Все жизненно важные химические и физические процессы, особенно ферментативные в организме ребенка происходят в системах жидкостей. Количество, состав и химические реакции этих систем жидкостей постоянны, хотя нагрузки со стороны внешнего мира изменяются. У здорового человека поддерживается равенство объемов выделяющейся из организма и поступившей в него за сутки воды, что называется водным балансом организма. Аналогично, можно рассматривать также баланс электролитов (натрия, калия, кальция и др.).
Содержание воды в разных тканях варьирует от 20 % в жировой ткани до 83-90 % в почках и крови, у девочек в связи с большим количеством жировой клетчатки содержание воды ниже, чем у мальчиков.
Ткани и органы детского организма содержат большее количество воды, чем взрослого человека
У новорожденного на долю воды приходится около 80% от массы тела. Наиболее интенсивно он теряет жидкость в первые дни жизни — происходит физиологическая убыль массы тела (5-7 %), преимущественно путем испарения ее при дыхании и с поверхности кожи, а также удаления воды с мочой и калом. У детей в возрасте до 5 лет содержание воды в организме составляет около 70 % от массы тела.
Количество жидкости в организме ребенка зависит от характера питания и содержания жира в тканях
При углеводистом питании гидрофильность тканей увеличивается. Жировая ткань, напротив, бедна водой (около 22%), и при ожирении ее количество в организме уменьшается. Повышение потребления белков и, соответственно, конечное превращение их в мочевину, удаляемую из организма с мочой, ведет к абсолютной необходимости возрастания потерь воды в почках, что требует повышенного ее поступления в организм. Напротив, при питании преимущественно пищей, богатой углеводами и жиром, и небольшом поступлении в организм поваренной соли потребность организма в поступлении воды меньше.
Водный обмен у детей протекает более интенсивно, чем у взрослых
Хотя общее количество жидкости на 1 кг массы тела у детей больше, чем у взрослых, на 1 кв. м поверхности тела содержание жидкости у детей значительно меньше. Водный обмен у детей протекает более интенсивно, чем у взрослых, у которых вся вода в организме обновляется примерно каждый месяц, а внеклеточное водное пространство — каждую неделю. У грудного ребенка время пребывания молекулы воды в организме составляет 3-5 дн. В отличие от взрослых, у детей раннего возраста отмечается большая проницаемость клеточных мембран, а фиксация жидкости в клетке и межклеточных структурах более слабая.
Системы жидкостей организма ребенка, детей
Хотя жидкости организма представляют собой единое целое, химический состав их различен. Принято различать внеклеточную и внутриклеточную жидкости, разделенные мембранами. При патологии появляется третье водное пространство — вода полостей тела: брюшной, плевральной и т. д.
Объем внеклеточной жидкости составляет 20-25 % от массы тела и состоит из жидкой части плазмы (5 % от массы тела), интерстициальной жидкости (15 % от массы тела) и трансцеллюлярной жидкости (1-3 % от массы тела), которая состоит из секретов желудочно-кишечного тракта и спинномозговой, внутриглазной, плевральной, перитонеальной и синовиальной жидкостей. Объем трансцеллюлярной жидкости значительно увеличивается при воспалительных заболеваниях кишечника (диарее, кишечной непроходимости, плеврите и др.).
Плазма крови отделяется капиллярной стенкой от межклеточной (интерстициальной) жидкости, а последняя отделяется клеточной мембраной от внутриклеточной (интрацеллюлярной) жидкости. Благодаря сходному химическому составу плазма и интерстициальная жидкость составляют функциональное единство — экстрацеллюлярную (внеклеточную) жидкость.
Межклеточная жидкость подразделяется на мобильную, свободную часть ультрафильтрата плазмы, располагающуюся между клетками и капиллярами, и менее мобильную, находящуюся в соединительной ткани. Уменьшение с возрастом содержания внеклеточной жидкости в основном обусловлено увеличением роста клеток и уменьшением скорости роста коллагена по отношению к мышечной ткани.
Экстрацеллюлярная жидкость является той внутренней средой, в которой живут клетки, следовательно, она обеспечивает оптимальные условия для их жизнедеятельности. Плазма крови образует большую транспортирующую систему, которая питает клетки и уносит продукты обмена веществ. Только экстрацеллюлярная жидкость связана с внешней средой через желудочно-кишечный тракт, легкие, кожу и почки. Жизненно важной функцией этой жидкости является поддержание нормального количества плазмы крови и тем самым — обеспечение кровообращения. При потере воды вода из этого резерва направляется в плазму, при избытке — из плазмы отводится в это пространство. Накопление или потеря электролитов также отражаются на ионном соотношении как плазмы, так и всей экстрацеллюлярной жидкости.
Объем внутриклеточной жидкости составляет в среднем около 40 % от массы тела. Она представляет собой сумму жидкостей в клетках, имеющих разные локализацию, функцию, состав.
Электролиты в жидкостях организма ребенка, детей
Важнейшими ионами жидкостей организма являются катионы натрия, калия, кальция, магния, анионы хлора, карбоната, ортофосфата, сульфата. Концентрации катионов и анионов уравновешены таким образом, что реакция несколько сдвинута в щелочную сторону (рН 7,35-7,45), то есть имеется некоторый избыток оснований. Состав минеральных солей в жидкостях и их концентрация определяют осмотическое давление жидкостей.
Основным различием в структуре электролитов в двух больших системах жидкостей является то, что в клетках содержатся в основном калий, фосфаты и белок; ионы хлора в большинстве клеток почти полностью отсутствуют, концентрация натрия низка, в то время как экстрацеллюлярная жидкость содержит в основном натрий, ионы хлора и бикарбоната. Практически плазма крови и межклеточная жидкость являются растворами натрия, хлора, бикарбоната; там присутствуют, хотя и в незначительных количествах, жизненно важные ионы калия, кальция, магния, фосфора; кроме того, в плазме содержится 6-8 % белка. Анализ крови на биохимию, детская поликлиника «Маркушка».
Динамическое равновесие ионов в организме
Распределение ионов в экстра- и интрацеллюлярной системах представляет собой динамическое равновесие: из экстрацеллюлярной жидкости, где концентрация натрия высока, он постоянно поступает в клетки, однако энергия, выделяющаяся при метаболических процессах, «высасывает» из клеток столько же натрия, сколько его проникает туда.
Нарушение нормальной жизнедеятельности клетки парализует натриевый насос: калий выходит из клеток, и натрий занимает его место, то есть водный баланс организма тесно связан с обменом электролитов. Суммарная концентрация минеральных и других ионов создает определенную величину осмотического давления. Концентрация отдельных минеральных ионов определяет функциональное состояние возбудимых и невозбудимых тканей, а также состояние проницаемости биологических мембран. Поскольку синтез минеральных ионов в организме не осуществляется, они должны поступать в организм с пищей и питьем.
Для обеспечения физиологических процессов важна не столько общая концентрация каждого из электролитов в водных пространствах, сколько их активность или эффективная концентрация свободных ионов, поскольку часть ионов находится в связанном состоянии (кальций и магний — с протеинами, натрий — в ячейках клеточных органелл и т. п.).
