2.1.Особенности азотистого обмена

Обмену белков в организме ребёнка принадлежит ведущая роль, определяемая выполнением белками пластической, ферментативной, регуляторной и многих других функций.

Для грудного возраста характерна чрезвычайно высокая интенсивность белкового обмена. Процессы синтеза белков в этот период преобладают над процессами их распада. В связи с этим в растущем организме всегда сохраняется положительный азотистый баланс. Чем меньше возраст ребёнка, тем значительнее задержка азота в его организме. Так, до 3-х месячного возраста задержка азота составляет около половины от его количества, введенного с пищей, к полугодию снижается до 35%, а к 9-ти месяцам - до 33%.

Для детского возраста характерны выраженные особенности, как в количественном отношении, так и в качественном составе тканевых белков. У детей раннего возраста высока доля гидрофильных, быстро обновляющихся белков. Эта закономерность проявляется и в содержании белков плазмы крови: уровень общего белка сыворотки крови у детей в возрасте 1-го года составляет 57-78 г/л, а относительно гидрофильных альбуминов - 28-51 г/л. На долю α-глобулинов приходится 6,8-15,4%, β-глобулины составляют 4,6-13,1%, а γ-глобулины – 4,0-9,5%.

В течение первого года жизни происходит постепенное нарастание содержания общего белка крови (до 57-78 г/л), альбуминов (до28-51 г/л), α и β глобулинов (до 6,8-15,4 г/л и 4,613,1 соответственно). В то же время, концентрация γ глобулинов на протяжении первого полугодия снижается, а затем к году приближается к их уровню у новорожденных детей.

В первые месяцы жизни ребёнка отмечается своеобразная динамика уровня иммуноглобулинов в плазме крови. У детей в возрасте 3-х месяцев содержание Ig G снижается почти в 2 раза относительно их содержания у новорожденных, что связано с исчезновением из крови данного типа материнских иммуноглобулинов. С началом синтеза собственных Ig G их уровень повышается и достигает уровня взрослых к 1-му году, составляя 3,5-11,8 г/л. Количество Jg A и Jg M постепенно увеличивается на протяжении первого года жизни ребёнка, достигая соответственно 0,36-1,65 г/л и 0,30-1,04 г/л.

После 6-ти месяцев жизни в крови детей начинает увеличиваться содержание различных "специализированных" белков, в частности транспортных белков церуллоплазмина, гаптоглобина.

По мере становления функции почек в течение первых 4-х месяцев у детей значительно уменьшается экскреция низкомолекулярных белков с мочой. К году потери альбуминов с мочой составляют 64 мг в сутки, а глобулинов - до 2 мг в сутки.

В течение первого года жизни отмечаются существенные и разнонаправленные изменения активности ферментов белкового обмена. Активность некоторых ферментов плазмы крови постепенно уменьшается, что может быть связано с изменением сосудисто-тканевой проницаемости. Так, после 6-ти месяцев происходит снижение активности аспартатаминотрансферазы крови, повышенной у новорожденных. В тоже время активность протеолитических ферментов желудка и кишечника постепенно возрастает.

У детей раннего возраста довольно интенсивно протекает обмен аминокислот в тканях. Это, однако, происходит на фоне незрелости отдельных ферментных систем их обмена. Динамика аминокислотного обмена отражается на содержании отдельных аминокислот в сыворотке крови и моче детей. При сравнении концентрации аминокислот в крови грудных детей и взрослых отмечается более низкий уровень глицина, аланина, метионина в детском возрасте. Это является, по-видимому, результатом более активного их использования для биосинтетических процессов, в частности, для синтеза белков соединительной ткани.

У детей первых месяцев жизни активны процессы связывания аммиака путём биосинтеза глютамина, что обусловливает весьма высокий уровень данной аминокислоты в крови. Этот механизм детоксикации аммиака очень важен, поскольку у грудных детей синтез мочевины ослаблен вследствие незрелости ферментных систем орнитинового цикла. С этим же обстоятельством связано и повышенное выведение у детей на протяжении всего первого года их жизни аммонийных солей.

