ГОУ ВПО «Уральская государственная медицинская академия
Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
Кафедра биохимии
Утверждаю
Зав. каф. проф., д.м.н.
Мещанинов В.Н.
_____‘’_____________2007 г
Методическая разработка к практическому занятию № 34.2 (для преподавателей)
Факультет: педиатрический.
Курс: 2
Семестр: 4
1. ТЕМА ЗАНЯТИЯ: Биохимия молока и лактации
2. УЧЕБНАЯ ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: 1) Ознакомить студентов с нейроэндокринной регуляцией развития молочных желез и лактацией. 2) Разобрать механизмы образования, химический состав и питательную ценность молока в различные сроки лактации. 3) Выявить и оценить знания студентов по теме занятия.
3. ЗАДАЧИ ЗАНЯТИЯ:
3.1. Провести входной тестовый контроль.
3.2. В процессе фронтального опроса разобрать: а) Структуры, биохимическую роль и метаболизм гормонов, регулирующих развитие и лактацию молочных желез б) в сравнительном аспекте – физико-химические свойства, качественный и количественный состав, питательную ценность различных видов женского молока и зрелого коровьего.
3.3. Научить определять в молоке содержание основных химических веществ, производить специфическую реакцию Умикова.
4. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЗАНЯТИЯ: 3 акад. часа.
5. МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ: учебная комната
6. ОСНАЩЕНИЕ ЗАНЯТИЯ
6.1. Набор для входного тест-контроля знаний студентов по теме: биохимия молока и лактации.
6.2. Пробы коровьего молока.
6.3. Наборы химической посуды и реактивов для исследований содержания казеиногена, альбуминов, глобулинов, кальция, фосфора неорганического, лактозы, аминокислот, витаминов.
6.4. Термостат, центрифуга, ФЭК, флюорометр, фильтровальная бумага.
7. ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ И БЮДЖЕТ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ
7.1. Организационные вопросы – 3 мин.
7.2. Введение. Формулировка актуальности, цели и задач практического занятия – 7 мин.
7.3. Проведение тест – контроля исходного уровня знаний студентов – 20 мин.
7.4. Рассмотрение теоретических вопросов темы – 45 мин.
7.5. Перерыв – 10 мин.
7.6. Продолжение разбора теоретического материала – 15 мин.
7.7. Самостоятельное выполнение студентами лабораторной работы и составление отчета – 45 мин.
7.8. Подведение итогов занятия – 5 мин.
8. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЯ.
Сразу после проведения тест-контроля целесообразно провести выполнение лабораторной работы (45 мин) во время которых можно проверить тест-контроль, выявить неусвоенные вопросы на которые, затем, при разборе теоретического материала сделать акцент.
Контрольные вопросы по теме занятия
8.1. Перечислить гормоны, которые участвуют в развитии и лактации молочных желез.
8.2. Структура и метаболизм гонадотропинрелизинг-фактора, его метаболические и физиологические эффекты.
8.3. Структура и метаболизм окситоцина, его метаболические и физиологические эффекты.
8.4. Структура и метаболизм плацентарного лактогена, его метаболические и физиологические эффекты.
8.5. Структура и метаболизм эстрогенов (сравнить с андрогенами), его метаболические и физиологические эффекты.
8.6. Анатомо-гистологическое строение молочных желез, физиологическое и биологическое значение.
8.7. Этапы развития молочных желез, регуляция этого процесса.
8.8. Особенности метаболических процессов в молочной железе на различных этапах развития.
8.9. Фазы лактации (секреции и выделение молока) и их нейроэндокринная регуляция.
8.10. Какие вещества крови используются при образовании молока в лактирующей железе?
8.11. Механизмы образования белков молока в лактирующей железе. Особенности образования иммуноглобулинов.
8.12. Механизмы образования углеводов молока – особенности биосинтеза лактозы и ее взаимосвязь с биосинтезом α-лактоглобулина.
8.13. Механизмы образования липидов молока.
8.14. Механизмы нейроэндокринной регуляции молокоотдачи (нейроэндокринная рефлекторная дуга), роль в молокоотдаче, питании и развитии ребенка, предотвращении овуляции (беременности).
