Глава 10 физиология лактации

Физиология лактации рассматривает закономерности роста и развития молочной железы, ее взаимодействие с другими си­стемами организма, образование молока и его выведение во вре­мя сосания или доения. Лактационная функция присуща только лишь одному, наиболее совершенно организованному классу по­звоночных животных — млекопитающим. Способность вскарм­ливать детенышей молоком обеспечивает развивающемуся орга­низму новорожденного наиболее полноценное питание и на са­мых ранних этапах развития защиту от воздействия неблагопри­ятных факторов среды.

Строение молочной железы как сложноорганизованного орга­на, состоящего из ряда тканей (железистой, мышечной, соедини­тельной, жировой и т. д.), обеспечивает оптимальные условия для образования специфического секрета. Железистая, или секретор­ная, ткань молочной железы у всех видов млекопитающих имеет вид гроздевидной пористой массы, состоящей из ветвящихся про­токов, заканчивающихся альвеолярными расширениями. Каждая альвеола представляет собой небольшой пузырек (диаметр от 0,1 до 0,3 мм), стенка которого внутри выстлана одним слоем желе­зистых (секреторных) клеток, а на наружной располагаются мио-эпителиальные клетки, обладающие сократительной способ­ностью. Слепой конец альвеолы имеет округлую форму; на про­тивоположной стороне сужение переходит в выводной проток (рис. 10.1). Молочные альвеолы объединяются в отдельные груп­пы, или дольки, имеющие длину около 1,5 мм, ширину 1 и высоту 0,5 мм; их объем 0,7...0,8 мм³. Тонкие выводные протоки, начина­ясь от альвеол, постепенно сливаются с аналогичными протока­ми соседних альвеол во внутридольковые протоки. Дольки, в свою очередь, объединяются в более крупные образования — доли, имеющие широкие выводные протоки: диаметр долей достига­ет 2... 17 мм. У коров, коз и овец долевые протоки открываются в своеобразные расширения — молочные цистерны. Крупные вы­водные протоки существенно отличаются по строению от началь­ных выводных протоков: слизистая оболочка их выстлана двух­слойным цилиндрическим эпителием, а внутренняя стенка имеет складчатую поверхность. За эпителиальным слоем в стенке прото-

Рис. 10.1. Структура альвеолярного отдела молочной железы:

а —альвеола; б — долька молочной железы; 1 — дольки; 2— внутридольковые протоки; 3— междольковые прото­ки; 4— выводящие протоки

ка располагаются циркулярно и продольно гладкомышечные во­локна. Устья протоков заканчиваются утолщением циркулярного слоя мышц в виде сфинктеров. Молоко, образующееся в альвеолах, по протоковой системе попадает в молочную цистерну — резер­вуар, который по своему анатомическому строению можно разде­лить на цистернальный отдел железы и цистерну соска. Наиболее выражена цистерна у коров и коз; у кобыл на один сосок прихо­дится две цистерны. Полость молочной цистерны отделена от ци­стерны соска круговой сфинктерообразной складкой.

Соединительная ткань, или строма, молочной железы выпол­няет механическую, поддерживающую и защитную функции. В со-единительнотканой основе проходят кровеносные, лимфатичес­кие сосуды, нервы, и она является продолжением соединительно-тканого аппарата брюшной стенки. Брюшная фасция формирует соединительнотканую пластинку, которая, переходя в область ос­нования вымени, образует подвешивающую связку, состоящую из двух листков, и делит вымя на правую и левую половины. Снаружи вымя поддерживается наружной фасцией, представляющей собой продолжение поверхностной брюшной фасции. Соединительная ткань формирует многочисленные перегородки — трабекулы — меж­ду долями, дольками и альвеолами. Благодаря оптимальному соот­ношению эластических и коллагеновых волокон в строме при на­полнении вымя больше растягивается в горизонтальном направле­нии (в стороны), чем в вертикальном (вниз).

Жировая ткань вымени у коров составляет в среднем 43 % орга­на и развивается независимо от подкожной жировой клетчатки. Она тесно связана с кровеносной системой молочной железы: каждая жировая клетка непосредственно контактирует с петлей

капилляра. Кроме высокой степени васкуляризации в жировой ткани молочной железы мощная сеть симпатической (адренерги-ческой) иннервации способствует быстрой мобилизации жировых запасов, востребуемых при перестройках органа и интенсифика­ции функциональной активности.

