Laktogeneza i laktopoeza

Hormonalna regulacja laktogenezy i laktopoezy

Wpływ gruczołów wydzielania wew. gruczoł mlekowy można rozpatrywać w kilku aspektach. Hormony pełnią znaczącą rolę w takich procesach jak:

• Wzrost i rozwój gruczołu mlekowego (mamogeneza)

• Rozpoczęcie laktacji (laktogeneza)

• Utrzymanie laktacji (laktopoeza)

• Wydzielanie i wydalanie mleka

Mamogeneza

W okresie embrionalnym rozwój gr. mlekowego jest regulowany hormonami płciowymi (androgenami, estrogenami). Androgeny z zarodkach samców poprzez jądra hamują rozwój gr. mlekowego. W okresie od urodzenia do uzyskania dojrzałości płciowej rozwój jest powolny, dynamiczny w cyklu rujowym, największy w czasie I-szej ciąży i laktacji

Stopień rozwoju gr. mlekowego zależy od gatunku zwierząt i dł. cyklu płciowego.

• Zwierzęta laboratoryjne (myszy, szczury) rozwój przewodów mlekonośnych (krótki cykl i ciąża)

• Człowiek - uformowanie ukł. zrazikowo-pęcherzykowego

• Przeżuwacze - wzrost także tk. łącznej i tłuszczowej

Rola hormonów podczas mamogenezy:

1. Hormony przysadki mózgowej:

• (FSH, LH, PRL) - wpływając na wydzielanie hormonów jajników w czasie cyklu i ciąży wpływają i pośrednio na rozwój gr. mlekowego

• GH, HCTH, TSH (u krów) - brak efektu GH, TSH u gryzoni)

• PRL u dużych zwierząt wpływa bezpośrednio na rozwój i sekrecje pęcherzyków mlekotwórczych

2. Hormony Jajnika:

• Estrogeny - są odpowiedzialne za rozwój przewodów mlekonośnych

• Progesteron - za rozwój pęcherzyków mlekotwórczych

3. Hormony Łożyska (podczas ciąży)

• Układ nerwowy ma wpływ gł. na rozwijający się gr. mlekowy po uzyskaniu pełnego rozwoju gr. Oddziaływanie ukł. nerwowego jest tylko poprzez hormony

Rola hormonów podczas laktogenezy

Laktogeneza - zespół procesów, które prowadzą do biosyntezy ukł. mleka. Największą rolę odgrywają w tym etapie:

1. Prolaktyna - indukuje syntezę mRNA dla białek mleka (kazeiny, -laktoalbuminy) i przyspiesza proces translacji. Hormon ten wpływa też na wzrost aktywności lipazy lipoproteinowej stymulując (razem z insuliną syntezę kw. tłuszczowych). Wzrasta w czasie porodu i dojrzewania.

2. Receptory dla PRL - są zarówno w kom gr. mlekowego jak i w bł. cytoplazmatycznych kropli tłuszczu mleka.

3. Insulina - pobudza syntezę DNA i razem z prolaktyną wpływa na tworzenie receptora glikokortykoidów (mysz, szczur) w gruczole mlekowym myszy i szczura.

4. Glikokortykoidy - regulują poziom receptora dla prolaktyny, są potrzebne przy aktywacji cyklazy adenylowej przez prolaktynę i insulinę. Hormony te kontrolują połączenie rybosomów z bł. siateczki endoplazmatycznej. Według ostatnich badań synteza laktozy jest powiązana z syntezą białek mleka.

5. Wysoki poziom progesteronu (w ciąży) hamuje syntezę białka mleka -laktoalbuminy i obniża poziom syntezy laktozowej, co prowadzi do hamowania syntezy laktozy. In vitro (badania na myszach, szczurach) wskazuje, że progesteron hamuje syntezę kazeinowego mRNA i obniża poziom receptorowych dla prolaktyny.

6. Pod koniec ciąży wysoki poziom estrogenów - blokuje uwalnianie prolaktyny (hamuje laktogenezę). Po porodzie poziom estrogenów gwałtownie obniża się uwalniana prolaktyna, daje początek laktacji.

Hormony podczas laktopoezy

Laktopoeza - proces utrzymania wydzielania mleka zapoczątkowany podczas laktogenezy

Wpływ bezpośredni wywierają:

• Prolaktyna

• Glikokortykoidy

• Insulina

Insulina - wpływa na:

• Utrzymanie czynności życiowych kom. sekrecyjnych gr.,

• Transport i metabolizm glukozy

• Biosyntezę mleka

Wpływ pośredni wywołują:

• TRH

• TSH

• ACTH

• Parathormon

• Kalcytonina

TRH (z podwzgórza) - wpływa na uwalnianie z przysadki mózgowej PRL i TSH

TSH oddziaływuje na tarczyce i uwalnianie do krwi hor. tyroksyny i trójjodotyroniny, które regulują podstawową przemianę materii, apetyt, przepływ krwi do gr. mlekowego i syntezę skł. mleka

Syntetyczna tyroksyna zwiększa laktację podobnie pobudzanie tarczycy (przez podawanie pasz jodowanych) - prowadzi to jednak do dużego przyspieszenia metabolizmu i wycięczenia organizmu.

