Система лактации у животных

Система лактации у животных

ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ ЛАКТАЦИИ

В организме самки с возрастом, с наступлением половой зрелости, в процессе и после завершения беременности и родов, а также при систематическом доении или сосании происходит и завершается формирование системы лактации в целях обеспечения образования молока, распределения и накопления его в емкостной системе вымени и молоковыведения при доении или сосании.

Система лактации обеспечивает три приспособительные реакции:

Образование молока.

Распределение, накопление и удержание образующегося молока в емкостной системе вымени.

Молокоотдача или периодическое выведение молока.

ОБРАЗОВАНИЕ МОЛОКА

Образование молока происходит в молочной железе и связано с формированием доминанты лактации, завершением развития молочных желез.

МОЛОЧНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ

Молочные железы и вымя в целом у сельскохозяйственных животных представляют собой железистый орган. Каждая железа и часть вымени состоит из альвеол, протоков, каналов, ходов и цистерн и связана с соском. Количество желез в вымени различно; у коровы их 4. Кожа вымени тонкая, эластичная. Кожа сосков толстая; в ней отсутствуют сальные и потовые железы, волосы.

В молочной железе имеется строма, железистая и жировая ткань. Железистая ткань представлена молочными альвеолами.

Молочные альвеолы -- это шаровидной, овальной или продолговатой формы мелкие образования диаметром 100...800 мкм. Стенка альвеолы состоит из одного слоя клеток железистого эпителия, которые располагаются на банальной мембране. Внутри альвеолы полость. Альвеолы снаружи покрыты миоэпителиальными клетками. В молочной железе множество альвеол и они объединяются в дольки, дольки в доли. От альвеол начинаются первичные молочные протоки, которые, соединяясь, образуют протоки долек, а они уже, в свою очередь, каналы долей. Каналы долей объединяются в молочные ходы, которые открываются в цистерну молочной железы. В устьях молочных ходов находятся сфинктероподобные образования. Цистерна каждой молочной железы состоит из двух отделов -- цистерны железы и цистерны соска. Вместимость цистерны железы у коров может составлять 2 л и более, цистерны соска до 50 мл. Сосковая цистерна переходит в сосковый канал, длина которого у коров 0,5 - 1,4 см; у основания соска расположен сфинктер.

Молочные железы и вымя обильно снабжены сосудами, нервами.

РОСТ И РАЗВИТИЕ МОЛОЧНЫХ ЖЕЛЕЗ

Молочные железы развиваются из эктодермы зародыша и заметны уже в конце зародышевой фазы в виде млечных линий. В предплодную фазу они представлены млечными полосками. В плодную фазу продолжается их развитие: в 2 мес. на млечных полосках возникают 4 линзы млечных бугорков; в 2,5 мес. на бугорках образуется сосочек; в 3 мес. в сосочке образуется канал; в 4 мес. образуется цистерна и соски; в 5 и 6 мес. развиваются альвеолы, протоки, каналы, ходы и усиленно растет жировая ткань; в 7 мес. формируются нервные элементы; в 8 - 9 мес. заканчивается закладка альвеол, протоков, каналов, ходов, цистерны железы и соска. После рождения и до половой зрелости у самки развиваются в основном в молочной железе протоковая система и жировая ткань, а с наступлением половой зрелости, и особенно в период беременности, паренхима.

ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ МОЛОКА

Образование молока в молочных железах начинается после родов. Большинство компонентов молока образуется из веществ, приносимых кровью. Эти вещества не просто переходят из крови в просвет альвеол, а подвергаются сложным химическим превращениям. Процесс образования молока сложный и включает в себя следующие этапы:

· фильтрацию - абсорбцию ряда компонентов молока;

· секрецию специфических компонентов молока;

· реабсорбцию некоторого количества отдельных компонентов образовавшегося молока.

Фильтрация -- абсорбция

Процесс образования молока начинается с фильтрации -- абсорбции предшественников молока, которая происходит одновременно с секрецией в просвет альвеол.

