Физиология новорожденных включает множество аспектов – терморегуляцию, водно-солевой обмен, физиологию сердечно-сосудистой, дыхательной, иммунной систем, почек, печени, крови, а также вскармливание.
Терморегуляция новорожденных
В силу особенностей физиологии новорожденных они входят в группу риска развития гипотермии вследствие высокого соотношения площади тела к массе. Персистирующая гипотермия может приводить к метаболическому ацидозу вследствие сочетания сниженной циркуляции крови с метаболическими потребностями. Порочный гипоксический круг может развиться, когда гипотермия вызывает спазм легочных артерий, что ведет к увеличению шунтирования крови с права на лево через артериальный проток. Это может усилить гипоксемию и ацидоз. Для предотвращения потери тепла новорожденного следует пеленать; ребенка с увеличенной теплоотдачей помещают в кувез с контролируемой температурой или под источник теплового излучения. Новорожденные с хирургическим заболеванием имеют дополнительный риск развития гипотермии во время транспортировки, а также в операционной, в которой необходимо увеличить температуру и, по возможности, поместить ребенка в теплые пеленки для поддержания температуры тела на уровне 37 градусов.
Физиология сердечно-сосудистой системы у новорожденных
У плода существует три шунта, которые в норме закрываются после рождения. Эти шунты, наряду с высоким аффинитетом фетального гемоглобина к кислороду, позволяют плоду преодолевать относительную гипоксию в матке. Оксигенированная кровь от плаценты попадает через пупочные вены и в значительной степени идет в обход печени через венозный проток — ductus venosus. Затем кровь поступает в НПВ и правый желудочек. Два желудочка плода работают одновременно, поставляя кровь в системный кровоток. Часть оксигенированной крови из НПВ через шунт, представленный овальным отверстием, поступает в левые отделы сердца, откуда попадает преимущественно в коронарный кровоток и мозг. Оставшаяся часть крови поступает в правые отделы сердца, где смешивается с бедной кислородом кровью из ВПВ. Больший объем этой смешанной крови выходит из правого желудочка и возвращается в сердечный и легочный кровоток через существующий артериальный проток, который соединяет легочную артерию и аорту. Покинув артериальный проток, кровь разносится к органам брюшной полости, нижним конечностям, плаценте.
Переход от фетального кровообращения к кровообращению, свойственному организму взрослого человека, осуществляется вследствие многочисленных изменений в физиологии новорожденного после рождения. После родов исчезает низкорезистентное плацентарное кровообращение, что ведет к увеличению общего сопротивления кровотока на выходе из левого желудочка и системного кровотока. Расправление легких во время первого вдоха новорожденного ведет к снижению сопротивления в легочных сосудах. Изменение сопротивления в выносящих трактах желудочков приводит к функциональному закрытию овального отверстия. Уровень легочной гипертензии меняется сразу после рождения — давление в легочной артерии становится меньше, чем в аорте или системном кровотоке. Любое резидуальное (остаточное) шунтирование осуществляется теперь через артериальный проток слева направо из аорты в легочный кровоток. В норме, увеличение сатурации кислородом крови в момент рождения приводит к расширению легочных сосудов и закрытию артериального протока. В этом процессе, вероятно, принимают участие простагландины. Иногда, особенно у недоношенных детей, наблюдается нарушение закрытия артериального протока. У этих детей сохраняется шунтирование слева направо через артериальный проток; наличие такого шунта является фактором риска задержки жидкости и отека легких. И, наоборот, у новорожденных с сохраняющейся легочной гипертензией вследствие недоношенности, гипоксии или врожденных пороков развития сердца, возможно шунтирование справа налево и нагнетание бедной кислородом крови в обход легких в системный кровоток, что может усилить гипоксию. При любом варианте шунтирования, при наличии артериального протока необходимо его закрытие фармакологическим (с помощью индометацина) или хирургическим путем.
Маленький размер желудочков сердца в физиологии новорожденных не справляется с увеличением диастолического объема (преднагрузой) и, соответственно, ударный объем не увеличивается. Преимущественный механизм увеличения сердечного выброса заключается в увеличении ЧСС, нежели в увеличении ударного объема. Новорожденные с врожденными пороками сердца, например, тетрадой Фалло и ДМЖП особенно чувствительны к физиологическим стрессам, требующим мобилизации сердечных резервов. Для исключения врожденных пороков сердца выполняют ЭХО-КГ.
Физиология дыхательной системы у новорожденных
Дыхательная система формируется из эмбрионального желудочно-кишечного тракта на 3-4 нед эмбрионального развития. Трахея и бронхи формируются из удлинения передней части пищевода. В результате взаимодействия респираторной эндодермы и окружающей мезодермы формируются разветвления бронхов и терминальные альвеолы. Структурные и функциональные составляющие легких продолжают расти и созревать при беременности и после рождения. Легкие плода не в состоянии обеспечивать адекватный газообмен до 23-24 нед гестации; этот срок и определяет нижнюю границу внеутробного выживания. На этом сроке также начинается синтез сурфактанта альвеолоцитами второго типа. Этот гликопротеин, богатый фосфолипидами, предотвращает спадение альвеол за счет снижения поверхностного натяжения и способствует газообмену.
