За прошедшие 15 лет численность ослабленных новорожденных изменилась. Средний вес при рождении угрожающе уменьшился до 450 г притом, что срок вынашивания сократился до 22-24 недель. Такие младенцы имеют совершенно другие потребности и требуют более сложного ухода. Пришло время внести изменения в прежние рекомендации, относящиеся к более зрелым новорожденным.
В этом предисловии мы хотим отразить некоторые идеи, которые привели нас к началу работы над новыми рекомендациями. Главным вопросом было: можно ли лучше наблюдать и исследовать тепловой режим ребенка, и если да, то как?
Измерение температуры тела остается важнейшим способом определения теплового режима новорожденного. Существует негласное международное соглашение о том, что температура тела младенца измеряется периодически, с использованием жидкостного термометра, либо постоянно, при помощи температурного датчика, помещенного в прямую кишку или подмышечную впадину.
Температура прямой кишки необязательно соответствует внутренней температуре тела. Возможно расхождение до 2оС, что может послужить причиной неправильного определения состояния пациента. Например, если при охлаждении нижних конечностей, охлажденная венозная кровь, оттекающая от ног, поступит в область прямой кишки, то в результате температура прямой кишки может оказаться ниже внутренней температуры тела. Другие исследователи показали, как температура прямой кишки зависит от того, насколько глубоко был помещен датчик.
Более того, под внутренней температурой нельзя подразумевать температуру всего тела. Существуют различия в температуре отдельных органов, таких как мозг, печень, почки, сердце и легкие. Это может быть результатом выработки тепла в одном из органов (мозг, печень) или потери тепла в других (легкие), или может происходить из-за потери тепла кровью на пути ее следования к органам. Этой проблемы можно избежать, используя "местную внутреннюю температуру", например, температура пищевода.
Установка климатических условий внутри инкубатора (температуры и влажности) для каждого младенца все еще создает проблемы для среднего медицинского персонала. Попытка воспользоваться внутренней температурой как средством для определения установочных параметров может привести к неправильной оценке текущего теплового состояния ребенка.
Одновременное измерение центральной (прямая кишка) и периферийной (подошва ступни) температур с определением разницы между ними может дать более полезную информацию:
Процедуры по уходу могут привести к значительному увеличению разницы между центральной и периферийной температурами. Величина этого изменения зависит от массы тела и больше всего проявляется у младенцев с массой тела ниже 1100 г. Постоянное наблюдение за изменяющимися температурами приведет к тому, что средний медицинский персонал изменит практику таким образом, чтобы минимизировать прирост разницы между центральной и периферической температурами. Ниже кратко обсуждаются тепловые и метаболические воздействия изменяющейся температурной разницы.
Изменения в разнице между центральной и периферической температурами также используются при диагностике сепсиса у новорожденных, в этом случае диагноз о заражении крови можно поставить до получения результатов бактериологического анализа.
Знание об одновременных изменениях в центральной и периферической температурах дает педиатру лучшую информацию, чем та, которая могла быть получена при единичном измерении. Постоянное наблюдение за этими температурами и отображение их в виде временных трендов наряду с другими параметрами, такими как ритм сердца и кровяное давление, дает возможность обнаружить ряд состояний ребенка: например, скопление крови, вызванное периферическим сужением сосудов. Это ранний признак переохлаждения и гиповолемического шока, диагностируемого по ряду изменений в сердечном ритме и, на более поздней стадии, в кровяном давлении. Эти состояния можно отличить от лихорадки, гипертермии и сепсиса.
Другие исследователи во всем мире единодушны в том, что измерение температуры в двух местах лучше определяет состояние ребенка и дает среднему медицинскому персоналу более полную информацию для установки температурной среды. Полная оценка состояния ребенка зависит от измерения других физиологических параметров, таких как ритм сердца, кровяное давление, насыщение кислородом, а также от результатов медицинского осмотра.