8.15. Дать общую характеристику женского молока, как продукта питания развивающегося ребенка.
8.16. Каковы виды молока в зависимости от сроков его выделения? Сравнить по физико-химическим свойствам, химическому составу, питательной ценности для растущего организма.
8.17. Сравнить женское и коровье зрелое молоко по физико-химическим свойствам, химическому составу, питательной ценности.
8.18. Сравнить белковый состав различных видов женского молока.
8.19. Какие ферменты и гормоны содержаться в женском молоке, их роль в развитии ребенка?
8.20. Какие вещества молока определяют его бактерицидные и иммунологические свойства.
8.21. Казеин молока: физико-химические свойства, особенности структуры, химического состава, питательной ценности; особенности переваривания-всасывания у детей различных возрастов.
8.22. Лакто-альбумины и лакто-глобулины различных видов молока: сравнить по количеству, физико-химическим свойствам, физиологическому значению для растущего организма.
8.23. Сравнить липидный и углеводный состав различных видов молока по физико-химических свойствам, питательной и физиологической ценности для детей-сосунков различных возрастов.
8.24. Сравнить различные виды молока по содержанию витаминов и микроэлементов в зависимости от физиологической потребности развивающегося новорожденного.
8.25. Особенности обмена веществ в детском возрасте
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ
Грудное вскармливание – главное условие:
1) развития и роста ребенка; 2) адаптации его к внешнему миру.
Оно обеспечивает:
- формирование ц.н.с. (память, интеллект, быстрота ответной реакции);
- клеточный механизм иммунной реактивности, способность к образованию антител;
- формирование эндокринной системы;
- поступление материала для энергетического и пластического обмена.
Вскармливание молоком – итог эволюции жизни. Каждый вид животных формирует свой состав молока. Использование молока другого биологического вида не является полноценным и может оказаться катастрофическим, хотя у человечества есть и положительный опыт.
Состав грудного молока хорошо изучен. Он изменяется на всем протяжении грудного вскармливания в соответствии с потребностями ребенка. Этим сохраняется физическая связь "мать – дитя", в этом смысле период грудного вскармливания является продолжением внутриутробного развития.
Различают 4 вида молока:
- молозиво (первые 4 дня лактации);
- молозивное молоко (следующие 4 дня);
- переходное молоко (4-5-й день лактации);
- зрелое молоко (формируется в последующие 7-14 дней).
Молозиво – густая клейкая жидкость желтого или серо-желтого цвета, легко створаживается при нагревании, плотность его равна 1,050-1,060.
В молозиве по сравнению со зрелым молоком содержится повышенное количество белка, витамина А (в 2-10 раз), витамина С (в 2-3 раза), витаминов Е и В12, солей (в 1,5 раза). Много иммуноглобулина А, максимальный уровень стафилококковых антител, альбумины и глобулины преобладают над казеином. Содержание липидов несколько есть ферменты для переваривания компонентов молока.
Содержание основных компонентов, г\л
Белок Углеводы Липиды Зольный остаток
Молозиво 58 40-76 28-41 8,1-4,8
Переходное молоко 23-14 57-76 29-44 2,4-3,4
Зрелое молоко 9-18 73-75 33-34 1,8-2,0
Зрелое молоко – слегка желтоватая жидкость, сладкая на вкус.
Есть существенные количественные и качественные различия между грудным молоком и молоком домашних животных.
Основные компоненты, г\л
Вид молока Вода Белки Липиды Лактоза Зола
Грудное 876 14 39 74 2,1
Коровье 873 34 25 46 7,1
Козье 861 41 44 44 8,0
В среднем в зрелом молоке на 100 г – 3,5 г жира, 1,4 г белка, 7,5 г лактозы, 69 ккал.
По сравнению с коровьим грудное молоко содержит в среднем в 2 раза меньше белка и в 2 раза больше углеводов.
При вскармливании козьим молоком возникает дефицит Арг, Фен, Мет, Асп.
