Involverede organsystemer
Kardiovaskulært system
Selvstænding fra placenta medfører en ændring i det væsentlige vaskulære tryk hos det nyfødte barn. Pulmonal vaskulær modstand (PVR) falder med øget iltindhold i blodet, mens den systemiske vaskulære modstand (SVR) stiger som følge af tabet af lavtryksplacentaen. Det neonatale hjerte har et mindre antal myocytter, er mere fibrøst og har ikke samme eftergivelighed som det voksne hjerte; det må derfor være afhængig af fluxen af ioniseret calcium til det sarkoplasmatiske retikulum for at opnå kontraktilitet. Hjertemængden er afhængig af hjertefrekvensen, da det nyfødte barn ikke er i stand til at generere stigninger i slagvolumen på grund af dets ikke-komplekse ventrikel. Der er en dominerende parasympatisk tone med den øgede tilstedeværelse af kolinerge receptorer, der forårsager et bradycardisk respons på stress. En slående forskel mellem voksen- og neonatalfysiologi er, at voksne har en dominerende sympatisk tone, der skaber takykardi som følge af deres stressrespons. På grund af neonatets afhængighed af hjertefrekvensen for at opnå hjertevolumen kan bradykardi resultere i nedsat blodtryk og eventuelt kardiovaskulært kollaps, så lav eller faldende hjertefrekvens kræver øjeblikkelig opmærksomhed. Desuden er der en forsinkelse i den diastoliske afslapning og dermed nedsat diastolisk fyldning, hvilket gør nyfødte børn ude af stand til at håndtere øgede cirkulerende volumener.
Ved fødslen fremskynder eksponeringen for øget ilt og et faldende niveau af prostaglandiner lukningen af den patente ductus arteriosus (PDA), en rest af den føtale cirkulation, hvorved der kan cirkulere mere blod til lungerne. Den fuldstændige lukning sker typisk i løbet af 2 til 3 uger. Hvis det ikke lykkes at lukke forbindelsen mellem den nedadgående thorakale aorta og lungearterien inden for den forventede periode, opstår der en venstre-højre shunt. PDA betragtes som en acyanotisk medfødt hjertefejl, og den kan lukkes kirurgisk med en PDA-ligatur. Denne procedure betragtes som en foretrukken metode frem for farmakologisk behandling (normalt indometacin), da sidstnævnte kan være ineffektive, have en dårligt tolereret bivirkningsprofil eller give mulighed for recidiv. PFO’en (patent foramen ovale) gør det muligt for fosterblodet at passere fra højre til venstre atrium og omgå højre ventrikel, så det mest iltede blod kan gå til hjernen. PFO’en begynder at lukke sig med stigningen i det venstre atriumtryk, og den manglende blodgennemstrømning vil medføre en involution af strukturen, men den vil ikke lukke sig helt før omkring et års alderen. Ductus venosus er en forbindelse fra navlevenen til den nedre vena cava inferior, som shunter blodet forbi leveren. Ductus venosus lukker sig typisk inden for 3 til 7 dage efter fødslen som følge af faldet i cirkulerende prostaglandiner. Hvis denne shunt forbliver åben, vil der være en intrahepatisk portosystemisk shunt, som gør det muligt for toksinerne i blodet at omgå leveren, hvilket igen vil medføre en stigning i stoffer som ammoniak og urinsyre og vil kræve et kirurgisk indgreb. Ved lukning af kanalerne (PDA, PFO) ændres cirkulationen fra parallel til serie.
Respiratorisk system
Den nyfødte har nogle fysiske egenskaber, som kan hæmme en effektiv vejrtrækningsmekanik. De har meget bruskagtige ribbenkasser med en horisontal ribbenarrangement og nedsat eftergivelighed i lungerne, hvilket bidrager til paradoksale brystbevægelser. De er modtagelige for iltmætning, da de har nedsat funktionel restkapacitet (FRC), højere forhold mellem minutventilation og FRC, og de forbruger næsten dobbelt så meget ilt som voksne. Lukningsvolumen er større end FRC hos nyfødte, og derfor kan små luftveje lukke sig under udåndingen, hvilket begrænser gasudvekslingen. Kontinuerligt positivt luftvejstryk (CPAP) kan være nyttigt hos terminale og for tidligt fødte spædbørn for at hjælpe med at opretholde lungevolumenerne under spontan respiration. De er mere udsat for respiratorisk træthed på grund af en større andel af type I-muskelfibre i diafragmatiske muskler (“slow-twitch”-fibre).