Обеспечение надлежащими температурными мониторами и обучение среднего медицинского персонала минимизации изменений в разнице между центральной и периферической температурами должно улучшить стабильность состояния недоношенных детей и уменьшить их смертность. Введение метода непрерывного измерения внутренней температуры улучшит надежность наблюдения за тепловым состоянием ребенка. Большая стабильность состояния пациента позволит освободить время для других видов ухода. Исследования, предоставленные здесь, показывают, как измерение двух температур тела и их отображение на графике в виде трендов приводят к значительному улучшению качества поддержания теплового режима новорожденного, в частности недоношенного ребенка.
Результаты данной работы были представлены и обсуждались всеми авторами в октябре 1994 года на симпозиуме в Шлоб Рейнхартхаузен, Германия. Дискуссия оказалась очень плодотворной, и ее результаты опубликованы в этой книге. Эти результаты позволят нам улучшить качество медицинского ухода за всеми ослабленными и имеющими недостаточный вес младенцами.
Альберт Оккен Джошим Кох
ГЛАВА 1
"КОНЦЕПЦИЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ" Альберт Оккен
ВСТУПЛЕНИЕ
Температура тела строго регулируется в определенных пределах на уровне, оптимальном для нормального функционирования организма и выживания. Модель терморегуляции получила развитие на основе многих исследований животных и человека. Наибольшее количество данных о функционировании систем терморегуляции человека было получено при исследовании взрослых людей и, в некоторой мере, доношенных младенцев. Гораздо меньше известно о функционировании данной системы у преждевременно рожденных младенцев с очень низкой массой тела. Элементы терморегуляции таких новорожденных будут обсуждаться в этой главе.
МОДЕЛЬ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ
Температура тела контролируется сложной системой, которая посредством негативной обратной связи создает баланс между выработкой и накоплением тепла с одной стороны и потерей тепла с другой. Схематическое изображение системы терморегуляции представлено на рис. 1-1. Ключом данной системы является центральный регулятор, расположенный в гипоталамусе и лимбической системе. Регулятор, получая по многочисленным каналам информацию из центрального и периферического терморецепторов, через двигательную нервную систему контролирует действие так называемых эффекторов, т.е. нервных окончаний: термогенеза, вазомоторного аппарата, потоотделения и режима терморегуляции. Температура тела, следовательно, является результатом совокупного действия детекторов, системы регулирования и эффекторов. Великолепный обзор системы терморегуляции у новорожденных животных и человека приводится в пункте 1 библиографии.
Сбои в одной или нескольких элементах терморегуляции приведут к нарушению нормальной температуры тела. Из-за незрелости системы терморегуляции новорожденные младенцы (особенно недоношенные) более зависимы от изменений окружающей температуры.
КОНТРОЛИРУЕМАЯ ПЕРЕМЕННАЯ И РЕГУЛЯТОР; ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛА И "ГИПОТАЛАМИЧЕСКАЯ" ТЕМПЕРАТУРА
В организме тепло вырабатывается различными тканями и органами с разными показателями обмена веществ. Следовательно, различные части организма имеют разную температуру. У новорожденных выделение тепла различными органами по отношению к общей массе тела существенно отличается от такового у взрослых людей.
Доля выработки тепла мозгом выше приблизительно в 6 раз (см. таблицу 1-1), печенью - в 2 раза и, в противоположность взрослому, скелетных мышц - только в 0,5. Это означает, что у новорожденных значительная часть тепла вырабатывается в самой верхней части тела, ближе к регулятору. Интересно, что при большинстве исследований и клиническом уходе "внутреннюю" температуру измеряют в нижней части тела (в прямой кишке), под мышкой или на коже живота. Нет сомнения, что измерение температуры в этих местах целесообразно при клиническом уходе, но его значимость при исследовании регуляции температуры следует поставить под вопрос. Измерение в одной точке (такое как прямокишечное или подмышечное) может недооценить внутреннюю температуру тела в более холодной окружающей среде [2]. Некоторые исследования описали "нормальную" температуру тела у детей, рожденных в срок и недоношенных [3, 4, 5]. Несмотря на небольшие различия, нормальная температура тела колеблется около 37оС.