Дисперсность белка: в грудном молоке больше мелкодисперсного белка (альбумин), в коровьем – крупнодисперсного (казеин), это создает трудности при переваривании коровьего молока. Соотношение "альб.\казеин" в женском молоке 6:4, в коровьем – 2:8.
Протеолитические ферменты грудного молока адаптированы к перевариванию в ЖКТ ребенка, в коровьем молоке – нет. Кроме того, ферменты коровьего молока инактивируются при кипячении. У детей в первый месяц жизни выделение активных пищеварительных ферментов понижено и здесь велика роль ферментов грудного молока.
По содержанию липидов грудное и коровье молока близки, но отличаются по составу:
Насыщенные ЖрК Ненасыщенные ЖрК
Грудное молоко 37% 51%
Коровье молока 57% 40%
Линолевой кислоты в женском молоке в 5 раз больше, чем в коровьем.
В 70-х гг. в Италии были обнаружены ранние признаки атеросклероза у детей, находившихся на искусственном вскармливании. Это заставило изменить состав искусственных смесей.
Переваривание липидов женского молока начинается в желудке с участием ферментов молока. С коровьим молоком это не происходит: переваривание начинается только в 12-типерстной кишке и остается неполноценным.
Углеводы.
В женском молоке содержится β-лактоза, в коровьем –- α-лактоза. У детей раннего возраста отсутствует α-лактаза, поэтому α-лактоза усваивается плохо, отсюда – диарея.
Синтез β-лактазы
начинается в кишечнике еще в период
внутриутробного развития: β-лактоза из
грудной железы в кровь матери
в кровь плода стимуляция синтеза
β-лактазы (пример индукции синтеза фермента под действием субстрата).
В более поздние
сроки присутствуют оба фермента -
β-лактаза и α-лактаза. Последняя активнее
первой. При кормлении коровьим молоком
расщепление лактозы происходит в верхних
отделах тонкого кишечника всасывание.
Известно, что часть лактозы должна
попадать в толстый кишечник для развития
микрофлоры, необходимой для синтеза
витаминов. В грудном молоке кроме лактозы
содержится фукозиллактоза. Фукоза нужна
для микроорганизмов, синтеза тканевых
и клеточных рецепторов.
Электролиты.
Отличия очень существенны.
Содержание, г\л
Na+ K+ Ca2+ PO43+ S Отношение Са2+\фосфат
Грудное молоко 7 14 0,33 0,15 0,14 2:1
Коровье молоко 25 35 1,25 0,96 0,30 1:1
____________________________________________________________________________________________________________________
Различие 3,5 раза 2,5 р. 4 р. 6 р. 2 р.
● опасно избыточное поступление Ca2+ при кормлении коровьим молоком
● в коровьем молоке отношение Са2+\фосфат не соответствует потребностям организма
Содержание витаминов в коровьем молоке также не соответствует потребностям ребенка: значительно меньше витамина А и витамина С.
Энергетические потребности организма грудного ребенка обеспечиваются:
на 47% - жирами
на 45% - углеводами
на 8% - белками
Состав женского молока изменяется:
● в соответствии с возрастом ребенка;
● в соответствии с уровнем физического развития ребенка в момент рождения;
● в соответствии с протеканием родов.
Молоко – секрет грудной железы.
Образование молока – лактация.
Лактация – это результат деятельности целостного организма.
Секреторная функция молочной железы весьма активна. Каждая клетка молочной железы выделяет за 1 сек.:
4·106 молекул лактозы,
4,1·106 молекул триглицеридов и фосфолипидов.
В молочной железе синтезируются:
- специфические белки молока и ферменты;
- триглицериды, фосфолипиды и холестерин;
- лактоза и фукозиллактоза.
Секреторная функция железы проявляется также в её способности к концентрированию элементов по сравнению с плазмой крови: содержание Na+ и Cl- в молоке ниже, чем в плазме, а Ca2+, K+, Mg2+ и PO43- в молоке выше, чем в плазме.
4 этапа лактации:
1) поступление предшественников (субстратов) из крови;
2) биосинтез составных частей молока;
3) формирование, накопление и перемещение синтезированных продуктов в цитоплазму секреторных клеток;
4) отделение молока секреторными клетками в полость альвеол.