Иннервация молочной железы у различных видов животных осуществляется спинномозговыми нервами. У животных, у кото­рых молочная железа представлена компактными образования­ми в паховой области (жвачные, непарнокопытные и морская свинка), участвуют в иннервации пояснично-крестцового сплете­ния: в основном это наружный срамной нерв, в меньшей степе­ни — подвздошно-паховые нервы. У видов животных с множест­венными железами (большинство грызунов, хищные, свиньи и т. д.) иннервация осуществляется межреберными и поясничными нер­вами. Молочные железы обладают развитым рецепторным аппа­ратом, благодаря которому осуществляется тактильная и темпера­турная рецепция; афферентные нервы обеспечивают передачу соответствующей информации в различные отделы ЦНС. Эффе­рентные нервы (симпатический отдел вегетативной нервной сис­темы) осуществляют как адренергическое, так и холинергическое нервное влияние на течение процессов развития и функциониро­вания молочной железы.

Кровоснабжение молочных желез осуществляется из различ­ных отделов сосудистой системы и имеет видовую специфич­ность. У коровы, козы и кобылы кровь поступает в основном че­рез наружную срамную артерию, а оттекает по наружной срамной и подкожной брюшной венам. У свиноматки к наружной срамной прибавляются передняя подчревная артерия, которая питает мо­лочные железы, находящиеся краниальнее пупка, и артериальные ветви, доставляют кровь из внутренней и наружной грудных арте­рий к первым парам грудных желез. Развитие интраорганных ар­терий тесно связано с развитием железистой паренхимы. У высо­копродуктивных коров емкость артериального русла в 4—5 раз выше, чем у малопродуктивных. Артерии I и II порядка имеют обычно бифуркационный тип деления с углом отхождения ме­нее 90°. Артерии сначала следуют по междолевым и междолько-вым пространствам, а затем образуют капиллярную сеть во внут-ридольковой соединительной ткани.

Лимфатическая система молочной железы наряду с венозной является системой оттока и состоит из замкнутых лимфатичес­ких капилляров, расположенных в паренхиме, и объединяющих их лимфатических сосудов. Лимфа оттекает по лимфатическим капиллярам и сосудам, проходит через лимфатические узлы и по выносящим лимфатическим сосудам поступает в пояснич­ную лимфатическую цистерну, а из нее по грудному лимфати­ческому протоку попадает в переднюю полую вену и вместе с кровью в сердце.

РАЗВИТИЕ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

В ходе роста и развития молокообразующего аппарата и подго­товки к секреции существенно изменяются структура и функция тканей молочной железы. Морфогенез "молочной железы (маммо-генез) начинается в эмбриональный период. У эмбрионов по обе­им сторонам живота в виде узких длинных полосок утолщенного эпителия закладываются так называемые млечные (молочные) ли­нии. По мере роста млечные линии уменьшаются в длине, стано­вятся прерывистыми и образуют серию эктодермальных утолще­ний (млечных бугорков). Развивающиеся млечные бугорки опус­каются в мезенхиму и преформируются в млечные почки — пер­вичную структуру будущих молочных желез. Мезенхима, разрас­таясь, дает начало будущей соединительной и жировой ткани. Уже на ранних этапах эмбрионального развития отмечаются различ­ные соотношения эпителиальной и мезенхимальной частей зачат­ка органа. Развитие жировой ткани у телочек начинается гораздо раньше, чем у бычков, и раньше, чем формирование жировых кле­ток обнаруживается в подкожной жировой клетчатке.

Во время роста млечной почки мезодерма дифференцируется на четыре слоя:

предшественник мускулатуры соска (слой, ближайший к млеч­ной почке);

будущая строма соска;

мезенхимальные клетки, рыхло окружающие ветвящиеся окон­чания протоков, образуют в дальнейшем соединительную ткань долек и долей;

предшественник внутридольковых перегородок и межальвео­лярной соединительной ткани.

Мезенхима не только источник развития опорного аппарата органа, она принимает особое участие в процессах дифференци-ровки клеток молочной железы как в эмбриональный период, так и в ходе предлактационной подготовки молочной железы. К мо­менту рождения у плодов большинства видов животных оказыва­ются сформированными соски, связочный аппарат и междолько-вые перегородки.

От рождения до наступления половой зрелости в молочной же­лезе происходит развитие системы протоков. Например, у телок в возрасте 6 мес молочная железа имеет цистерну с небольшой по­лостью, куда открывается разветвленная система протоков. Увели­чение размера вымени в этот период происходит в основном за счет роста жировой и соединительной ткани. Наиболее интен­сивное развитие молочной железы начинается перед первой теч­кой в период половой зрелости и сопровождается образованием нежной и хорошо васкуляризированной ткани вокруг протоков и их эпителиальных почек. До наступления беременности дольчато-альвеолярный маммогенез выражен очень слабо, и только во вре-

мя беременности система протоков и дольчато-альвеолярная си­стема достигают своего максимального развития. Наряду с соб­ственно клеточными изменениями в период предлактационного становления структуры альвеолярной системы существенно изме­няется цитоархитектоника ткани молочной железы. Эстрогены, как правило, стимулируют рост протоков, а прогестерон совмест­но с эстрогенами ответствен за рост и развитие альвеол. Важно отметить, что процессы развития миоэпителиальных клеток контролируют эстрогены. Развитие миофибриллярного аппарата и другие признаки дифференциации клеток миоэпителия наблю­дают при введении эстрадиола девственным животным, прогесте­рон подобного действия не оказывает. Впрочем, прогестерон ока­зывает тормозящее влияние и на деятельность зрелой миоэпите-лиальной клетки в лактационный период, увеличивая латентный период молоковыделительной реакции альвеол на окситоцин и ацетилхолин.