Таблица 1-1. Значение эффекторов; выработка тепла мозгом.
ВЕС ТЕЛА (кг) ВЕС МОЗГА (г) (% от веса тела) ВЫРАБОТКА ТЕПЛА (%) 1,1 190 (17) ? 3,5 475 (14) 60-80 5,5 650 (12) 50-70 70,0 1400 (2) 23
ЭФФЕКТОРЫ
ТЕРМОГЕНЕЗ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИОННЫЙ ТЕРМОГЕНЕЗ
У младенцев, рожденных в срок, недрожательный термогенез (окисление бурого жира) является главным средством быстрого увеличения выработки тепла в ответ на воздействие холода. Также была отмечена возросшая активность, вызванная телодвижениями. В течение первого года жизни возрастает роль дрожательного термогенеза, и уменьшается роль недрожательного термогенеза. У недоношенных детей, бурый жир можно обнаружить при сроке вынашивания, равном приблизительно 26 неделям. Ближе к нормальному сроку [6] количество бурого жира быстро приближается к величине, приблизительно равной 10% от общей массы жировой ткани. Тепло, выработанное бурым жиром, является результатом активности уникального митохондриального разобщающего белка "термогенина" [7]. Окисление бурого жира приводится в действие гипоталамусом (система регуляции) через симпатическую нервную систему. Организм сильно-недоношенного младенца не способен окислять значительное количество бурого жира, что ограничивает его терморегуляционный термогенез.
ВАЗОМОТОРНАЯ СИСТЕМА
ЦИРКУЛИРУЮЩАЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ
Терморегуляционное сужение и расширение кровеносных сосудов являются важными элементами передачи тепла по организму и последующей потери тепла. Исследования показали, что температура окружающей среды влияет на периферийный кровоток как у доношенных, так и недоношенных младенцев [8, 9]. При наличии подкожного жирового слоя периферийное сужение сосудов может привести к значительному снижению потери тепла. Это относится к доношенным младенцам. Однако, у сильно-недоношенных младенцев (менее 26 недель) подкожный жировой слой очень тонок, что значительно препятствует уменьшению потери тепла посредством сужения сосудов.
ПОТООТДЕЛЕНИЕ
В теплой окружающей среде выработка пота является средством увеличения потери тепла. Усиление выработки пота (как и расширение сосудов) регулируется гипоталамусом (регулятором) через симпатическую нервную систему. По сравнению с взрослыми людьми доношенный новорожденный имеет большее количество потовых желез, однако их реакция составляет только одну треть от реакции желез взрослого человека [10, 11]. Не все новорожденные начинают потеть в теплой окружающей среде, возможно, из-за различных ответных реакций контролирующей системы [12].
Роль эффекторов, которые в основном контролируют температуру в холодной или в теплой окружающей среде, сведена в таблице 1-2.
Таблица 1-2: Роль эффекторов у взрослых, доношенных и недоношенных младенцев.
ЭФФЕКТОР ВЗРОСЛЫЙ ДОНОШЕННЫЙ НЕДОНОШЕННЫЙ Дрожательный термогенез + +/- или - - Недрожательный термогенез + + +/- или - Вазомоторный аппарат (кожный кровоток) + + + Потоотделение + + или +/- -
ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ПРАКТИКИ
Существует врачебная практика поддерживать температуру тела новорожденных в диапазоне, нормальном для взрослых. Для сильно-недоношенных младенцев поддержание внутриматочных температур не рекомендуется. Большинство исследований новорожденных сосредотачивается на функции эффекторов. У сильно-недоношенных младенцев такие функции значительно ограничены.
РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ БУДУЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Необходимо повторно рассмотреть следующие вопросы, касающиеся новорожденных с чрезвычайно низким весом: - ориентировочные значения для нормальной температуры тела; - места, в которых определяется внутренняя температура; - места и ориентировочные значения для клинического мониторинга; - послеродовое развитие терморегуляции у новорожденных с чрезвычайно низким весом требует дальнейшего исследования.
