Organ Systems Involved
Cardiovascular System
Oddělení od placenty způsobuje změnu významných cévních tlaků u novorozence. Plicní cévní rezistence (PVR) se snižuje se zvýšeným obsahem kyslíku v krvi, zatímco systémová cévní rezistence (SVR) se v důsledku ztráty placenty s nízkým tlakem zvyšuje. Srdce novorozence má menší počet myocytů, je více vláknité a postrádá poddajnost svého dospělého protějšku, proto se musí při kontrakci spoléhat na tok ionizovaného vápníku do sarkoplazmatického retikula. Srdeční výdej je závislý na srdeční frekvenci, protože novorozenec není schopen generovat zvýšení zdvihového objemu kvůli nekompliantní komoře. Převládá parasympatický tonus se zvýšenou přítomností cholinergních receptorů, což způsobuje bradykardickou reakci na stres. Nápadný rozdíl mezi fyziologií dospělých a novorozenců spočívá v tom, že u dospělých převládá sympatický tonus, který generuje tachykardii na jejich stresovou reakci. Vzhledem k závislosti srdeční frekvence novorozence na srdečním výdeji může bradykardie vést ke snížení krevního tlaku a případnému kardiovaskulárnímu kolapsu, takže nízká nebo klesající srdeční frekvence vyžaduje okamžitou pozornost. Navíc dochází ke zpoždění diastolické relaxace a následně ke snížení diastolického plnění, což způsobuje, že novorozenci nejsou schopni zvládnout zvýšený cirkulující objem.
Po narození dochází v důsledku vystavení zvýšenému množství kyslíku a klesající hladině prostaglandinů k urychlenému uzavření patentního ductus arteriosus (PDA), pozůstatku fetálního oběhu, čímž je umožněn větší průtok krve do plic. K úplnému uzavření obvykle dochází v průběhu 2 až 3 týdnů. Pokud se komunikace mezi sestupnou hrudní aortou a plicní tepnou neuzavře v očekávaném období, vznikne levopravý zkrat. PDA se považuje za acyanotickou vrozenou srdeční vadu a lze ji uzavřít chirurgicky pomocí podvazu PDA. Tento postup je považován za upřednostňovanou metodu před farmakologickou léčbou (obvykle indometacinem), protože ta může být neúčinná, mít špatně tolerovaný profil nežádoucích účinků nebo umožňovat recidivu. Patent foramen ovale (PFO) umožňuje, aby krev plodu procházela z pravé do levé síně a obcházela pravou komoru, čímž se do mozku dostává nejvíce okysličená krev. PFO se začne uzavírat se zvýšením tlaku v levé síni a nedostatek průtoku krve způsobí involuci struktury, ale zcela se neuzavře přibližně do jednoho roku věku. Ductus venosus je spojka z pupečníkové žíly do dolní duté žíly, která šine krev kolem jater. Ductus venosus se obvykle uzavře během 3 až 7 dnů po porodu v důsledku poklesu cirkulujících prostaglandinů. Pokud tento zkrat zůstane patentní, vznikne intrahepatální portosystémový zkrat, který umožní toxinům v krvi obejít játra, což následně způsobí zvýšení obsahu látek, jako je amoniak a kyselina močová, a vyžádá si chirurgický zákrok. Uzavřením kanálků (PDA, PFO) se oběh změní z paralelního na sériový.
Dýchací systém
Novorozenec má některé fyzické vlastnosti, které mohou bránit účinné mechanice dýchání. Mají velmi chrupavčitý hrudní koš s horizontálním uspořádáním žeber a sníženou poddajností plic, což přispívá k paradoxním pohybům hrudníku. Jsou náchylní k desaturaci kyslíkem, protože mají sníženou funkční reziduální kapacitu (FRC), vyšší poměr minutové ventilace k FRC a spotřebovávají téměř dvakrát více kyslíku než dospělí. Uzavírací objem je u novorozenců větší než FRC, a proto se malé dýchací cesty mohou během výdechu uzavřít a omezit výměnu plynů. Kontinuální pozitivní tlak v dýchacích cestách (CPAP) může být užitečný u donošených a předčasně narozených dětí, aby pomohl udržet objem plic během spontánního dýchání. Tito novorozenci jsou více vystaveni dechové únavě v důsledku významnějšího podílu bráničních svalových vláken typu I („slow-twitch“).
