Текст книги "Как образуется молоко"

Автор книги: Григорий Азимов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 9 страниц)

В образовании молока участвует весь организм животного

Для синтеза молока необходима согласованная работа всех органов животного. Здесь, разумеется, многое зависит от его наследственных, породных качеств. Но не только от этого. Мы уже видели, что составные части молока образуются из «предшественников», то есть из тех химических веществ, которые поступают в кровь из пищеварительного канала и печени. Для поддержания продуктивности на высоком уровне животное прежде всего нуждается в большом количестве разнообразных кормов. Общий вес суточного рациона для коровы нередко превышает центнер. Это огромная масса корма должна быть переработана в пищеварительном канале и усвоена животным. Поэтому важное значение для образования молока приобретает состояние и работа пищеварительных органов. Для быстрого переваривания съеденного корма необходимо вызвать обильное сокоотделение. Поэтому следует хорошо подготовлять корма к скармливанию, включать в рацион сдабривающие вещества и такие сокогонные корма, как корнеплоды, свежая трава и др.

О том, какое значение имеет работа преджелудков коровы, мы уже писали.

Далее. Нам известно, какое огромное количество крови должно пройти через молочную железу для образования в течение суток нескольких литров молока. Действительно, как рассказывает А. Д. Владимирова, скорость тока крови в начале лактации в несколько раз больше, чем в конце, то есть чем интенсивнее секреция молока, тем сильнее ток крови. Через "работающую" молочную железу протекает в 3-8 раз больше крови, чем через нелактирующую, "отдыхающую". Для такого интенсивного кровообращения в вымени необходима напряженная работа сердца, легких, почек, нервной системы и желез внутренней секреции. Установлено, что высокопродуктивная молочная корова имеет могучее сердце, емкие легкие, интенсивный обмен веществ. Корова, дающая за лактацию 2-3 тысячи килограммов молока, делает 20 дыханий в минуту, а высокопродуктивная дышит гораздо чаще. Если корова средней продуктивности выдыхает 40-60 литров воздуха в минуту, то высокопродуктивная – 120-140 литров. У малопродуктивной коровы уровень давления крови в артериях находится в пределах 140-180 сантиметров водяного столба, а у высокопродуктивной он составляет 170200. Вообще чем выше у коровы давление крови (до известного, конечно, предела), тем выше ее удой.

Нервная система, гормоны и образование молока

Что обеспечивает всю ту слаженную работу в организме, которая направлена на образование молока в молочной железе?

Веское слово по этому поводу было высказано великим русским физиологом Иваном Петровичем Павловым.

В конце прошлого века сотрудник И. П. Павлова М. М. Миронов провел интересный опыт. Он перерезал у двух коз нервы, идущие к вымени, а затем наблюдал за удоями. Оказалось, что удои после проведенной операции снизились. Однако после окота животные продолжали давать молока не меньше, чем другие козы, вымя которых не было лишено нервов.

При обсуждении результатов этого опыта И. П. Павлов высказал мысль о том, что образование молока зависит от нервной системы животного и от "соков тела", как он выразился. В самом деле, если молочная железа козы, лишенная нервных связей с остальными органами тела, все же была в состоянии после окота вырабатывать нормальное количество молока, это означает, что в молочную железу откуда-то поступали необходимые возбудители жизненных процессов. Естественно, они могли поступать только с кровью.

Мысль И. П. Павлова о "соках тела", то есть о гормонах, получила в настоящее время полное подтверждение и дальнейшее развитие.

Молодой советский ученый Г. Б. Тверской продолжил опыты М. М. Миронова. Подобно своему предшественнику, он также удалял нервы, разветвляющиеся в вымени коз. Чтобы предупредить возможное отрастание нервов после их перерезки, ученый повторно их надрезал.

У подопытных животных он изучал количество образующегося в вымени молока и его жирность. Нелегко было доить таких животных. Для этого приходилось вводить в кровь особые гормоны, вызывающие сжатие альвеол и выделение молока из них. Об этих гормонах мы скажем подробно дальше. Ученый пришел к выводу, что удаление нервов не препятствует получению от животных таких же удоев и такого же качества молока, какое давали нормальные козы. И так продолжалось несколько лактации. Если же животных прекращали доить, то есть освобождать альвеолы молочной железы от молока, довольно скоро наступало снижение удоев и лактация прекращалась.

