В раннем постнатальном возрасте скелетная мускулатура принимает участие в терморегуляции только при значительном снижении температуры среды. В более старшем возрасте (1,5–3 года) терморегуляционная активность скелетных мышц начинает проявляться при местном охлаждении – погружении рук в холодную воду (15 °C) на 2 минуты.

С возрастом происходит уменьшение роли химической терморегуляции и возрастание физической терморегуляции, о чем свидетельствует снижение кожной температуры и тем самым увеличение температурных градиентов туловища и конечностей [Кореневская Е. И. и др.# 1971; Саатов М.С., 1974; Гохблит И. И., Корниенко И.А., 1978]. Сниженная температура среды через раздражение рецепторов кожи и легких может стимулировать центры иннервации скелетных мышц и способствовать возникновению так называемого терморегуляционного мышечного тонуса. Как представлены адаптивные механизмы поддержания постоянной температуры тела у взрослого и растущего организма? Существенное значение в терморегуляции как у взрослых, так и у детей принадлежит скелетной мускулатуре. Однако в детском возрасте значение скелетной мускулатуры в качестве фактора теплопродукции меньше, чем у взрослых, поскольку у взрослых больше масса мускулатуры. Она составляет 40 %, в то время как у детей – на 10 % меньше. Большая роль в теплопродукции отводится печени, кишечнику, причем тем большая, чем меньше возраст ребенка. Хорошо известно, что сокращение мышцы сопровождается освобождением тепла. Однако химическая терморегуляция может проявляться и при отсутствии сократительной деятельности мышц. Это явление получило название «химический тонус», «бездрожевой», «несократительный термогенез». В настоящее время показано, что функциональная система терморегуляции включает в себя корковый и гипоталамический отделы мозга [Hemingway А., 1963]. Закаливание изменяет в целом деятельность нервной системы и эндокринного аппарата, приводит к формированию новых условных рефлексов [Минх А. А., 1980].

Как уже было сказано, начальные стадии адаптации к холоду обязаны усилению теплообразования за счет возрастания мышечной активности. Далее дрожевая активность меняется на несократительный термогенез, связанный с возникновением свободного окисления.

Таким образом, если на уровне целостного организм адаптация к холоду вызывает возбуждение симпатического отдела нервной системы, то на уровне клетки адаптивные изменения приводят к увеличению свободного окисления. Это ведет к падению концентрации макроэргов, увеличению потенциала фосфорилирования, мобилизации гликолиза, что в конечном итоге направлено на увеличение активности генетического аппарата клеток и на увеличение количества митохондрий [Меерсон Ф. 3., 1973]. Адаптация к низкой температуре среды предполагает не только увеличение теплопродукции, что обеспечило бы растущему организму выживание, но и сохранение или увеличение рабочих возможностей организма в среде. Иными словами, адаптация к холоду предполагает высокий уровень разобщения окисления и фосфорилирования – возрастание мощности системы разобщения.

Установлено, что адаптация к холоду в раннем постнатальном возрасте может привести к увеличению рабочих возможностей сердечно-сосудистой системы. При этом возрастает содержание миоглобина как в сердце, так и в скелетных мышцах [Празников В. П., 1972]. Во время адаптации взрослого организма к холоду происходит увеличение концентрации катехоламинов и, в частности, норадреналина в плазме крови и моче. Чувствительность организма к адреналину и норадреналину во время адаптации к холоду существенно возрастает и становится большей, чем у неадаптированных к холоду животных [Меерсон Ф. 3., Гомазков О. А., 1970]. Еще большая чувствительность к холоду имела место у животных раннего возраста. При фармакологическом выведении катехоламинов из тканей и крови у животных раннего возраста происходит резкое снижение адаптивной устойчивости к холоду.

Адаптация детского организма к сниженной температуре среды в целях увеличения устойчивости, резистентности по отношению к переохлаждению и возникновению заболеваний может быть рассмотрена на примере временных холодовых экспозиций, а также на «модели» адаптации детей к условиям Севера. При этом имеется в виду изыскание оптимальных условий проведения различных приемов закаливания в условиях средней полосы и Севера. С другой стороны, адаптация детей к Европейскому и Азиатскому Северу вскрывает те факторы риска, которые могут встретиться при чрезмерной адаптации, при чрезмерном закаливании ребенка к холоду в средней полосе или даже на юге. Чрезмерная адаптация ведет, как правило, к «полому» возможностей сопротивления организма к ряду средовых воздействий и возникновению заболеваний.

