Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Динамика формирования водно-солевого состава молока

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Динамика формирования водно-солевого состава молока"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

?ГБ ОД

: ' ' . На правах рукописи

ШСЛЯКОВ'А Лариса Павловна

ДИНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ ВОДНО-СОЛЕВОГО СОСТАВА МОЛОКА

(03.00.13 - физиология человека и животных)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Санкт-Петербург - 1996

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте физиологии им. А,А.Ухтомского Санкт-Петербургского государственного университета

Научные консультанты:, член-корреспондент РАН, академик.РАЕН,

профессор, доктор биологических наук, • лауреат Государственной премии РФ, А.Д.Ноздрачев

профессор,' доктор биологических наук, Н.П.Алексеев

Официальные оппоненты: академик РАЕН, профессор,

доктор медицинских наук, Р.С.Орлов профессор,

доктор медицинских наук, Н.Н.Петрищев

доктор биологических наук, М.Н.Маслова

Ведущее учреждение - Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН

'Защита состоится а.£Ъл 1996 г. в 16 ч

на заседании Диссертационного совета Д.063.57.19 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических нау] в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9.

С' диссертацией можно познакомиться в библиотеке им А.М.Горького Санкт-Петербургского государственного универ ситета .

. Автореферат разослан /¿¿^-¿Ъц 1996 г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор биологических наук Наталья Дмитриевна Ещенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Скорость секреции и качественный состав молока - основные фак-

?ловека и интеллектуального здоровья новорожденных в течение все-з жизненного цикла. Поддержание высокой скорости секреции и адек-много состава молока представляет значительную нагрузку для мо-эчных желез и многих центральных нейро-эндокринных и висцеральных четем материнского организма, обеспечивающих молочные железы не-Зходимыми им веществами. Успешность лактации ограничивается функциональными возможностями этих систем, их способностью к вваимо-эглзсованиой интенсификации своей специфической деятельности. Потому изучение многоуровневой системы механизмов, определяющих и онтролирующих скорость секреции молока и его качественный состав, вляется основной проблемой физиологии лактации.

В естественных условиях эти механизмы действуют в рамках еди-ой функциональной системы мать-дитя, обеспечивая соответствие ко-ичественных и качественных показателей секреции молока потребнос-ям потомства, в основном, касающихся скорости секреции и адекват-ого содержания в молоке белков, иоков Ыа, К, Са, Mg и воды. Воз-икающие отклонения водно-солевого состава молока обычно сопровождаются угнетением скорости его секреции и ухудшением функциональ-ого состояния новорожденных [Воронцов и др., 1993; Озерец и др., 995а,Ь,с; Dewey etal., 1990; Kathleen, Lebbok, 1993; Maclean, 'illiams, 1995]. За последние 20-30 лет количество кормящих мате->ей снизилось до 50%, а полноценно лактирующих - до 10-30% из них :ри существенном увеличении частоты опасных отклонений водно-соле-¡ого равновесия и функционального состояния новорожденных САлипсв ! др., 1988; Бакаев и др., 1992; Воронцов и др.. 1993; van logaert, 1984; Pietratoni, O'Brien, 1994; Walker, 1994]. Меры по [рофилактике и коррекции этих нарушений не вполне эффективны 'следствие недостаточной изученности механизмов секреции молока в юрмальных физиологических условиях. Поэтому изучение гаконшер-гостей и механизмов формирования водно-солевого состава молока относится к наиболее актуальным и важным проблемам физиологии лакта-щи, требующим первоочередного внимания.

Современные исследования транспорта ионов и воды в молочной железе направлены, в основном, на изучение статической картины

формирования водно-солевого состава молока, а динамика зтих прс цесеов мало изучена. Общепринята гипотеза [Linsell, Peaker, 1971t Peaker, 1977a,b, 1978; Neville et all, 1983; Allen, 1990; Sherman

1990], предполагающая стационарный характер переноса ионов и вол в молоко в процессе его образования и накопления в железе. Однан результаты многих исследований ионного транспорта в молочной желе зе [Vreeswijk et al., 1975а,b; Falconer et al., 1978, 198Î Bisbee, 1981a,b; Holt, Jennes, 1984; Berga, Neville, 1985; Aller 1988; Shennan, Peaker, 19903, a также физиологических, биохимичес ких, структурно-функциональных основ секреторного процесса [Граче и др., 1976а; Грачев, Алексеев, 1980; Кислякова, 1980; ïlonoi 1989] не согласуются с этой точкой зрения.

