Особливості вуглеводного обміну у дітей, meddoc
В організмі дитини існує ряд особливостей, як якісних, так і кількісних, що відрізняють його від дорослого. У дітей в процесі росту і розвитку відбуваються значні зміни хімічного складу і метаболізму тканин, тому дитячий організм не можна розглядати як зменшену копію дорослого.
Метою цього огляду стало узагальнення і систематизація даних літератури про особливості вуглеводного метаболізму як одного з найважливіших видів обміну речовин. Вивчення біохімічних особливостей дитячого організму дозволить лікарям-педіатрам краще розуміти закономірності патогенезу та відмінні риси симптоматики ряду захворювань дитячого віку.
У дітей особливості вуглеводного обміну стосуються потреби дитини у вуглеводах, співвідношення споживаних вуглеводних продуктів, процесів травлення і всмоктування вуглеводів, їх змісту в крові і сечі, а також метаболізму вуглеводів в тканинах і характеристики рівня глікемії в залежності від віку.
Потреба дітей у вуглеводах досить висока і становить 10-15 г на 1 кг маси тіла практично в будь-якому періоді життя. Залежно від віку оптимальне співвідношення білків, жирів і вуглеводів в їжі дитини дещо змінюється.
При порушенні цього співвідношення з-за зниження кількості вуглеводів в їжі навіть дуже калорійний раціон буде неповноцінним.
Поступово лактоза поступається своє провідне місце в харчуванні сахарозі і полісахаридів - крохмалю і глікогену. У дітей раннього віку на частку полісахаридів припадає 1/3 загальної кількості вступників вуглеводів, у школярів 7-9 років полісахариди складають вже 1/2 усіх вуглеводів раціону. Відповідно до розширенням різноманітності харчових вуглеводів змінюється і активність ферментів їх розщеплення.
У дітей відразу після народження і в перші місяці життя відсутні або малоактивні ферменти амілаза і мальтаза слини, а також амілаза підшлункової залози, які у дітей старшого віку і дорослих забезпечують порожнинне травлення. У ранньому віці немає необхідності в зазначених ферментах, оскільки молоко не містить крохмалю, який ними розщеплюється.
Поступове введення в харчування дитини прикорму (з 3-5 місяця життя), що містить крохмаль, призводить до значного збільшення секреції a-амілази, і після 4-5-річного віку активність ферменту у дітей досягає рівня дорослих.
Дісахарідази (мальтаза, сахараза), які, як і лактаза, беруть участь в пристеночном травленні, значно підвищують свою активність з 1 місяця до 3 років відповідно до индуцирующим дією вуглеводів, що надходять з їжею.
У кишечнику дітей відбувається розщеплення полісахаридів до моносахаридів (глюкози, галактози, фруктози). Останні, разом з моносахаридами їжі, легко всмоктуються з тонкого кишечника в кров. У грудних дітей дисахариди можуть всмоктуватися в кишечнику в нерозщепленому вигляді, що пов'язано з незрілістю гидролитических ферментів шлунково-кишкового тракту і більш активної, ніж у дорослих, всмоктувальної здатністю кишечника.
Вуглеводи в крові і сечі У крові дитини старшого віку, як і у дорослих, в нормі відсутні галактоза, дисахариди, пентози; міститься, в основному, глюкоза і може перебувати незначна кількість фруктози або, рідше, галактози при вживанні відповідного осередку. У грудних дітей в крові поряд з глюкозою і фруктозою можуть перебувати в підвищеній кількості галактоза, пентози, дисахариди після прийняття їжі, багатої цими вуглеводами. Особливо часто це буває у новонароджених, в основному, у недоношених.
Вміщені в крові вуглеводи фільтруються в сечу. Однак, якщо концентрація в крові глюкози і фруктози не перевищує нирковий поріг для цих вуглеводів, що дорівнює 10 і 0,73 ммоль / л, відповідно, то вони реабсорбуються в нирках повністю і тому з сечею в нормі не виділяються. Аліментарні фізіологічні глюкозурія і фруктозурия зустрічаються тільки у грудних дітей, що пов'язано з фізіологічної незрілістю транспортних систем, що беруть участь в реабсорбції цих вуглеводів. Галактоза, пентози і дисахариди ніколи не піддаються реабсорбції, внаслідок чого у дітей грудного віку (особливо у недоношених новонароджених) можливі аліментарні галактозурія, пентозурія, дісахарідурія в фізіологічних умовах. Зазвичай галактозурія і лактозурія зникають у дітей до 10-го дня життя, але іноді можуть зберігатися довше.
Метаболізм вуглеводів в дитячому організмі
Метаболізм глюкози у дітей має свої специфічні особливості.
1) У тканинах новонародженого і дитини первимесяцев життя активно протікає гліколіз. Це в значній мірі забезпечує стійкість дітей до гіпоксії. Відповідно до високою інтенсивністю гліколізу в тканинах і крові у новонароджених і грудних дітей підвищена концентрація пірувату і лактату.
Інтенсивність анаеробного гліколізу у новонароджених на 30-35% вище, ніж у дорослих, і поступово знижується до кінця третього місяця після народження, коли збільшується споживання кисню і активуються шляху аеробного розщеплення вуглеводів. У дорослих гліколіз зберігає високу активність тільки в деяких тканинах (еритроцити, насінники) і в певні моменти життя (гіпоксія. Інтенсивна і швидка робота м'язів).
