Фізіологія дитини та наслідки анестезії
І. Мурат *
Відділення інтенсивної анестезії, лікарня Труссо, 75571 Париж, цедекс 12, Франція
* e-mail: [email protected]
ОСНОВНІ ТОЧКИ
Серцевий викид тісно пов’язаний із частотою серцевих скорочень у дітей раннього віку. Будь-яка брадикардія супроводжується зменшенням серцевого викиду.
Через незрілість міокарда негативні інотропні ефекти галогенованих анестетиків більші у новонароджених, ніж у немовлят та старших дітей.
Збільшення співвідношення альвеолярної вентиляції/ХНН призводить до збільшення швидкості поглинання анестетиків та пояснює швидке виникнення гіпоксемії у дітей раннього віку у разі недостатньої вентиляції.
Галогенати знижують тонус міжреберних м’язів та геніоглоссу, сприяючи появі парадоксального дихання та обструкції верхніх дихальних шляхів під час введення анестетика.
Незрілість вентиляційного контролю пояснює підвищений ризик післяопераційного апное у недоношених дітей і вимагає ретельного контролю за останніми принаймні протягом перших 12 післяопераційних годин.
Ниркова незрілість вимагає тісної адаптації препаратів, що усуваються нирками у новонароджених.
Відносне значення позаклітинного сектору для немовлят пояснює збільшення обсягу розподілу ліків, що там поширюються.
Основне погодинне споживання води набагато важливіше, оскільки дитина молода (правило 4-2-1).
· Умови, необхідні для кортикальної інтеграції ноцицептивної інформації, виконуються з початку третього триместру гестації. Будь-яка дитина, навіть недоношена, повинна отримати користь від адекватного знеболення.
Контроль температури важливий для дитячої анестезії.
ВСТУП
Знання фізіології дитини є важливим для практики дитячої анестезії. Суворе застосування клінічних та фармакологічних принципів, що застосовуються у практиці дорослих, як правило, недоречно у дітей до п’яти років. У межах цієї групи неонатальний період (0-28 днів) повинен бути індивідуалізований. Незрілість основних функцій характеризує період новонародженості, тоді як подальші фізіологічні зміни головним чином пов'язані з ростом різних органів.
АНАТОМІЧНІ МОДІФІКАЦІЇ
Морфологічні зміни є основними під час росту. З народження до дорослого віку зріст збільшується в 3 рази, поверхня тіла в 9 разів, а вага в середньому помножується на 21. Відносний розмір різних органів змінюється під час росту. Так, наприклад, голова велика у новонародженого і її поверхня дорівнює 20% поверхні тіла, проти лише 9% у дорослого; печінка становить від 4 до 5% ваги тіла проти 2% у дорослих. Мозок становить 12% маси тіла у новонароджених (13% у недоношених дітей) і лише 2% у дорослих.
Наслідки анестезії
Знання ваги дитини є важливим для проведення анестезії. Дози ліків слід призначати виходячи з ваги дитини або площі поверхні тіла. Великий розмір голови порівняно з рештою тіла має наслідки для техніки інтубації та підтримки нормотермії
СЕРЦЕВО-СУДИННА СИСТЕМА
Кровообіг плода
Серце та великі великі судини завершили свою ембріональну диференціацію на початку кінця другого місяця гестації. Насправді серце є життєво важливим органом, основна функція якого полягає у забезпеченні розподілу кисню між різними органами. Плацента виконує функцію екстрактора кисню, а вміст гемоглобіну в крові пупкової вени вище, ніж у пупковій артерії. Фетальний гемоглобін (HbF) має дуже сильну спорідненість до кисню, що допомагає забезпечити високий вміст кисню, незважаючи на низький рівень PO 2. Р 50 гемоглобіну А становить 27 мм рт.ст., а HbF - 10-20 мм рт. Ст. [1].
Під час внутрішньоутробного життя правий і лівий шлуночки працюють паралельно, і вихід різних органів залежить від конкретного опору судин, що їх постачають [2] [3]. Опір в легеневій артерії високий, а легеневий потік становить лише 7% від загального серцевого викиду, таким чином, більша частина потоку з правого шлуночка перекривається артеріальною протокою до системного кровообігу. Легеневий викид у плода людини виявляється більшим, ніж у тварин (11 проти 7% загального серцевого викиду) [4]. Плацентарний опір дуже низький, а плацентарний потік високий (45% серцевого викиду), що створює основний артеріовенозний шунт. Вихід правого шлуночка дорівнює 2/3 серцевого викиду, і це забезпечує перфузію нутрощів, плаценти та нижньої половини тіла. Вихід лівого шлуночка, який складає 1/3 серцевого викиду, розподіляється в серце, мозок та верхню частину тіла. Нарешті, серцевий викид плода щодо ваги дуже високий, що компенсує невелику різницю між вмістом артеріального та венозного кисню протягом життя плода.