Det neonatale åndedrætssystem har mere dødt rum (som ikke deltager i gasudvekslingen) sammenlignet med en voksen samt færre alveoler, som er tykkere og mindre effektive i gasudvekslingen. Neonater er obligatoriske næseåndere og har smalle næsepassager, hvilket er årsag til en grundlæggende luftvejsmodstand, som de skal overvinde. Der er også betydelige forskelle i de neonatale luftveje; det nyfødte spædbarn har et stort hoved og en kort hals i forhold til kropsstørrelsen. Nogle af de luftvejskarakteristika, der gør neonatal intubation mere udfordrende, omfatter en stor tunge, en lang, slap omega-formet epiglottis, større arytenoider og en smal glottis. Cricoidbrusken under glottis er smallere end glottis, hvilket gør det subglottiske område til den smalleste del af luftvejene og giver det en karakteristisk “konisk” form. Strubehovedet er mere cephaladisk og anterior i C3-C4-stillingen sammenlignet med den voksne (C5-C6).
Disse anatomiske luftvejsforskelle gør det muligt for det nyfødte barn at sutte effektivt ved at tillade en åben kanal for nasal vejrtrækning, der skabes ved tilnærmelse af epiglottis og den bløde gane, mens mælken passerer over bagsiden af tungen til siden af epiglottis. Denne tilpasning gør det muligt at trække vejret samtidig ved næsen, mens der suttes. Brusken i luftvejene er mere sammenklappelig, og det underliggende væv er løst, hvilket gør de neonatale luftveje mere sårbare over for ødemer.
Hæmatologisk system
Neonater fødes med føtal hæmoglobin (HbF), som udgør 70 til 90 % af hæmoglobinmolekylerne og forbliver til stede i cirkulationen indtil ca. tre måneders alderen, hvor det gradvist erstattes af voksenhæmoglobin (HbA). HbF har en høj affinitet for ilt, hvilket får ilt-hemoglobin-dissociationskurven til at forskyde sig mod venstre. Derfor er det arterielle ilttryk lavere hos nyfødte end hos voksne. Det iltpartialtryk, ved hvilket hæmoglobin er 50 % mættet med bundet ilt, er 19 mmHg for nyfødte mod 27 mmHg for voksne (se figur 1). 2,3-bisfosfoglycerinsyre (2,3 BPG) binder mindre stærkt til føtal hæmoglobin, hvilket også bidrager til denne forskydning til venstre. HbF kan også også beskytte mod sickling af røde blodlegemer. Det normale neonatale hæmoglobinniveau er 18 til 20 gm/dL. På grund af den umodne lever hos den nyfødte er K-vitamin-koagulationsfaktorer mangelfulde (II, VII, IX & X) i de første par måneder af livet. K-vitamin administreres på fødestuen for at forebygge hæmoragisk sygdom hos den nyfødte.
Centralnervesystemet
Den neonatale hjerne mangler cerebral autoregulering, en beskyttelsesmekanisme, der styrer hjernens blodperfusion under omstændigheder med ekstremt blodtryk. I forbindelse med forhøjet blodtryk er det nyfødte barn disponeret for en intraventrikulær blødning, da skrøbelige blodkar kan briste. Denne ordning gør det også muligt at opretholde hjerneperfusionen i tilfælde af hypotension. Hos voksne sker den cerebrale autoregulering i et område mellem 60 og 160 mmHg middelarterielt tryk (MAP). Den nedre grænse for neonatal autoregulering ligger ved 30 mmHg, selv om den øvre grænse er ubestemt. Blod-hjerne-barrieren er umoden og svag, hvilket gør det lettere for medicin at trænge ind i centralnervesystemet og derfor giver øget følsomhed over for lipidopløselige lægemidler. Rygmarven strækker sig til L3, to segmenter under det sted, hvor den voksne rygmarv slutter. Hos det nyfødte barn slutter duralsækken ved S4 i forhold til S2 hos en voksen. Derudover har neonater også en øget mængde cerebral spinalvæske (CSF) og umoden myelinisering, hvilket kan forkorte og mindske lokalbedøvelsesmidlers styrke i CSF.
