IV.2. Особенности терморегуляции у детей

У новорожденных, начиная с первых часов жизни, выявлены терморегуляторные реакции. Обнаружено, что при снижении температуры среды ребенок в возрасте одного дня может увеличить потребление кислорода на ~50%. При снижении средней кожной температуры на 2^о теплопродукция ребенка возрастает в 2 раза. Такой же уровень теплопродукции отмечается у взрослого при снижении средней кожной температуры на 14^о. На первом году жизни активно функционируют механизмы несократительного термогенеза (НСТ), связанные с симпатической стимуляцией обмена в бурой жировой ткани.

Бурая жировая ткань - это генератор тепла. Несмотря на ее неболь­шое количество (всего 1-2% от массы тела - 30-35 г) она в первые недели жизни полностью обеспечивает температурный опти­мум. Эта ткань может повысить теплопродукцию по сравнению с ос­новным обменом примерно в 2 раза и обеспечить теплом 1/3 всего организма. Клетки бурого жира в пересчете на 1 кг массы вырабаты­вают в 400 раз больше тепла, чем взрослые в состоянии покоя. Подтверждением сказанному служит и более высокое потребление кислорода этой тканью, которая использует его примерно в 10 раз больше по сравнению с серым веществом мозга.

Локализация бурой ткани охватывает фактически ведь организм: она расположена вокруг многих органов и в межлопаточной области.

Особенностью структурной организации ее клеток является нали­чие большого числа крупных митохондрий, которые и сообщают клет­кам бурый цвет. В митохондриях отмечены высокие активности компонентов цепи переноса электронов (дыхательные ферменты, цитохромы, различные коферменты и т.п).

В составе внутренней мембраны митохондрий обнаружен специ­фический белок термогенин, который составляет 10% мембранных белков митохондрий и является протонофором. В клетках этой ткани также отмечена высокая активность ферментов липолиза и липогенеза, в том числе, и специфического транспортера жирных кислот - карнитина.

Механизм терморегуляции в клетках бурой жировой ткани представляется следующим образом. Процесс адаптации к холоду сопровождается повышением концентрации термогенин-м-РНК в цитоплазме, что активирует синтез термогенина. Холодовые рецепторы кожи активируются и посылают сигналы в мозг в терморегуляторный центр гипоталамуса, стимулирующего секрецию норадреналина. Он воз­действуют на рецепторы клеток бурого жира, где активируется аденилатциклазная система, при­водящая к липолизу (распаду триглицеридов).

Освобождающиеся из триглицеридов жирные кислоты окисляются. В результате окислительных процессов в митохондриях создается протонный градиент. Кроме того, жирные кислоты одновременно открывают протонный канал термогенина.

Межмембранное Внутренняя Матрикс

простанство мембрана митохондрии

митохондрии митохондрии

Рис. 1. Термогенины - разобщители окислительного фосфорилирования.

Термогенины являются трансмембранными белками, которые уменьшают градиент протонов в окислительном фосфорилировании (рис.1). Они увеличивают проницаемость внутренней митохондриальной мембраны, позволяя протонам, перенесенным в межмембранное пространство, возвращаться в митохондриальный матрикс.

С возрастом увеличивается размер подкожного жирового слоя, как фактор теплоизоляции, возрастает интенсивность теплопродук­ции, активируются другие системы терморегуляции, и значение бурой жировой ткани снижается.

Высокий уровень теплопродукции у новорожденных связан с сократительной активностью скелетных мышц. Как известно, у взрослого человека проявление химической терморегуляции при сильном охлаждении связано с повышением терморегуляционного тонуса и холодовой дрожи (сократительный термогенез, СТГ). Эффект неконтролируемого дрожания, как защита от охлаждения, рассматривается как сигнал высокого напряжения механизмов терморегуляции. Роль химической терморегуляции снижается с возрастом при одновременном повышении роли сосудистых реакций в поддержании температурного гомеостаза. О становлении механизмов химической терморегуляции свидетельствует постепенное снижение с возрастом кожных температур, точнее – увеличение температурных градиентов туловища и конечностей. Считается, что возраст 9 лет – переломный в развитии терморегуляции, поскольку именно в этом возрасте отчетливо снижается интенсивность химической терморегуляции, и расширяется диапазон внешних температур, в пределах которого температурный гомеостаз обеспечивается, как и у взрослых, только изменением теплоотдачи.

Разнообразие сосудистых реакций у детей от 3 месяцев до 3 лет на одно и то же холодовое воздействие определяется не только возрастными особенностями сосудистых реакций, но и степенью адаптированности детей к низким температурам среды. Под влиянием систематических закаливающих процедур наблюдается характерное для адаптации к холоду увеличение реактивности кожных сосудов и снижение чувствительности к холоду. При этом отмечается увеличение метаболического ответа и снижение роли сократительной активности скелетных мышц в терморегуляторной теплопродукции у детей, начиная с 2-3-летнего возраста.