Текст книги "Как образуется молоко"

Автор книги: Григорий Азимов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 9 страниц)

Массаж вымени у нетелей

Передовые доярки массируют вымя и у нетелей. Дважды Герой Социалистического Труда бывшая доярка колхоза «Фундамент социализма» Шиловского района Рязанской области П. Н. Коврова в своих советах дояркам указывала на большое значение массажа вымени у нетелей. Систематический массаж не только увеличивает размеры вымени, но и способствует правильному формированию молочной железы и сосков.

В совхозе "Лесные поляны" Московской области массаж вымени у нетелей начинают за 3-4 месяца и прекращают за несколько дней до отела.

Е. Ярова, доярка колхоза "Маяк" Кагарлыкского района Киевской области, приучает нетелей к массажу тем, что слегка поглаживает вымя, когда чистит животных.

Если первотелку намерены доить машиной, а не руками, доярки, кроме массажа вымени, время от времени прикасаются к соскам доильными стаканами, чтобы подготовить животное к этому способу доения. Массаж приучает их спокойно стоять при дойке и отдавать молоко. У нетелей образуются новые условные рефлексы, которые способствуют повышению их продуктивности.

Массаж оказывает большое влияние на обмен веществ в организме, улучшает кровообращение в вымени, усиливает его рост и развитие, увеличивает количество железистой ткани (альвеол). Опыты А. Е. Мокеева (из "Аскания-Нова") показали, что массаж молочной железы и у сухостойной стельной коровы способствует увеличению объема вымени и даже восстановлению деятельности ранее переболевшей доли.

Длительное раздражение молочных желез при доении и массаже, отбор коров с хорошим выменем привели к росту и развитию этого органа, постепенному увеличению его размеров. Этосразу же можно заметить, если сравнить вымя высокопродуктивной коровы с выменем какого-нибудь другого млекопитающего животного, например северного оленя.

Образование молока

В молоке имеются такие составные части, которых нет в крови, хотя именно кровь доставляет молочной железе все необходимое для образования молока. В сравнении с плазмой крови (жидкой частью) молоко коровы содержит в 90-95 раз больше сахара, в 20 раз – жира, в 14 раз – кальция, в 9 раз больше калия и т. д. Зато белков в молоке в 2 раза меньше, чем в плазме крови, а натрия – в 7 раз. Это видно из таблицы 3.

Составные части	1Плазма крови	Молоко
Вода	91	87
Глюкоза (сахар крови)	0,05	Нет
Лактоза (сахар молока)	Нет	4,7
Казеин	Нет	28
Альбумин	3,2	0,4
Глобулин	4,4	0,05
Аминокислоты	0,003	0,002
Жир	0,2	3,8
Кальций	0,009	0,12
Фосфор	0,011	0,10
Натрий	0,34	0,05
Калий	0,03	0,15
Хлор	0,35	0,11
Лимонная кислота	Следы	0,20

Таблица 3. Состав плазмы крови и молока коровы (в среднем, в процентах)

Стало быть, молочная железа для образования молока обладает избирательной способностью, то есть поглощает различные вещества в неодинаковых количествах.

Прежде всего опишем, как это было открыто, каким путем шли ученые.

Приемы научного исследования

Большое значение имеют опыты на лабораторных животных. Разводимая в лабораториях белая мышка относится тоже к млекопитающим, она выкармливает своих детенышей молоком, вырабатываемым в нескольких молочных железах, расположенных по правую и левую сторону от так называемой белой линии живота. Можно предположить, что синтез молока в альвеолах молочных желез мыши в основном протекает так же, как и в железах крупных млекопитающих животных. Если бы удалось подробнее изучить то, что происходит в молочных железах мышки, можно было бы несколько приблизиться к пониманию того, какие процессы происходят и в молочной железе, скажем, коровы.

Как же можно изучить молочные железы мыши?

Столик обыкновенного микроскопа заменяют на специальный, к которому можно привязать лактирующую мышь. Одну из молочных желез препарируют (освобождают от кожи) и тонкий прозрачный край ее накладывают на рядом лежащее предметное стекло. Таким путем удается в микроскоп рассмотреть отдельные альвеолы, нервы и мелкие кровеносные сосуды, а также некоторые процессы, протекающие в молочной железе.

