Анатомо-физиологические особенности ребенка с точки зрения анестезиолога
Анатомо-физиологические особенности детского организма являются основным фактором, определяющим специфику анестезиологической защиты ребенка. Эти особенности и отличия от взрослых больных наиболее выражены у новорожденных и детей раннего возраста. Новорожденный и, особенно, недоношенный ребенок, страдающий тем или иным заболеванием, с точки зрения анестезиолога представляет собой пациента с очень высокой степенью риска. Объясняется это многими причинами.
Само рождение ребенка является физиологическим стрессом, во время которого резко меняются механизмы функционирования кровообращения, газообмена, энергетического обмена и выделения. В первые месяцы жизни, а иногда и дольше ряд жизненно важных систем морфологически и функционально еще недостаточно развиты. Наблюдается несоответствие в темпах созревания различных систем («дисфункция созревания»), например высокое потребление кислорода и недостаточно созревшая система дыхания или чрезмерная теплоотдача в связи с относительно большой поверхностью тела и недостаточная теплопродукция из-за небольшой мышечной массы и т.п.
На отдельных этапах (1, 2, 3-й день жизни, 1-я неделя и т.д.) новорожденный по-разному реагирует на вредные воздействия, а также на методы интенсивного лечения. Лабильность ответных реакций, легкая ранимость тканей значительно быстрее, чем у взрослых, приводят к травме, отеку, кровоизлияниям и нарушению жизненно важных функций. Лабильность и незрелость ЦНС, малая масса тела и, соответственно, незначительные энергетические запасы предрасполагают к тому, что под воздействием различных факторов, в том числе интенсивной терапии, новорожденный гораздо быстрее взрослого переходит из одного критическою состояния в другое. Так, «небольшие» неточности в инфузионной терапии на фоне дегидратации могут быстро привести к гипергидратации, неадекватная оксигенотерапия при гипоксемии опасна возникновением гипероксии и т.д. Важно отметить, что многие нормальные константы жизнедеятельности ребенка раннего возраста изучены менее точно, чем у взрослого человека. Определение ряда электрофизиологических, биохимических и других показателей у маленьких пациентов более сложно, опасно, трудно выполнимо, а иногда и невозможно. Это затрудняет как диагностику, так и коррекцию различных нарушении.
Существует также ряд анатомо-физиологических особенностей, важных для анестезиолога, и у детей других возрастных групп.
Нервная система.Головной мозг новорожденного ребенка относительно массы тела юраздо больше, чем у взрослого, за счет повышенной гидрофиль-ности и значительно большею содержания жидкости Извилины коры головною мозга плохо выражены и дифференцированы, нервные волокна недоста ючно мисмини мрованы, их дифференцировка происходит в 3 года, а полностью заканчиваемся к 8 годам. У таких нацистов недостaточно развиты ретикулярная формация и другие подкорковые отделы, а также гематоэнцефалический барьер. Учитывая эти особенности, анестезиологу следует помнить о том, что у детей раннего возраста значительно больше вероятность и опасность возникновения генерализованной судорожной реакции в ответ на раздражители: гипотермию и гипертермию, болевой фактор, гипергидрагацию и дегидратацию, некоторые анестетики и другие препараты. Гидрофильность тканей и повышенная проницаемость гематоэнцефалического барьера предрасполагают к отеку и набуханию мозга при гипергидрагации.
Незрелость вегетативной нервной системы проявляется отсутствием адекватного контроля, а следовательно, и стабилизации кровообращения, дыхания, мышечного тонуса, теплорегуляции.
Анестезиологу следует помнить, что морфофункциональные особенности МНС выражаются в упрямстве у детей 2—3 лет, негативизме у детей более старшего возраста, повышенной стыдливости у девочек.