Для успешного развития альвеолярного отдела молочной желе­зы необходимо присутствие таких гормонов, как кортикостероиды (глюкокортикоиды) и пролактин. При авторадиографическом ис­следовании на гистологических срезах меченные радиоактивным изотопом (тритием) эстрогены связываются исключительно с же­лезистой тканью органа. Повышение содержания половых сте­роидов вызывает усиление секреции пролактина и, возможно, соматотропного гормона. Установлено, что введение эстрогенов и прогестерона способствует усилению кровоснабжения молочной железы, число капиллярных сплетений вокруг протоков значи­тельно возрастает.

Из недифференцированных групп клеток, накапливающихся в результате интенсивной пролиферации в ампулообразных конце­вых утолщениях протоков, начинают формироваться альвеолы "благодаря особенностям межклеточных взаимодействий. Влияние мезенхимы, способствующее дифференциации клеток секретор­ного эпителия, конечно, неравнозначно сказывается на всех клет­ках клеточного скопления. Известно ее преимущественное влия­ние на периферический слой клеток за счет индуцирующего ме-зенхимального фактора.

Анализ морфологической картины показал, что до второй трети беременности молочная железа заполнена главным обра­зом огромными прозрачными жировыми клетками (липоцита-ми) с оттесненными к периферии тонким слоем цитоплазмы и сплюснутыми ядрами. Эти клетки составляют объединения из отдельных долек, разделенных между собой и поддерживаемых тяжами из рыхлой соединительной ткани. В соединительнотка-ной строме отмечали кровеносные сосуды. Известно, что около 50 % жировой ткани составляют клетки стромы (а не жировые), являющиеся строительным материалом для будущей паренхимы молочной железы.

В последней трети беременности жировые клетки молочной железы, как правило, постепенно замещаются соединительнотка-ной стромой, причем этот процесс сопровождается значительным выведением триглицеридов из жировой клетки и использованием их в пластическом и энергетическом обеспечении развивающего­ся органа. Впоследствии все жировые клетки замещались, а на их месте начиналась интенсивная пролиферация недифференциро­ванных клеток галактофорных каналов с мелкими темноокрашен-ными ядрами.

Тяжи пролиферирующих недифференцированных клеток встре­чаются и среди жировых клеток на тех участках, где еще не закон­чилось их замещение железистой паренхимой. Из недифференци­рованных скоплений клеток формировались альвеолы четко выра­женной сферической формы. Учитывая миграционные возможно­сти клеток зачатков альвеол, можно предполагать «сортировку» и взаимную пространственную ориентацию клеточных элементов будущей альвеолы. Одной из причин, обусловливающих форми­рование альвеолы из скопления клеток, являлись, возможно, складывавшиеся в этот период межклеточные взаимосвязи. Клет­ки зачатка альвеолы, непосредственно контактировавшие с окру­жающей соединительной тканью мезенхимального происхожде­ния, находятся в преимущественном положении по отношению к индуцирующим влияниям, так как через соединительнотканую строму окружающих альвеол проходила капиллярная сеть, обеспе­чивавшая благоприятные условия для метаболизма этих клеток. Вполне очевидна первоочередность этих наружно расположенных клеток в процессе дифференцировочных превращений, а также изменений поверхностных мембран.

Создание комплекса мембранных органелл, новых для клеточ­ной поверхности, способствовало объединению клеток наружного слоя в сферический монослой вдоль внутренней поверхности аль­веол, который характеризовался метаболической и регуляторной кооперацией различных клеточных популяций. Клетки, не под­вергшиеся индуцирующим влияниям, отслаивались, а затем под­вергались дегенеративным изменениям и деструкции с помощью протеолитических ферментов лимфоидных клеток и автолиза, очищавших просвет альвеолы и выводного протока для выведения секрета в лактационный период. В альвеоле оставались только на­ружно расположенные клетки, что обусловливало формирование монослоя секреторного эпителия, выстилавшего полость.