Endokrine system
Neonater har et øget forhold mellem kropsoverflade og vægt, hvilket gør, at de lettere mister kropsvarme. De har en dårlig kompensationsmekanisme til at forhindre varmetab, da de ikke er i stand til at ryste eller anvende vasokonstriktive mekanismer. De er født med brunt fedt, hvilket giver mulighed for termogenese uden rystelse, en iltforbrugende proces. Hypotermi bør undgås hos nyfødte, da det fremkalder en stressreaktion, som medfører en kaskade af begivenheder, herunder øget iltbehov, pulmonal vasokonstriktion, metabolisk acidose med perifer vasokonstriktion og vævshypoxi. Diabetes mellitus er en af de mest almindelige forudgående medicinske tilstande, der er forbundet med en øget risiko for graviditetskomplikationer og ugunstige fødselsresultater. Moderens type I-diabetes er forbundet med vækstbegrænsninger hos fosteret og små graviditeter i forhold til gestationsalderen. Moderens type II-diabetes er forbundet med insulinresistens, hvor øgede niveauer af glukose til fosteret kan resultere i føtal makrosomi. Der er en stigning i skjoldbruskkirtelstimuleringshormon (TSH) umiddelbart efter fødslen, hvilket medfører en stigning i frigivelsen af T4 og T3. Tilstedeværelsen af TSH er afgørende for udviklingen af en passende neurologisk funktion og vækst hos den nyfødte. Skjoldbruskkirtelfunktion er en del af screeningen af nyfødte, og klinikeren kan afhjælpe mangler med tilskud.
Gastrointestinalt / hepatisk system
Neonater har en nedsat gastrisk tømningstid og har nedsat tone i den nedre øsofageale sphincter, hvilket medfører mere gastroøsofageal refluks. Hypertonisk fodring øger tarmens energibehov, hvilket resulterer i tarmiskæmi og nekrotiserende enterocolitis (NEC). Umoden leverfunktion og nedsat hepatisk blodgennemstrømning resulterer i forsinket lægemiddelmetabolisme. Plasmaproteinsyntesen begynder at stige efter fødslen og er afgørende for dannelsen af albumin og alfa-fetoprotein. Den umodne leverfunktion hos det nyfødte barn påvirker glukoseniveauet. Glykogenlagring opstår i slutningen af gestationen, men er endnu ikke tilstrækkelig til at hjælpe det nyfødte barn i perioder med langvarig faste, og derfor er det nødvendigt med supplerende glukoseinfusioner i disse perioder med en hastighed på 5 til 8 mg/kg/min for at forhindre hypoglykæmi. Fysiologisk gulsot er en selvbegrænsende proces, der kan forekomme hos det nyfødte barn som følge af øget ukonjugeret bilirubin. Cytokrom p450-enzymerne er kun på 30 % af voksenniveauet ved fødslen, hvilket resulterer i en langvarig eliminering af forskellige lægemidler.
Renalt system
Den føtale nyre kan producere urin fra 16. gestationsuge, og nefrogenesen er afsluttet ved 34 til 36 uger. Ved fødslen sker der et fald i den renale vaskulære modstand i takt med, at det gennemsnitlige arterielle blodtryk stiger. I begyndelsen er kun 3 til 7 % af hjertemængden afsat til renal blodgennemstrømning (RBF), men vil fortsætte med at stige til 10 % efter den første leveuge. Den neonatale nyre er ikke i stand til at koncentrere urinen på grund af den manglende udvikling af nyrens tubulære funktion, hvilket i begyndelsen fører til en høj urinproduktion. Denne stigning i urinproduktionen i de første par dage af livet forårsager et fald i det samlede kropsvand (TBW), hvilket afspejler en reduktion i den nyfødtes kropsvægt. På 5. til 7. levedag begynder nyrefunktionen at stabilisere sig. Den glomerulære filtrationshastighed (GFR) er kun 20-30 % af den samme som hos en voksen, og derfor er det nyfødte barn udsat for langvarige virkninger af renalt udskilt medicin. Et øget fordelingsvolumen gør det nødvendigt med højere vægtbaserede medicindoseringer hos nyfødte. Denne indledende stigning i medicinering kan dog opvejes af, at det tager længere tid for lægemidlerne at blive udskilt af nyrerne; derfor bør doseringsintervallet øges for at tage højde for dette. Lav RBF og GFR medfører, at nyfødte har svært ved at klare øgede væskevolumener, så administrationen af intravenøse væsker bør altid baseres på kropsvægt og klinisk vurdering. På grund af deres store kropsoverflade er neonater udsat for større insensibelt væsketab.