Вместе с тем у детей, адаптирующихся к холоду, также, как и при других видах адаптации, имеет место разобщение между показателями роста и развития. Происходит увеличение ряда показателей развития, в частности, связанных с кислородообеспечением тканей – сердечно-сосудистой и дыхательной систем, кислородной емкости крови. Снижение темпов роста – снижение антропометрических показателей, удлинение сроков наступления полового созревания. При чрезмерных, а подчас и экстремальных, условиях жизни на Крайнем Севере к этим показателям разобщения роста и развития могут добавляться и другие негативные явления, связанные со снижением иммунобиологической резистентности: снижение как неспецифического, так и специфического иммунитета. При этом падают показатели фагоцитоза, титра комплемента, клеточного иммунитета, снижается количество IgA и IgB [Рапопорт Ж.Ж., 1979].
В исследованиях Л.Е. Панина (1978) показано, что при адаптации человека к условиям Заполярья происходит повышение содержания стероидных гормонов, катехоламинов, что сопряжено с возрастанием свободных жирных кислот, а нарастание уровня 11-ОКС ведет к увеличению и других липидных фракций. Помимо этого, отмечено также снижение уровня сахара в крови ниже допустимых границ без каких-либо признаков гипогликемии. Однако соответствующие изменения гормонального, липидного и энергетического обмена у детей имеют свои особенности. При длительной адаптации человека к условиям Севера происходит сдвиг липопротеидного спектра в сторону увеличения 1_-фракций липопротеинов. При этом увеличивается содержание липопротеинов очень низкой плотности.
В состоянии покоя у человека при адаптации кусловиям Севера обнаружена существенная утилизация свободных жирных кислот, особенно после дозированной скелетномышечной нагрузки. В этой связи и происходит сдвиг липопротеидного спектра в сторону липопротеидов высокой плотности. Наряду с увеличением липидного обмена, при адаптации кусловиям Севера, наблюдается торможение углеводного обмена (ингибирование гексокиназы). При этом возникает дефицит водорастворимых витаминов В1 и В2, что, однако, не сопровождается развитием типичной клинической картины гиповитаминоза.
Отличительной особенностью жирового и энергетического обмена детей-аборигенов является то, что у них выявлено низкое содержание липидов в крови, причем низкий уровень липидных фракций коррелировал с низким уровнем 11-ОКС в крови. Однако содержание молочной кислоты у них в крови более чем в 1,5 раза выше, чем у взрослых. Торможение превращения глюкозы по гликолитическому пути может быть связано с повышением продукции глюкокортикоидов, обусловливающих ингибирование гексокиназы.
Полноценная адаптация взрослого населения и детей невозможна без восполнения тех ингредиентов, которые тратятся. Как показали исследования, взрослое население, в особенности аборигены, с этой целью употребляют в пищу мясо северного оленя, которое содержит весь спектр жиров, белков, витаминов, микроэлементов и восполняет все те траты, которые имеют место при адаптации. В детских дошкольных учреждениях Норильска калорийность пищи увеличивают на 15–20 % по сравнению с теми нормами, которые приняты для средней полосы страны [Сендек Г. В., 1970].
Вместе с тем у детей Заполярья существенно выше содержание гликогена в нейтрофильных гранулоцитах по сравнению с детьми Красноярска [Рапопорт Ж.Ж., 1979]. В целом у детей Заполярья отмечено повышение удельного веса анаэробного гликолиза и нарастание соответственно количества перекиси водорода. Вместе с тем количество пероксидазы у них не увеличено, что свидетельствует о недостаточной выраженности адаптивных механизмов.
Таким образом, адаптация организма к холоду приводит к интенсификации всех видов обменных реакций.