В молочной железе в период, предшествующий родам, проис­ходят интенсивные иммунобиологические процессы. В первичном молочном секрете за 5...12сут до родов содержалось значительно больше иммунологических факторов (Т- и В-лимфоцитов, иммуно­глобулинов, лизоцима, естественных антител), чем в молозиве, взя­том сразу после родов. Имеются сведения о важной роли клеточных и неклеточных элементов внутридольковой соединительной ткани

 

в период дифференцировки и инволюции молочной железы у ла­бораторных животных. Важно отметить, что подавление деятель­ности регионарного лимфатического узла (источника лимфоид-ных клеток) существенно нарушает морфологические процессы и подавляет развитие структуры альвеолы.

Одним из важных процессов становления лактации является период завершения маммогенеза, когда происходит формирова­ние структуры железистой паренхимы органа. Особая роль при­надлежит иммунокомпетентным клеткам (сегментоядерные лей­коциты, лимфоциты и макрофаги) как локальным регуляторам, оказывающим влияние на течение целого ряда ключевых процес­сов. Таким образом, при формировании окончательной структу­ры альвеолярного отдела молочной железы лимфоидные клет­ки полости альвеол наряду с образованием иммунологических факторов молозива, вероятно, участвуют в формировании альве­олярного комплекса и дифференцировке секреторных клеток молочной железы. Включение в процесс дифференцировки ин­дуцирующих влияний мезенхимы и аутоиммунных процессов до­полняется специфическими изменениями в структуре секретор­ных клеток и их мембран, приуроченными к периоду становле­ния лактационной функции. Поэтому своеобразие состава моло­зива и его отличие от зрелого молока определяются интенсив­ностью аутоиммунных процессов. Оценивая клеточный состав молозива в первый день после родов, можно судить о полноцен­ности иммунобиологических процессов, предшествующих нача­лу лактационного периода. Высокое содержание в молозиве кле­ток лимфоидной природы (макрофагов, нейтрофильных лейко­цитов и лимфоцитов) и наличие признаков их активации (обра­зование агрегатов из 3 и более клеток) свидетельствует о высокой эффективности аутоиммунных процессов подготовки молочной железы к лактационному периоду. Слабость иммунной системы или отвлечение резервов иммунной системы на борьбу с другими антигенами приводит к нарушению предлактационной подготов­ки органа и последующей гипогалактии.

Молозиво выделяется в первые 5...7 сут лактации и существен­но отличается от зрелого молока (табл. 10.1)

10.1. Химический состав секретов молочной железы, %

Молозиво обладает высокой биологической ценностью и кало­рийностью и является незаменимой пищей для новорожденных. В молозиве коровы содержится в два раза больше сухих веществ, белков в 1—5 раз больше, альбуминов и глобулинов в 20—25 раз, а минеральных солей в 1,5 раза больше, чем в молоке. Повышенное содержание магния, обладающего послабляющим действием, спо­собствует активации перистальтики кишечника новорожденных и удалению первородного кала (мекония). Белки молозива по своему аминокислотному составу даже более полноценные, чем молочные. Вместе с этим с молозивом новорожденные животные получают иммуноглобулины, которые способны всасываться в кишечнике, не разрушаясь. Таким образом, за счет иммунитета, сформированного в организме матери в ходе пассивной иммунизации, детеныш при­обретает свой собственный физиологический иммунитет, предохра­няющий его в начальном периоде жизни от патогенной микро­флоры. Наряду с иммуноглобулинами молозиво содержит лизоцим, оказывающий свое антибактериальное действие.

В процессе жизнедеятельности организм животного постоянно вступает в контакт с различными антигенами окружающей среды. В отличие от взрослого организм новорожденного, почти полнос­тью изолированный от антигенов плацентарным барьером в про­цессе внутриутробного развития, обладает лишь минимальным количеством собственных антител. Даже если бы организм ново­рожденного был в состоянии так же интенсивно, как организм взрослого животного, реагировать на различные антигены, ему бы потребовалось очень много времени для выработки достаточного количества антител, необходимых для защиты. Последствия из-за отсутствия собственных антител или более слабой по сравнению со взрослым организмом иммунореактивности новорожденного компенсируются передачей ему материнских антител.

По времени передачи материнских антител млекопитающих можно разделить на три большие группы (табл. 10.2).В первую группу с послеродовой передачей материнских антител мож­но объединить всех копытных (жвачные, лошади и свиньи). Во вторую группу с предродовой передачей антител входят морская свинка, кролик, человек. В третью группу жи­вотных, обладающих пред- и преимущественно послеродовой пе­редачей, входят собака, мышь и крыса.

 

- степень передачи,

послеродовая

Человек Мышь Крыса

Показатель

Молозиво

Молоко

Вода 66,4 87,0

Азотсодержащие соединения 23,14 3,56

Казеин 5,57 2,76

Альбумины + глобулины 16,92 0,75

Жир 6,5 3,7

Лактоза 2,13 7,78

Зола 1,37 0^90