Молоко имеет сложный химический состав и включает, кроме синтезированных специфических белков, жиров и углеводов, воду, аминокислоты, глюкозу, жирные кислоты, около 40 минеральных веществ, 17 витаминов, десятки ферментов. Все эти компоненты после фильтрации их из крови поступают в молоко. ^v 4v

Секреция специфических компонентов молока

Специфические компоненты молока -- это молочные белок, сахар и жир. Секреция их осуществляется клетками железистого эпителия альвеол. Секреция представляет собой процесс образования основных компонентов молока и их выделение, который осуществляется в 4 фазы:

1. поглощение железистыми клетками из крови и тканевой жидкости и накопление предшественников, используемых для образования основных компонентов молока;

2. внутриклеточный синтез специфических компонентов молока в результате внутриклеточного метаболизма;

3. перемещение синтезированных компонентов к апикальному участку клетки и накопление их там;

4. выделение синтезированных компонентов из железистых клеток в просвет альвеол, восстановление исходной структуры клетки и начало нового цикла.

Клетки железистого эпителия альвеол обладают высокой синтезирующей способностью. Ежеминутно у коровы может быть синтезировано более 600 мг белков, 800 мг лактозы, 700 мг жиров.

В клетках железистого эпителия альвеол происходит синтез белков -- а- и р-казеина, а-лактоальбумина, а- и р-лактоглобулина -- из аминокислот и пептидов. Основной белок коровьего молока-- казеин. Белки молока содержат все незаменимые и заменимые аминокислоты. Синтез жира молока связан с образованием жирных кислот и глицерина из уксусной кислоты и глюкозы в межальвеолярной ткани. Молочный жир синтезируется из жирных кислот, триглицеридов, липопротеидов, уксусной кислоты и Р-оксибутирата крови. Синтезированный жир молока находится в виде мелких жировых шариков и содержит более 30 жирных кислот: насыщенных высокомолекулярных, насыщенных низкомолекулярных, ненасыщенных. Синтез углеводов молока происходит из глюкозы, пропионовой и уксусной кислот, глицерина.

Синтезированные белки, жиры и углеводы выводятся из железистых клеток в полость альвеол. Возможны различные типы выведения их из железистой клетки:

· голокриновый -- выделение секрета в результате гибели и отторжения всей железистой клетки;

· апокриновый -- превращение апикальной части клетки в секрет и отторжение его;

· леммокриновый -- с каплей секрета отделяется участок плазматической мембраны;

· мерокриновый -- отделение капли секрета от тела клетки через ее мембрану.

Преобладают два последних типа выделения секрета.

Реабсорбция некоторого количества отдельных компонентов образовавшегося молока

В формировании окончательного состава молока важное значение имеет реабсорбция некоторых его составных частей. Реабсорбция осуществляется, когда молоко уже находится в молочных протоках, каналах, ходах и цистерне. Реабсорбируют в кровь вещества, которые синтезируются в самой молочной железе и используются для синтеза компонентов молока, а также вещества, синтезированные, профильтровавшиеся и поступившие в полость альвеол, протоков, каналов, ходов и цистерны в избытке.

Факторы, определяющие интенсивность образования молока

Интенсивность образования молока у коров определяют следующие факторы:

1. порода, наследственные качества;

2. уровень и полноценность кормления;

3. интенсивность пищеварения и обмена веществ;

4. срок после родов -- в первые 3 мес. интенсивность образования молока нарастает, а затем снижается;

5. время суток -- днем интенсивность молокообразования
выше, ночью -- ниже;

6. кратность доения -- при 3- и 4-кратном доении интенсивность молокообразования выше, чем при 2-кратном;

7. количество предшествующих отелов -- до 5 - 7 родов интенсивность молокообразования нарастает, а затем постепенно снижается;

8. другие факторы.

Молозиво, молоко

В начале лактации, т.е. в первые 5 - 7 сут. после родов, в молочной железе образуется секрет -- молозиво, которое существенно отличается от молока, образующегося во время установившейся лактации. Молозиво имеет высокую биологическую ценность и калорийность, что необходимо для поддержания жизни новорожденного.

Молозиво -- секрет желтовато-коричневого цвета, вязкой консистенции, солоноватого вкуса; содержит много белков, углеводы, жиры, много минеральных солей, витамины, гидролитические ферменты. Состав молозива отдельных видов животных имеет большие различия. Так, молозиво овец наиболее богато жиром, кобыл -- лактозой, но у всех видов животных в нем преобладает белок, который по своему аминокислотному составу наиболее полноценен. Белки молозива насыщены в большей степени глобулинами, обладающими иммунными буйствами, и альбуминами. Молозиво коровы в своем составе содержит 75,4% воды, 24,6% сухих веществ, витамины, гидролитические ферменты.