В первые три месяца жизни наблюдается повышенная экскреция мочевой кислоты, которая постепенно с возрастом ребёнка нарастает. В тоже время её количество, рассчитанное на килограмм массы тела, и процентное отношение азота мочевой кислоты к общему азоту в процессе роста уменьшается. Ребёнок первого года жизни выделяет в 4 раза больше мочевой кислоты в расчёте на килограмм массы тела, чем взрослый (1,2 ммоль/сутки).

На первом году жизни происходит постепенное вытеснение пути выведения азота в составе мочевой кислоты на его экскрецию в составе мочевины, т.е. происходит постепенная замена филогенетически более древнего урикотелического пути, связанного с нейтрализацией аммиака путём синтеза мочевой кислоты, на уротелический путь, связанный с синтезом мочевины. Экскреция мочевины к концу первого года жизни ребёнка составляет 80 ммоль/сутки.

У детей первого года жизни наблюдается более высокая экскреция аминокислот, вследствие чего на долю аминокислот в первые месяцы жизни приходится до 10% от общего выделения азота. Отношение азота аминокислот к общему азоту мочи на первом году жизни постепенно снижается до 2%. В первые месяцы жизни в моче повышено содержание глицина, серина, аспарагина, лизина, гистидина, треонина, пролина и гидроксипролина.

Характерной особенностью азотистого обмена детей первого года жизни является выведение почками креатина (0,4 моль/сутки). Наблюдается креатинурия с постепенным увеличением абсолютного количества креатина в суточном количестве мочи. Относительное же содержание азота креатина к общему азоту мочи в течение первого года жизни снижается до 0,3-0,4%.

Определение потребности в белке – основном источнике азота для ребёнка первого года жизни чрезвычайно важно, поскольку недостаток его влечёт за собой у ребёнка глубокие функциональные нарушения с развитием тяжелых патологических состояний. Избыточное поступление белка также неблагоприятно, т.к. создаёт повышенную нагрузку на экскреторные функции почек, увеличивает риск развития диабета и ожирения.

В России рекомендации по потреблению белка составляют 2,2 г/кг/сутки для детей от рождения до 3-х месяцев, 2,6 г/кг/сутки для детей 4-6-ти месячного возраста и 2,9 г/кг/сутки для детей 7-12-ти месяцев.

При определении потребности организма ребёнка в белках необходимо учитывать характер вскармливания. При искусственном вскармливании количество белка в рационе детей выше, чем при грудном вскармливании. После введения прикорма количество белка увеличивается до 3-3,6 г/кг.

Все расчёты потребности грудного ребёнка в белке основываются на данных о содержании белка и отдельных аминокислот в грудном молоке.

В молозиве, выделяющемся в первые дни лактации, содержание белка наиболее высоко и достигает 23 г/л. Это обеспечивает поступление в организм ребёнка необходимого количества белка, несмотря на малый объём жидкости.

Среднее содержание белка в зрелом грудном молоке составляет по азоту 11,5 г/л. Однако этот показатель может изменяться в широком диапазоне. Поскольку в грудном молоке до 25% приходится на регуляторные, физиологически активные белки и небелковый азот (азот мочевины, мочевой кислоты, креатинина, аминосахаров, аминокислот) содержание "истинного белка" в нём ещё ниже и составляет 8-10 г/л.

Грудное молоко полностью удовлетворяет потребность детей в белках в течение первого полугодия. Преобладание в составе грудного молока сывороточных альбуминов над казеинами, обусловливает их высокую биологическую ценность. К основным сывороточным белкам женского молока относятся α- лактальбумин, лактоферрин, иммуноглобулины. Лактальбумин, сывороточные альбумины отличаются оптимальным для усвоения ребёнком аминокислотным составом, богаты триптофаном, лизином, цистеином, таурином. Казеиновый коэффициент (отношение альбуминов к казеинам) в женском молоке изменяется от 80:20 в первые дни лактации до 55:45 в позднем лактационном периоде Преобладание альбуминовых белков способствует лучшему расщеплению более мягкого альбуминового творожка протеолитическими ферментами желудка ребёнка. Они представлены в основном β- казеинами. Казеины женского молока являются не только важным пластическим материалом, но служат также источником биологически активных пептидов казоморфинов, способствующих созреванию центральной нервной системы ребёнка.