Наступление лактации – лактогенез.
Поддержание лактации – лактопоэз.
Предшественники составных частей молока: аминокислоты, белки, липиды (триглицериды, фосфолипиды, холестерин), глюкоза, ацетоуксусная кислота.
Белки молока
Их предшественники – аминокислоты, белки плазмы крови.
Преобладают глобулины. 30-45% белков молока синтезируются из аминокислот, 65-70% - поступают из крови (глобулины).
40% составляет казеин. Он является основным источником Са и фосфата для ребёнка, т.к. представляет собой Са-соль (казеинат кальция) и одновременно содержит фосфат. С казеином ассоциированы полисахариды, содержащие галактозу, галактозамин, N-ацетилнейраминовую кислоту.
В молоке содержится особый белок α-лактальбумин – один из двух белков, необходимых при синтезе лактозы.
Иммуноглобулины (IgA) составляют 10%.
Ферменты молока обеспечивают:
- переваривание – протеиназа, липаза;
- защиту – каталаза, СОД, ксантиноксидаза, лактопероксидаза;
- освобождение фосфата из белкового комплекса – щелочная фосфатаза.
Биосинтез лактозы
УДФ
УДФ-галактоза +
Глюкоза Лактоза
[Ф]
УДФ-глюкоза Лактозосинтетаза – это модифицированный фермент,
который находится
во всех тканях:
ф-фн
УТФ
УДФ-галактоза :
N-ацетилглюкозамин
– галакто-
зил-трансфераза, участвующая в биосинтезе ГАГ
Глюкозо-1-Ф
Глюкозо-6-Ф
В секреторных клетках лактирующей железы связанная с мембраной галактозилтрансфераза взаимодействует с находящимся только в молоке белком α-лактальбумином, образуя лактозосинтетазу, последняя катализирует синтез лактозы:
α-лактальбумин +
галактозилтрансфераза лактозосинтетаза:
- без лактальбумина КМ с глюкозой = 1-2 мМол\л
- с лактальбумином КМ с глюкозой = 10-3 мМол\л
На содержание лактозы в молоке положительно влияет раннее прикладывание ребенка к груди. На синтезирующую функцию молочной железы влияет питание матери: при снижении белка в рационе матери в 2,5 раза ниже нормы белок в молоке снижается в 1,5 раза, снижается содержание IgA и лизоцима.
Жиры молока формируются из липопротеидных фракций крови и представляют собой эмульгированные капли размером 2-4 μ, имеют следующий состав: триглицериды – 98%, фосфолипиды – 2%. В молозиве 6,8% фосфолипидов, в конце лактации – 0,8%.
Холестерин: в молозиве – 280 мг%, в зрелом молоке – 14 мг%.
В молочной железе возможен синтез жирных кислот. Есть данные, что углеводная диета понижает содержание липидов, а растительные жиры повышают.
Нейроэндокринная регуляция лактации
(имеет особое значение для понимания причин гиполактации)
В период беременности активность молочной железы ингибируется эстрагенами яичников и плаценты.
Механизмы регуляции лактации имеют корковое представительство, находящеея в преоптической и орбито-фронтальных зонах. Эти же зоны являются регуляторами всех сенсорных раздражений и оказывают влияние на эндокринные сдвиги согласно поступающей внешней информации. Поэтому тревога, травма, усталость, психическая напряженность и др. дискомфортные состояния ведут к срыву гормональной регуляции и отсюда к гипогалактии временного ил длительного характера.
Начальный "пусковой" механизм лактации:
В первые дни после родов снижается уровень эстрагенов, и по закону обратной связи повышается секреция пролактина гипофизом. Пролактин синтезируется в виде прогормона лактотрофами передней доли гипофиза. Количество клеток, продуцирующих пролактин, увеличивается в период беременности.