Физиология почек у новорожденных
Вся жидкость организма в физиологии новорожденных делится на внутриклеточную и внеклеточную; к 32 нед гестации вода составляет около 80% массы плода; к рождению ее доля уменьшается до 70%. В течение 1-й недели жизни новорожденный ребенок быстро теряет от 5 до 10% общего объема жидкости. У недоношенных детей из-за большего общего объема жидкости при рождении, чаще встречаются симптомы перегрузки жидкостью в течение 1-й недели жизни вследствие неадекватного выведения ее избытка. Большой объем циркулирующей жидкости может увеличить вероятность функционирования артериального протока, недостаточности левого желудочка, РДС, некротизирующего колита. К концу первого года жизни общий объем жидкости достигает уровня, характерного для взрослого человека (около 60% массы тела).
Функция почек в физиологии новорожденного значительно отличается от функции почек взрослого человека. Скорость клубочковой фильтрации (СКФ) у новорожденного составляет четвертую часть от СКФ взрослого. Вследствие того, что почечная регуляция уровня калия зависит от СКФ, новорожденные, особенно недоношенные, входят в группу риска развития гиперкалиемии. Концентрационная способность почек новорожденного также ниже вследствие низкой чувствительности к антидиуретическому гормону.
Почки доношенных новорожденных способны концентрировать мочу до 600 мОсм/кг, а у взрослых концентрационная способность достигает 1200 мОсм/кг. Почки новорожденного способны задерживать натрий путем экскреции разведенной мочи (ниже 30 мОсм/кг против 100 мОсм/кг у взрослых). Эти две особенности объясняют подверженность физиологии новорожденного к гипернатриемии. Поэтому очень важно разумное введение жидкостей и электролитов детям, не получающим перорального питания. В первые сутки начинают введение с 5% раствора декстрозы, а затем вводят 5% декстрозу, разведенную пополам физиологическим раствором. Новорожденный должен выделять 1-2 мл/кг мочи в час осмоляльностью примерно 250 мОсм/кг.
Физиология печени у новорожденных
Вследствие незрелости ферментов печени в физиологии новорожденных, они подвержены холестазу и передозировке лекарственных веществ. Например, незрелость и дефицит фермента глюкуронилтрансферазы, ответственного за конъюгацию и экскрецию билирубина, может привести к физиологической желтухе на 1-й неделе жизни ребенка. При быстром нарастании уровня неконъюгированного билирубина требуется проведение фототерапии или, редко, обменного переливания крови. Обменное переливание проводится для предотвращения ядерной желтухи, токсичной для ЦНС и обусловленной отложением несвязанного билирубина в базальных ганглиях. Ядерная желтуха может проявляться судорогами, потерей слуха, умственной отсталостью и центральными параличами.
Иммунология новорожденных
Бактериальная колонизация начинается во время родов. К третьему дню жизни кожа и верхние отделы дыхательной системы заселяются грам-положительными микроорганизмами. В возрасте 1 недели грамотрицательные, аэробные и анаэробные бактерии заселяют ЖКТ. У госпитализированных детей происходит заселение более вирулентными штаммами микроорганизмов, которые присутствуют в детском отделении и на медицинском инструментарии, поэтому у таких детей имеется высокий риск развития системной инфекции. Слизисто-кожный барьер в физиологии новорожденных, состоящий из целостной слизистой оболочки, продуцируемой слизи, иммуноглобулинов, местной флоры, координированной перистальтики, кислого содержимого желудка, различных ферментов, может быть ослаблен у новорожденных, особенно у недоношенных, и не способен предотвратить оппортунистическую инфекцию вследствие бактериальной колонизации. Основное заболевание и медицинские манипуляции, например, интубация или катетеризация, увеличивают риск инфекционных осложнений.
Для физиологии новорожденных характерен клеточный и гуморальный иммунодефицит. У нейтрофилов и макрофагов снижена хемотаксическая и адгезивная способность; система комплемента работает на 50% активности взрослого; снижена Т-клеточная активность. У большинства новорожденных также наблюдается и относительный иммунодефицит при рождении, который обусловливает увеличение риска инфицирования инкапсулированными микроорганизмами и вирусами. В первые месяцы жизни грудное молоко может компенсировать большую часть иммунной недостаточности. Грудное молоко важно для физиологии новорожденных, и содержит сегментоядерные лейкоциты, макрофаги, лимфоциты, комплемент, иммуноглобулины, ферменты, лактоферрин, лизоцим, интерферон и различные ростовые факторы. Перечисленное обеспечивает пассивную защиту новорожденного до момента созревания его собственной иммунной системы.