Сезонные ритмы и закаливание детского организма
Закаливание организма – целенаправленное увеличение резистентности и сопротивляемости организма к средовым факторам – оправдано в связи с необходимостью снижения заболеваемости детей, прежде всего, инфекционными болезнями. Хорошо известно, что заболеваемость детскими инфекциями не одинакова в различные сезоны года: она меньше в летнее время и увеличивается к зимнему и началу весеннего периодов. При этом снижается иммунобиологическая сопротивляемость. И. Г. Баташова (1972) показала, что у детей ясельного возраста в различные сезоны представлены неодинаковые показатели неспецифического иммунитета. Так, если количество лейкоцитов летом у детей было 11 109/л, осенью – 10 • 109/л, то зимой – 10,4 • 109/л; содержание гемоглобина летом составляло 125,6 г/л, осенью – 124,7 г/л, зимой – 122,4 г/л; нейтрофильный показатель (индекс Ш.Д. Мошковского) летом – 12,06; осенью – 10,48; зимой – 9,4. Аналогичные изменения представлены не только у детей, но и у взрослых.
Приведенное выше свидетельствует о том, что в зимний период в связи с уменьшенной освещенностью, снижением температуры среды происходит падение адаптивных возможностей организма. Именно поэтому в зимний период времени особенно нельзя прекращать закаливающие мероприятия.
Весной по сравнению с осенью на 15 % уменьшается количество детей с нормальными показателями функционального состояния сердечно-сосудистой системы: в 2 раза увеличивается число детей со сниженным содержанием гемоглобина, в 2 раза чаще, чем осенью, встречается замедленная скорость оседания эритроцитов, свидетельствующая о гипореактивном состоянии организма [Бережков Л.Ф., Дубинская И.Д., 1979].
С чем связана подобная периодичность? При рассмотрении этого важного вопроса целесообразно обратиться к «модели» адаптации детей к климату Заполярья, а именно к той географической зоне, в которой представлены наиболее контрастно сезонные изменения: увеличение отрицательных температур, изменение фотопериодичности и возрастание количества магнитных бурь в зимний период года. Аналогичные изменения представлены и в других географических зонах, однако они выражены меньше, а потому и реакция детского организма в этих условиях изменяется меньше по сравнению с тем, что имеет место в Заполярье.
Сезонные изменения роста и развития детей в условиях климата Заполярья отражают те особенности, которые представлены в целом при адаптации детей к условиям Севера. К началу зимы, а также в весенний период имеет место разобщение роста и развития детей – снижение весовых и линейных размеров детей едва ли не во всех возрастных категориях и увеличение параметров развития, в особенности тех систем, которые связаны с кислородообеспечивающей функцией организма. При этом происходит возрастание минутного объема кровообращения и минутного объема дыхания в целом на 20–30 % [Кононов А.С., 1972; Авцын А. П., Марачев А. Г., 1975, и др.]. Время появления первых менструаций также существенно зависит от времени года. В зоне умеренного климата первая менструация чаще наступает в пределах от июня по сентябрь. В Заполярье данная тенденция еще более закрепляется как у коренного, так и у «пришлого» населения: первые менструации у женщин возникают именно в летние месяцы.
К зимнему периоду уменьшается количество эритроцитов, гемоглобина, увеличивается средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах.
В летний период года у детей Заполярья количество витамина С в крови находится в пределах возрастной нормы (0,013 г/л), но к зиме содержание витамина С уменьшается (0,0054 г/л), особенно весной (0,0042 г/л). Весной и в начале лета, когда гиповитаминоз С особенно распространен у детей, могут отмечаться астенические явления – повышенная утомляемость, вялость, геморрагии. Содержание натрия в эритроцитах весной увеличено, а концентрация калия в плазме зимой существенно выше. Это свидетельствует о нарушении адаптивных реакций организма ребенка к экстремальным воздействиям. Вот почему особое внимание в питании детей дошкольного возраста Заполярья обращается на наличие в рационе свежих овощей (картофель, капуста, свекла). В целях восполнения недостающих в продуктах витаминов в течение круглого года проводится витаминизация 3-го блюда аскорбиновой кислотой из расчета 0,05 г на одного ребенка. Помимо этого, дети систематически получают и витамины группы В, витамин D [Сендек Г. В., 1970].
Таким образом, при адаптации детей к сниженной температуре среды, низкой общей и ультрафиолетовой освещенности, к гиподинамии, которые возникают именно в осенне-зимний период года, происходит снижение деятельности различных функциональных систем, в связи с чем увеличивается заболеваемость детей. Эти данные свидетельствуют о необходимости проведения закаливаний во все сезоны года, но в особенности систематически в осенне-зимний период.
