Презентація на тему:
БІОХІМІЯ МОЛОЧНОЇ ЗАЛОЗИ І МОЛОКА (1)

БІОХІМІЯ МОЛОЧНОЇ ЗАЛОЗИ І МОЛОКА Ч. І. БІОХІМІЯ ЛАКТОГЕНЕЗУ

Молоко. Молозиво. Лактація Молоко – найважливіший харчовий продукт для дітей грудного віку і важлива складова їжі дорослих Молоко починає відділятися одразу після пологів; в перші дні після пологів воно має назву “молозиво” і відрізняється від зрілого молока. Молозиво має високі концентрації імуноглобулінів, захисних білків, лактоферину. В деяких видів тварин (жуйні), в яких втрачено трансплацентарний транспорт імуноглобулінів, харчування молозивом є необхідним для забезпечення пасивного імунологічного захисту молоді, доки дозріє їх власна імунна система. В інших видів, у т.ч. І в людини, присутність зазначених сполук важлива з т. зору протекції слизових поверхонь від інфекції, зокрема, в умовах антисанітарії. Молозиво також має високий вміст низки клітин – лімфоцитів, макрофагів, нейтрофілів, злущеного секреторного епітелію Лактація – це процес секреції молока молочною залозою; лактаційний період – це час, протягом якого молочна залоза виробляє молоко. Між цими періодами вона знаходиться у спокої. Під час лактації молоко накопичується у альвеолах, протоках і спеціальних резервуарах молочної залози Таким чином, на відміну від інших залоз, для молочної залози характерні: - періодична робота протягом життя (напр., у пор. із потовими залозами) - безперервна робота протягом лактації (напр., у порівнянні із травними залозами)

Загальні відомості про молоко Молоко – це комплексна біла непрозора рідина, емульсія, із характерним видом, запахом, смаком, які можуть деякою мірою змінюватись в залежності від харчування. Білий колір молока зумовлений відбиттям світла колоїдними часточками жиру і білків, що входять до його складу. Питома вага молока людини і більшості тварин – 1,028 – 1,036 (при 15 С), рН – 6,56 – 6,59 Найважливіший білок молока – казеїн, міститься у молоці завжди у формі міцел. Після видалення з молока міцел казеїну ультрацентрифугуванням або руйнуванням їх ферментом ренніном чи низьким рН залишається сироватка, в якій гель-електрофорез не виявляє жодної субодиниці казеїну Сироватка має всі необхідні для немовляти сполуки

Склад сироватки

Видові відміни складу молока В молоці людини фракція казеїну - 0,2% корови - 4% гризунів - 12% В молоці людини є компоненти, що не дублюються у молоці корови: - білок лактоферин - фактори росту - довголанцюгаві поліненасичені жирні кислоти - ліпаза, що стимулюється жовчними солями - антиінфекційні олігосахариди

Функціональна анатомія молочної залози Паренхіма молочної залози складається із 10 – 15 протоків, які простягуються від соска і проходять крізь жировий прошарок, закінчуючись гроноподібними кластерами альвеол. Кожний проток служить окремій дольці молочної залози, при цьому дольки відокремлені одна від одної тонкою сполучнотканинною оболонкою, а в молочній залозі за відсутності вагітності й лактації – ще й великою кільстю адіпоцитної тканини Термінальна ділянка протоків молочної залози оточений пігментною шкірою – ареолою, що складається із сальних і потових залоз. Ареола також є термінальною ділянкою для 4-х міжреберних нервів, які несуть сенорну інформацію про смоктання до спинного й головного мозку, що важливо для регуляції секреції окситоцину й пролактіну