Подобные же опыты и с теми же результатами провел Г. А. Цахаев, ученый из Литвы.

Значение этих опытов заключается в том, что они еще раз указывают на необходимость полного опорожнения молочной железы во время доения. Это является залогом дальнейшего образования молока в вымени.

Почему молочная железа, лишенная нервов, продолжает вырабатывать молоко на протяжении нескольких лактации?

Гипофиз

В организме животного среди желез внутренней секреции большая роль принадлежит гипофизу – нижнему мозговому придатку (рис. 25). Гипофиз – маленькая железа, весит у коровы всего 3,5-4 грамма, состоит из трех долей. Эта железа выделяет в кровь несколько гормонов. Гормоны передней доли гипофиза принимают большое участие в росте животного, в его половом созревании и развитии молочной железы. Гормоны задней доли необходимы для осуществления рефлекса отдачи молока.

После отела коровы гипофиз начинает выделять в кровь специальный гормон, возбуждающий молочные железы и поддерживающий образование молока,– пролактин. У многих видов животных во время беременности пролактина в гипофизе очень мало, но после родов образование и поступление его в кровь увеличивается. Гормона больше в передней доле гипофиза у половозрелых животных, чем у неполовозрелых; у самки больше, чем у самца. В гипофизе коров молочных пород вообще находят значительно больше гормонов, необходимых для синтеза молока, чем в нижнем мозговом придатке коров мясных пород.

Рис. 25. Головной мозг коровы: 1 – большой мозг; 2 -мозжечок; 3 – обонятельная доля мозга; 4 – отрезок зрительного нерва; 5 – гипофиз, соединенный с мозюм ножкой; 6 – ножка гипофиза

При удалении гипофиза у лактирующего животного, например у кролика, крысы, образование и выделение молока прекращается. После перерезки ножки гипофиза у козы, то есть при разобщении его с головным мозгом, удои резко снижаются. Если же подопытному животному с удаленным гипофизом вводить вытяжки из передней доли гипофиза других животных, в ряде случаев удается вновь повысить на некоторое время уровень лактации.

Все это происходит потому, что гормоны передней доли гипофиза возбуждают деятельность других желез внутренней секреции – щитовидной, надпочечников, половых.

Нижний мозговой придаток принимает деятельное участие в обмене веществ. Побуждая к активной работе щитовидную железу, передняя доля гипофиза усиливает выделение из щитовидной железы ее гормонов, которые способствуют не только повышению удоя, но и жирности молока.

Для получения высокой лактации необходимо, чтобы в кровь из гипофиза непрерывно поступали все новые и новые порции гормонов, и не только пролактин, но и гормон роста и другие (разумеется, при условии правильного кормления животного). Это в известной мере достигается доением, так как рефлекторно возбуждается гипофиз. Раздражение сосков, снабженных нервными окончаниями, при доении (или массаже) передается в мозг, а оттуда, гипофизу. В ответ гипофиз выделяет в кровь свои гормоны, необходимые для образования молока. Этим объясняется, почему можно добиться довольно обильного отделения молока у половозрелых, но непокрытых телок, если длительное время раздражать у них соски.

Один из опытов нашей лаборатории показал, что систематическое раздражение сосков даже у девственных животных в полтора раза увеличивает размеры передней доли гипофиза, а остальные железы внутренней секреции под воздействием гормонов его передней доли проявляют явные признаки активности.

Начавшаяся лактация поддерживается регулярным опорожнением молочной железы. Чем лучше подоена корова, тем скорее создаются условия для образования в вымени вновь молока. Хорошо известно, что если в течение нескольких дней корову не доить или оставлять ее не выдоенной полностью, это не только снижает в дальнейшем удои, но и изменяет химический состав молока: оно начинает походить на молозиво.