В связи с этим возникает интерес к предположению [Закс и др. 1965; Наточин, 1976, 1984] о двухзтапном характере молокообразовг ния, включающего этап формирования первичного секрета посредствс фильтрации межклеточной жидкости в полость альвеол и этап реа( сорбции Na из первичного секрета в обмен на К. Таким образом boi рос о динамике и реальных механизмах формирования водно-солево] состава молока относится к ключевым проблемам физиологии лактаци] Его анализ необходим ке только для развития фундаментальных осн< физиологии секреции, но и решения широкого круга актуальных про( лем физиологии питания, роста и развития новорожденных, профила] тики и лечения заболеваний, связанных с нарушениями лактации у ч< ловека.и животных, а также разработки научно-обоснованных способ' повышения молочной продуктивности.

Известно, что качественные и количественные показатели секр> ции молока зависят от целого ряда внутренних материнских и внешн: механизмов и факторов, действующих со стороны детенышей и окружа щей среды [Галанцев, ГуляеЕа, 1987; Blatchford et al., 198 Henderson et al., 1985; Knight et al., 1986; Mena, 1990, 1991 Однако их значимость мало изучена. Одним из ведущих регуляторн факторов может.быть выделение в кровь самки при сосании оксит цина, способного вызывать многогранные эффекты в центральн структурах, молочной железе и других периферических тканях [Абел сон, 1985, 1994; Ноздрачев и др., 1994; Lincoln, Rüssel, 198 Lau, Henning, 1987; Mena et al., 1990, 1991; Richardetal

1991]. Поэтому комплексный анализ его роли в обеспечении взаим согласованной деятельности соподчиненных транспортных систем, ре лизующих маесолереное 0-г, ионов, воды и многих других веществ

уровне организма, молочной железы, ее микроциркуляторного русла, ■слеток, мембранных и других клеточных структур, а таете в регуля-дии выведения секрета из желевы и его потребления потомством, име-

¿т особо вашоё-значение' для'пояимзния-оеновных- механизмов-и прин-____

липов успешного функционирования системы мать--новорожденный.

Анализу отмеченных вътю проблем и ряла связанных с ними вопросов посвящено настоящее исследование.

Дель исследования

Цель выполненной работы заключалась в изучении закономерностей л механизмов формирования водно-солевого состава молока в условиях естественной пространственно-временной организации и многофактор-1ой регуляции секреторного процесса.

Задачи исследования

1. Провести сравнительный анализ перераспределения ионов и во-цы в тканях лактирувдего организма, отличающихся по степени повы-пения их функциональной активности в период лактации.

2. Исследовать динамику переноса ионов и воды в молоко.

3. Оценить роль процессов фильтрации и реабсорбщ-ш N3 в формировании водной Фазы молока.

4. Изучить зависимость интегральных показателей еестояния транспортных и энергетических систем сскретирушк-й молочной хел-'еы от лозы оксктоцина введенного г- кровеносное русло сулки,

5. Проанализировать степень взаимосогласованности лцняшкп качественных и количественных показателей секреции с естесть энными ритмами кормления потомства и реального поглощения молока летели-нем.

6. Оценить зависимость качественных и количественных показатели секреции яенекогс молока и роста новорожденных в течение 1-10 цней лактации от функционального состояния систем р'чулщги водно-солевого баланса материнского организма.

Работа выполнена в течение 1981-1996 г по плановым темам лаборатории физиологии секреторных процессов НИМ физиологии им. к.А.Ухтомского Санкт-Петербургского государственного университета.

Научная новизна результатов

Впервые проведен комплексный анализ временной организации и многофакторной регуляции процессов формирования водно-солевого состава молока. Показано, что успешное осуществление лактации свя-

зано с перераспределением ионов и воды в организме, сущность которого состоит в соответствующем степени повышения специфической деятельности дополнительном поступлении ионов К, Са, Мд и воды ; клетки тканей, участвующих в поддержании секреции молока. Не адекватные для организма нагрузки ведут к неблагоприятному для клето) накоплению в них N3 при дефиците 02. К и нарушении Са и Ме баланса, в степени соответствующей глубине повреждающего воздействия.

Выявлены основные закономерности и механизмы образования водной фазы молока. Показано, что формирование водно-солевого состав; молока - динамический, многоступенчатый процесс, основные этап! которого протекают в альвеолах и отличаются по скорости и направлению транспортных потоков ионов через секреторный эпителий. Выяснено, что фильтрация межклеточной жидкости и конвективный перенос ионов в полость альвеол не играют существенной роли в секреции молока. Ведущую роль в формировании качественного состава молока играет система ионообменных механизмов, обеспечивающих реабсорбцю N2 в обмен на К и другие осмотически активные вещества.