Гемодинамічна адаптація при народженні та безпосередньому постнатальному періоді
Наслідки анестезії
При народженні слід уникати будь-якої гіпоксії, переохолодження або ацидозу, які можуть спричинити звуження судин легенів і сприяти збереженню кровообігу плода. Під час глибокої анестезії шунт справа наліво через овальне отвір може виникнути у новонароджених та маленьких дітей, коли артеріальний тиск падає. Характеризується зниженням SpO 2 (85-90%) без вентиляційної причини. Підвищення артеріального тиску (заповнення та/або полегшення анестезії) достатньо, щоб зняти цей шунт і отримати SpO 2 більше 96%.
Серцевий викид та його детермінанти
Таблиця I. Середні значення частоти серцевих скорочень (ЧСС), систолічного артеріального тиску (ПАС) та частоти дихання (РЧ) відповідно до віку.
Наслідки анестезії
Будь-яка брадикардія передбачає зменшення серцевого викиду у маленьких дітей. Зовнішній масаж серця слід починати, якщо частота серцевих скорочень у новонародженого менше 60 б/хв. Перш ніж виконувати інтубацію трахеї у новонародженого в нестійкому стані (крім реанімації в кімнаті народження), застосування атропіну повинно бути систематичним. Прийом рідини у новонародженого повинен бути точно визначений кількісно, щоб підтримувати адекватне попереднє навантаження та обмежувати збільшення додаткового навантаження. Незрілість міокарда пояснює, що негативні інотропні ефекти галогенованих анестетиків важливіші у новонароджених, ніж у немовлят та старших дітей [20] [21] [22] [23]. Галогеновані агенти необхідно "титрувати" в неонатальному періоді відповідно до гемодинамічної толерантності.
Гемодинамічні зміни під час росту
Систолічний та діастолічний артеріальний тиск зростають із віком (табл. I). Ця залежність не є лінійною [24]. При народженні існує значна кореляція між значеннями артеріального тиску та гестаційним віком або вагою при народженні, а також з постнатальним віком протягом перших днів життя [25] [26] [27]. Кінцевий діастолічний тиск ЛШ становить від 4 до 12 мм рт.ст. незалежно від віку. Легеневий опір різко знижується при народженні і досягає значень для дорослих приблизно від 6 до 8 тижнів. Частота серцевих скорочень зменшується з віком спочатку швидко, а потім поступово. Споживання кисню (VO 2) становить близько 4,6 мл/кг/хв при народженні, 7 мл/кг на хвилину приблизно до 10-го дня життя та 8 мл/кг/хв у віці чотирьох тижнів, потім зменшується протягом дитинства досягати значень для дорослих (3,3 мл/кг на хвилину).
Наслідки анестезії
Знання нормальних значень SBP та HR для віку є важливим. Будильники монітора повинні бути скориговані за віком.
ДИХАЛЬНА СИСТЕМА
Дихальна адаптація при народженні та її наслідки
Наслідки анестезії
Недостатня продукція сурфактанту та його погані властивості поверхнево-активної речовини у недоношених дітей відповідають за респіраторні дистрес-синдроми, особливо гіалінову мембрану. В даний час терапевтичне або профілактичне введення штучних ПАР дозволяє зменшити смертність і захворюваність на цю патологію у недоношених дітей [29] [30]. Перехідний дихальний дистрес через затримку резорбції альвеолярної рідини частіше спостерігається після кесаревого розтину, ніж після вагінальних пологів.
Механіка дихання
Зростання легенів триває протягом перших 10 років [31]. Значення різних об’ємів легенів у залежності від віку представлені в таблиці II. Дихальний об'єм (VT) та об'єм мертвого простору (DV) щодо маси тіла відносно постійні, незалежно від віку (6-8 та 2,2 мл/кг відповідно), при цьому співвідношення DV/VT є постійним, приблизно 0,3. Альвеолярна вентиляція (і хвилинна вентиляція) збільшується у новонароджених та немовлят, щоб реагувати на підвищене споживання кисню, пов'язане з метаболічними потребами зростаючого організму. Це збільшення вентиляції отримується відносним збільшенням частоти дихання; це потім зменшується з віком. ХНН, спочатку низький у новонароджених, зростає протягом перших днів життя, а потім стабільно з віком. Це відносно постійно (пов’язано з вагою) після перших місяців життя.
Таблиця II. Нормальні значення об’ємів легенів та параметрів вентиляції як функція віку.
Життєва ємність (мл)
ВЕ: хвилинна вентиляція; ВА: альвеолярна вентиляція; VT: дихальний об’єм; ВД: обсяг мертвого простору; ЗР: повна відповідність; R: загальний опір.
Наслідки анестезії
За відсутності належної вентиляції зменшення SpO 2 стає настільки швидшим, як дитина молода (низький запас кисню) [61] [62].