Загальна схема утворення і виділення молока При вагітності альвеолярний комплекс зростає у числі і компонентах. Дозрівають клітини, що вистилають альвеоли і малі протоки – це підвищує здатність секретувати молоко. В той же час секреція молока включається тільки високою концентрацією статевих стероїдних гормонів, головним чином прогестерону, яка запускає серію програмованих змін, трансформуючих клітини у повне секреторне становище. Після цього молоко секретується більш-менш тривало у альвеолярні простори і залишається там доти, доки не буде рефлексу, пов язаного зі смоктанням немовляти. Механізми продукції молока в різних видів у загальних рисах подібні. Швидкість секреції молока повільна – 1,5 мл/г тканини за день Виділення молока із альвеолярного простору пов язане із функціонуванням мієлоепітеліальних клітин, які оточують альвеоли і проточки – це так звана молоковіддача. Далі молоко виходить через проточки у протоки (у людини – малі проточки впадють у 15 – 25 головних проток, що проходять у різних секторах молочної залози. Головні протоки впадають у малі синуси біля ареоли, де вони відкриваються головним чином на сосці. У більшості гризунів і жуйних протоки впадають в 1 первинний проток – цистерну, який має один вихідний канал. В цьому випадку цистерна забезпечує додаткове зберігання молока

Роль окремих клітин в утворенні і секреції молока Епітеліальні клітини, що вистилають альвеоли і малі проточки – беруть участь у перетворенні більшості попередників у компоненти молока, а також у транспорті останніх до альвеолярного простору молочної залози; більші протоки виконують пасивну роль в секреції молока, забезпечуючи простий перенос молока із альвеолярного простору до субареольних синусів Міоепітеліальні клітини відповідають за виділення молока із молочної залози Протоки молочної залози і альвеоли пронизують строму, яка містить фібробласти, адіпоцити, клітини плазми і кровоносні судини. Ток крові сильно зростає за лактації, внаслідок чого велика кількість субстратів, необхідних для синтезу молока, стає більш доступною. Взаємодія між клітинами строми включається у розвиток молочної залози і секрецію молока Адіпоцити та (або) фібробласти строми – джерела факторів росту (напр., фактор росту гепатоцитів, інсуліноподібний фактор росту-1), також беруть участь у продукції ліпопротеїнліпази, важливої в процесах біосинтезу ліпідів молока В-лімфоцити – при лактації “селяться” у молочній залозі, де стають “клітинами плазми” і продукують імуноглобуліни, які далі надходять у молоко Епітелій молочної залози стає інтегратором активностей зазначених клітин та різних тканин, координуючи біосинтез молока

Роль окремих клітин в утворенні і секреції молока: схема

5 основних процесів-складових секреції молока епітеліальними клітинами молочної залози Ці процеси подібні у всіх видів тварин, але відрізняються за швидкістю і за природою синтезованих продуктів, що спричиняє видові відміни молока

Екзоцитоз Протеїни, синтезовані на рибосомах, після специфічної для кожної сполуки процесингу (напр., додання фосфатної, вуглеводної, ін. груп) в апараті Гольджі упаковуються у секреторні везикули. В інших везикулах апарату Гольджі міститься лактоза, синтезована із попередників (УДФ-галактоза, глюкоза цитоплазматичного походження). Мембрани апарату Гольджі є непроникними для лактози, і, оскільки молочний цукор є осмотичноактивним, вода надходить у лактозовмісні везикули апарату Гольджі – така “розбухлість” ап-ту Гольджі є специфічною ознакою лактуючих клітин молочної залози В ап-ті Гольджі також формуються казеїнові міцели шляхом конденсації молекул казеїну; додавання у казеїнвмісні везикули Са++ веде до дозрівання казеїнових міцел Секреторні везикули переміщуються до плазматичної мембрани, де вони “розплавляються” і їх вміст звільнюється у молоко шляхом екзоцитозу

Синтез і секреція ліпідів Тригліцериди, синтезовані у гладенькому ЕПР альвеолярних епітеліальних клітин молочної залози із попередників – жирних кислот і гліцеролу, з єднуються у великі краплі, які переміщуються до верхівки клітини. Ліпідні краплі вип ячуються і поступово оточують апікальну плазматичну мембрану, нарешті відокремлюючись від клітин у вигляді жирових глобул молока. Випадкове включення ділянок цитоплазми в мембрано-оточені глобули дає можливість будь-якій субстанції, що міститься у цитоплазмі, потрапити у молоко 2 функції мембранного оточення жирових глобул молока: 1) це первинне харчове джерело фосфоліпідів і холестеролу для немовлят 2) воно запобігає об єднанню жирових глобул у великі жирові краплі, що може спричинити ускладнення секреції