ГЛАВА 2
"МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВЫРАБОТКИ ТЕПЛА В НЕОНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС, МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ НА ТЕПЛО И ХОЛОД" Питер Дж. Дж. Сойер
ВСТУПЛЕНИЕ
Давно известно о существовании связи между выживаемостью новорожденных и температурой окружающей среды, особенно если младенец имеет маленький вес. Хорошо известна история 17 века о младенце, выхоженном около печки в пекарне. Будин, писавший в конце прошлого века, сделал важный вклад в наше понимание отношения между выживаемостью и температурой окружающей среды. Он заметил, что смертность у детей, имевших более высокую температуру тела, была ниже и начал использовать инкубаторы для согревания младенцев [1]. Большинство исследований по терморегуляции новорожденных, которые были проведены со времен второй мировой войны, подтверждают связь между температурой окружающей среды и выживанием [2]. Более поздние исследования показали, что младенцы, выхоженные при более высокой температуре окружающей среды и имевшие так называемую нормальную внутреннюю температуру, лучше набирали вес по сравнению с теми, у кого температура тела была ниже. Стоит заметить, что нормальная температура тела 36оС или ниже, упомянутая в данных исследованиях, была меньше той, которая считается нормальной на сегодняшний день [4].
ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИВОТНЫХ
Исследования многих видов животных посвящены их реакции на охлаждение, как до, так и после рождения. Однако следует быть осторожными с выводами. Необходимо выделить три типа животных:
1. У рано развивающихся детенышей (например, овцы или морской свинки) наибольшая потребность в тепле часто проявляется при рождении, а переохлаждение или введение норадреналина приводит к немедленной сильной метаболической реакции.
2. Нормально развивающиеся детеныши (например, крысы) рождаются без волосяного покрова в большом помете и гнездятся вместе. Ответная реакция на норадреналин развивается постепенно в течение нескольких дней после рождения.
3. Незрелые новорожденные детеныши, не имеют способности к терморегуляции при рождении, развивают ее, начиная примерно с 10-ти дневного возраста.
К какому типу принадлежит человеческий младенец? Хотя доношенный младенец способен потреблять больше кислорода в ответ на охлаждение температуры среды, он также способен изменить состояние и обнаружить понижение температуры тела. Более того, способность вырабатывать тепло не является максимальной при рождении. Существует несколько исследований, показывающих, что, несмотря на то, что недоношенные дети начинают больше потреблять кислорода в ответ на охлаждение, у них отмечается большее снижение температуры тела, чем у доношенных детей [5, 6, 7]. Данные о воздействии охлаждения на недоношенных детей с очень малой массой тела отсутствуют.
БУРЫЙ ЖИР (БЖ)
В ответ на охлаждение окружающей среды у новорожденных детенышей животных существует два способа увеличить выработку тепла и предотвратить резкое уменьшение температуры тела - дрожательный (или активный) или недрожательный термогенез.