Следовательно, для поддержания лактации имеет значение раздражение при каждом доении рецепторов вымени и сосков, а это не может не отражаться рефлекторно на деятельности не только желез внутренней секреции, но и других систем органов, прямо или косвенно участвующих в образовании молока.

Уже давно ленинградский исследователь И. И. Грачев отметил, что раздражение рецепторов, расположенных внутри молочной железы, отражается на кровообращении, дыхании, пищеварительной и половой системах животного.

Все, что было сказано о гипофизе и его роли, вполне объясняет результаты опытов Г. Б. Тверского и Г. А. Цахаева. Они могли длительное время получать молоко от коз, вымя которых было лишено нервных связей, потому, что, во-первых, у коз нормально действовал гипофиз, а во-вторых, ученые систематически освобождали молочную железу от молока.

Однако читатель вправе задать вопрос: если молочная железа в этих опытах была лишена нервных связей, каким же образом доение коз могло побуждать к деятельности гипофиз, заставить его выделять гормоны?

Ответ может быть такой. У нормального животного, молочная железа которого не лишена нервных связей, раздражение рецепторов при доении передается в головной мозг, а оттуда в гипофиз. Другими словами, в нормальных условиях доение вызывает рефлекторное отделение из гипофиза гормонов, участвующих в образовании молока в вымени.

Что такое рефлекторное выделение гормонов из гипофиза действительно существует, видно из следующих опытов. У коз находили так называемый наружный семенной нерв, разветвляющийся в молочной железе, перерезали его и центральный конец нерва длительно, несколько часов в сутки с небольшими перерывами, раздражали слабым электрическим током. Эти раздражения передавались в мозг и на гипофиз. Было отмечено значительное увеличение удоев у коз. Интересно, что раздражение других нервов (плечевого сплетения) не отражается на секреции молока. Эти опыты заслуживают внимания еще и потому, что раздражение нервов молочной железы не только вызывает увеличение удоя, но и улучшает у животного поедаемость и усвоение корма, повышает обмен веществ.

Как же вырабатывается молоко в молочной железе, если удалены ее нервные ветви?

Прежде всего следует учитывать условные рефлексы. Здесь уместно напомнить наблюдение академика Н. Ф. Попова над собакой. У животного для определенной цели был удален весь спинной мозг. Следовательно, был прерван обычный путь для сигналов, идущих от молочных желез к головному мозгу и гипофизу. Но после того как собака ощенилась, она, не имея возможности передвигаться из-за отсутствия спинного мозга, хотя и лежа, но выкормила щенят.

В образовании молока у собаки, несомненно, принимал участие гипофиз, но на этот раз раздражения направлялись в головной мозг, а следовательно, и в гипофиз главным образом через органы слуха, обоняния и зрения.

Г. Б. Тверской выдвигает другое объяснение для понимания того, как вырабатывает молоко железа, лишенная нервных связей. Он полагает, что работающая молочная железа, синтезируя молоко, непрерывно расходует на такой процесс гормоны и их количество в крови вследствие этого все время снижается. Организм же животного устроен так, что на уменьшение количества гормонов передняя доля гипофиза отвечает выделением новых порций гормонов. Таким образом, лактация может продолжаться и при отсутствии нервных связей молочной железы. Эта точка зрения подтвердилась в опытах других ученых.

Нет ли здесь противоречия?-подумает читатель. То рефлекторное воздействие на гипофиз, то, оказывается, гипофиз в состоянии выделять гормоны и другим путем.

Все же противоречия здесь нет. Дело в том, что некоторые важные процессы в организме – а к таким, без сомнения, относится и процесс образования молока – обеспечиваются не одним механизмом, а еще и "запасным", добавочным. Основным механизмом в описываемом случае будет рефлекторное выделение гормонов из гипофиза, а дополнительным – выделение этих гормонов тем путем, который мы описали.

Физиология доения

Регулярное и правильное доение при рациональном кормлении поддерживает лактацию животного на высоком уровне. Наоборот, длительное нарушение доильного процесса, плохое выдаивание влекут за собой разрушение секреторных клеток молочной железы и самозапуск коровы.

Доение не менее сложный процесс, чем образование молока.