Прямий транспорт речовин через апікальну мембрану альвеолярних клітин молочної залози Ці процеси повністю досліджено за допомогою радіоактивних ізотопів Іони Na, K, Cl, деякі моносахариди, а також вода безпосередньо перетинають апікальну мембрану альвеолярних клітин Іони Са, Р, цитрат – не здатні до цього (вони транспортуються екзоцитозом) В апікальній мембрані виявлено присутність Сl/HCO3- -обмінника, а також транспортер для глюкози

Трансцитоз інтерстінальних молекул через апікальну мембрану Інтактні білки інтерстінальної рідини, у т.ч. ІgА, гормони, фактори росту можуть пересікати епітелій молочної залози або шляхом трансцитозу, або парацелюлярним шляхом. В умовах лактації існує лише перший механізм. У людини ІgА синтезується плазматичними клітинами в інтерстінальному просторі молочної залози; новосинтезований білок зв язується із рецептором для імуноглобулінів на базальній поверхні мембрани епітеліальних клітин альвеол молочної залози. Утворений комплекс {ІgА - рецептор} поглинається ендоцитозом і переноситься через клітину. На апікальній мембрані позаклітинна частина рецептору відщеплюється і секретується разом із ІgА. Така відщеплена частина рецептору має назву секреторного компоненту (sc), а відповідний секреторний білок – секреторним ІgА (s ІgА)

Парацелюлярний шлях Здійснює обмін між просвітом альвеол молочної залози і інтерстінальним простором шляхом проходу речовин між епітеліальними клітинами, а не через них. За повної лактації він унеможливлюється дією щільних контактів, які створюють “зону злипання”, що приєднує епітеліальні клітини щільно одна до одної. Таким чином створюється суворий бар єр між молоком і інтерстінальним простором Протягом вагітності, а також при маститі, інволюції молочної залози щільні контакти стають проникними і дозволяють компонентам інтерстиційного простору надходити у молоко, а компонентам молока – в інтерстиційний простір і у плазму крові Існування парацелюлярного шляху за зазначених станів є корисним – адже секретуємі продукти можуть залишати молочну залозу, клітини запалення і протективні молекули – потрапляти у молоко, а продукти, утворені при інволюції – виводитися із молочної залози За функціонуючого парацелюлярного шляху молоко має високі концентрації натрію і хлору, що може бути корисним в плані діагностики проблем молочної залози

5 основних процесів-складових секреції молока епітеліальними клітинами молочної залози: узагальнююча схема

Лактогенез: перехід від вагітності до лактації Лактогенез – зміни у молочній залозі при переході від вагітності до лактації Теоретично можна поділити на 2 стадї: 1) відбувається протягом вагітності, внаслідок чого молочна залоза стає значно більш диференційованою для секреції невеликої кількості специфічних компонентів – казеїну і лактози 2) початок посиленої секреції молока, що асоціюється із пологами, внаслідок відхилення вмісту прогестерону перед народжуванням в присутності пролактіну. Для цієї стадії необхідна наявність високодиференційованого епітелію молочної залози, який утворюється протягом І стадії, тобто всередині вагітності Лактогенез є глибокою і швидкою серією змін в активності диференційованих епітеліальних клітин молочної залози, що починаються закриттям щільних контактів між епітеліальними клітинами після тимчасового зростання секреції захисних білків - s ІgА і лактоферину

Лактогенез: зміни у складі молока людини (натрій, хлор, лактоза) і у його об ємі після народжування Концентрації лактози, натрію і хлору починають змінюватися одразу після пологів: натрій і хлор – знижуються, лактоза – зростає. Ці зміни значно виражені вже через 72 год (3 діб) після пологів і пов язані із закриттям щільних контактів Через 36 годин після пологів настає 10-кратне зростання об єму молока, що секретується – від 50 до 600 мл/день – це т. зв. “прилив” молока, пов язаний із масивним зростанням синтезу та секреції всіх основних компонентів зрілого молока – лактози, казеїну, альфа-лактальбуміну, ліпідів, Са++, К, ін. Вміст цитрату, глюкози й вільного фосфату зростає пропорційно зростанню об єму молока