Человеческие младенцы пробуждаются и начинают плакать при падении температуры тела на 1-2оС, но первой реакцией является недрожательный термогенез во многих органах. Наиболее важной тканью является бурый жир, который увеличивается в эмбриональном периоде и имеет строение, приспособленное для выработки тепла. Он содержит большой запас триглицеридов, обширную капиллярную сеть и сильно возбуждается симпатическими нервными окончаниями, расположенными на сосудах и на каждой жировой клетке. Каждая клетка имеет множество митохондрий с ферментами дыхательной цепи, но ее отличительной особенностью является разобщающий белок, - норма, ограничивающая ферменты в процессе выработки тепла [8]. Действие этого белка означает, что при окислении жира тепла вырабатывается больше, чем в насыщенных энергией фосфатных связях, как это происходит в других тканях. Норадреналин стимулирует липолиз и деятельность разобщающего белка и, таким образом, вырабатывает тепло. Тироксин играет важную роль, будучи поглощенным клеткой и преобразованным в активный Т3 с помощью фермента Типа II 5, дейодируется, что стимулирует разобщающий белок. Эта роль тироксина была изучена на многих животных. Эктомия щитовидной железы в середине срока беременности у плода (ягненка) приводит к гипотермии при рождении и последующей гибели животного. Удаление щитовидной железы ближе к концу беременности привело к понижению температуры прямой кишки и более низким уровням FFA у новорожденного [11], в то время как эктомия щитовидной железы при рождении воспрепятствовало увеличению Т3 в крови без какого-либо воздействия на температуру тела или потребление кислорода [11, 12]. Внутриутробная инъекция Т3 не вызвала увеличение недрожательного термогенеза у ягненка [13], в то время как инъекция T4, наоборот, привела к нормализации разобщающего белка у крысы с недостаточной функцией щитовидной железы. Недавние исследования крыс также не доказали роль Т3 в увеличении показателя обмена веществ в качестве ответной реакции на охлаждение [15] и, возможно, что преобразование T4 в Т3 имеет решающее значение при термогенной реакции. Сильное увеличение гормонов щитовидной железы (Т3 и T4) при рождении представляется не столь значимым по отношении к неонатальному термогенезу. Действие норадреналина и внутриклеточное преобразование T4 в Т3, происходящее при рождении, представляется более важным.
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ТЕРМОГЕНЕЗА
Температура плода приблизительно на 0,5оС выше, чем температура матери. Сразу же после рождения, новорожденному приходиться регулировать свою собственную температуру. Ганн и Глак провели интересные исследования о начале термогенеза на примере беременной овцы. Внутриутробное охлаждение плода привело к чрезвычайно ограниченному увеличению FFA и глицерина, в то время как температура тела значительно снизилась [16, 17]. Насыщение кислородом легких плода, и, таким образом, повышение давления кислорода, повлекли за собой немногим более сильное возрастание FFA и глицерина и недостаточный подъем температуры тела. Зажим пуповины произвел сильный эффект с резким возрастанием FFA и глицерина и быстрый подъем температуры тела. Удаление зажима привело к уменьшению FFA и падению температуры тела. Эти исследования предполагают существование ингибитора термогенеза, предположительно выработанного плацентой до рождения. Его природа до сих пор не установлена, но, возможно, таким ингибитором являются аденозин и простагландин Е.
ГИПОКСИЯ
Гипоксия ослабляет недрожательный термогенез [16], но проведение исследований на человеческих младенцах не является этичным и представляет сложности в случае детенышей животных, которые могут погибнуть во время исследований. Животные, подвергшиеся после рождения гипоксии, часто впадают в состояние оцепенения, что делает заключения по термогенезу трудными для интерпретации. Недавно был изучен дрожательный и недрожательный термогенез у двухмесячных крыс до и после денервации сонной артерии, и были сделаны следующие выводы.
1. Взаимодействие температуры окружающей среды и содержания кислорода в воздухе при контроле дыхания частично зависит от афферентов каротидного тела.
2. Гипоксия может временно воздействовать на дрожательный термогенез независимо от афферентов каротидного тела.
3. Гипоксия может непосредственно препятствовать недрожательному термогенезу, особенно при воздействии холода.
Последнее заключение особенно важно, поскольку оно подразумевает, что для новорожденного, подвергшегося одновременному воздействию гипоксии и переохлаждения, существует опасность снижения температуры тела. Конечно, требуется провести больше исследований новорожденных, однако данное заключение соответствует клинической практике.