Транспорт кисню
Транспорт кисню залежить від серцевого викиду та вмісту артеріального кисню. Останнє залежить від кількості гемоглобіну та насичення гемоглобіну киснем. При народженні кров містить високу частку фетального гемоглобіну (HbF) з високим спорідненістю до кисню, що обмежує виділення кисню в тканинах; Р 50 становить близько 19 мм рт. ст. [1]. Потім, після досягнення тримісячного віку спорідненість гемоглобіну до кисню зменшується, а крива дисоціації гемоглобіну відхиляється вправо в порівнянні з дорослою (Р 50 становить 30 мм рт. Ст. Між 8 і 11 місяцями проти 27 мм рт. Ст. У дорослих ) (Таблиця III) .
Таблиця III. Вікові зміни в спорідненості гемоглобіну до кисню, як ілюструють зміни в P 50. Звичайні показники гемоглобіну залежно від віку.
SaO 2 вимірюється, коли PaO 2 = 40 мм рт. Ст
Гемоглобін
(г/100 мл)
Наслідки анестезії
Порогові значення переливання у новонародженого вищі, ніж у немовляти та дорослого, оскільки фетальний гемоглобін, широко присутній при народженні, має сильнішу спорідненість до кисню, ніж дорослий гемоглобін. Рівень гемоглобіну 16 г/100 мл у новонароджених, 11 г/100 мл у дорослих та 9 г/100 мл у немовлят старше трьох місяців може доставити еквівалентну кількість кисневого тканини [63].
Контроль вентиляції
Апное у недоношених немовлят мають центральне походження або є обструктивними або мають змішаний механізм [74] [75]. Зниження тонусу геніоглоссусного м’яза є одним із механізмів, що беруть участь в обструктивному апное. Багато подразників можуть викликати рефлекси, які викликають апное у новонародженого. У верхніх дихальних шляхах численні афференти. Розрізняють фарингеальний (негативний фарингеальний тиск), гортанний (у відповідь на воду або молоко) і трійчастий (у відповідь на холод) рефлекси вихідної точки. Будь-яке перебільшене вдихувальне зусилля (часто вторинне внаслідок зниження легеневої комплаєнсції) може викликати френічний гальмівний рефлекс, вихідною точкою якого є залучення міжреберних м’язів [76]. Нарешті, рефлекс гальмування дихання у відповідь на легеневу інфляцію (рефлекс Герінга Брейера) присутній у недоношених дітей [77].
Наслідки анестезії
Апное часті у колишньої недоношеної дитини після операції. Вони часто змішаного походження. Колишні недоношені діти до 60 тижнів виправленого віку (термін вагітності + післяпологовий вік) повинні контролюватися протягом щонайменше 12 годин після операції (оксиметрія, частота серцевих скорочень, частота дихання) незалежно від застосовуваної анестезуючої техніки [78] [79] [80] [ 81] [82] [83] [84] [85]. Профілактичне введення кофеїну (10 мг/кг кофеїнової основи, тобто 20 мг/кг кофеїну цитрату) зменшує частоту післяопераційного апное. Це слід обговорювати відповідно до клінічного контексту [86] [87] [88].
СИСТЕМА ПОЧКУ
Наслідки анестезії
Слід зменшити дози ліків, що виводяться нирками, і збільшити інтервал між двома ін’єкціями у новонароджених та маленьких дітей [94]. Серед цих препаратів можна згадати аміноглікозиди, дозування яких має бути точно адаптоване до віку дитини. Контроль рівня глюкози в крові є обов’язковим під час анестезії у новонароджених та недоношених дітей.
ВОДА ТА МЕТАБОЛІЧНІ ПОТРЕБИ
Водні сектори
На ранніх стадіях розвитку вода становить більшу частину маси тіла. Частка загальної кількості води, за оцінками, становить 94% маси тіла до трьох місяців внутрішньоутробного віку, тоді як із збільшенням терміну вагітності загальна кількість води поступово зменшується до 78% маси тіла при народженні [95] (Таблиця IV). Ця частка зменшується повільніше після народження, загальна кількість води все ще становить 65% маси тіла на 1 рік порівняно з 60% у зрілому віці. Ці зміни загальної кількості води в основному пов’язані з дуже великим зменшенням позаклітинного сектору, тоді як внутрішньоклітинний сектор одночасно збільшується порівняно незначно [96]. Позаклітинна вода становить 50% маси тіла у п’ятимісячних плодів, 45% при народженні, 25% у віці 1 року та 20% у дорослих. Після народження спостерігається також зворотна тенденція щодо загальної кількості води (яка зменшується) та частки жиру та м’язів (яка збільшується). Об'єм крові становить 90-100 мл/кг у недоношених дітей, 80-90 мл/кг у новонароджених, 75-80 мл/кг у немовлят (3-12 місяців) і близько 70 мл/кг протягом 12 місяців.