Вскоре после отела содержание иммунных глобулинов в молозиве снижается через 3 - 4 ч. на 40%, через 5 - 6 ч. -- на 50 - 60%.

Молоко. Химический состав молока, которое секретируется через 6 - 7 сут. после родов и в течение всей лактации, наиболее полно изучен у сельскохозяйственных животных. В нем намного меньше лактоальбуминов и лактоглобулинов. Кроме белка в молоке присутствуют свободные аминокислоты, ферменты, молочный жир в виде жировых шариков диаметром 0,5 - 10 мкм, слипанию которых препятствуют белково-лейцитиновые оболочки, углеводы, а также все витамины, макро- и микроэлементы, малые, средние и большие эпителиальные клетки, нейтрофильные лейкоциты, молочные тельца.

РЕГУЛЯЦИЯ МОЛОКООБРАЗОВАНИЯ

После родов в организме самки формируется доминанта лактации, повышается интенсивность образования гормонов, принимающих участие в регуляции обменных процессов. В крови высокая концентрация пролактина, СТГ, АКТТ, тироксина и трийод-тиронина, инсулина, катехоламинов, глюкокортикоидов. Доминанта лактации проявляется высокой активностью нейронов нервного центра молокообразования. Сформированная в нервном центре программа действия поступает к секреторному аппарату молочной железы двумя путями: в виде потока импульсов по эфферентным нервным волокнам молочных желез и в виде гормонов с кровью. Программа действия обусловливает начало и поддержание образования молока в течение всего периода лактации.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ, НАКОПЛЕНИЕ И УДЕРЖАНИЕ ОБРАЗУЮЩЕГОСЯ МОЛОКА В ЕМКОСТНОЙ СИСТЕМЕ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Емкостная система молочной железы представляет собой анатомо-физиологическое объединение альвеол, молочных протоков, каналов, ходов, цистерн молочной железы и соска. Сфинктерный аппарат протоков делит ее на альвеолярно-протоковый и цистернальный отделы.

Образующееся в секреторных клетках альвеол молоко заполняет полости альвеол и протоков, накапливается в альвеолярно-протоковом отделе. Сфинктеры устья протоков закрыты, предотвращают поступление молока в цистернальный отдел. В первые 2 - 4 ч. после очередной дойки молоковыведение не происходит и в цистерне молочной железы молоко отсутствует. В течение этого времени альвеолярно-протоковый отдел заполняется молоком примерно на 80%. После этого начинается переход молока в цистернальный отдел порциями и ритмически, согласно ритмическому рефлекторному расслаблению сфинктеров протоков, обусловленному повышением давления молока в альвеолах. Молоко в цистернах удерживается благодаря тонусу сфинктера соскового канала.

Интенсивное молоковыведение у коров наблюдается в течение 9 ч. после очередного доения, а затем оно уменьшается и полностью прекращается через 16 ч. К этому времени, а обычно уже к 9 часу, физиологические возможности емкостной системы уже исчерпаны. Исходя из этого, промежутки времени между дойками не должны превышать 12 ч, вот почему и практикуется в течение суток двукратное доение. По мере поступления молока в цистерну тонус цистерны понижается.

При заполнении всей емкостной системы примерно 40% молока находится в цистернальной системе и около 60% в альвеолярно-протоковой.

Регуляция распределения, накопления и удержания образующегося молока в емкостной системе молочной железы

Основное условие регуляции распределения, накопления и удержания образующегося молока -- это изменение объема молока в альвеолах и мелких протоках. В процессе образования молоко скапливается в альвеолах и протоках, повышается его давление, и возбуждаются барорецепторы альвеол и протоков. Информация с рецепторов поступает в нервный центр молоковыведения, здесь формируется программа действий, которая в виде потока импульсов по симпатическим нервам поступает к сфинктерам протоков и цистерне. Сфинктеры расслабляются, и молоко из альвеолярно-протоковой системы поступает в цистерны, т.е. происходит молоковыведение; цистерны расслабляются и вмещают следующие поступающие порции молока. Цикл завершается, новый цикл начинается после очередного повышения давления в альвеолах.

МОЛОКООТДАЧА, ИЛИ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ВЫВЕДЕНИЕ МОЛОКА ПРИ ДОЕНИИ И СОСАНИИ

Молокоотдача -- перемещение молока из альвеолярно-протокового отдела в цистернальный в период доения; путем сосания или доения молоко извлекается из цистерны.