СУБСТРАТ БУРОГО ЖИРА
Причина окисления жира внутри бурой жировой ткани (БЖ) неизвестна. Так как БЖ содержит липиды, могут быть задействованы жирные кислоты, но поскольку БЖ недостаточно очищен, вероятно, что он питается из плазмы. Источником питания могут быть жирные кислоты или глюкоза. Исследование новорожденных поросят показало, что полученный из молозива жир был задействован для термогенеза при низкой температуре окружающей среды [19]. Однако запасы гликогенов в печени были больше истощены у поросят, получавших меньше жира по сравнению с нормальным молозивом, что предполагает, что в качестве субстрата также использовалась глюкоза.
Были исследованы переносчики глюкозы (GLUT) в разных органах, включая буровой жир. GLUT1 в основном отвечает за регулировку поглощения глюкозы при общих условиях, в то время как GLUT4 контролирует увеличение поглощения глюкозы в ответ на инсулин. Активность генов GLUT1 и GLUT4 в скелетных мышцах, сердце и БЖ регулируется по мере развития притом, что GLUT1 выступает главным переносчиком глюкозы в мышцы и БЖ во внутриутробном и в раннем неонатальном периоде [20].
Высокая активность GLUT1 в буровом жире до рождения может означать высокий уровень поглощения глюкозы, а это может быть важным энергетическим запасом для данной ткани. После рождения отмечается снижение активности GLUT1, а затем, по истечении несколько дней, подъем. Это может означать, что запасы энергии истощаются за несколько дней, а затем снова пополняются из глюкозы, - но это только предположение. Также отмечается увеличение активности GLUT4 в буром жире вскоре после рождения и, возможно, это происходит из-за гипотиреоза [21]. Поэтому точная роль глюкозы в БЖ все еще неизвестна. Когда глюкоза поглощается буровым жиром, преобразовывается в жир и впоследствии окисляется, ее можно измерить при помощи косвенной калориметрии при окислении. Поэтому высокий RQ в течение первых часов жизни не исключает важную роль глюкозы в качестве источника энергии для БЖ.
ВОЗДЕЙСТВИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЮДЕЙ
Пользуясь существующими данными, не так легко ответить на вопрос: "Как человеческий новорожденный младенец реагирует на температуру окружающей среды ниже так называемого нейтрального диапазона?", а исследования трудно провести. Не этично подвергать новорожденного воздействию холода, а данные о случайных воздействиях трудно истолковать. Некоторые заключения можно сделать, сопоставив результаты ряда исследований. Воздействие на младенцев температуры на несколько градусов ниже так называемой "нейтральной температуры" приводит к увеличению потребления кислорода и, следовательно, выработке тепла [22, 23], хотя это редко предотвращает падение температуры тела. Потеря тепла у обнаженного младенца весом около 2 кг в одном из давних исследований была линейно связанной с температурой окружающей среды с приблизительным значением 35 ккал/м2oчас при температуре 30оС на второй день после рождения [24]. Это потеря гораздо больше, чем выработка тепла 17 ккал/м2oчас в термически нейтральной окружающей среде, и младенцу придется удвоить выработку тепла для компенсации. Это невозможно вследствие падения температуры тела. Исследования, проведенные на младенцах с низким весом, показывают, что они реагируют с чрезмерным падением температуры тела [26], но не было выявлено существенного различия между младенцами AGA и SGA. Потребление кислорода у младенцев с низким весом меньше при любой температуре окружающей среды. Резкое падение температуры тела, скорее всего, объясняется их более высоким соотношением между поверхностью и весом, более недостаточной изоляцией тела и низкими запасами жирных кислот по сравнению с рожденными в срок младенцами.
По сравнению со значительным изменением, небольшое изменение в температуре окружающей среды может оказывать различное влияние на температуру тела и потребление кислорода у младенцев с низким весом. Как мы, так и другие исследователи наблюдали чередование температур тела без каких-либо изменений в потреблении кислорода у младенцев, подвергнутых изменению температуры окружающей среды на 1оС [21, 26]. Возможно, что младенец реагирует на небольшие изменения температуры окружающей среды, проявляя физиологические реакции - уменьшенный кожный кровоток, незначительное падение внутренней температуры и изменение положения. В ответ на большее изменение температуры окружающей среды младенец увеличивает выработку тепла.