Dýchací systém novorozence má ve srovnání s dospělým člověkem více mrtvého prostoru (který se nepodílí na výměně plynů) a také méně alveolů, které jsou silnější a méně účinné při výměně plynů. Novorozenci jsou obligátními nosními dýchači a mají úzké nosní průchody, což představuje základní odpor dýchacích cest, který musí překonávat. Existují také významné rozdíly v dýchacích cestách novorozenců; novorozenci mají velkou hlavu a krátký krk v poměru k velikosti těla. Mezi charakteristiky dýchacích cest, které činí intubaci novorozenců náročnější, patří velký jazyk, dlouhá, plandavá epiglottis tvaru omega, větší arytenoidy a úzká glottis. Krikoidní chrupavka pod glottis je užší než glottis, takže subglotická oblast je nejužší částí dýchacích cest a má charakteristický „kuželovitý“ tvar. Hrtan je v poloze C3-C4 ve srovnání s dospělým člověkem (C5-C6) více hlavičkový a přední.
Tyto anatomické rozdíly v dýchacích cestách umožňují novorozenci efektivní sání díky otevřenému kanálu pro nosní dýchání vytvořenému přiblížením epiglottis a měkkého patra, zatímco mléko prochází přes hřbet jazyka na stranu epiglottis. Tato akomodace umožňuje současné nosní dýchání při krmení. Chrupavka v dýchacích cestách je více kolabující a pod ní ležící tkáň je volná, což činí novorozenecké dýchací cesty náchylnější k otokům.
Hematologický systém
Neonaté se rodí s fetálním hemoglobinem (HbF), který tvoří 70 až 90 % molekul hemoglobinu a zůstává přítomen v oběhu přibližně do tří měsíců věku, kdy je postupně nahrazován hemoglobinem dospělých (HbA). HbF má vysokou afinitu ke kyslíku, což způsobuje posun disociační křivky kyslíku a hemoglobinu doleva. Proto je arteriální tlak kyslíku u novorozence nižší než u dospělého. Parciální tlak kyslíku, při kterém je hemoglobin z 50 % nasycen vázaným kyslíkem, je u novorozenců 19 mmHg oproti 27 mmHg u dospělých (viz obrázek 1). Kyselina 2,3-bisfosfoglycerová (2,3 BPG) se na hemoglobin plodu váže méně silně, což rovněž přispívá k tomuto posunu doleva. HbF může také chránit srpky červených krvinek. Normální hladina novorozeneckého hemoglobinu je 18 až 20 gm/dl. Vzhledem k nezralým játrům novorozence jsou srážecí faktory vitaminu K (II, VII, IX & X) po několik prvních měsíců života nedostatečné. Vitamin K se podává na porodním sále, aby se předešlo krvácivému onemocnění novorozence.
Centrální nervový systém
Mozku novorozence chybí mozková autoregulace, ochranný mechanismus, který řídí prokrvení mozku za podmínek extrémního krevního tlaku. V prostředí zvýšeného krevního tlaku je novorozenec náchylný k intraventrikulárnímu krvácení, protože křehké cévy mohou prasknout. Toto uspořádání rovněž umožňuje udržet mozkovou perfuzi v podmínkách hypotenze. U dospělých dochází k mozkové autoregulaci v rozmezí 60 až 160 mmHg středního arteriálního tlaku (MAP). Dolní hranice autoregulace u novorozenců je na úrovni 30 mmHg, ačkoli horní hranice není stanovena. Hematoencefalická bariéra je nezralá a slabá, což umožňuje snadnější průnik léků do centrálního nervového systému, a proto vykazuje zvýšenou citlivost na léky rozpustné v lipidech. Mícha sahá do L3, tedy o dva segmenty níže, než kde končí mícha dospělého člověka. U novorozence končí durální vak na S4 ve srovnání s S2 u dospělého. Kromě toho mají novorozenci také zvýšené množství mozkomíšního moku (CSF) a nezralou myelinizaci, což může zkrátit a snížit účinnost lokálních anestetik v CSF.