СТГ
(+)
Серотонин, Ацетилхолин,
Дофамин, (+) Тиреотпропин-релизинг фактор
Норадреналин,
О
пиоиды
(-)Лактотрофы
(пролактин- (+)
ингибирующие
факторы) Выделение афференты,
пролактина
нервные сигналы
Сосание
Пролактин сходен с СТГ по аминокислотному составу и последовательности аминокислот. Присутствует в плазме крови женщин (формирует родительское поведение) и мужчин (участвует в сперматогенезе в клетках Лейдига): женщины – 8-10 пг\мл, мужчины –
5-8 пг\мл. Стимулируется через активное сосание.
Пролактин ответственен за рост и секреторную активность молочных желез, утилизацию глюкозы, превращение глюкозы в жиры.
Выделение молока регулирует окситоцин (предвидение кормления, раздражение соска).
На ткани молочной железы пролактин оказывает инсулиноподобное действие (в дополнение к инсулину).
Липогенез
П
ролактинМолочная
железа
Утилизация глюкозы
Биосинтез белков молока
Образование
лактозосинтетазы
Пролактин
Материнские инстинкты,
сексуальное
поведение
Ингибирование
секреции пролак-
тин-релизинг
фактора
Аповуляторность Молочная железа
ц
иклов
во время
кормления Инсулиноподобное действие
(+)
Плацентарный
л
актоген
человека Транспорт Липогенез
Синтез белков:
глюкозы
казеин; лактальбумин
Снижение чувстви-
тельности периферических Синтез лактозы
тканей к глюкозе
("диабет беременных")
Синдром Чиарри-Фроммеля – галакторея (гипогалактия) лекарственными препаратами, усиление действия дофамина.
Нарушение регуляции лактации может быть причиной изменения состава молока.
Первичный ответ через окситоцин – выделяется "переднее" молоко - мерокринная секреция – обедненное белком, липидами. В ответ на дальнейшее раздражение подключается действие лактотропного гормона – "заднее молоко" – обогащенное белком и липидами.
Поэтому важно докармливать ребенка полностью.
Ферменты молока:
1) Липаза (опт. рН = 7,0);
2) АсАТ, АлАТ (их активность примерно та же, что и в плазме крови);
3) Каталаза;
4) Трипсин, пепсин, антитрипсин;
5) Амилаза.
РЕГУЛЯЦИЯ ЛАКТАЦИИ
Увеличение уровня эстрагенов и прогестерона и снижение ХГ(?) вызывает:
1) рост и дифференциацию плаценты;
2) быстрый рост молочных желез, увеличение матки.
Прогестерон
(+)
Ингибирование лактации Формирование железистых элементов
в молочной железе
Плацентарный
кортикотропин
Плацента
Плацентарный лактоген
Плацентарный тиреотропин
С
осание
"приказ" выделение окситоцина
Эпителиальные
клетки молочной железы
Отделение молока
БИОХИМИЯ МОЛОКА И ЛАКТАЦИИ (Л.А.Каминская)
Грудное вскармливание – главное условие:
1) развития и роста ребенка; 2) адаптации его к внешнему миру.
Оно обеспечивает:
- формирование ц.н.с. (память, интеллект, быстрота ответной реакции);
- клеточный механизм иммунной реактивности, способность к образованию антител;
- формирование эндокринной системы;
- поступление материала для энергетического и пластического обмена.
Вскармливание молоком – итог эволюции жизни. Каждый вид животных формирует свой состав молока. Использование молока другого биологического вида не является полноценным и может оказаться катастрофическим, хотя у человечества есть и положительный опыт.
Состав грудного молока хорошо изучен. Он изменяется на всем протяжении грудного вскармливания в соответствии с потребностями ребенка. Этим сохраняется физическая связь "мать – дитя", в этом смысле период грудного вскармливания является продолжением внутриутробного развития.
Различают 4 вида молока:
- молозиво (первые 4 дня лактации);
- молозивное молоко (следующие 4 дня);
- переходное молоко (4-5-й день лактации);
- зрелое молоко (формируется в последующие 7-14 дней).
Молозиво – густая клейкая жидкость желтого или серо-желтого цвета, легко створаживается при нагревании, плотность его равна 1,050-1,060.