Климат Заполярья, особенно районов Крайнего Севера, является неблагоприятным для взрослых и детей. Это связано со значительными перепадами температур, влажности, повышенной радиационной и магнитной активностью. Наиболее суровыми являются климатические условия Азиатского Севера. Так, среднегодовая температура воздуха в центральных районах Таймыра (район Норильска) составляет -12 °C. Скорость ветра доходит до 28–31 м/с. Продолжительность полярной ночи – 56 суток, полярного дня – 78 суток. Снежный покров держится 240–250 дней. Число дней с температурой -30 °C составляет 85 в году.

Исследователи, изучавшие особенности жизнедеятельности ребенка в Заполярье [Рапопорт Ж.Ж., 1975,1979, и др.], показали, что в условиях Севера происходит увеличение энерготрат целостного организма ребенка как одно из проявлений катаболических реакций на холод. В частности, возрастает потребление кислорода у детей на Севере. При этом существенно увеличивается активность сердечно-сосудистой и дыхательной систем, обеспечивающих деятельность жизненно важных функций в поддержании высокого уровня метаболизма, необходимого в условиях адаптации к низкой температуре среды. Показано, что в период полярной ночи минутный объем дыхания увеличивается на 20–30 % [Авцын А. П., Марачев А. Г., 1975]. Жизненная емкость легких у детей Норильска отчетливо превышала таковую у детей Красноярска и Кишинева [Криворучко Т.С., 1976]. Помимо сугубо физиологических изменений у детей Севера восточной части России (Магадан, Анадырь) выявлены морфологические изменения в легких. Они заключаются в увеличении альвеолярной поверхности, расширении и некотором укорочении капиллярных сегментов, повышении кровенаполнения легких [Авцын А. П, 1972]. Данные изменения носят адаптивный характер морфологической перестройки легких, напоминающей адаптацию к гипоксии в горах.

Величина минутного объема сердца у детей Норильска и Дудинки превосходила таковой показатель у детей Красноярска [Рапопорт Ж.Ж., 1979]. Установлено и увеличение кислородной емкости крови у лиц, приезжающих на постоянное жительство в Заполярье, в том числе и детей [Неверова Н.П., 1972; Рапопорт Ж.Ж., 1979].

Вместе с тем у детей, адаптирующихся к холоду, также, как и при других видах адаптации, имеет место разобщение между показателями роста и развития. Происходит увеличение ряда показателей развития, в частности, связанных с кислородообеспечением тканей – сердечно-сосудистой и дыхательной систем, кислородной емкости крови. Снижение темпов роста – снижение антропометрических показателей, удлинение сроков наступления полового созревания. При чрезмерных, а подчас и экстремальных, условиях жизни на Крайнем Севере к этим показателям разобщения роста и развития могут добавляться и другие негативные явления, связанные со снижением иммунобиологической резистентности: снижение как неспецифического, так и специфического иммунитета. При этом падают показатели фагоцитоза, титра комплемента, клеточного иммунитета, снижается количество IgA и IgB [Рапопорт Ж.Ж., 1979].

В исследованиях Л.Е. Панина (1978) показано, что при адаптации человека к условиям Заполярья происходит повышение содержания стероидных гормонов, катехоламинов, что сопряжено с возрастанием свободных жирных кислот, а нарастание уровня 11-ОКС ведет к увеличению и других липидных фракций. Помимо этого, отмечено также снижение уровня сахара в крови ниже допустимых границ без каких-либо признаков гипогликемии. Однако соответствующие изменения гормонального, липидного и энергетического обмена у детей имеют свои особенности. При длительной адаптации человека к условиям Севера происходит сдвиг липопротеидного спектра в сторону увеличения 1_-фракций липопротеинов. При этом увеличивается содержание липопротеинов очень низкой плотности.