Система кровообращения.В процессе рождения и в 1-е сутки жизни кровообращение ребенка претерпевает резкие изменения. У плода оксигенированная кровь из плаценты поступает через пупочные вены в нижнюю полую вену, затем в правое предсердие и через овальное отверстие в левое предсердие, желудочек и аорту. С первым вдохом и расправлением легкого резко снижается сопротивление легочных сосудов и возрастает легочный кровоток, увеличивается давление в левом предсердии. Через 10—15 ч это приводит к функциональному закрытию овального отверстия, анатомическое же закрытие его происходит через 2—3 нед, после чего устанавливается нормальный тип кровообращения. Однако под влиянием гипоксемии, гиперкапнии и ацидоза на этом переходном этапе возникает вазоконстрикция легочных сосудов и происходит шунтирование через артериальный проток и овальное отверстие, что усугубляет гипоксемию.
Такая ситуация может возникнуть при болезни гиалиновых мембран, диафрагмальной грыже. Применение бета-адреноблокаторов, ингаляции кислорода в высоких концентрациях могут в определенной степени нивелировать это осложнение [Михельсон В А. и др , 1980].
Относительно большая емкость капиллярного русла и недостаточно совершенная регуляция сосудистого тонуса обусловливают значительные колебания артериального давления и частоты пульса (табл. 31 1).
Таблица 31.1. Частота пульса и артериальное давление у новорожденных и грудных детей
| Возраст | Частота пульса в минуту | Артериальное давление, мм pт. Ст. | |
| сиcтолическое | Диаcтолическое | ||
| Новорожденный | 130—180 | 65—80 | 15—45 |
| 1 нед | 115—140 | 70— 80 | 40— 45 |
| 1 мес | 110—130 | 75—80 | 45—50 |
| 1 год | 100—110 | 85—40 | 50—55 |
У новорожденного скорость кровотока примерно в 2 раза выше, чем у взрослого, что связано с повышенным потреблением кислорода и более высоким обменом Увеличен также относительный ОЦК В табл. 31 2 приведены показатели ОЦК (по данным Г.М. Савельевой).
Таблица 31.2. ОЦК и его компоненты в зависимости от массы тела здоровых новорожденных
| Масса тела | Гематокрит | ОЦК | ОЦП | ОЦЭ | |||
| Мл | Мл/кг | мл | Мл/кг | мл | Мл/кг | ||
| 2500—3000 | 329,8 | 113,0 | 148,8 | 50,9 | 181,3 | 61,6 | |
| 3005—3500 | 327,0 | 98,4 | 148,9 | 46,6 | 171 8 | 51 7 | |
| 3505—4000 | 366,5 | 96,2 | 175,6 | 61,1 | 190,6 | 60,1 | |
| 4005—4500 | 498,6 | 94,9 | 171,7 | 40,8 | 226,9 | 54 0 |
Примечание. ОЦП объем циркулирующей плазмы ОЦЭ — объем циркулирующих эритроцитов.
Более половины циркулирующей крови у новорожденного находится в венозном русле, значительная часть в легких и сердце и лишь 5% в капиллярах, в связи с чем при централизации кровообращения очень быстро наступают нарушение микроциркуляции, тканевая гипоксия и ацидоз. На это следует обращать особое внимание у детей с кишечной непроходимостью, перитонитом, септическим состоянием, когда имеет лесто гиповолемия. У детей раннего возраста отмечается более высокое содержание гемоглобина. Физиологически это необходимо для обеспечения более эффективного транспорта кислорода. Однако более высокий гематокрит и наличие фетального гемоглобина приводят к гемоконцентрации и ухудшению реологических свойств крови, поэтому в предоперационном периоде часто необходимо проводить гемодилюцию.
Система дыхания.У детей раннего возраста система дыхания еще менее стабильна и развита, чем кровообращение. Любые вредные воздействия быстрее всего оказывают отрицательное влияние на газообмен Верхние дыхательные пути, начиная от полости носа, очень узкие, слизистые оболочки их чрезмерно васкуляризованы и склонны к отеку Просвет грахеи также относительно узок, слизистая оболочка ее рыхлая, хорошо васкуляризована. В связи с этим у детей раннего возраста резко возрастает опасность отека и обструкции верхних дыхательных путей. Увеличение толщины слизистой оболочки трахеи новорожденного ребенка на 1 мм уменьшает просвет трахеи на 75%. Язык и надгортанник относительно больших размеров, гортань расположена высоко, чго, по мнению некоторых анестезиологов, усложняет технику интубации трахеи.