В молозиве по сравнению со зрелым молоком содержится повышенное количество белка, витамина А (в 2-10 раз), витамина С (в 2-3 раза), витаминов Е и В12, солей (в 1,5 раза). Много иммуноглобулина А, максимальный уровень стафилококковых антител, альбумины и глобулины преобладают над казеином. Содержание липидов несколько есть ферменты для переваривания компонентов молока.
Содержание основных компонентов, г\л
Белок Углеводы Липиды Зольный остаток
Молозиво 58 40-76 28-41 8,1-4,8
Переходное молоко 23-14 57-76 29-44 2,4-3,4
Зрелое молоко 9-18 73-75 33-34 1,8-2,0
Зрелое молоко – слегка желтоватая жидкость, сладкая на вкус.
Есть существенные количественные и качественные различия между грудным молоком и молоком домашних животных.
Основные компоненты, г\л
Вид молока Вода Белки Липиды Лактоза Зола
Грудное 876 14 39 74 2,1
Коровье 873 34 25 46 7,1
Козье 861 41 44 44 8,0
В среднем в зрелом молоке на 100 г – 3,5 г жира, 1,4 г белка, 7,5 г лактозы, 69 ккал.
По сравнению с коровьим грудное молоко содержит в среднем в 2 раза меньше белка и в 2 раза больше углеводов.
При вскармливании козьим молоком возникает дефицит Арг, Фен, Мет, Асп.
Дисперсность белка: в грудном молоке больше мелкодисперсного белка (альбумин), в коровьем – крупнодисперсного (казеин), это создает трудности при переваривании коровьего молока. Соотношение "альб.\казеин" в женском молоке 6:4, в коровьем – 2:8.
Протеолитические ферменты грудного молока адаптированы к перевариванию в ЖКТ ребенка, в коровьем молоке – нет. Кроме того, ферменты коровьего молока инактивируются при кипячении. У детей в первый месяц жизни выделение активных пищеварительных ферментов понижено и здесь велика роль ферментов грудного молока.
По содержанию липидов грудное и коровье молока близки, но отличаются по составу:
Насыщенные ЖрК Ненасыщенные ЖрК
Грудное молоко 37% 51%
Коровье молока 57% 40%
Линолевой кислоты в женском молоке в 5 раз больше, чем в коровьем.
В 70-х гг. в Италии были обнаружены ранние признаки атеросклероза у детей, находившихся на искусственном вскармливании. Это заставило изменить состав искусственных смесей.
Переваривание липидов женского молока начинается в желудке с участием ферментов молока. С коровьим молоком это не происходит: переваривание начинается только в 12-типерстной кишке и остается неполноценным.
Углеводы.
В женском молоке содержится β-лактоза, в коровьем –- α-лактоза. У детей раннего возраста отсутствует α-лактаза, поэтому α-лактоза усваивается плохо, отсюда – диарея.
Синтез β-лактазы
начинается в кишечнике еще в период
внутриутробного развития: β-лактоза из
грудной железы в кровь матери
в кровь плода стимуляция синтеза
β-лактазы (пример индукции синтеза фермента под действием субстрата).
В более поздние
сроки присутствуют оба фермента -
β-лактаза и α-лактаза. Последняя активнее
первой. При кормлении коровьим молоком
расщепление лактозы происходит в верхних
отделах тонкого кишечника всасывание.
Известно, что часть лактозы должна
попадать в толстый кишечник для развития
микрофлоры, необходимой для синтеза
витаминов. В грудном молоке кроме лактозы
содержится фукозиллактоза. Фукоза нужна
для микроорганизмов, синтеза тканевых
и клеточных рецепторов.
Электролиты.
Отличия очень существенны.
Содержание, г\л
Na+ K+ Ca2+ PO43+ S Отношение Са2+\фосфат
Грудное молоко 7 14 0,33 0,15 0,14 2:1
Коровье молоко 25 35 1,25 0,96 0,30 1:1
____________________________________________________________________________________________________________________
Различие 3,5 раза 2,5 р. 4 р. 6 р. 2 р.