Hormon wzrostu GH - u naczelnych i przeżuwaczy wywołuje działanie taktotropowe. Jako hormon anaboliczny odgrywa ważną rolę w produkcji mleka (synteza białka). GH pobudza biosyntezę (w wątrobie) uwalnianie somatomedyny

Somatomedyna - zwiększa wbudowanie aminokwasów do RNA i wykazuje szereg biologicznych skutków działania

Mleko zatokowe - w przewodach mlekonośnych i zatokach mleko pęcherzykowe

Mleko zatokowe tworzy porcje mechaniczną krowy 60%

porcja mechaniczna po pokonaniu mięśnia zwieracza sutka

pula pęcherzykowa ok. 60%, porcja odruchowa może być oddana w sposób czynny - odruch neurohormonalny

Na skutek podrażnienia receptora strzyku dochodzi do przesłania impulsu nerwowego wędrującego do rdzenia kręgowego wł. nerw do rdzenia przedłużonego i podwzgórza

W podwzgórzu jest drogą szlaku podwzgórzowo-pszysadkwym→oksytocyna, wazopresyna→przysadka nerwowa→drogą humoralną okstocyna przez krew→komórki nabłonkowemięśniowe→receptory skurczu komórek mięśniowych→podwyższenie ciśnienia kom. kurczące uciskają pęcherz mlekowy (do 20 sek.)→wydalanie mleka

Mechanizm wytwarzania mleka, i mleka siary

Miejscem wytwarzania mleka są pęcherzyki mleczne oraz początkowe odcinki kanalików wyprowadzających, które nazywamy parenchymą gruczołu mlekowego.

Stopień rozwoju parenchymy decyduje o jej produkcji wydzielniczej. Poruwnując skł. chemiczne mleka i osocza krwi widać, że niektóre skł. występujące w mleku są nieobecne w osoczu, albo występują w innych proporcjach.

Świadczy to o przenikaniu skł krwi do komórek mlekotwórczych na zasadzie bierzącego lub aktywnego transportu. Dotyczy to zwłaszcza:

• laktozy

• laktoalbumin

• laktoglubulin

• kazeiny

• trójglicerydów

Składniki mleka pochodzą bezpośrednio lub pośrednio z osocza krwi

Krew do wymienia doprowadzona jest:

• odgałęzieniami tętnicy sromowej zewnętrznej, która wnika do wymienia jako tętnica mleczna i rozgałęzia się na części: przednią i tylną

• tętnica krocza

Tętnice dostarczają krew bogatą w krew i skł potrzebne do biosyntezy mleka

Żyły odprowadzające krew z wymienia to:

• sromowa zewnętrzna

• sromowa wewnętrzna

• krocza

Przpływ krwi przez wymię

W czasie laktacji przez gruczoły mlekowe przepływa u krowy 3,7% całej objętości krwi, w okresie zasuszenia tylko 0,1%

Skład mleka:

kalcz: bialko 2% energia 2,3MJ/l

owca: białko 6,5% enargia 4,4 MJ/l

Energia z paszy (metabol wykorzystuje na prod mleka 60%, na prod tkanek 82%)

Synteza tłuszczu mleka

Skł tłuszczu:

• trójglicerydy (98 - 99%)

• fosfolipidy 1%

• cholesterol 0,2 - 0,4%

• estry cholesterolu 0,025 - 0,5&

50% tłuszczu mleka pochodzi z osocza krwi

50% tłuszczu mleka syntetyzowane bezpośrednio z gruczole mlekowym

Kwasy tłuszczowe tłuszczu mleka o krótkich łańcuchach (4-12 at. C) powstaje w procesie fermentacji węglowodanów w przedżołądkach. Gruczoł mlekowy może także wykorzystywać substancje lipidowe krwi (octan, -hydroksymaślanu,) synteza tych kwasów zachodzi w gr. mlekowym

Synteza kw. tłuszczowych o dłuższych łańcuchach:

• 12-16 at. C powstają z trójglicerydów osocza krwi

• 18 at. C z trójglicerydów i lipoprotein

Kluczem do syntezy kw. tłuszczowego jest synteza

AcetyloCoA, (który powstaje np. z kw. pirogronionowego czy przez aktywacje kw. octowego w procesie oksydacji kw. tłuszczowego

Komórki mlekotwórcze pęcherzyków wykorzystują sub. pobrane z krwi i syntetyzują w swojej cytoplazmie składniki mleka.

Miejsce syntezy tłuszczu mleka - reticulum endoplazmatyczne

Lipidy mleka mają otoczkę - błonę lipoproteinową

Cukier mleczny (laktoza

Synteza laktozy

Laktoza podobnie jak niektóre białka powstaje w ścianach pęcherzyków aparatu Golgiego. Synteza laktozy musi być poprzedzona syntezą -laktoalbuminy (białko w mleku) - w obecności enzymu syntetazy laktozy. procesy te są stymulowane przez prolaktynę.

