными особенностями функций почек и эндокринных механизмов.

Потребление солей в нормальных условиях не вызывает сдвига концентрации электролитов во вне- и внутриклеточной средах за пределы их естественных колебаний. Однако возможность противодействовать избытку катионов у детей весьма ограничена, в связи с чем у них легко развивается солевая лихорадка.

Следовательно, одной из существенных черт водно-минерального баланса в течение всего периода развития ребенка и главным образом раннего онтогенеза является его неустойчивость и напряженность, которые наиболее отчетливо проявляются в суб- и экстремальных ситуациях (при патологии, дефиците жидкости, водных и солевых нагрузках). В связи с этим у детей, особенно младшего возраста, даже в естественных условиях отмечается довольно широкий диапазон колебаний гомеостатических констант и узость адаптивных реакций на нагрузки. Указанные факты свидетельствуют об ограниченности в периоде детства функциональных возможностей основного гомеостатического органа — почки и регуляторных механизмов, обеспечивающих стабильность показателей водно-солевого равновесия.

  • [1] Вельтищев Ю.Е. Водно-солевой обмен ребенка. М.: Медицина, 1967; Доскин В А., Келлер X., Мураенко НМ., Тонкова-Ямпольская Р.В. Морфофункциональные константы детского организма: справочник. М.: Медицина, 1997.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >