Почему растет ребенок? Когда он перестанет расти и какого роста достигнет? Почему коренные жители приполярных районов невысокие и щуплые? Что будет, если они, как по мановению волшебной палочки, станут высокими и полными? Что будет, если ребенок маленького роста - сын родителей невысокого роста - захочет стать высоким и начнет принимать гормон роста? Что произойдет со спортсменом или завсегдатаем современного фитнес-центра, если он будет непропорционально наращивать свою мышечную массу? Вот только часть вопросов, на которые можно ответить, анализируя термодинамическую модель развития ребенка, которая, вполне вероятно, станет основой профилактической медицины будущего. Рассказывает автор модели, доктор медицинских наук, профессор кафедры детских болезней Санкт-Петербургской государственной педиатрической медицинской академии и ведущий научный сотрудник лаборатории клинической биофизики и прецизионной диагностики Института гриппа Российской академии медицинских наук Вячеслав Григорьевич ЧАСНЫК.
- Проблемы роста ребенка да и вообще роста любого организма очень интересны и изучаются специалистами не первый год. Так, спортивным врачам и тренерам хорошо известна специальная формула, по которой можно рассчитать, высоким или не очень высоким вырастет тот или иной ребенок, определить, годится он, например, для занятий греблей или нет. Однако все эти расчеты до недавнего времени были весьма неточными.
У родителей, страдающих аллергией, повышена вероятность рождения детей с этим заболеванием, особенно если аллергией страдает мать. Также риск аллергических реакций у будущего ребенка повышается, если женщина во время беременности регулярно пользуется различными синтетическими препаратами, моющими средствами, косметикой и пищевыми добавками...
Почему растет ребенок? Потому что его организм стремится достичь оптимального соотношения энергопотребления и энергоотдачи для каждой клетки. А можно сказать и так: ребенок растет потому, что стремится за счет минимального количества потребляемой пищи и энергии обеспечить максимально большую массу клеток. Мне удалось установить, что существуют очень жесткие закономерности, позволяющие клеточной массе расти до определенных пределов. То есть если мы будем усиленно кормить мышь, то понятно, что мы все равно не выкормим ее до размеров слона. Но она будет крупнее, чем мышь, питающаяся кое-как. То же самое и с человеком. Какой можно сделать практический вывод из этих рассуждений? Допустим, родители невысокого роста приводят ребенка тоже, как правило, маленького росточка и жалуются на то, что у него в школе проблемы: в шеренге он стоит последним, одноклассники над ним подтрунивают, он нервничает. Как быть, нельзя ли сделать так, чтобы он немножко подрос? А, собственно, почему бы и нет? Но вот надо ли? И здесь мы как раз подходим к самому главному и, может быть, несколько неожиданному. На протяжении ряда лет сотрудники Санкт-Петербургской государственной педиатрической медицинской академии и лаборатории клинической биофизики и прецизионной диагностики, которой руководит Владимир ПАВЛОВСКИЙ, проводили исследования, в результате которых и была разработана термодинамическая модель развития ребенка.
Детские катастрофы
ИЗВЕСТНО, что вся потребляемая ребенком энергия расходуется на (условно) "себестоимость" просто существования (так называемый основной обмен), на рост и физическую активность (так называемая рабочая прибавка). Понятно, что при, например, недостатке энергии страдает либо активность (ребенок меньше двигается), либо рост. До появления современных компьютеров и статистических программ было очень трудно рассчитать баланс потребления и трат энергии. Современные компьютеры легко и быстро производят соответствующие вычисления, поскольку это мало отличается от расчетов характеристик ядерных взрывов и параметров полета баллистических ракет.
Анализ результатов вычислений показал: достигнув неких пределов в росте и массе (эти показатели зависят от качества и количества питания, уровня физической активности и, конечно, внешних условий), ребенок попадает в так называемую зону катастрофы. У него падает артериальное давление, падает температура - площадь поверхности тела оказывается слишком большой относительно массы клеток, требующих питания для нормальной жизнедеятельности. Но ребенок не погибает, у него включаются дополнительные механизмы, коренным образом перестраивающие регуляцию, и вскоре его состояние нормализуется. Более того, открываются возможности для дальнейшего роста и развития. Периоды катастроф, в которые попадает ребенок за время своего развития, хорошо известны педиатрам: первый - сразу после родов, второй - в 6 - 8 лет и третий - с 11 до 12 лет. Ребенок в эти периоды подвержен заболеваниям, в том числе и длительно текущим, и нуждается в особой заботе.