Молокоотдача обеспечивается организмом в целом, емкостной системой молочной железы, сосудистой системой вымени, сфинктерами молочных протоков, рефлекторно-гормональным механизмом.

Выведению молока во время молокоотдачи способствует повышение давления в альвеолярно-протоковом отделе. За счет сокращения альвеол и повышения тонуса стенок протоков давление быстро нарастает. Одновременно происходит расслабление сфинктеров и цистерн.

Регуляция молокоотдачи

Доение или сосание, сопровождающееся раздражением рецепторов кожи, цистерны и тканей соска и вымени, вызывает поток информации с них в нервный центр молокоотдачи. В нем формируется программа действия, которая в виде потока импульсов поступает к сфинктерам молочных протоков и вызывает их расслабление, а также к паравентрикулярному и супраоптическому ядрам гипоталамуса и задней доли гипофиза, стимулируя выделение в кровь окситоцина.

Расслабление сфинктеров молочных протоков ведет к переходу молока из альвеолярно-протокового отдела в цистернальный. Эта реакция называется «припуск молока» и составляет первую фазу молокоотдачи. Она чисто нервная, рефлекторная и осуществляется в течение первых 45 - 60 с. после воздействия на рецепторы. При этом импульсы поступают к кровеносным сосудам вымени и сосков, что приводит к расширению сосудов, увеличению притока крови. Вымя становится упругим, увеличивается в размерах, становятся упругими соски -- эта реакция называется эрекцией вымени и соска.

Окситоцин с кровью подносится к миоэпителию альвеол, молочных протоков молочной железы и вызывает сокращение его, что приводит к вытеснению молока из альвеол в цистерны. Поступление молока в цистерны вызывает рефлекторно понижение тонуса стенок ходов и цистерн, понижение давления в них, что облегчает продвижение молока в цистерны железы и соска.

Миоэпителиальные клетки сокращаются только под влиянием окситоцина, и именно в это время молоко поступает из альвеол в цистерны и может быть выдоено. Окситоцин начинает выделяться уже через 30 - 60 с после начала массажа и оказывает свое действие 5 - 7 мин, а затем разрушается ферментом окситоциназой в печени, почках, вымени.

Молоко может переместиться из альвеол в цистерны только при условии одновременного его извлечения из цистерн молочной железы и соска, т. е. при доении. Вот почему корову необходимо сдаивать не позже как через 40 - 60 с. от начала массажа вымени и выдоить быстро -- за 4 - 7 мин. Вторично вызвать выделение окситоцина невозможно; для образования новых порций гормона необходимо не менее 4 ч.

С началом доения, извлечения молока нарастает поток импульсов в центр молокоотдачи, увеличивается молокоотдача, повышается тонус емкостной системы и в ней поднимается давление. Примерно через одну минуту давление повышается до 45 - 70 мм рт. ст., т.е. в 2 - 3 раза превышает уровень давления в цистерне до начала доения, что облегчает извлечение молока. Высокий уровень давления в емкостной системе сохраняется в течение 1,5 - 2 мин.; за это время извлекается до 50% молока.

Для извлечения молока необходимо преодолеть сопротивление сфинктера соска. В начале доения сфинктер расслабляется при очень высоком давлении на сосок. В процессе доения сфинктер расслабляется и соответственно уменьшается необходимость в большом давлении на сосок, увеличиваются скорость и объем поступления молока наружу. К концу доения сокращение сфинктера нарастает и для выдаивания необходимо воздействие уже с силой 120 - 250 и более мм. рт. ст. Доение и сосание вызывают рефлекторное ритмическое сокращение мышц соска. Скорость выведения молока у коров 1,6 - 2,9 кг в 1 мин. Безусловные рефлексы молокоотдачи «обрастают» условными рефлексами. На условные раздражители, сопутствующие доению, у коров могут быть получены 81% молока и 63% молочного жира.

ИЗВЛЕЧЕНИЕ МОЛОКА ИЗ ЦИСТЕРНЫ МОЛОЧНЫХ ЖЕЛЕЗ. ОСТАТОЧНОЕ МОЛОКО

Извлечение молока из цистерны молочных желез происходит при сосании теленком, ягненком и др., ручным или машинным доением.