Следует помнить, что у маленьких детей правый главный бронх короткий, относительно широкий и отходит под небольшим углом от трахеи. Эндотрахеальная трубка легко «проскакивает» в этот бронх. Горизонтальное расположение ребер у новорожденного и высокое стояние диафрагмы резко ограничивают возможность увеличения ДО. Минутная вентиляция может повыситься лишь за счет ЧД. Но увеличение ее более чем до 60 в минуту связано с резким увеличением работы дыхания и быстро приводит к декомпенсации.
Легкие у детей раннего возраста содержат много соединительной ткани, более плотны. Многие альвеолы еще полностью не расправлены, оболочка их более полнокровна. Все это в сочетании с узостью дыхательных путей приводит к значительному увеличению работы дыхания, особенно при нарушении проходимости дыхательных путей. У новорожденных и, особенно, недоношенных детей часто наблюдаются уменьшение количества сурфактаыта и снижение активности этой системы Это приводит к коллапсу легких (габл. 31 3).
Как видно из приведенного краткого обзора, организм ребенка раннего возраста, обеспечивая необходимый высокий уровень газообмена, не обладает достаточными адаптационными возможностями, поэтому патологические воздействия без своевременной защиты и коррекции очень быстро приводят к серьезным нарушениям гомеостаза. Необходимо также подчеркнуть, что изменения в системе дыхания приводят к нарушениям таких недыхательных функции легкого, как барьерная роль (фильтрация и метаболизм фибрина, деформированных клеток), сингсм тромбопластина и снижение фибринолитическои активности крови, образование геггарина и др [Gregory G.A, 1981].
Таблица 31 3 Некоторые показатели функции легких у новорожденного и взрослого
| Показател1 | Новорожденный | Взрослый |
| Масса легких, г | ||
| Диаметр трахеи мм | 4—8 | |
| Диаметр альвеол мм | 0,05—0,1 | 0,2—0,3 |
| Общая альвеолярная поверхность м2 | ||
| Число альвеол | 24 Х 106 | 296 106 |
| Жизненная емкость легких мл/кг | ||
| Дыхательный объем мл/кг | ||
| Частота дыхания мин –1 | ||
| Мертвое пространство мл/кг | ||
| Функциональная остаточная емкость мл/кг | ||
| Альвеолярная вентиляция мл/кг в минуту | ||
| Потребление кислорода мл/кг в минуту | ||
| Растяжимость легких л/см вод ст | ||
| Аэродинамическое сопротивление дыхательных путей см вод ст /л с |
Водно-электролитный обмен и КОС.Одной из особенностей водно-электролитного обмена у детей раннего возраста является значительная вариабельность его в различные периоды и даже дни. Это связано с ежедневным изме нением массы тела, структурными изменениями клеток и тканей, активностью и т.п. Общее количество воды в организме новорожденного составляет 75— 80%, а у недоношенных до 85% массы тела. Количество внеклеточной жидкости на единицу массы тела в 2 раза выше, чем у взрослого. В первые несколько дней после рождения масса тела ребенка уменьшается (физиологическая потеря), что связывают с недостаточным поступлением жидкости и повышенным катаболизмом после родового стресса (табл. 31.4, 31.5)
Таблица 31.4. Показатели водного обмена и компонентов циркулирующей крови новорожденных и взрослых
| Показатель обмена | Новорожденный | Взрослый |
| Вода % массы тела | 65—76 | 58— 62 |
| Внеклеточная вода % массы тела | 31—65 | 18— 22 |
| Внутриклеточная вода % массы тела | 35— 43 | 38 42 |
| Объем циркулирующей плазмы, мл/кг | 316— 465 | 42 7 489 (М) |
| (% массы тела) | (4, 7) | 406 43 1 (Ж) |
| ОЦК мл/кг | 685— 1003 | 75 80 (М) |
| 65 77 (Ж) |
Потеря плазменного объема жидкости приводит к гемоконцентрации гематокрит увеличивается до 65—70% на фоне повышения содержания гемоглобина. Эти же механизмы могут вызывать повышение вязкости крови, гиперкалиемию, а также резкое уменьшение выделения мочи в первые дни жизни ребенка [Исаков Ю.Ф. и др., 1985].