- Почему, говоря о развитии ребенка, вы употребляете такое понятие, как катастрофа? Или эти периоды в жизни ребенка действительно настолько опасны?
- Не надо думать, что катастрофа - это всегда что-то такое ужасное, от чего все непременно умирают. Всякая революция - это катастрофа, даже если она и бескровная. Катастрофа - это фактически такое состояние, когда больше не могут использоваться старые ресурсы и закономерности. Нормально развивающийся ребенок в 6 лет вовсе не умирает, наоборот, он начинает бурно расти. Но мы говорим о катастрофе, потому что так, как он жил до 6 лет, он больше жить не может.
- В чем практический смысл термодинамической модели развития ребенка?
- По сути, она служит для определения соответствия энергопотребления энергозатратам. Благодаря этой математической модели мы можем ответить, например, на вопрос, что произойдет с ребенком маленького роста, живущим на Крайнем Севере в условиях тундры, если он вдруг захочет стать "толстым и красивым". Если он решит наращивать свою мышечную массу и начнет, например, заниматься штангой, он, скорее всего, не сможет больше жить в тундре. Не потому, что там нет штанги, а потому, что ему придется изменить весь жизненный уклад: пищевой рацион, температуру в чуме и т. д. Он, наверное, станет плохим охотником, рыбаком, оленеводом, не сможет выносить физические нагрузки, связанные с длительными переходами.
Известен, например, такой факт. В нашем представлении японцы - люди, как правило, невысокие, традиционно сухощавые. А вот дети тех японцев, которые переезжают на постоянное жительство, допустим, в Соединенные Штаты, вырастают, как правило, высокими и крепкими, и о связи со Страной восходящего солнца напоминает только их традиционный разрез глаз. Однако при этом живут американские японцы в среднем меньше своих собратьев, никогда не покидавших родину. Оказывается, отказ от веками формировавшегося уклада жизни стоит достаточно дорого.
- А если мы вывезем маленького ненца, допустим, в Москву?
- По-видимому, с ним произойдет то же самое, что с японцами в США. Он станет выше ростом, шире в плечах, но жить будет по-другому, возможно, длительность жизни его будет, как ни странно, меньше.
- Допустим, высокий толстый японец, долго живший в США, решает вернуться на родину. Что его ждет?
- В США и Японии климат, социальные условия схожи. Однако пищевые привычки, сам режим жизни различны. Можно ожидать, что при отказе от традиционного образа жизни японец, выросший в США, питается совершенно по-другому и вряд ли, вернувшись в Японию, сможет быстро привыкнуть к "новому старому" образу жизни. Конечно, все зависит от возраста. Чем старше человек, тем меньше шансов приспособиться. Кстати, как нам во время полярных экспедиций рассказывали местные жители, в совсем недавние времена, когда из санитарных соображений детям северных народностей в интернатах запрещали есть сырую рыбу и оленину, они прятали родительские посылки в снегу и ели тайком, но "празднично". Привычка. Наверное, так поступали бы и японцы, переехавшие из США в Японию, если бы их заставляли питаться по-японски.
- А разве у себя на родине японцы плохо питаются?
- А что такое "плохо питаться"? Кому известны нормативы питания? То есть они рассчитаны, и в Институте питания вам, конечно, скажут, какое количество белков, жиров, углеводов, воды на килограмм веса необходимо человеку. Но речь-то ведь будет идти о некой средней популяции. Недаром у американцев одни нормативы, у нас - другие. Если мы сейчас введем для своих детей те нормативы, по которым питаются дети в Соединенных Штатах, то, по всей вероятности, через 20 лет у нас появится новое поколение, которое будет отличаться от всех предыдущих. Поэтому все относительно. Каждый организм приспосабливается к чему-то. Сосна растет и на содержащей мало органических веществ песчаной почве, и на подзоле. Да, она будет совершенно разной, но она и там, и там растет. И что считать для нее нормой? Этого никто не знает.