Помимо белков, грудное молоко содержит до 50 мг/100мл небелкового

азота, 50% которого приходится на азот мочевины, а 25% - на азот свободных аминокислот.

Аминокислотный состав грудного молока оптимально соответствует потребностям в них ребёнка. Так, для грудного молока характерно сравнительно высокое содержание цистеина, таурина при более низком уровне метионина. Таурин у детей первых месяцев жизни не синтезируется и является условно эссенциальным фактором. В то же время таурин используется для синтеза коньюгированных форм желчных кислот, является нейромедиатором и нейромодулятором для центральной нервной системы, играет важную роль в формировании нейросетчатки, определяет состояние слизистой оболочки кишечника, служит антиоксидантом. В грудном молоке высоко содержание глютаминовой кислоты, которая после дезаминирования активно участвует в энергетическом обмене, переходя в α- кетоглютурат и включаясь в цикл Кребса. В женском молоке высока концентрация триптофана, необходимого для синтеза мелатонина, серотонина.

Важным источником азота в грудном молоке являются нуклеотиды, содержание которых может достигать 15% от всей суммы содержащихся в нём органических веществ. Поступление нуклеотидов в составе грудного молока в определённой степени компенсирует низкую активность их синтеза в организме детей раннего возраста, связанную с незрелостью специфических ферментов и большой «энергоёмкостью» процесса. Поэтому потребность в нуклеотидах, являющихся субстратом биосинтеза нуклеиновых кислот, в детском возрасте особенно велика. По мере созревания молока происходит постепенное снижение в нём уровня нуклеотидов.

Зрелое женское молоко отличается самой низкой концентрацией белков по сравнению с молоком других млекопитающих. В частности, в коровьем молоке содержание белка в 2 раза выше, чем в молоке человека. Весьма существенны качественные отличия в белковом составе. Для коровьего молока характерно преобладание казеиновых белков над альбуминовыми белками. Казеиновый коэффициент в коровьем молоке равен 20:80. Ни один белок коровьего молока не идентичен ни одному из белков женского молока. Основным белком коровьего молока является β- лактоглобулин, не имеющий аналогов среди белков женского молока и могущий являться антигеном для детей.

Особенности качественного состава белков грудного и коровьего молока определяют качественные отличия в азотистом обмене детей, находящихся на естественном, смешанном или искусственном вскармливании. При естественном вскармливании (при содержании белка 1,6 г/кг) усвоение азота составляет 0,21 г/кг, баланс азота - 0,11 г/кг. При смешанном вскармливании, по мере увеличения содержания белка в рационе, усвоение и баланс азота увеличиваются: при поступлении белка в пределах 3,6-3,7 г/кг усвоение азота колеблется в пределах 0,49-0,53 г/кг, азотистый баланс - 0,22-0,26 г/кг. При переводе детей второго полугодия со смешанного на искусственное вскармливание усвоение азота, выведение его с мочой возрастают, но баланс изменяется незначительно. Увеличение количества белка в рационе детей второго полугодия жизни при искусственном вскармливании сопровождается повышением абсолютных величин азота, выделяющегося в составе мочевины и аммонийных солей. Экскреция же с мочой азота в составе аминокислот не зависит от количества белка в рационе.

Таким образом, усвоение азота организмом детей первого года жизни при смешанном и искусственном вскармливании увеличивается по мере увеличения содержания белка в их пище. Баланс азота при этом изменяется в меньшей степени. Экскреция общего азота с мочой зависит в основном от содержания белка в рационе детей.

Процесс усвоения белков пищи в грудном возрасте также имеет свои особенности. В течение первого года происходит постоянная адаптация пищеварительных функций к меняющимся условиям вскармливания. Считается, что 1/3 белков грудного молока переходит в кровь в неизменённом виде, что уменьшает энергетические затраты на их усвоение.