Лактогенез: зміни у складі молока людини (sIgA і лактоферин) після народжування Вміст цих сполук залишається високим протягом перших 48-ми годин після пологів – вони разом складають біля 10% маси молока. Через 2 дні їх концентрація, а також вміст клітинних елементів у молоці швидко знижується через розведення підвищенним об ємом молока, що секретується, а також зниженням їх абсолютної швидкості секреції

Повний цикл лактації Лактація – це виділення молока молочною залозою Повний цикл лактації: 1) маммогенез – розвиток молочної залози; 2) лактогенез – індукція секреції молока після пологів 3) лактопоез – розвиток і підтримка виділення молока Маммогенез – це розвиток молочної залози від моменту закладки в період внутрішньоутробного розвитку до появи молока після пологів, зумовлений сінергічною дією гормонів передньої долі гіпофізу, яєчників, наднирників і плаценти. Закладення і розвиток молочної залози починається ще на ранніх стадіях ембріогенезу; найбільш виражені зміни у її функціонуванні відбуваються при вагітності. З 2-3 місяця виникає гіперглазія її залозистої паренхіми. Під впливом естрогенів, прогестерону, пролактіну, СТГ, лактогеніну відбувається розширення і проліферація молочних ходів і розвиток альвеол молочної залози. Зниження рівня естрогенів і прогестерону після пологів стимулює секрецію пролактіну і, можливо, інших гормонів лактогенного комплексу. Виділення пролактіну контролюється гіпоталамусом, який виробляє пролактін-звільнюючий фактор Лактопоез – пов язаний із рефлексом молоковиділення

Гуморальна регуляція функціонального стану молочної залози Зміни у молочній залозі, пов язані із менструальним циклом, вагітністю, пологами, лактацією, віковими інволютивними процесами, зумовлені функціонуванням низки ендокринних органів Під впливом естрогенів яєчників відбувається інтенсивний ріст і дозрівання молочної залози З настанням менструального циклу включається прогестерон жовтого тіла. Статеві гормони, що виділяються протягом цього циклу, регулюють процеси гіперплазії і зворотного розвитку залозистих структур у молочній залозі, які спостерігаються щомісяця в репродуктивному періоді життя жінки За вагітності на стан молочної залози впливають плацентарні гормони – хоріонічний гонадотропін, пролактін, а також гормони справжнього жовтого тіла. Синтез гормонів гіпофізу в цей період знижується. Під впливом цих плацентарних гормонів за вагітності відбувається гіперплазія залозистих долек за рахунок розвитку протоків і термінальних альвеол Після пологів і відторгнення плаценти знову активізується вплив гонадотропних гормонів аденогіпофізу на молочну залозу. Починається лактація В клімактерічному періоді по мірі зниження функції яєчників знижується рівень естрогенних гормонів, в жіночому організмі поступово настає інволюція залозистих структур у молочній залозі. Залозисті дольки і протоки атрофуються, заміщуються фіброзною і жировою тканиною

Порушення секреторної функцій молочної залози Агалактія – зустрічається рідко, найчастіше внаслідок вродженої відсутності залозистих елементів молочної залози; інколи - через прогресуюче виснаження жінки, сильний нервовий струс – у таких випадках це явище зворотнє Гіпогалактія – причинами можуть бути морфологічні або функціональні неповноцінності молочної залози, недостатність смоктального рефлексу у новонародженого. Первинна – через гормональні порушення в організмі жінки (цукровий діабет, дифузний токсичний зоб); вторинна – пов язана із різними неендокринними захворюваннями матері, ускладненнями вагітності (напр., надмірним артеріальним тиском), пологів і післяпологового періоду, порушенням режиму харчування, психічним і фізичним перенапруженням, маститами Галакторея – самовільне витікання молока із молочної залози, 2 причини: 1) молоко виділяється із 1-ї молочної залози самовільно при годуванні дитини іншою; 2) молоко витікає поза фізіологічної лактації і годування через зміни в ендокринній системі із зростанням секреції окситоцину і пролактіну, гіперплазію або пухлини гіпофізу Гіпергалактія – причини подібні до галактореї