В табл 31.6 приведено содержание электролитов в первые дни жизни по данным различных авторов.
Таблица 31.5. Суточные потери жидкости у детей и взрослых по данным различных авторов
| Автор, год публикации | Потеря жидкости мл | ||||||
| Обследуемый | Объем полученного молока, мл | через почки | через кишечник | через легкие и кожу | Всего | Колебания массы тела, г | |
| А.Ф. Тур (1963) | Новорожденный | ||||||
| 1-й день жизни | -187 | ||||||
| 2 и » | -67 | ||||||
| 3 и » | — 13 | ||||||
| 4 и » | +6 | ||||||
| Керпель-Фрониус (1964) | Новорожденный | 120— | 10 60 | 120—300 | 300 600 | ||
| Взрослый | 1000—2000 | 50—100 | 500—1000 | 1550—3100 | |||
| Ю.Е. Вельтищев (1967) | Ребенок с массой тела до 10 кг | 200— 500 | 25—40 | 75—300 | 300—840 | — | |
| Взрослый | 800—1200 | 100—200 | 600—1000 | 1500—2400 | |||
| Уиткинсон (1974) | Новорожденный | 30—100 | 96—109 | 126—209 |
Большинство исследователей считают, что в первые дни жизни у ребенка имеется тенденция к метаболическому ацидозу и дыхательному алкалозу. Но на 7—10 и день показатели КОС приближаются к нормальным. Форсированное проведение ИВЛ у этих пациентов может быстро привести к дыхательному алкалозу. Быстрая коррекция гиповолемии способствует возникновению аци доза Это объясняется тем, что при резком увеличении ОЦК и объема экстра-целлюлярной жидкости изменяется соотношение бикарбоната и угольной кислоты (уменьшение содержания бикарбоната) и соответственно рН сдвигается в кислою сторону.
Tаблица 31.6. Содержание электролитов и осмоляльность биологических жидкостей
| Показатель | Новорожденный | Взрослый | |
| Na+ | Крови, ммоль/кг | 70—82,5 | 41,9 |
| Плазмы, ммоль/л | 130—150 | 135—159 | |
| Эритроцитов, ммоль/л | 12,5—19 | 16,3—23 | |
| Мочи, г (ммоль/л) | 0—0,008 | ||
| (50—60) | (150—220) | ||
| К+ | |||
| Крови, ммоль/кг | 34,4—44,1 | ||
| Плазмы, ммоль/л | 3,5—7 | 4—6 | |
| Внутриклеточной жидкости, ммоль/л | 110—140 | ||
| Эритроцитов, ммоль/л | 83—112 | 103—116 | |
| Мочи, г (ммоль/л) | 20—30 | 30—90 | |
| Cl- | |||
| Крови, ммоль/кг | 47— 49,7 | ||
| Плазмы, ммоль/л | 99—124 | 96—108 | |
| Мочи, г (ммоль/л) | 30—50 | 170—210 | |
| РН | Мочи, г (ммоль/л) | 5,2—5,9 | 5,5—6,5 |
| Осмолярность: | |||
| Плазмы, ммоль/л | 200—295 | ||
| Мочи, г (ммоль/л) | 100—800 | 1200—1400 | |
| Плотность мочи, г/мл | 1,001—1,020 | 1,017—1,025 |
Другие особенности метаболизма.Анестезиологу важно знать, что в первые дни после рождения у ребенка преобладают катаболические процессы. Потребление жира на единицу массы тела у новорожденных примерно в 7 раз, а у детей до 6 лет — в 4 раза выше, чем у взрослых. В раннем возрасте отмечается высокая толерантность к жиру, и при парентеральном питании дети лучше взрослых утилизируют жировые змульсии. У новорожденного ребенка запасы гликогена значительно меньше, чем у взрослого, и при полном голодании могут быть полностью израсходованы. Очевидно, этим объясняется «физиологическая» гипогликемия.