Много ценных фактов получено другим приемом, используемым учеными. Известно, что некоторые органы могут более или менее длительное время жить, будучи отделенными (изолированными) от тела. Уже давно удалось заставить сокращаться изолированное сердце теплокровного животного. В течение многих часов сжимаются и расширяются кровеносные сосуды в ухе кролика, изолированном от тела, подолгу сокращается и выпрямляется кусочек кишки животного, находясь в питательной жидкости, и т. д. Для этого только необходимо, чтобы изолированный орган был помещен в соответствующие условия питания, снабжен кислородом, необходимым для жизни отдельных клеток. Иногда важно бывает обеспечить определенную температуру питательной жидкости.

Правда, гораздо труднее обеспечить при этом постоянное удаление продуктов обмена, то есть тех химических веществ, которые выделяет работающий изолированный орган. Вот почему поддерживать его жизнь можно только относительно короткое время.

Более суток может образовывать молоко и изолированная молочная железа овцы, козы, коровы. Более того, если поместить в определенные условия питания отдельные свежевырезанные кусочки молочной железы, то и в этом случае удается заставить их проявлять определенные признаки жизни (поглощать кислород, выделять углекислый газ и др.).

Эти и подобные им опыты дали науке очень ценные результаты. Они, например, показали, из каких химических веществ образуется казеин молока, молочный жир и пр.

Однако при помощи таких приемов исследования можно узнать только о некоторых сторонах жизнедеятельности молочной железы. Нельзя ведь думать, что изолированное, от тела вымя ведет себя точно так же, как в организме, находясь под постоянным воздействием центральной нервной системы. Поэтому возникли поиски таких приемов исследования, которые позволили бы изучать работу молочной железы в целом организме животного. Такие приемы существуют, и ими широко пользуются ученые.

Расскажем об одном из них. Опытами доказано, что для образования литра молока необходимо, как мы уже упоминали, чтобы через вымя прошло не менее 400 литров крови. Это значит, что через вымя коровы средней продуктивности, дающей, например, 15 литров молока в сутки, за это время проходит не менее 6 тонн крови. В молочной железе высокопродуктивной коровы еще более интенсивное кровообращение.

Количество крови, проходящее через вымя, можно измерить прямым и косвенным путем. В первом случае – при помощи меченых атомов (об этом будет рассказано дальше). Во втором случае поступают так: вычисляют, сколько крови должно пройти через молочную железу, чтобы из нее было извлечено то количество, например, кальция, которое оказалось в выдоенном молоке. Если у лактирующей коровы исследовать одновременно кровь из артерии и из вены, то есть кровь, притекающую к вымени и оттекающую от него, удается обнаружить, сколько кальция перешло в молоко. Если известен надой молока, нетрудно узнать, сколько содержится в нем кальция, а следовательно, и то количество крови, которое прошло через вымя для образования такого удоя. Правда, эти расчеты приблизительные (прежде всего потому, что часто не принимают во внимание количество лимфы, оттекающей от вымени), но они все же дают представление о размерах кровообращения в молочной железе.

Покажем это на примере.

Допустим, что при исследовании 20 миллилитров одновременно полученной артериальной и венозной крови окажется, что в первой кальция на 0,1 миллиграмма больше, чем в венозной. Стало быть, в литре артериальной крови (в 1000 миллилитрах) кальция будет на 5 миллиграммов (O,1X50) больше, чем в венозной. Пусть затем в литре молока кальция будет 2 грамма, то есть 2000 миллиграммов. Из этого следует, что на образование литра молока пошло 400 литров крови (2000:5).

Меченые атомы

Обратимся к другому приему изучения работы молочной железы в целом организме. Речь идет об использовании радиоактивных изотопов, или меченых атомов.

Если примешать к корму небольшое количество вещества, содержащего, например, радиоактивный фосфор (фосфор -обязательная составная часть многих кормов), то смесь после изменения в органах пищеварения всосется в кровь и лимфу и через некоторое время окажется в органах и тканях животного в виде сложных химических соединений. То же самое произойдет, если добавить вещество с обычным, нерадиоактивным фосфором. Но в первом случае при помощи специальных приборов (счетчиков) можно точно определить, когда и куда именно попал фосфор, с какими другими элементами он объединился, на сколько времени задержался в организме, каким путем из него удаляется и т. д.

При помощи прибора можно установить, сколько меченого фосфора находится в крови. Если подоить корову, то радиоактивный фосфор обнаруживается и в молоке. Стало быть, организм образовал молоко из питательных веществ корма, в том числе и из меченого фосфора.

Введение с кормом или непосредственно в кровь небольших количеств меченых атомов для изучения обмена веществ безвредно для животного.

Меченые атомы дали возможность в настоящее время узнать много нового об образовании молока и его составных частей.