Молоко в вымени образуется непрерывно, если этому не препятствует его переполнение. После заполнения альвеол и протоков молоко, как мы знаем, периодически переходит в цистерны. При доении сфинктер соска раскрывается. Сначала опорожняется цистерна, затем протоки, в заключение начинает поступать молоко из альвеол. Если вставить в соски наполненного молоком вымени трубочки-катетеры, то вначале молоко вытекает сильными струями (рис. 26). Но таким путем удается извлечь из вымени меньше половины удоя. К моменту доения в цистернах находится примерно четверть удоя.

Правда, иногда в первую же минуту в цистернах находится большое количество молока. Для получения остального молока необходимо, чтобы сжались альвеолы и выжали его в широкие протоки. Это сжатие достигается сокращением звездчатых клеток вокруг альвеол (рис. 27, 28, 29).

Таким образом, первая порция молока выходит из цистерны пассивно – после раскрытия сфинктеров или вставления катетеров в соски. Эту порцию молока корова "удержать" не может. Большая же часть молока выходит из альвеол только после их сжатия. Для получения этой второй порции необходимо корову доить руками или машиной

Рис. 26. В соски коровы вставлены трубочки-катетеры

(выведение молока из молочной железы)

Рис. 27. Альвеола (сильно увеличена и упрощена). Наружная сторона альвеолы покрыта звездчатыми клетками, способными сокращаться

Рис. 28. Альвеола в разрезе: 1 – секреторные клетки; 2 -внутри альвеолы видны гроздья жировых шариков; 3 -звездчатые клетки

Даже после самого тщательного выдаиваний в вымени всегда остается некоторое количество молока – литр и более. Оно называется остаточным. После очередной дойки к нему прибавляется вновь образующееся молоко. Это установили следующим образом. В цистерну вымени ввели подкрашенный жир и заметили, что он выделяется не в очередную дойку, а в течение ряда дней.

Кроме остаточного, в вымени иногда задерживается некоторое количество молока после неполного или неумелого доения.

Как осуществляется доильный процесс, как выводится молоко из глубоко расположенных альвеол, что побуждает к сокращению звездчатые клетки?

Рис. 29. Альвеола в разрезе, в сжатом состоянии; сжатие произошло под действием окситоцина. Жировые шарики собраны в гроздья. Гроздья жира частично выходят через узкий канал альвеолы

К моменту доения вымя несколько переполняется кровью, это видно хотя.бы по тому, что температура кожи вымени повышается. Сосудистая реакция на доильный процесс тем сильнее, чем больше объем выдаиваемого молока. Усиленно наполняются кровью кровеносные сосуды сосков, которые даже несколько увеличиваются. Не имело ли это значение в эволюции животных, так как облегчало захватывание сосков губами теленка?

Одно время полагали, что прилив крови к вымени -основная причина того, что из альвеол молоко вытесняется в цистерну, а оттуда наружу, в доильное ведро. Возможно, что прилив крови действительно в некоторой степени способствует выведению молока из молочной железы. Но вряд ли одним этим можно объяснить все явления, сопровождающие доение: напряжение вымени, быструю отдачу коровой молока, а иногда его задержку.

Опыты показали, что доение – сложный рефлекс, в котором принимают участие, кроме нервной системы, железы внутренней секреции, в первую очередь щитовидная железа и задняя доля гипофиза, звездчатые клетки, расположенные вокруг альвеол и вдоль стенок мелких протоков, а также мышцы молочной железы.

В нашей лаборатории недавно обнаружено у коз интересное явление. Животным накануне ввели меченый йод, который стал накапливаться в щитовидной железе, где его нетрудно было обнаружить при помощи счетчика. Оставив прибор на шее животного для подсчета активности щитовидной железы, мы обнаружили, что как только начинали доить козу, активность щитовидной железы изменялась, из нее немедленно выделялись в кровь гормоны. По окончании доения активность щитовидной железы возвращалась к прежнему уровню.

Щитовидная железа– орган, принимающий участие в обмене веществ. Отсюда понятно, что доильный процесс, который, как видно, вызывает усиление деятельности щитовидной железы, тем самым отражается на обмене веществ в организме.