В процессе приспособления организма ребёнка к качественно меняющейся пище большое значение имеет изменение активности пищеварительных ферментов. У детей первого года жизни понижена активность переваривания белков в желудке в силу низкой активности пепсина и невысокой кислотности желудочного сока. Малая при рождении концентрация соляной кислоты и пепсина постепенно возрастает в первые месяцы жизни.

У грудных детей активность пепсина колеблется в интервале 2 – 16 единиц. В желудочном соке детей грудного возраста кроме пепсина, гастриксина присутствует фермент химозин, который обеспечивает створаживание казеиногена молока, образование из него лёгких хлопьев, которые эффективно расщепляются. Выявлено также присутствие катепсина с оптимумом рН 5-6. Из указанных ферментов наиболее важную функцию в начальном гидролизе пищевых белков выполняет пепсин.

Общая титрационная кислотность желудочного сока у детей снижена, к году она составляет 2-2,3 ед. Величина рН желудочного сока находится в пределах 3,8-5,8. При питании детей грудным молоком выделяется желудочный сок с меньшей кислотностью, в то время как при вскармливании коровьим молоком – продуцируется сок с большей кислотностью и более высокой активностью ферментов. Это связано с повышенным содержанием в коровьем молоке фосфатов, карбонатов, цитратов, казеина.

При грудном вскармливании существенную роль в переваривании белков играет аутолитическое пищеварение за счёт протеаз молозива и зрелого молока. При незрелости собственного пищеварительного аппарата ребёнка роль аутолиза нутриентов грудного молока достаточно велика. Аутолитическое пищеварение участвует в становлении собственного пищеварения ребёнка.

Эффективность начального переваривания белков в желудке ребёнка определяется величиной РН желудочного сока, количеством пепсина, а также качеством пищевого белка. В первые месяцы вскармливания молоком желудочные протеазы хорошо расщепляют молочный белок, в меньшей степени - растительный и совсем не действуют на белки мяса. В течение последующих 5-7 -ми месяцев усиливается способность желудочного сока к протеолизу мясного белка. Но даже во втором полугодии самая высокая протеолитическая активность желудочных ферментов всё-таки сохраняется по отношению к молочному белку. В процессе адаптации желудочных желез к различным видам вскармливания важную роль играет изменение секреции соляной кислоты. У детей первых 3-х месяцев жизни, находящихся на грудном вскармливании, выявлены относительно низкие показатели объёма секреции, свободной кислотности и протеолитической активности в порции сока, полученной натощак. В базальной фракции сока кислотность и суммарная активность пепсина несколько выше. При смешанном вскармливании показатели кислотообразующей функции выше, чем при грудном вскармливании. У детей, получающих кисломолочные смеси, показатели желудочной секреции во всех порциях желудочного сока выше, чем при грудном и смешанном вскармливании.

В процессах адаптации к новой пище принимает участие и поджелудочная железа. У детей грудного возраста секреторная активность железы невелика. При вскармливании грудным молоком отмечаются наиболее низкие величины активности панкреатических ферментов по сравнению с показателями, полученными у детей, находящихся на смешанном и искусственном вскармливании. Эти же закономерности проявляются и в отношении активности кишечных протеаз. Так, фермент энтеропептидаза в дуоденальном содержимом детей, находящихся на грудном вскармливании, содержится лишь в следовых количествах.

Изменения активности ферментов желудочного и дуоденального содержимого в зависимости от характера питания сочетаются со значительными изменениями суточной экскреции уропепсиногена в составе мочи. При естественном вскармливании суточная экскреция уропепсиногена составляет около 0,10 единиц/сутки. При смешанном вскармливании она повышается до 45-50 единиц/сутки, а при искусственном - до 700-800 единиц /сутки. Активность энтеропептидазы, обнаруживаемой в кале ребёнка, находящегося на грудном вскармливании также наиболее низка.

Сравнение ферментативной активности пищеварительных ферментов и показателей азотистого баланса у детей при различном вскармливании выявляет однонаправленный характер изменений: повышение активности протеолитических ферментов пищеварительных желез при искусственном вскармливании сочетается с увеличением усвоения и баланса азота примерно в 2-2,5 раза.

При любом виде вскармливания показатели азотистого обмена изменяются в зависимости от количества поступающего белка.