Терморегуляция у детей раннего возраста
Уже новорожденные дети способны отвечать увеличением теплопродукции на снижение температуры окружающей среды. Снижение температуры ниже термоиндифферентной зоны у новорожденных детей приводит к возрастанию теплопродукции на 50 % (с 9,7 до 14,5 мл/кг в 1 минуту), измеряемой по величине потребления кислорода на единицу массы тела.
Весьма важной качественной особенностью терморегуляции детей раннего возраста по сравнению с более взрослыми детьми является то, что при снижении температуры кожи ребенка в период новорожденности на 2 °C, теплопродукция возрастает в 2 раза (с 2 до 4 ккал/кг в час). Такой же уровень теплопродукции у взрослых достигается при снижении кожной температуры на 14 °C. Термоиндифферентная зона для новорожденных детей, а именно та температура внешней среды, при которой теплопродукция не увеличивается, составляет 33 °C [Корниенко И. А., 1969; Bruck К. et ак, 1970]. Расчеты А.С. Блудорова (1954) показали, что в условиях комнатного режима (20 °C) термоиндифферентная температура для новорожденного ребенка будет достигнута, если одевать ребенка в обычную одежду – пеленку и кофточку. При этой температуре окружающей среды количество вырабатываемого организмом тепла примерно равно количеству тепла, отдаваемого телом. В этих условиях определяется и минимум теплопродукции.
Регуляция температуры тела в указанных границах температур внешней среды осуществляется либо путем вазомоторных реакций, т. е. с помощью физической терморегуляции, либо с помощью несократительного термогенеза, в частности, активности бурой жировой ткани.
При возрастании температуры среды выше термоиндифферентной зоны теплопродукция начинает превышать возможности теплоотдачи и неминуемо возникает перегрев организма. При адаптации к повышенной температуре обычно происходит снижение метаболизма и теплопродукции. При температуре среды выше 37 °C теплоотдача через теплопроводность и излучение полностью прекращается и продолжает функционировать только теплоотдача через потоотделение. Теплоотдача через испарение происходит потому, что по мере повышения внешней температуры влагоемкость воздуха увеличивается, причем чем суше воздух, тем интенсивней происходит испарение. При 38 °C и 20 % влажности воздуха, при умеренном ветре (3,5 м/с) условия для теплоотдачи аналогичны тем, какие имеют место при 26 °C, 100 % влажности и отсутствии ветра.
Значение этих данных в особенности важно потому, что в раннем возрасте в силу высокого потоотделения необходимо предусмотреть рациональную одежду, т. е. не одевать детей слишком тепло. При этом в связи с возрастанием температуры пододеяльного пространства или температуры между одеждой и кожей ребенка и в силу высокой влажности от потоотделения существует опасность перегревания. При снижении температуры среды ниже термоиндифферентной зоны теплоотдача происходит главным образом путем конвекции, т. е. для обогревания «омывающего» организм воздуха. Величина теплоотдачи через конвекцию зависит не только от внешней температуры, но и от скорости движения воздуха.
Характер терморегуляции у детей в раннем возрасте определяется рядом особенностей. Важнейшей из них является большая относительная поверхность тела ребенка (отношение поверхности к массе). С этим связана большая удельная теплоотдача организма. Для обеспечения постоянной температуры тела у детей раннего возраста теплопродукция превышает таковую у взрослых. В первые месяцы до полугодовалого возраста она увеличивается с 2 506,48-2910,7 кДж (600–700 ккал/м2) до 4186,8 кДж (1000 ккал/м2) в минуту. Затем, в связи с ростом организма и уменьшением относительной поверхности тела, энергозатраты снижаются и достигают у взрослых 2 506,48-2721,42 кДж (600–650 ккал/м2).
В связи с большой относительной поверхностью тела и более напряженной терморегуляцией границы термоиндифферентной зоны в раннем возрасте сдвигаются в сторону более высоких температур и составляют от 19 до 24 °C.