Мы уже рассказывали, что щитовидная железа оказывает большое влияние на секрецию молока и его жирность. Теперь же стало известно, что раздражение рецепторов молочной железы при доении отражается на активности щитовидной железы. Выходит, что орган, который воздействует на работу молочной железы, сам реагирует на те процессы, которые происходят в ней.

Механические раздражения рецепторов молочной железы при доении сказываются не только на щитовидной железе, но и на других железах внутренней секреции. В нашей лаборатории А. Ф. Орлов отметил в опытах на белых крысах, что при сосании детенышами или даже искусственном механическом раздражении сосочков у крыс значительно увеличиваются размеры гипофиза, передняя доля которого выделяет гормоны, влияющие на все остальные железы внутренней секреции.

В длительных исследованиях И. И. Грачев подробно изучил рефлекторную связь молочной железы с пищеварительными органами, сердцем, кровеносными сосудами, дыхательным аппаратом. Здесь также интересно напомнить так называемый жвачный рефлекс у коз, коров и овец: каждый раз, когда механически раздражали рецепторы молочной железы, животное немедленно начинало отрыгивать и пережевывать жвачку. Опыт можно повторять много раз подряд, в особенности у коз.

Удается отметить тесную рефлекторную связь молочной железы с половыми органами животного и, как показал болгарский ученый Т. А. Томов, обратную зависимость -раздражение рецепторов половой системы влияет на молоко-выделительный рефлекс.

Чтобы подоить животное, необходимо, как уже сказано, сжатие альвеол. Это достигается сокращением звездчатых клеток, а стимулом к этому служит раздражение рецепторов молочной железы. После раздражения рецепторов давление в вымени повышается и молоко начинает вытекать сильной струей. Если каким-нибудь способом сделать эти рецепторы нечувствительными, исключить их из работы, нормальное доение становится невозможным.

Соски необходимо сжимать, а не только прикасаться к ним, так как нужные рецепторы заложены в них довольно глубоко. Наиболее чувствительно основание соска; именно здесь заложены более важные рецепторы. На прикосновение к коже вымени животное отвечает лишь небольшой отдачей молока. Научными опытами и практикой передовых работников животноводства доказано, что наиболее интенсивно выдаивание молока происходит, если соски при доении сжимать со скоростью примерно 100 раз в минуту.

Профессор М. Г. Закс сделал важное открытие. Он установил, что раздражение чувствительных нервных окончаний на сосках при доении или массаже вымени не сразу поднимает давление в молочной железе. До того как сократятся звездчатые клетки и молоко будет изгнано из альвеол, происходит кратковременное расслабление мышц в цистернах. В результате давление в вымени снижается. Но вслед за этим мышцы вновь напрягаются, давление повышается, и молоко после раскрытия сфинктеров в сосках выходит наружу. Повышение и понижение давления в молочной железе повторяется время от времени и в дальнейшем по мере выдаивания молока.

Это замечательное явление в молочной железе не случайно, оно способствует размещению во время доения в цистернах и протоках молока, выходящего из альвеол.

Однако мы еще не ответили на вопрос: почему при доении сжимаются звездчатые клетки?

Окситоцин-гормон молокоотдачи

В опытах на кроликах было отмечено, что после перерезания ножки гипофиза, через которую проходят нервные пути, связывающие его заднюю долю с головным мозгом, не удается достигнуть сжатия альвеол при попытках извлечь молоко из молочных желез. Следовательно, для того чтобы получить молоко из молочной железы, необходимо участие задней доли гипофиза, ее гормонов.

Этот вывод был подтвержден в ряде опытов.

У козы перерезали нервы на левой половине вымени. Правая оставалась нормальной. В результате выдоить молоко из левой половины обычным способом не удавалось, можно было вывести его через трубочку-катетер, вставленную в отверстие соска, и то только из цистерн, или очень долго и энергично массировать вымя. Звездчатые клетки реагируют и на механические раздражения;. Когда же приступили к доению правого соска, удалось получить все альвеолярное молоко не только из правой, но и из левой половины вымени.