Где образуется молоко

Молоко образуется в протоплазме клеток, выстилающих изнутри альвеолы (рис. 22). Здесь, в таинственной пока еще для нас «лаборатории», под влиянием ферментов протекают, те сложные химические процессы, которые дают в конечном счете то, что мы называем молоком.

Рис. 22. Альвеолы молочной железы (поперечный разрез). Слева – секреторные клетки заполнены молоком, справа -клетки выделили свой секрет в полость альвеолы; их вид изменился. Черные точки – специально покрашенные капельки жира

Если рассматривать эти клетки в разные моменты их деятельности, можно заметить, что они то удлиняются, заполняясь круглыми капельками жира и невидимыми в обычный микроскоп белковыми частицами, то становятся более короткими и плоскими. Последнее означает, что в полость альвеолы из клеток выделяется секрет – молоко.

Среди секреторных клеток в альвеолах молочной железы, по-видимому, нет специальных клеток, в отдельности образующих казеин, жир, молочный сахар и другие составные части молока. Однако не исключено, что различные группы альвеол или даже различные дольки вымени образуют молоко неодинаковой жирности. Каждая секреторная клетка производит молоко со всеми его составными частями. В образовании молока участвует как ядро, так и остальные включения клеток. Интересно, что в период наивысшей лактации ядра клеток увеличиваются.

Не следует думать, что все составные части молока образуются непосредственно в секреторных клетках. Витамины, минеральные соли и даже некоторые белковые соединения попадают в эти клетки из крови в готовом виде. Но ив этом случае секреторные клетки проводят сложную избирательную работу по отношению к плазме крови. Одним веществам они преграждают путь в молочную железу, другие забирают из крови в таких количествах, что в молоке их оказывается больше; чем в крови (табл. 3).

Когда после отела коровы наступает период усиленного образования молока, секреторные клетки производят, если так можно выразиться, молоко более жидкого состава. В молоке первых 2-3 месяцев лактации меньше жира, чем в последующие месяцы. Но через некоторое время его состав меняется. Полагают, что это связано с поведением секреторных клеток. Если вскоре После отела они только вытягивались в длину или укорачивались, то при усиленном выделении молока от клеток в полость альвеол отрываются частички клетки, иногда даже с ядром (рис. 23). Это можно обнаружить, рассматривая молоко под микроскопом. Отделение верхушек секреторных клеток при образовании молока можно, разумеется, обнаружить и раньше, в начале лактации, но спустя 2-3 месяца после отела подобное явление наблюдают чаще.

К концу лактации секреторные клетки, образующие молоко, в значительном количестве начинают уже разрушаться, заменяясь новыми. Не зависит ли от этого, хотя бы в некоторой степени высокий процент жира молока, который наблюдают в конце лактации? Ведь при разрушении клеток капелькам жира легче проникнуть в полость альвеолы, чем, например, в начале лактации, когда оболочка клеток целая. Некоторые ученые полагают, что именно так и происходит. Доказательство они видят в том, что к концу лактации размеры жировых шариков в молоке увеличиваются. Выход в полость альвеол крупных капелек жира, разумеется, облегчается при разрушении секреторных клеток.

Разрушение клеток – не единственная причина увеличения жирности молока в конце лактации. Нельзя забывать и того, что глубокая стельность, сопровождаемая выделением в кровь животного большого количества гормонов и других химических веществ, не может не влиять на процессы образования молочного жира.

Рис. 23. Альвеолы молочной железы (упрощенное изображение). Слева – секреторные клетки частично заполнены молоком, справа – клетки после выделения молока в полость альвеолы (изображение молока условное)

Переход составных частей молока в кровь

В образовании молока есть одна особенность, и раскрыта она при помощи меченых атомов. Чтобы понять эту особенность, опишем для сравнения сначала работу не молочной железы, а другого органа.

Известно, что почки подготавливают мочу в два приема. Сначала образуется так называемая первичная моча. Она сильно разведена водой и содержит ряд веществ (например, сахар крови), которых нет в моче, выделяемой животными. Первичная моча затем продвигается по канальцам почек. И тут происходит следующее: из канальцев обратно всасывается в кровь весь сахар, более 98 процентов воды, и моча вследствие этого значительно сгущается. То, что остается в канальцах, переходит затем в почечную лоханку, а оттуда через мочеточники в мочевой пузырь, из которого через некоторое время и выводится наружу.

Обратимся еще ко второму примеру. Опыты на животных показали, что из желудочных и кишечных желез в полость пищеварительного канала в течение суток переходит вместе с пищеварительными соками много белковых веществ. В желудке и кишечнике эти белки перевариваются при помощи ферментов и затем в значительных количествах обратно переходят из пищеварительного тракта в кровь.