Теплорегуляция.Поддержание нормальной температуры тела у детей раннего возраста является одной из важных задач детского анестезиолога. Изменение температуры тела новорожденного, особенно недоношенного, в сторону как гипотермии, так и гипертермии быстро вызывает резкие нарушения жизнедеятельности, а иногда смерть. Снижение температуры на 0,5—0,7 °С приводит к нарушению отдачи тканям кислорода, ухудшению микроциркуляции, сладжингу и метаболическому ацидозу. При этом угнетается сердечная деятельность: снижаются сердечный выброс и частота сердечных сокращений, возникают аритмии вплоть до фибрилляции желудочков. В процессе анестезии такая гипотермия приводит к торможению гидролиза анестетиков и мышечных релаксантов, поскольку снижается ферментная функция печени. У детей, перенесших гипотермическую реакцию во время анестезии, наблюдаются замедленное пробуждение, угнетение рефлексов, а летальность среди недоношенных и новорожденных более высока.
Повышение температуры свыше 39,5 °С также чрезвычайно опасно для детей раннего возраста. Гипертермия снижает артериальное давление, вызывает 1ахикардию и аритмию, судорожную реакцию и отек мозга. У детей раннего возраста резкие нарушения температурной реакции гораздо опаснее и возникают значительно чаще, чем у взрослых. Объясняется это морфологическими и физиологическими особенностями этих пациентов, которые прежде всего заключаются в резком несоответствии процессов теплопродукции и теплоотдачи. Ловерхность тела новорожденного на 1 кг массы тела в 3 раза больше, чем у взрослого, поэтому теплоотдача излучением (с поверхности тела) значительно оольше, а относительная величина массы мышц, обеспечивающих теплопродукцию, значительно меньше.
Подкожная жировая клетчатка небольшой толщины, поэтому плохо сохраняет тепло, создаваемое мышцами и работой внутренних органов. Относительно большая перспирация также усиливает теплоотдачу. Существенную роль в процессе терморегуляции играет коричневая жировая ткань, располагающаяся в межлопаточной области, обволакивающая крупные сосуды в области ворот почек, печени, паховых и подмышечных областях. Эта ткань снабжена специальными терморецепторами и при необходимости сохраняет тепло либо тиливает теплоотдачу. У детей раннего возраста эти механизмы еще не развиты.
Таким образом, физиологические реакции детей раннего возраста не могут полностью обеспечить адекватную теплорегуляцию и температура тела у них в значительной степени зависит от внешней среды. Это обстоятельство накладывает на анестезиолога большую ответственность за поддержание у них нормальной терморегуляции.
Прежде всего у новорожденных и детей раннего возраста в предоперационном периоде, непосредственно перед операцией, в процессе анестезии и в ближайшем послеоперационном периоде должна проводиться тщательная термометрия. Лучше делать это с помощью мониторов и одного — двух ректальных датчиков. Температура в операционном зале должна быть 26—28 °С. Обычно новорожденных оперируют на столах с подогревом, а различные манипуляции также производят на специальных реанимационных обогреваемых столах. Целесообразно обеспечить вдыхание подогретой до 28—30 °С и увлажненной газонаркотической смеси. Переливаемые внутривенно растворы должны быть подогреты до 32—35 °С.
Рис. 31.1. Проведение наркоза с дыхательным контуром по системе Эйра [Михельсон В.А., 1985].
Резкая гипертермическая реакция также крайне опасна, а в процессе анестезии она может усилиться. Повышение температуры, если это не связано с характером заболевания, по поводу которого проводится оперативное вмешательство, является противопоказанием к операции. При значительном повышении температуры тела во время анестезии в послеоперационном периоде следует применять физические методы охлаждения: раздевание ребенка, охлаждение тела вентилятором, обкладывание влажными холодными пеленками, сосудами со льдом, промывание желудка или прямой кишки охлажденными до 5—6 °С растворами, внутривенное введение растворов аналогичной температуры. Хороший эффект дает внутривенное или внутримышечное введение 50% раствора анальгина в дозе 0,1 мл на 1 г жизни ребенка, аминазина (1 — 1,5 мг/кг), дроперидола.
Гипертермическую реакцию не следует отождествлять с синдромом злокачественной, или «бледной», гипертермии.