2) Метаболізм глюкози в пентозофосфатному шляху різко активується після народження дитини. Цей вид утилізації глюкози забезпечує зростаючі тканини достатньою кількістю фосфопентози і відновлених форм никотінамідаденіндінуклеотідфосфата, необхідних для синтезу нуклеотидів, стероїдів і жирних кислот. Особливість пентозофосфатного шляху у новонароджених полягає в тому, що половина всієї глюкози, окислюється цим шляхом, йде на утворення енергії. Такий значний внесок пентозофосфатного шляху в напрацювання енергії зумовлене високими енергетичними потребами організму, що росте, які не можуть бути задоволені анаеробним гликолизом (внаслідок його низької ефективності) і ще не почали повністю функціонувати аеробних шляхом розщеплення глюкози.
3) Синтез і накопичення глікогену в печінці змінюються в часі і визначаються особливостями функціонування організму дитини на даному етапі розвитку.
Біосинтез глікогену йде активно ще у плода в останні 2-3 місяці внутрішньоутробного розвитку.
У дітей грудного віку глюкоза, яка надходить в організм з їжею (молоком), більшою мірою витрачається на поточні потреби організму (гліколіз, пентозофосфатний шлях) і в значно меншій мірі використовується на відкладення про запас у вигляді глікогену. Синтез цього полісахариду в печінці практично не відбувається до кінця 2-го - початку 3-го місяця життя. Дане явище пов'язане з тим, що в перші місяці після народження здійснюється часте годування дитини (через 2,5-3 години).
Це забезпечує постійний приплив вуглеводів і, отже, не вимагає створення запасів глюкози в організмі. Відновлення синтезу глікогену на третьому місяці життя пояснюється наступними причинами. Приблизно з 3-місячного віку у дитини починають активно синтезуватися ферменти аеробного розщеплення вуглеводів, що є енергетично більш вигідним, ніж гліколіз. Аеробне розщеплення вуглеводів дозволяє витрачати меншу кількість вуглеводів з великим енергетичним виходом. В результаті в організмі створюється певний надлишок глюкози, який і відкладається у вигляді глікогену. З іншого боку, з цього ж часу починається поступове прикорм дитини (спочатку фруктові соки, потім крахмалосодержащие продукти), що тягне за собою підвищене надходження в організм моносахаридів і активацію синтезу глікогену.
Характеристика глікемії у дітей
Концентрація глюкози в крові у дітей різного віку відрізняється значною варіабельністю.
Крім того, клітини нервової системи новонародженого можуть використовувати в якості енергетичного джерела і інші (крім глюкози) субстрати, головним чином, кетонові тіла і лактат. Проте, концентрація глюкози в крові нижче 1,1 ммоль / л може призвести до стійкого пошкодження центральної нервової системи.
Головними причинами гіпоглікемії у новонароджених є: швидке виснаження депо вуглеводів в печінці (глікогену), незрілість регуляторних механізмів, несвоєчасний початок годування, інтенсивне поглинання глюкози тканинами, особливо в умовах гіпоксії. Остання обставина пов'язана з тим, що характерна для періоду новонародженості висока активність анаеробного гліколізу, що володіє малим енергетичним виходом, може задовольнити значні потреби тканин в енергії тільки за рахунок посиленого поглинання глюкози.
Для підтримки в крові нормального рівня глюкози необхідно регулярне надходження її з травного тракту, що вимагає частого годування дитини. У той же час у дітей при гіпоглікемії компенсаторно активуються ендогенні механізми регуляції гомеостазу вуглеводів.
Зниження концентрації глюкози в крові збільшує секрецію глюкагону. Цей гормон стимулює процес глюконеогенезу, який забезпечує напрацювання певної кількості глюкози з амінокислот (з 2 г білка утворюється 1 г глюкози), а також з продуктів гліколізу - піровиноградної і молочної кислот. Глюконеогенез є важливою адаптаційної реакцією організ-ма новонародженого, тому що дозволяє поступово підвищити рівень глікемії до 6-10 дня життя (до 3,3-4,0 ммоль / л). В межах таких величин концентрація глюкози в крові тримається протягом декількох місяців.
У дітей раннього та дошкільного віку (до 6-7 років) відзначається схильність до гіпоглікемії при недостатньому надходженні вуглеводів з їжею.
Це може відбуватися незважаючи на існування адаптаційних механізмів, які протидіють різкого зниження глюкози в крові (глюконеогенез, активація до цього віку синтезу глікогену як депо глюкози). Така гипогликемическая реакція організму дитини обумовлена недосконалістю механізмів регуляції, виснаженням малопотужних депо глікогену і підвищеної утилізацією глюкози тканинами (у дітей дошкільного віку споживання глюкози більш ніж в 2 рази перевищує утилізацію цього вуглеводу у дорослих). Тільки до 7-14 років зазначені механізми, що впливають на рівень глікемії, приходять до типу дорослого організму, регуляція концентрації глюкози в крові стабілізується, і глікемія у дітей досягає величин дорослої людини.