Похоже, что обе реакции зависимы от внутриутробного и послеродового периода, а также от наличия субстратов для выработки тепла. Хотя хорошо известно, что младенцы с чрезвычайно низким весом весьма подвержены гипотермии, не существует данных об их способности либо уменьшать потерю тепла, либо увеличивать выработку тепла.
ВЫРАБОТКА ТЕПЛА ДЛЯ ТЕРМОГЕНЕЗА
Увеличение выработки тепла достигается за счет дрожательного или недрожательного механизмов. Новорожденные младенцы в действительности не дрожат, но при воздействии холода они пробуждаются и проявляют активность. Недрожательный термогенез является важной формой термогенеза у новорожденных.
В 1986 году Лин продемонстрировал наличие разобщающего белка в БЖ у всех младенцев [27], хотя у недоношенных младенцев показатели были ниже по сравнению с доношенными детьми. Недавнее исследование показало, что структура БЖ хорошо развита у недоношенного младенца даже во внутриутробном возрасте 25 недель. Значение БЖ было изучено на тринадцати младенцах, родившихся при сроке 25-40 недель, которые прожили не менее 4 дней [28]. Специфическое содержание разобщающего белка возрастало с 29,4±3,3 пмоль/мг в 25 недель до 62,5±10,2 пмоль/мг в 40 недель. Молярное соотношение разобщающего белка и F1-ATPase, сенсорный показатель модификации бурого жира также возрастали с течением срока беременности. Это исследование также показало важность внутриклеточного преобразования T4 в Т3 при помощи фермента типа II 5'-дейодирования в активности БЖ. Фермент был активен к 25 неделям беременности, и эта активность возросла в 4 раза ближе к сроку рождения. Наибольший рост разобщающего белка и активности дейодирования наблюдались до 32 недель. Данные результаты подтверждают гипотезу о том, что недрожательный термогенез важен как для недоношенных, так и для доношенных новорожденных, но уровень переохлаждения, при котором активизируется данный процесс, неизвестен.
ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА ВСКОРЕ ПОСЛЕ РОЖДЕНИЯ
Методологические ограничения затрудняют измерение потребления кислорода в первые минуты после рождения. Дополнительное использование кислорода создает помехи для большинства калориметров [29]. Потребление энергии у крепких новорожденных, выхоженных при нейтральной температуре, возрастает постепенно в первые недели жизни приблизительно от 40 ккал/кг/сутки в первый день до 60 ккал/кг/сутки через неделю [23]. На показатель обмена веществ влияет ряд факторов, включая потребление энергии. Исследование, проведенное от первых минут жизни до нескольких часов после рождения, обнаружили более высокие показатели потребления кислорода вплоть до 10 мл/кгoмин, эквивалентные потреблению энергии приблизительно равной 80ккал/кг/сутки, обнаруженному у младенцев через несколько дней жизни [30]. Эти более высокие показатели также наблюдаются у младенцев с синдромом расстройства дыхания и, таким образом, могут быть связаны с усиленной работой дыхания сразу после рождения [31].
УПОТРЕБЛЕНИЕ СУБСТРАТА В ПЕРВЫЕ ДНИ ЖИЗНИ
Употребление субстрата можно оценить либо с позиций различных составляющих плазмы, либо показателя дыхания, определенного по косвенной калориметрии или по соединениям вида 13С. Хейм воспользовался показателями плазмы в первые дни жизни и во время реакции на гипотермию [32] и показал понижение температуры тела и увеличение потребления кислорода в ответ на прохладную окружающую среду. Падение температуры больше отмечалось у недоношенных новорожденных, в то время как увеличение потребления кислорода было незначительным. Однако наблюдавшиеся RQ были очень низкими, около 0.7, показывая, что происходило только окисление жира в нормальной среде и при гипотермии. Это последнее открытие подвергает сомнению обоснованность результатов. Глюкоза в крови, лактат, отделенная от плазмы жирная кислота и показатели глицерина были также оценены как признаки потребления субстрата. Отделенные от плазмы жирные кислоты и глицерин увеличивались при воздействии холода как у младенцев, весивших 3-4 кг, так и у младенцев с весом 1-2 кг. Не было отмечено явных изменений в глюкозе, в то время как лактат увеличился, особенно у очень маленьких детей. Младенцы проявляли способность увеличивать потребление кислорода даже во время гипогликемии, но инъекция глюкозы вызывала резкое падение потребления кислорода [32].