Общее в приведенных нами примерах состоит в том, что сначала вещества поступают из крови в орган, а затем происходит процесс обратного всасывания веществ в кровь.

Подобное же явление наблюдается и в молочной железе.

Вот как это было обнаружено. Сначала на козах, а впоследствии и на коровах был поставлен такой опыт. Вместо того чтобы давать животному меченый фосфор с кормом (о чем было рассказано выше), мы ввели его через отверстие соска в вымя. Оказалось, что меченый фосфор вскоре начал переходить из вымени в кровь, и это.продолжалось в течение нескольких часов. То же самое происходило, когда вместо меченого фосфора вводили кальций, серу и др. Так как эти элементы всегда находятся в растворе, то, стало быть, из вымени в кровь они попадают вместе с водой, в которой растворены. Фосфор, кальций, сера – составные части молока. Следовательно, из вымени составные части молока переходят в кровь, подобно тому, как происходит обратный переход веществ в кровь – в почках и пищеварительном канале.

Большое значение имеет следующее наблюдение: обратное всасывание составных частей молока из вымени в кровь усиливалось каждый раз, как только начинали доить или массировать вымя (разумеется, не ту ее часть, в которую вводили меченые вещества). Об этом свидетельствовало увеличение содержания меченых веществ в крови, которое отмечалось при каждом доении, то есть раздражении нервных окончаний, рецепторов вымени. Интересно, когда при помощи некоторых химических веществ тормозили деятельность головного мозга животного, мы наблюдали замедление, а когда возбуждали деятельность коры головного мозга, наоборот, усиление перехода веществ молока из вымени в кровь.

Недавно профессор М. Г. Закс в опыте на козах, которых доили каждые 15 минут, обнаружил, что между кровью и емкостной системой молочной железы происходит обмен составными веществами молока. При введении в емкостную систему вымени раствора поваренной соли увеличивается переход в кровь натрия, но одновременно повышается концентрация молочного сахара в молоке. При введении же в вымя хлористого калия всасывание натрия в кровь снижается и одновременно уменьшается количество молочного сахара. Благодаря этим опытам становится понятно, почему кровь и молоко имеют одинаковое осмотическое давление.

Итак, образование молока, которое происходит непрерывно в секреторных клетках альвеол, сопровождается обратным поступлением его составных частей в кровь. Если почему-либо обратный процесс нарушается, то нарушается и секреция молока. Оба процесса идут непрерывно, но интенсивность и соотношение их в разные периоды лактации различны и зависят от состояния молочной железы и организма животного в целом.

Всасывание веществ из вымени в кровь облегчается тем, что в молочной железе происходят интенсивные ферментативные процессы, которые расщепляют молоко на его составные части (в особенности остаточное молоко).

Какое значение имеет описанное явление?

Не исключена возможность, что обратный переход веществ молока из вымени в кровь в какой-то мере необходим для нормальной деятельности молочной железы. Напомним, что ферменты пищеварительного канала сначала расщепляют поступившие сюда из крови белки, а потом уже эти расщепленные вещества снова возвращаются в кровь. Несомненно, это в какой-то мере стимулирует жизненные процессы в организме животного. Возможно, тем самым создаются условия для образования новых порций пищеварительных соков.

Точно так же и молочная железа нуждается в каком-то постоянном стимуле, чтобы образовывались все новые и новые количества молока. И этот стимул молочная железа получает в результате обратного перехода составных частей молока.

Когда в вымени образуется молоко

Образуется ли молоко непрерывно и равномерно в промежутке между доениями или этот процесс протекает неравномерно? Весь ли удой образуется в вымени в промежутки между доениями или значительная часть молока секретируется в немногие минуты доения?

Решение этих вопросов имеет не только научное, но и большое практическое значение.

В самом деле. Если значительная часть молока образуется во время доения, то чем чаще доить корову, тем выше должна быть ее молочная продуктивность. Однако известно, что это не так: при увеличении числа доений удой повышается только до известного предела, после которого корова иногда вовсе "не отдает" молоко.

Если же предположить, что молоко образуется главным образом в промежутке между доениями, то все мероприятия по уходу и содержанию животных должны быть направлены на то, чтобы предоставить коровам покой на возможно более длительное время.

Предположение о том, что значительная часть молока образуется во время доения, основывалось на неправильных представлениях о емкости вымени.