Ученые не перестают твердить о пользе материнского молока, но, несмотря на это, на грудном вскармливании в России находится всего лишь 43% детей. Участники заседания коллегии Министерства здравоохранения РФ констатировали, что в России наконец-то обнаружилась тенденция снижения младенческой смертности. Так, в 2000 г. смертность детей в возрасте до одного года составила 15,9 на 1000 родившихся, тогда как в 1999 г. этот показатель был равен 16,4 на тысячу малышей.
Что нам хорошо, то ненцу - смерть
- Почему же этот вопрос не изучается? Я имею в виду не пример с соснами, а проблему питания детей, пусть не в разных странах, а хотя бы в разных регионах России.
- Такого рода исследования по социальному эффекту можно приравнять к фундаментальным. В прежние времена на фундаментальные исследования выделялось достаточно много денег, а сейчас, увы, мы можем только обобщать накопленные тогда знания. Сейчас это направление очень интенсивно разрабатывается в США, странах Европы, Японии. У нас в Санкт-Петербурге признанным специалистом в этой области является профессор Игорь Михайлович Воронцов. Да и что делать с результатами исследований сейчас?
Объявить людям, живущим на Севере, что их однообразное питание не соответствует никаким нормативам? А как быть в случае, когда маленьких ненцев вывозят из тундры в интернаты и там они начинают есть овощи? Они практически впервые в жизни пробуют, например, капусту. Начинаются бесконечные поносы. Контролируемые соответствующими организациями нормативы питания одни, а сформированный столетиями жизненный уклад совершенно другой. Местным педиатрам хорошо известно, что для искусственного кормления маленьких северян нельзя использовать обычные молочные смеси - они их не переносят. Но смеси регулярно покупают за счет отделов здравоохранения и бесплатно раздают.
- Но рано или поздно поносы прекращаются?
- Прекращаются, но дети становятся совершенно другими. Причем не лучше. Если они попали в европейские условия до периода очередной катастрофы, то есть шанс, что они сумеют приспособиться, если позже - их ждут большие неприятности.
Это, кстати, серьезная государственная проблема общероссийских и региональных нормативов. Должны ли мы при оценке роста и развития якутского ребенка использовать европейские стандарты? Или же для него лучше, чтобы он не был похож на европейца? Российский ученый С. Л. Аврусин в 1998 году в своем диссертационном исследовании, обобщающем результаты, полученные во время беспримерного путешествия по Северному морскому пути, убедительно доказал: дети коренных народностей Севера существенно отличаются от детей европейцев. Вспомните пример с сосной: на севере она низкорослая. Но низкорослая по сравнению с чем? С сосной из корабельной рощи под Санкт-Петербургом? Но если она растет на Севере и вы не собираетесь ее никуда вывозить, то, может быть, и не надо, чтобы она была такой же высокой и стройной, как в этой роще? На Крайнем Севере такая сосна замерзла бы в первую же зиму.
- Вячеслав Григорьевич, если я правильно вас понял, у низкорослых родителей, как правило, вырастают низкорослые дети. Однако у нескольких семейных пар, с которыми я знаком, дети на голову выше родителей. Или тут, как говорится, не обошлось без помощи соседа?
- Обусловленность роста детей ростом родителей - это известная закономерность, но не строгое правило. Другое дело, если в целом здоровый ребенок начнет принимать гормон роста. Конечно, он вырастет. Но здесь надо быть крайне осторожным: что-то ведь заставляло этого ребенка быть невысоким. Не только его генетическая предрасположенность, но, возможно, и что-то еще. Поэтому родителям, предлагающим своим детям подрасти с помощью таких радикальных мер, необходимо знать, что с точки зрения термодинамической модели они тем самым с большой долей вероятности ухудшают их качество жизни.
- А что вы можете сказать о гормональных препаратах, которые применяют культуристы?