При сосании теленком молоко из цистерны соска извлекается за счет двух сил: положительного давления на сосок и отрицательного давления под соском. Теленок захватывает сосок, деснами перекрывая его основание, сдавливает сосок между передней частью языка и твердым небом, что создает давление на основании соска около 15,9 кПа, затем смещает язык назад от основания к верхушке соска, давление на сосок при этом постепенно уменьшается, а у верхушки соска составляет около 7,9 кПа. Одновременно опускается нижняя челюсть и в ротовой полости создается вакуум от 15,9 - 34,6 кПа. Общая сила, создаваемая теленком и обеспечивающая извлечение молока из цистерны соска, составляет при этом 31,9 - ,71,3 кПа.

За этой активной фазой сосания следует фаза отдыха, давление на сосок падает до 0. Частота таких циклов при сосании у теленка составляет 117 - 120 в минуту.

При доении рукой молоко извлекается за счет одной силы -- положительного давления на сосок. При доении кулаком в активную фазу сосок сдавливают у основания между большим и указательным пальцами с силой от 26,6 - 46,6 кПа. Вслед за этим давят на сосок средним пальцем с силой около 23,9 кПа, затем безымянным пальцем с силой 10,6 - 15,9 кПа и мизинцем с силой около 7,9 кПа. Обычная частота сжатий соска рукой доярки составляет 90 - 120 в минуту.

При машинном доении используют доильные аппараты.

Доильные аппараты по способу доения подразделяют на двухтактные и трехтактные. По устройству основного рабочего механизма доильного стакана -- на доильные аппараты с однокамерными стаканами и двухкамерными стаканами.

Доильный аппарат с однокамерным стаканом работает в 2 такта: сосание и отдых. При сосании в стакане создается вакуум около 50,6 кПа, при отдыхе восстанавливается атмосферное давление.

Наиболее распространены доильные аппараты с двухкамерными доильными стаканами. Их применяют при двухтактном и трехтактном режиме доения. Двухкамерный стакан имеет две стенки: наружную металлическую и внутреннюю резиновую. Пространство между внутренней и наружной стенками называется межстенной камерой, а пространство между соском и резиновой трубкой -- подсосковой камерой.

Двухтактные доильные аппараты с двухкамерными стаканами работают в 2 такта: сосание и сжатие. В такт сосания в подсосковой камере и межстенной камере создается вакуум около 50,6 кПа. В следующий за ним такт сжатия в подсосковой камере сохраняется вакуум, а в межстенной камере атмосферное давление, и сосок сжимается резиновой трубкой. Давление в аппарате регулирует автоматический пульсатор. Молоко собирается в коллекторе, а затем поступает в доильное ведро. Число пульсаций обычно 60 в 1 мин, соотношение тактов в процентах 50:50.

Трехтактные доильные аппараты с двухкамерными стаканами работают в три такта: сосание, сжатие и отдых. Во время такта сосания создается вакуум в камерах; сжатия -- в подсосковой камере сохраняется вакуум, а в межстенной -- атмосферное давление, сосок сжимается резиновой трубкой, облегчая отток крови от верхушки соска; отдыха -- в камерах создается атмосферное давление. Число пульсаций около 60 в 1 мин. Соотношение длительности тактов: сосание -- 60%, сжатие -- 10%, отдых -- 30%.

Остаточное молоко

После доения в вымени, альвеолярно-протоковом отделе всегда остается определенная часть молока. Эта часть молока называется остаточным молоком.

Остаточное молоко можно извлечь при помощи препаратов, содержащих гормон окситоцин. Непосредственно после дойки препарат окситоцина вводят в кровь животного. С кровью гормон достигает альвеол вымени, вызывает дополнительное сильное сокращение миоэпителия и выведение молока в цистерну, откуда его выдаивают.

Остаточное молоко содержит много жира, в котором много низкомолекулярных летучих жирных кислот: масляной, капроновой, каприловой. В остаточном молоке содержится больше белковых фракций, переходящих в молоко из крови без изменений, меньше лактозы. Такой состав остаточного молока свидетельствует о незавершенности в образовании специфических компонентов молока. Остаточное молоко как бы промежуточный продукт синтеза молока, оно необходимо для поддержания процесса молокообразования. Вместе с тем задержка в альвеолярно-протоковом отделе большого количества молока ведет к уменьшению интенсивности образования молока.

Оптимальным количеством остаточного молока является объем, равный не более 5% от всего молока в молочной железе перед дойкой. Следовательно, чем полнее выдаивается корова, тем интенсивнее образование молока в молочной железе.