Объяснение этого опыта несложное. После перерезки нервов левая половина вымени лишилась способности при доении, то есть при раздражении рецепторов на сосках, передавать сигналы в мозг. При раздражении рецепторов правого соска возбуждение передавалось через спинной мозг в головной, точнее, в подбугорье промежуточного мозга, а отсюда на заднюю долю гипофиза. В ответ на это задняя доля гипофиза выделяет гормон – окситоцин, способный сжимать звездчатые клетки вокруг альвеол. Гормон собственно

образуется в подбугорье, но переходит по ножке в заднюю долю гипофиза и накапливается в ней. При доении окситоцин выделяется в кровь, с током крови попадает в молочную железу не только в правую, но и левую ее половину.

Стало быть, сжатия альвеол и выведения молока можно добиться тогда, когда в крови и молочной железе окажется окситоцин, гормон отдачи молока (рис. 30).

Рис. 30. Рефлекс отдачи молока: 1 – стимуляция молочной железы (указывают стрелки); 2 – импульсы направляются к мозгу; 3 – головной мозг; 4 – гипофиз; 5 – гормоны перешли в кровь; 6 – сердце; 7 – гормоны направляются к вымени; 8 -гормоны выи зывают сжатие альвеол

Приведем теперь другой опыт. У собаки, кормившей щенят, была удалена задняя доля гипофиза. Передняя осталась на месте, поэтому образование молока продолжалось по-прежнему. Однако щенки могли отсасывать молоко только в том случае, если собаке каждый раз предварительно вводили окситоцин.Если корове по окончании доения ввести окситоцин, нетрудно вновь вызвать сжатие альвеол, отчего молоко через вставленные в соски катетеры сильной струей вытекает в подставленное доильное ведро. Другими словами, при помощи этого гормона удается повторно вызвать сокращение звездчатых клеток, сжатие альвеол и отдачу почти всего остаточного молока.

Не приходится сомневаться в том, что при доении из задней доли гипофиза действительно выделяется гормон окситоцин. Доказательством может служить такой опыт. Если у коровы во время доения взять небольшое количество крови и ввести плазму ее другому животному, то у него немедленно начинается отделение молока из альвеол.

За последние годы разработаны приемы определения окситоцина в крови животного. В одном из опытов на овцах было показано, что во время сосания ягненком в крови матери появляется большое количество окситоцина.

Итак, чтобы получить альвеолярное молоко (молоко из цистерн, как мы уже знаем, вытекает пассивно, если сфинктеры открыты), необходимо появление рефлекса отдачи молока. Именно благодаря ему становится возможным подоить корову или теленку отсосать молоко. Сущность этого рефлекса, следовательно, состоит в том, что раздражение рецепторов сосков и вымени вызывает рефлекторное расслабление сосковых сфинктеров. Сначала выходит, и довольно быстро, несколько небольших струй молока, иногда только несколько капель. Затем, после поступления гормона окситоцина, начинается более длительное, в течение нескольких минут, сжатие альвеол, что позволяет извлечь из вымени весь удой (кроме, разумеется, так называемого остаточного молока).

При поступлении в кровь окситоцин начинает оказывать свое действие не сразу, а только через 20-30 секунд. С такой примерно скоростью кровь обегает весь организм. Через этот именно срок гормон окситоцин доходит до молочной железы (рис. 30).

Известно, что чем быстрее доят, тем лучше и полнее опорожняется вымя коровы. Это зависит от того же гормона задней доли гипофиза, так как гормон действует только в течение нескольких минут, после чего разрушается, сжатие альвеол в молочной железе прекращается, и подоить корову после этого становится трудно.

Чем больше выделяется окситоцина, тем дольше он действует. Однако, если корова хорошо подготовлена к доению (об этом будет сказано дальше), ее удается выдоить до того, как разрушится выделившийся из гипофиза гормон.

У некоторых коров "припуск молока" под влиянием окситоцина во время дойки повторяется. Спустя приблизительно минуту струя молока ослабевает, а затем вновь нарастает. Это сопровождается повторным выделением гормона из задней доли гипофиза. Хорошая подготовка коровы и ее вымени к доению снимает подобное нежелательное явление.