● опасно избыточное поступление Ca2+ при кормлении коровьим молоком
● в коровьем молоке отношение Са2+\фосфат не соответствует потребностям организма
Содержание витаминов в коровьем молоке также не соответствует потребностям ребенка: значительно меньше витамина А и витамина С.
Энергетические потребности организма грудного ребенка обеспечиваются:
на 47% - жирами
на 45% - углеводами
на 8% - белками
Состав женского молока изменяется:
● в соответствии с возрастом ребенка;
● в соответствии с уровнем физического развития ребенка в момент рождения;
● в соответствии с протеканием родов.
Молоко – секрет грудной железы.
Образование молока – лактация.
Лактация – это результат деятельности целостного организма.
Секреторная функция молочной железы весьма активна. Каждая клетка молочной железы выделяет за 1 сек.:
4·106 молекул лактозы,
4,1·106 молекул триглицеридов и фосфолипидов.
В молочной железе синтезируются:
- специфические белки молока и ферменты;
- триглицериды, фосфолипиды и холестерин;
- лактоза и фукозиллактоза.
Секреторная функция железы проявляется также в её способности к концентрированию элементов по сравнению с плазмой крови: содержание Na+ и Cl- в молоке ниже, чем в плазме, а Ca2+, K+, Mg2+ и PO43- в молоке выше, чем в плазме.
4 этапа лактации:
1) поступление предшественников (субстратов) из крови;
2) биосинтез составных частей молока;
3) формирование, накопление и перемещение синтезированных продуктов в цитоплазму секреторных клеток;
4) отделение молока секреторными клетками в полость альвеол.
Наступление лактации – лактогенез.
Поддержание лактации – лактопоэз.
Предшественники составных частей молока: аминокислоты, белки, липиды (триглицериды, фосфолипиды, холестерин), глюкоза, ацетоуксусная кислота.
Белки молока
Их предшественники – аминокислоты, белки плазмы крови.
Преобладают глобулины. 30-45% белков молока синтезируются из аминокислот, 65-70% - поступают из крови (глобулины).
40% составляет казеин. Он является основным источником Са и фосфата для ребёнка, т.к. представляет собой Са-соль (казеинат кальция) и одновременно содержит фосфат. С казеином ассоциированы полисахариды, содержащие галактозу, галактозамин, N-ацетилнейраминовую кислоту.
В молоке содержится особый белок α-лактальбумин – один из двух белков, необходимых при синтезе лактозы.
Иммуноглобулины (IgA) составляют 10%.
Ферменты молока обеспечивают:
- переваривание – протеиназа, липаза;
- защиту – каталаза, СОД, ксантиноксидаза, лактопероксидаза;
- освобождение фосфата из белкового комплекса – щелочная фосфатаза.
Биосинтез лактозы
УДФ
УДФ-галактоза +
Глюкоза Лактоза
[Ф]
УДФ-глюкоза Лактозосинтетаза – это модифицированный фермент,
который находится
во всех тканях:
ф-фн
УТФ
УДФ-галактоза :
N-ацетилглюкозамин
– галакто-
зил-трансфераза, участвующая в биосинтезе ГАГ
Глюкозо-1-Ф
Глюкозо-6-Ф
В секреторных клетках лактирующей железы связанная с мембраной галактозилтрансфераза взаимодействует с находящимся только в молоке белком α-лактальбумином, образуя лактозосинтетазу, последняя катализирует синтез лактозы:
α-лактальбумин +
галактозилтрансфераза лактозосинтетаза:
- без лактальбумина КМ с глюкозой = 1-2 мМол\л
- с лактальбумином КМ с глюкозой = 10-3 мМол\л
На содержание лактозы в молоке положительно влияет раннее прикладывание ребенка к груди. На синтезирующую функцию молочной железы влияет питание матери: при снижении белка в рационе матери в 2,5 раза ниже нормы белок в молоке снижается в 1,5 раза, снижается содержание IgA и лизоцима.
Жиры молока формируются из липопротеидных фракций крови и представляют собой эмульгированные капли размером 2-4 μ, имеют следующий состав: триглицериды – 98%, фосфолипиды – 2%. В молозиве 6,8% фосфолипидов, в конце лактации – 0,8%.