- Вот это как раз имеет прямое отношение к термодинамической модели. Если человек хочет поправить свои физические данные и возможности при помощи гормональных препаратов для увеличения мышечной массы, то он столкнет некий снежный ком, который в дальнейшем не позволит ему без проблем вернуться к нормальной жизни, даже если он очень захочет. Известно же, что у многих спортсменов, которые резко "завязывают" с большим спортом, наступает так называемая ломка, которую не все, кстати, переживают. Завсегдатаю фитнес-центров, продолжительное время наращивающему мышечную массу, неплохо бы знать, что он берет на себя ответственность за содержание намного большей клеточной массы и, если он перестанет ее содержать, его ждет довольно болезненный период восстановления. И это дополнительно к проблемам, порождаемым просто разрегулировкой гормонального баланса организма.
- Так что для ребенка лучше: расти на Крайнем Севере или в Санкт-Петербурге? И вообще, здоровее стали наши дети за последние годы или наоборот?
- А что лучше: "Мерседес", который ездит на 95-м бензине, или вездеход, для которого годится любое горючее?
- Смотря для каких целей.
- Совершенно верно. "Мерседес" хорош на шоссе, вездеход же может пройти по любому бездорожью. Образно говоря, если мы сегодня в России решим выращивать из своих детей "мерседесы", то прежде мы должны подготовить для них соответствующие дороги. О каких "мерседесах" мы вообще можем говорить, если при наборе в армию до 90% детей оказываются не годными к службе? Да, за последние, скажем, двадцать лет дети стали более рослыми, более массивными, однако менее приспособленными. Уже не вездеходы, но еще не "мерседесы". Да и бездорожье - куда ни глянь.
Прежде чем расти, подумай!
- Вячеслав Григорьевич, можно ли добиться того, чтобы дети вообще никогда не болели?
- Наверное, но зачем? Я думаю, ребенок должен болеть. Если бы мы могли ему гарантировать, что он и во взрослой жизни никогда не столкнется с болезнями, то да, имело бы смысл и в детстве оберегать его от малейшего ветерка. Но поскольку такой гарантии мы детям дать не можем, то пусть болеют, в разумных, конечно, пределах, под присмотром врачей. Речь, разумеется, не идет о заболеваниях, опасных для жизни, инвалидизирующих. Их, конечно, надо лечить - как можно раньше и используя весь арсенал современной медицины. Ребенок должен болеть, чтобы жить. Хотите маленький пример? На Фарерские острова моряки какого-то судна завезли однажды корь. На островах, где 60 лет не было этого заболевания, заразилось все население, кроме стариков старше 60 лет, организм которых с детства помнил эту инфекцию.
- Если ребенок генетически предрасположен к бурному росту, но пищи его организм по тем или иным причинам получает недостаточно, скорее всего, у него будут проблемы со здоровьем?
Эксперты британской комиссии по пищевым продуктам пришли к выводу, что только 7% продуктов "для малышей" пригодны для употребления детьми. Остальные в лучшем случае содержат слишком много жиров и углеводов, а в худшем в них содержатся вещества, опасные даже для здоровья взрослого человека. Есть о чем задуматься большинству родителей, слепо доверяющих производителям детского питания.
- Да, это очевидный факт. Известно, что по второму закону термодинамики каждое тело стремится к тепловой смерти, то есть оно отдает тепло. Если в период роста ребенок недополучал пищи, вся его энергия уходила на основной обмен, а на рабочую прибавку не хватало, то во взрослом возрасте он, скорее всего, будет часто и тяжело болеть. То есть, повторюсь еще раз, благодаря термодинамической модели развития ребенка по его исходным характеристикам, по условиям его жизни мы можем сказать, каким будет его последующее развитие. Это как раз и является основной целью анализа его термодинамики. Мне кажется, что такой подход - одно из наиболее перспективных направлений в той медицине будущего, которая как раз и предопределит, что хорошо для ребенка, а что не очень, какой жизненный уклад обеспечит ему комфортное существование и комфортную старость. Ведь в молодости мы не всегда можем с точностью определить, что же мешает качеству нашей жизни, и только потом, с возрастом, начинаем понимать, что одно колено не износилось бы раньше другого и одна нога могла бы и не быть короче другой, если бы ее - эту ногу - вовремя подтянуть легким движением. Я не сомневаюсь, что термодинамические модели развития человека в будущем станут основой прогностической медицины. Учет баланса энергопотребления и энергоотдачи человеком на коротком или продолжительном отрезке времени ведь то же самое, что и учет, например, количества угля для котельных и среднегодовой температуры при планировании бюджета поселка.