На основании представленных результатов можно предположить, что и глюкоза, и жирные кислоты задействуются организмом новорожденного младенца в течение первых дней жизни как в нормальной температурной среде, так и при гипотермии
RQ недоношенных младенцев через несколько дней после рождения превышает 0.9, показывая, что глюкоза является главным источником энергии, но следует осторожно использовать этот способ оценки употребления субстрата. В исследованиях, использующих как RQ, так и глюкозу 13С, различия в окислении глюкозы, определенные каждым способом, наблюдаются при показателях RQ ниже 0,8 и выше 0,9. Возможные объяснения этих различий обсуждаются в другом исследовании [33]. Поэтому следует быть осторожным, делая вывод по результатам косвенной калориметрии о том, что глюкоза является главным источником энергии в течение первых дней жизни.
Мы изучили окисление глюкозы, вычисленное из 13СО2 в выдыхаемом воздухе после инъекции U-13-C -глюкозы вскоре после рождения у младенцев, чьи легкие насыщались кислородом [34]. Было получено среднее значение 4,1 мг/кг.мин, эквивалентное приблизительно 20 ккал/кг.сут. Допустим, что общий расход энергии равен приблизительно 45 ккал/кг.сут. Это означает, что недоношенные младенец использует другие источники энергии в первые дни жизни. Используя С-лейцин, мы продемонстрировали, что окисление белка производит примерно 8 ккал/кг.сут, а что происходит с оставшимися 20 ккал/кг.сут, остаётся неясным. По всей видимости, это объясняется окислением жира и оказывается активным процессом в течение первых дней жизни, по крайней мере, у доношенных младенцев [35]. Поэтому можно заключить, что недоношенный младенец, который использует глюкозу в качестве основного источника до рождения, быстро переходит на сочетание глюкозы и жирных кислот для удовлетворения энергетических потребностей после рождения. Неизвестно, меняет ли переохлаждение этот принцип, так как необходимые исследования практически неосуществимы. Возрастание уровней глицерина, наблюдавшееся Хеймом [32], может означать, что окисление жирных кислот становится более важным при переохлаждении у новорожденного младенца.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Терморегуляционная реакция плода, возможно, подавляется неким (пока еще неизвестным) механизмом до рождения.
2. Исследования животных показали значимость бурого жира в недрожательном термогенезе в течение первых дней жизни, однако его значение у человека все еще не ясно. Количество бурого жира у сильно недоношенных младенцев ограничено, а количество разобщающего белка меньше, чем у доношенных детей.
3. Внутриклеточное преобразование T4 в Т3 важно для стимуляции бурого жира.
4. Сильно недоношенные младенцы не способны увеличивать выработку тепла в ответ на низкие температуры окружающей среды в первые дни жизни, в то время как ребенок, рожденный в срок, способен реагировать уже в первые часы после рождения.
5. Определение наиболее приемлемой температуры окружающей среды для сильно недоношенного ребенка в первые дни (или недели) после рождения не может быть основано на потреблении кислорода. Такие простые методы как контроль центральной температуры могут быть более подходящими.
6. Несмотря на то, что глюкоза является главным источником питания до рождения, липиды становятся основным источником энергии после рождения, даже при отсутствии переохлаждения
Статья интересна, но в статье по-существу нет термодинамических принципов (1-е, 2-е начало и т. д.). Речь о биоэнергетике, а это еще не термодинамика.>>
Гинекология,акушерство и неонаталогия