Холестерин: в молозиве – 280 мг%, в зрелом молоке – 14 мг%.
В молочной железе возможен синтез жирных кислот. Есть данные, что углеводная диета понижает содержание липидов, а растительные жиры повышают.
Нейроэндокринная регуляция лактации
(имеет особое значение для понимания причин гиполактации)
В период беременности активность молочной железы ингибируется эстрагенами яичников и плаценты.
Механизмы регуляции лактации имеют корковое представительство, находящеея в преоптической и орбито-фронтальных зонах. Эти же зоны являются регуляторами всех сенсорных раздражений и оказывают влияние на эндокринные сдвиги согласно поступающей внешней информации. Поэтому тревога, травма, усталость, психическая напряженность и др. дискомфортные состояния ведут к срыву гормональной регуляции и отсюда к гипогалактии временного ил длительного характера.
Начальный "пусковой" механизм лактации:
В первые дни после родов снижается уровень эстрагенов, и по закону обратной связи повышается секреция пролактина гипофизом. Пролактин синтезируется в виде прогормона лактотрофами передней доли гипофиза. Количество клеток, продуцирующих пролактин, увеличивается в период беременности.
СТГ
(+)
Серотонин, Ацетилхолин,
Дофамин, (+) Тиреотпропин-релизинг фактор
Норадреналин,
О
пиоиды
(-)Лактотрофы
(пролактин- (+)
ингибирующие
факторы) Выделение афференты,
пролактина
нервные сигналы
Сосание
Пролактин сходен с СТГ по аминокислотному составу и последовательности аминокислот. Присутствует в плазме крови женщин (формирует родительское поведение) и мужчин (участвует в сперматогенезе в клетках Лейдига): женщины – 8-10 пг\мл, мужчины –
5-8 пг\мл. Стимулируется через активное сосание.
Пролактин ответственен за рост и секреторную активность молочных желез, утилизацию глюкозы, превращение глюкозы в жиры.
Выделение молока регулирует окситоцин (предвидение кормления, раздражение соска).
На ткани молочной железы пролактин оказывает инсулиноподобное действие (в дополнение к инсулину).
Липогенез
П
ролактинМолочная
железа
Утилизация глюкозы
Биосинтез белков молока
Образование
лактозосинтетазы
Пролактин
Материнские инстинкты,
сексуальное
поведение
Ингибирование
секреции пролак-
тин-релизинг
фактора
Аповуляторность Молочная железа
ц
иклов
во время
кормления Инсулиноподобное действие
(+)
Плацентарный
л
актоген
человека Транспорт Липогенез
Синтез белков:
глюкозы
казеин; лактальбумин
Снижение чувстви-
тельности периферических Синтез лактозы
тканей к глюкозе
("диабет беременных")
Синдром Чиарри-Фроммеля – галакторея (гипогалактия) лекарственными препаратами, усиление действия дофамина.
Нарушение регуляции лактации может быть причиной изменения состава молока.
Первичный ответ через окситоцин – выделяется "переднее" молоко - мерокринная секреция – обедненное белком, липидами. В ответ на дальнейшее раздражение подключается действие лактотропного гормона – "заднее молоко" – обогащенное белком и липидами.
Поэтому важно докармливать ребенка полностью.
Ферменты молока:
1) Липаза (опт. рН = 7,0);
2) АсАТ, АлАТ (их активность примерно та же, что и в плазме крови);
3) Каталаза;
4) Трипсин, пепсин, антитрипсин;
5) Амилаза.
РЕГУЛЯЦИЯ ЛАКТАЦИИ
Увеличение уровня эстрагенов и прогестерона и снижение ХГ(?) вызывает:
1) рост и дифференциацию плаценты;
2) быстрый рост молочных желез, увеличение матки.
Прогестерон
(+)
Ингибирование лактации Формирование железистых элементов
в молочной железе
Плацентарный
кортикотропин
Плацента
Плацентарный лактоген
Плацентарный тиреотропин
С
осание
"приказ" выделение окситоцина
Эпителиальные
клетки молочной железы
Отделение молока