Prekursorem laktozy jest glukoza, jej poziom we krwi jest regulowany przez 2 przeciwstawne procesy………… cukru przez …………i jego ilość we krwi (regulowana przez insulinę - stąd wpływ horm. na gr. mlekowy)

Laktoza takiej osmotycznej wymiany skł. mleka ułatwia przechodzenie wody i jonów Na⁺ z krwi do mleka. W mleku krowy zawartość laktozy wynosi 4,9%

Poziom glukozy powyżej 40mg% wpływa na korzystną syntezę laktozy z glukozy i galaktozy. Przy ………… laktozy w mleku jest……… skoncentrowana ………z komórek mlekotwórczych laktozy (także białek mleka…… pierwiastków np. Ca, fosfolipidów, cytrynianów) do pęcherzyków zachodzi w proc egzocytazy.

Synteza białka

Zawartość białka w mleku wynosi 3,5% u krowy, kozy, 6,0 u owcy

Funkcja białka mleka:

• kazeina (2,7%) (alfa, beta, gama, koppa) wymienione formy mają różną zwartość pierwiastków (P, S)

• laktoalbumina (0,4%) laktoglubina (0,2%) są to białka serwatkowe powstające po wytrąceniu kazeiny przez podpuszczkę. Zawartość tych białek u krów chorych na zapalenie wymienia wzrasta, malej gdy zawartość kazeiny obniża się to do zaburzeń w krzepnięciu mleka pod wpływem podpuszczki

• immunoglubuliny (9g) i albuminy przechodzą do mleka prosto z krwi, ilość Ig wynosi 12% ogółu białek (źródło przeciwciał dla noworodków)

Synteza białek mleka ma miejsce w kom gruczołu mlekowego, zachodzi dzięki składnikom zawartych we krwi

Aminokwasy zawarte w pokarmie mogą być

• wykorzystywane do syntezy białek mleka

• metabolizowane w gruczole (Arg)

• AA o rozgałęzionych łańcuchach (Val, Il, Leu) są wykorzystywane do syntezy aminokwasów endogennych, które mogą syntetyzować łańcuchów polipeptydowych lub ulegają transaminacji w gruczołach

Biosynteza białek mleka zachodzi we ……… łańcuch peptydu (związany z ………) powiększa się ……… - jest wydzielany do światła reticulum endoplazmatycznego i do aparatu Golgiego

W syntezie białek są też wykorzystywane skł mineralne (jony wapnia, fosforanowe, magnezowe, cytrynianowe)

Główne składnikiem białka w mleku kobiecym jest kazeina p₁ (mały stopień fosforylacji, skrzep kazeinowy……………………………………………………………jest łatwiej strawialny niż koagulat mleka krowiego (………jej …………stopnia fosforylacji……… zwięzłość skrzepu)

Przyjmuje się że przeważająca ilość (80 - 90%) białek mleka jest syntetyzowana w gr mlekowym z ……… AA krwi (wydajość energetyczna tej syntezy wynosi 87%)

Składniki mineralne

• wapń, fosfor - stężenie w mleku 10x większe niż we krwi Ca:P=1,4, najważniejsze pierwiastki dla rozwoju ukł. kostnego

• Żelazo, miedź niewielkie stężenie może wpływać na występowanie anemi u osobników, Fe związane jest z białkiem lektoferyną (właściwości przeciwbakteryjne, ogranicza u noworotków wzrost E. Coli i bakterii gram ujemnych)

• witaminy - wszystkie rozpuszczalne w tłuszczach (A, D, E, K) mało wit C i wit z grupy B w mleku pochodzą z syntezy żwacza

Rola siary

Siara produkowana jest przez kilka pierwszych dni po porodzie. Zwraca uwagę wysoka zawartość:

• białka (albumina, glubulina) i lipidów

• witamin A, D E, K, wit B1,2, 12, C i Fe

• skład mineralny(……… włókno) jony magnezu pomagają oczyścić przewód pokarmowy ze smółki (złuszczone kom. nabłonkowe jelitowego oraz żółć)

• licznych enzymów (lipazy, proteinazy, laktozy i inne)

• Immunogluboliny (u krów, owiec, macior) IgH, IgG, IgM (do 12 godz po porodzie) istotne źródło przeciwciał dla noworodka z uwagi na budowę łożyska matki i war………z przewodu pokarmowego i jedynie źrebięta, cielęta, prosięta mogą nabyć odporność. siarową bierną

• subst o działaniu bakteriobójczym i bakteriostatycznym (dopełniacz laktoferonn, lizosom, bakteriobójczy dla gram (+) i (-) wirusów, laktoperoksydaza hamuje zakażenia jelitowe)

• limfoctów B i T (bierna odporność noworodka)

---