- А можно определить: генетически ребенок предрасположен к бурному росту или у него просто задатки обжорства?
- С каждым конкретным случаем надо разбираться особо. Одно дело, если ребенок набирает вес, потому что родители его перекармливают и нарушают качественный состав пищи, и совсем другое, если он мало тратит энергии из-за обездвиженности или у него какое-то заболевание желудочно-кишечного тракта, в связи с чем он не усваивает, например, белки, а усваивает только углеводы и, естественно, за счет этого жиреет.
- Обязательно ли у толстых родителей будут толстые дети?
- Нет, совсем не обязательно. Конечно, родители, у которых есть материальная возможность "на убой" кормить своего ребенка, которые считают, что есть много и двигаться мало - это хорошо, вырастят толстяка.
- Можете ли вы дать какие-то практические рекомендации родителям?
- Перед тем как вступать в коренные преобразования физического облика ребенка, наращивать ему мышечную массу или изменять его рост только из-за того, что он стоит в школьной шеренге с краю и его все дразнят, надо показать ребенка врачу и выяснить, почему это происходит. Может быть, у него какое-то хроническое заболевание, из-за которого он плохо усваивает пищу? Может быть, он просто непропорционально много энергии тратит из-за того, что непоседа, и его надо просто лучше кормить? Если же при обследовании ребенка не найдено никаких убедительных свидетельств того, что причинами его неприятностей является то или иное заболевание, можно приступить к коррекции. Коррекцию можно попытаться провести просто изменением соотношения расхода и потребления энергии. Для этого существуют специальные диеты, режимы тренировок, в том числе и интенсивные. Специалисты, знакомые с термодинамической моделью развития ребенка, могут достаточно легко определить, нормально он развивается или не совсем, и в случае необходимости внести коррективы в его развитие, с тем чтобы по прошествии лет этот ребенок не страдал.
Термодинамическая модель развития ребенка
Модель строится в 12-мерном пространстве. На рисунке - ее фрагмент в 3-мерном пространстве. Рисуем ось площади поверхности тела ребенка в квадратных метрах, ось средней температуры поверхности тела в градусах Цельсия и ось некоторой характеристики S2 в условных единицах. Начало шкалы температуры - 34,4 градуса, так как 36,6 - это температура в подмышечной впадине, а температура кожи обычно ниже. Рассмотрим, как работает этот график на примере. Температура поверхности тела - не заданный параметр, у каждого ребенка она индивидуальна в достаточно широких пределах. Допустим, ребенок родился с высокой температурой поверхности тела - около 35,2 градуса - и находится близко к окончанию оси значений температур нашего графика. Дальше по мере взросления он начинает преодолевать какие-то препятствия в виде болезней, травм, стрессов и так далее. И в какой-то период, обычно в возрасте от 6 до 10 лет, он обязательно попадет в так называемый каньон, который на нашем графике заштрихован серым цветом. Выходов из каньона много. И вот тут-то как раз врачу очень легко вмешаться и, порекомендовав родителям изменить соответствующим образом условия жизни ребенка, его питание, распределение физической нагрузки, скорректировать развитие в целом, дабы ребенок в более взрослом возрасте не попал в аномальную яму (отображенную на графике черным цветом). Мы точно не знаем, что это за яма, но за ней скрываются предположительно заболевания, последствия которых могут негативно сказаться через много лет. Детей, которые попадают в эту локальную аномалию, порядка 10 процентов. Это те дети, у которых большая поверхность тела, они высокие, массивные, температура поверхности тела у них высокая, артериальное давление низкое. Их лица, как правило, бледны, у них холодные руки и ноги. Как эти дети выкарабкиваются из этой термодинамической ловушки, мы, к сожалению, не знаем, потому что происходит это приблизительно в возрасте 14-15 лет, когда заканчивается педиатрия.
Профессор Луцкий: "С борщевиком борща не сваришь"