У детей первого года жизни не реализуется асимметричное течение термовосстановительных процессов после проб с охлаждением. Скорость восстановления температуры до исходной величины после стандартного охлаждения лба, спины, конечностей имеет одно и то же значение [Маршак М.Е., 1965]. С возрастом на различных участках тела скорость термовосстановительных процессов после охлаждения становится неодинаковой. Там, где поверхность тела закрыта одеждой и обувью, время восстановления увеличено, а охлаждение любой незаполненной части организма может привести к возникновению болезни [Койранский Б. Б., 1966].
На протяжении первого полугодия жизни у детей возрастает теплопродукция почти в 2 раза, несмотря на снижение относительной поверхности тела. Какие же механизмы обеспечивают нормализацию температуры тела ребенка? Установлено, что на первом году жизни происходит возрастание потоотделения, что увеличивает теплоотдачу. Вместе с тем уровень теплопродукции организма первого года жизни перекрывает возможности теплоотдачи испарением влаги, в связи с чем в годовалом возрасте происходит избыток теплопродукции по сравнению с месячными детьми. Этот избыток теплопродукции дает годовалым детям более надежный уровень терморегуляции при снижении температуры среды, что сдвигает его термоиндифферентную зону в область более низких температур.
По мере роста ребенка и уменьшения величины его относительной поверхности тела уменьшается величина относительной теплоотдачи. При этом снижается уровень теплоотдачи через теплопроводность и излучение. Об этом свидетельствуют исследования А. С. Блудорова (1954), в которых показано, что кожная температура на голени у детей уменьшается к годовалому возрасту на 2–3 °C. Существенное значение при этом имеют и морфологические изменения кожных сосудов. У новорожденных имеется нежная, слабо выраженная сеть из мелковолокнистых, довольно равномерно расположенных капилляров. Ко второму полугодию капиллярная сеть претерпевает ряд морфологических изменений – появляются все более и более изолированные капиллярные петли, которые, вытягиваясь, располагаются перпендикулярно к сосочковой зоне кожи.
Поверхностное расположение обильно наполненной кровью густой капиллярной сети, придающее своеобразную красноватую окраску коже детей первых недель жизни, обеспечивает более высокую температуру их кожи по сравнению с таковой у детей старшего возраста, имеющих менее густую сеть кожных капилляров.
Чрезмерно высокая или низкая влажность помещений, в которых растет и развивается ребенок, пагубно влияет на его состояние здоровья, вызывая заболевания дыхательных путей как при увеличении влажности выше 70 %, так и при снижении ее ниже 40 %. Понижение влажности приводит к возникновению ринита, что связано с сухостью слизистой носоглотки и снижением в связи с этим ее бактерицидных свойств.
У детей раннего возраста испарение воды в расчете на 1 кг массы тела в 2–3 раза выше, в связи с чем изменение влажности внешней среды оказывает большее значение на терморегуляцию ребенка, чем взрослого. Установлено, что для новорожденных детей границы нормальной влажности находятся в пределах от 70 до 50 %.
По мере роста и развития влажность увеличивается в связи с увеличением потоотделения. Для детей 10–12 месяцев влажность должна соответствовать 65–40 %.
А.С. Блудоровым представлены физиологически обоснованные рекомендации прогулок и сна детей первого года жизни при низкой температуре воздуха в средней полосе России в зимний период года. Были проведены исследования, в которых выявлялись терморегуляционные рефлексы у детей на первом году жизни, одетых в теплое одеяло во время пребывания на открытом воздухе зимой. Температура кожи голени при понижении температуры окружающей среды до 0 °C в соответствии с увеличением теплоотдачи постепенно снижается и становится не ниже 34,3 °C. Эта температура соответствует верхней границе для термоиндифферентной зоны. При дальнейшем снижении температуры воздуха температура кожи ребенка начинает повышаться. Так, при температуре от -2 до -3 °C у детей 4–6 месяцев она увеличивается на 1,3 °C. Однако чем меньше возраст ребенка, тем меньше увеличивается температура кожи при снижении температуры среды. Так, у детей 3-4-х месяцев это увеличение составляет 1,1 °C.