Гематология
Объем крови недоношенного новорожденного составляет около 100 мл/кг, а у доношенного — 80-85 мл/кг. Если кровопотеря составляет более 10% от общего объема крови, рекомендуется заместительная терапия; объем трансфузии зависит от первоначальной концентрации гемоглобина. Например, новорожденному массой 3,2 кг и объемом крови 250 мл, потерявшему 25 мл во время проведения хирургического вмешательства, показано заместительное переливание крови. Кровопотеря возмещается эритроцитарной массой из расчета 10 мл/кг, каждые 10 мл эритроцитарной массы увеличивают гематокрит на 3%.
При нормальной физиологии новорожденных наблюдают полицитемию, уровень гемоглобина составляет 15-20 г/л. В последующем на 3-5-м месяце жизни, при переходе фетального гемоглобина к взрослому типу, у ребенка развивается физиологическая анемия. Уровень тромбоцитов у новорожденного такой как у взрослого; при развитии тромбоцитопении, необходимо исключить системную инфекцию. У новорожденных также может наблюдаться дефицит свертывающих факторов крови V, XIII, витамин К-зависимых факторов (II, VII, IX, X). Витамин К назначают всем новорожденным для предотвращения геморрагической болезни новорожденных. Новорожденных с сохраняющимся кровотечением следует обследовать на наследственные болезни свертывания, дефицит витамина К, тромбоцитарные нарушения, синдром ДВС. Причину кровотечения выявляют при сборе анамнеза, проведении объективного обследования, лабораторных тестов, включающих опеределение протромбинового времени (ПВ), АЧТВ, фибриногена, подсчет тромбоцитов, реже — определения времени кровотечения.
Водно-электролитный состав в физиологии новорожденных детей
В отличие от взрослых, физиология новорожденных более чувствительна к потере воды с дыханием и через слизистые оболочки. Надлежащая влажность вдыхаемого воздуха и установление необходимой влажности окружающей среды может свести к минимуму эти потери. Потеря жидкости в «третье пространство» происходит при внеклеточной секвестрации, которая возникает в результате воспалительного поражения капилляров в ответ на хирургическое вмешательство и сепсис. Эти потери связаны с уменьшением общего объема циркулирующей жидкости, несмотря на прибавку массы тела. Пациенты с такого типа потерей жидкости нуждаются в восполнении внутрисосудистого объема. Выделение мочи (1-2 мл/кг/час) и концентрация мочи являются хорошими показателями водного статуса и кровообращения. Другими методами оценки водного объема в физиологии новорожденных являются динамическое взвешивание, определение уровня электролитов, кислотно-основного баланса, мониторинг гемодинамических показателей (пульса, АД, ЦВД). Внутривенная инфузионная терапия подразделяется на три категории: реанимационная инфузионная терапия, поддерживающая и заместительная терапия.
Вскармливание новорожденных
Пищевые потребности ребенка различаются зависимо от возраста. При подборе питания также необходимо учитывать пищевые потребности, обеспечивающие рост, особенно маленького ребенка. Например, основные пищевые потребности недоношенного новорожденного составляют 50-60 ккал/кг в сутки; а для нормального роста — в два раза больше. При патологии новорожденного или недоношенности менее 1000 г, потребность в калорийности пищи еще больше. Углеводы (примерно 4 ккал/г) обеспечивают большую часть небелковой калорийности; жиры (9 ккал/г) — оставшуюся часть. Эссенциальные жирные кислоты (линолевая и линоленовая) должны присутствовать в рационе ребенка, по крайней мере, дважды в неделю. Высокая белковая потребность необходима для компенсации относительного дефицита азота. Физиология новорожденных нуждается в тех же восьми незаменимых аминокислотах, что и взрослые, а также гистидине. Новорожденные нуждаются в тех же девяти аминокислотах, а также цистеине и тирозине, недоношенные дети — во всех перечисленных аминокислотах плюс таурине.
Питание новорожденных может осуществляться как энтерально, так и парэнтерально. Энтеральное питание для физиологии новорожденных является предпочтительным, однако существуют определенные клинические ситуации, например невозможность сосания или длительный гастропарез, которые могут его ограничивать. В этих случаях энтеральное питание можно проводить через назогастральный, назодуоденальный зонд, гастростому или еюностому. Наилучшим питанием является грудное молоко. Оно обеспечивает 70,5 ккал/100 г, что соответствует такой же калорийности большинства производимых детских смесей. Грудные дети, дети младшего и старшего возраста, неспособные усваивать энтеральное питание, например, при некротизирующем явзвенном колите, панкреатите или синдроме короткой кишки, могут получать парэнтеральное питание в течение длительного периода. При тотальном парэнтеральном питании требуется осуществление контроля за положением катетера с периодическим рентгенологическим контролем, частое лабораторное определение электролитного состава, остаточных элементов, витаминов.