Endokrinní systém
Neonaté mají zvýšený poměr tělesného povrchu k hmotnosti, což je vystavuje snadnější ztrátě tělesného tepla. Mají slabý kompenzační mechanismus, který zabraňuje ztrátám tepla, protože nejsou schopni se třást nebo využívat vazokonstrikční mechanismy. Rodí se s hnědým tukem, který umožňuje termogenezi bez chvění, což je proces spotřebovávající kyslík. Hypotermii je třeba se u novorozenců vyhnout, protože vyvolává stresovou reakci, která způsobuje kaskádu událostí, včetně zvýšené potřeby kyslíku, plicní vazokonstrikce, metabolické acidózy s periferní vazokonstrikcí a tkáňové hypoxie. Diabetes mellitus je jedním z nejčastějších preexistujících zdravotních stavů spojených se zvýšeným rizikem těhotenských komplikací a nepříznivých výsledků porodu. Diabetes I. typu u matky je spojen s omezením růstu plodu a těhotenstvím malého vzrůstu. Diabetes matky II. typu je spojen s inzulinovou rezistencí, při níž může zvýšená hladina glukózy pro plod vést k makrosomii plodu. Bezprostředně po porodu dochází k nárůstu hormonu stimulujícího štítnou žlázu (TSH), což způsobuje zvýšené uvolňování T4 a T3. Přítomnost TSH je nezbytná pro vývoj odpovídající neurologické funkce a růstu novorozence. Funkce štítné žlázy je součástí novorozeneckého screeningu a lékař může nedostatky řešit suplementací.
Gastrointestinální/jaterní systém
Neonatologové mají zkrácenou dobu vyprazdňování žaludku a snížený tonus dolního jícnového svěrače, což způsobuje častější gastroezofageální reflux. Hypertonická krmiva zvyšují energetické nároky střeva, což vede k ischemii střeva a nekrotizující enterokolitidě (NEC). Nezralá funkce jater a snížený průtok krve játry mají za následek opožděný metabolismus léčiv. Syntéza plazmatických bílkovin se začíná zvyšovat po narození a je nezbytná pro tvorbu albuminu a alfa-fetoproteinu. Nezralost jaterní funkce u novorozence ovlivňuje hladinu glukózy. V pozdní graviditě dochází k ukládání glykogenu, který však ještě není dostatečný k tomu, aby novorozenci pomohl v době delšího hladovění, proto je v těchto obdobích nutné podávat doplňkové infuze glukózy rychlostí 5 až 8 mg/kg/min, aby se zabránilo hypoglykémii. Fyziologická žloutenka je sebeomezující proces, který může být u novorozence přítomen sekundárně v důsledku zvýšeného nekonjugovaného bilirubinu. Enzymy cytochromu p450 jsou při narození pouze na 30 % hladin dospělých, což vede k prodloužené eliminaci různých léků.
Břišní systém
Fetální ledviny mohou produkovat moč od 16. týdne těhotenství a nefrogeneze je dokončena ve 34. až 36. týdnu. Po narození dochází ke snížení renální cévní rezistence s tím, jak se zvyšuje střední arteriální krevní tlak. Zpočátku je pouze 3 až 7 % srdečního výdeje věnováno průtoku krve ledvinami (RBF), ale po prvním týdnu života se dále zvýší na 10 %. Novorozenecká ledvina není schopna koncentrovat moč v důsledku nedostatečného vývoje tubulární funkce ledviny, což zpočátku vede k vysokému výdeji moči. Toto zvýšení výdeje moči v prvních dnech života způsobuje pokles celkové tělesné vody (TBW), což se projeví snížením tělesné hmotnosti novorozence. Kolem 5. až 7. dne života se funkce ledvin začíná stabilizovat. Rychlost glomerulární filtrace (GFR) je pouze 20 až 30 % rychlosti filtrace dospělého člověka, a proto je novorozenec vystaven prodlouženému působení léků vylučovaných ledvinami. Zvýšený distribuční objem vyžaduje u novorozenců vyšší dávkování léků podle hmotnosti. Toto počáteční zvýšení dávky léků však může být kompenzováno skutečností, že vylučování léků ledvinami bude trvat déle; proto by se měl s ohledem na tuto skutečnost prodloužit dávkovací interval. Nízká RBF a GFR způsobují novorozencům potíže se zvýšenými objemy tekutin, proto by se podávání intravenózních tekutin mělo vždy řídit tělesnou hmotností a klinickým hodnocením. Vzhledem k velkému tělesnému povrchu dochází u novorozenců k větším necitlivým ztrátám tekutin
.