Емкостная система вымени

О достоинствах вымени не всегда можно судить по его размерам и состоянию, определяемым на ощупь. При одном и том же внешнем объеме вымя тем больше способно вырабатывать молока, чем больше в нем альвеол, железистой ткани и меньше жировой. Но как определить степень развития железистой ткани вымени? Прежде всего необходимо знать емкость вымени, вернее, его емкостную систему.

Около 90 процентов емкости вымени приходится на просвет альвеол и узких протоков, остальное – на широкие молочные протоки и цистерны. Следовательно, определив емкость вымени, можно оценить и его железистую (альвеолярную) часть.

Показателем емкости вымени, его вместимости может служить наивысший разовый удой, полученный при наполненном вымени. А наполненным оно станет, если несколько отодвинуть очередную дойку. Существенных нарушений образования молока это не вызывает. Наполнение, вернее, перенаполнение вымени молоком, сопровождается появлением в моче молочного сахара, так как усиливается проницаемость клеток и молочный сахар начинает переходить из альвеол в кровь, а оттуда в мочу.

В хозяйствах, где аккуратно ведут учет продуктивности, о емкости вымени можно довольно точно судить по наивысшему разовому удою, полученному в разгар лактации при двух-трехкратной дойке и, конечно, при нормальных условиях кормления и содержания животных. Например, если корова на первом-втором месяце лактации дала в день своего высшего суточного удоя 10; 8,5 и 9 литров молока, ясно, что емкость вымени у коровы составит по меньшей мере 10 литров.

В первые 2 месяца после отела емкость вымени заметно увеличивается – в это время растет его железистая ткань. В последующие 3-4 месяца емкость мало меняется. При запуске коровы количество альвеол в молочной железе резко уменьшается: они разрушаются и заменяются жировой и соединительной тканью. Это можно определить и на ощупь – вымя новотельной коровы упруго, а к концу лактации становится вялым. Емкость вымени в это время резко снижается.

У первотелок и молодых коров в период роста организма емкость вымени постепенно увеличивается, наоборот, к старости у большинства коров она уменьшается, так как железистая ткань, альвеолы постепенно заменяются соединительной тканью. Как видим, емкость -вымени непостоянна.

Из сказанного ясно, что у коров молочных пород с хорошо развитыми альвеолами емкость вымени будет больше, чем у коров мясных пород. У коров одной и той же породы вместимость вымени зависит от их индивидуальных особенностей, от особенностей строения и развития вымени.

На увеличение и сохранение емкостной системы вымени большое влияние оказывает правильное кормление и содержание коровы, правильно проводимая дойка с массажем вымени. Поэтому емкость вымени после отела может служить показателем правильности подготовки коровы к отелу. От того, как корова подготовлена к отелу, будет зависеть и развитие альвеол вымени в сухостойный период. Чем лучше подготовлена корова к отелу, тем большим будет рост альвеол в молочной железе, тем большей окажется после отела вместимость вымени у этой коровы.

Рис. 24. Слепок внутренних полостей (емкостной системы) одной из четвертей вымени

Наглядное представление о емкости вымени можно получить, изготовив его слепок. Как видно на рисунке 24, емкость вымени весьма значительна. Недаром в него без особого труда можно вновь ввести через соски даже наибольший разовый надой молока.

Известно, что вскоре после начала доения (иногда перед доением) вымя коровы становится напряженным, упругим.

Это и побудило некоторых ученых утверждать, что во время доения образуется много молока. Однако твердость и упругость вымени в начале доения объясняется не образованием в это время молока, а началом его отдачи коровой, выведения молока из вымени. Об этом мы дальше расскажем подробно.

Существует немало доказательств того, что большой объем выдаиваемого молока уже был накоплен в вымени до дойки.

Чтобы убедиться в том, что все молоко образуется в промежутке между дойками, один ученый вел в течение нескольких дней тщательный учет удоев от нескольких коров, а затем перед очередной дойкой забил их. Ему удалось показать, что в мертвом вымени было столько же молока, сколько имелось его накануне в вымени живой коровы. Естественно, что молоко образовалось в молочной железе до забоя животного.

Описанный нами опыт с мечеными атомами тоже подтверждает вывод в отношении времени образования молока.

Ведь если даже во время доения и образуется некоторое количество молока, то и составные части его более интенсивно переходят в кровь.

Итак, во время доения существенных количеств молока не образуется. Если корова за одну дойку дает 12-15 килограммов молока, то почти все оно накапливается заранее, до дойки, в молочных цистернах, крупных и мелких протоках, в альвеолах.

Емкость вымени достаточно большая и, как сказано, в состоянии вместить в промежутке между доениями значительное количество молока.