Показано, что минеральный состав молока, потребляемого детенышем, зависит от длительности его накопления в железе. Оптимально* соотношение К/Иа - 2.8 в молоке достигается в период наиболее вероятного кормления помета самкой. Учащение или урежение кормленш ведут к выделению молока с повышенным уровнем Иа при дефиците К I нарушенном содержании Са и

Исследована роль окситоцина в регуляции транспортных систе» молочной железы и функционального сопряжения процессов образования, выведения и потребления молока. Выявлены и систематизирован!: дозозависимые влияния окситоцина на количество выводимого'молока, объем межклеточного пространства, внутриклеточные уровни ионов I воды, транс- и межклеточные потоки ионов и воды в молоко, соотношение потоков потребляемого и доставляемого в альвеолы Ог. Показана зависимость эффективности потребления молока каждым детенышем и пометом от числа рефлекторных выбросов окситоцина в кровеносное русло самки при сосании. Выяснено, что незрелость индивидуальных механизмов контроля потребления молока у детенышей компенсируется самкой посредством регуляции режима доступности соског для сосания и числа рефлекторных выбросов окситоцина в кровь пр! сосании.

- 7 -

Основные положения, выносимые на защиту

1.В период установившейся лактации наблюдается перераспределе-:ие коноь и веды в организме, направленное на обеспечение нормаль-:эв секреторной деятельности молочной"жёлёзы! Величина"к~характёр" 3вигов водно-солевого равновесия тканей связаны со степенью их пастпя 5 обеспечении процессов шлоксобрззовзнйя.

2. Формирование водно-солевого состава молока - динамический роцеес, основные атапы которого отличаются по скорости и направ--энию суммарного переноса ионоз через секреторный эпителий. Сезонностью начального и среднего этапов является резко повышенный уиггрный потек Ма в секрет, з завершающего - реабсорбшш части N3 с. полости альвеол к протоков. Фильтрация жидкости и пэрацеллюляр-ый перенос N3 в молоко с током фильтруемой жидкости не играют су-ественкой роли б секреции молока.

3. Ведущую роль в формировании водно-солевого состава молока грают механизмы ионного обмена. Они, контролируя распределение радиентов концентрации Na в системе капилляр-клетка-секрет, вли-от на транспорт К в молоко и сопряженный с На перенос в клетки и элоко других ионов и неэлектролитов.

4. Ритмическое выделение скситоцина в кровь самки при сосании элее детенышами является ведущим механизмом регуляции фуикиио-зльного сопряжения процессов образования, выведения молока и его зтребления потомством. Око определяет гетерохронноеть фумкциони-;вания альвеол, эффективность их опорожнения, кровоснабжения и Оо ?еспечения, а тзкже объемно-пространственные соотношения и расп--лелгэние концентрационных градиентов ионов г системе капил-гр-клетка-молбко, перенос ионов, воды и других веществ через сек--торяый эпителий, Незрелость механизмов регуляции режима питания детенышей компенсируется материнскими системами контроля режима зступности желез для сосания и числа рефлекторных выбросов окси-эцина в ходе кормления в соответствии со степенью наполнения же--з молоком.

Научно-практическая ценность работы

Результаты работы имеют основополагающее значение для развития ¡временной теории секреторного процесса в молочной железе, учиты-вощей реальную динамику транспортных, синтетических и экергети-!ских процессов на клеточном, тканевом и организменном уровнях, а иске ее многофакторную регуляцию в рамках функционально единой ¡стемы мать-дитя. Они необходимы для разработки научно-обоснован-

ных рекомендаций по оптимальному режиму молочного вскармливания критериев и методов контроля, профилактики и коррекции карушени функционального состояния новорожденных и материнского организма период лактации, нарушений естественного состава молока, процессо его образования и выведения у человека и животных, а также дл разработки способов повышения молочной продуктивности.

Материалы, представленные в диссертации, используются в учеб ном процессе при чтении курсов лекций "Общий курс физиологии", Фи зиология висцеральных систем", "Физиология эндокринной системы".

Разработанные в процессе исследований методические приемы критерии нарушений качественного состава женского молока и функци опального состояния тканей и организма млекопитающих использован при:

- коррекции лактации у кормящих матерей (ИАГ им. Д.О.Отт РАМН)',

- проведении функциональной диагностики (BMA им.С.М.Кирова),

- разработке способов и проведении комплексного анализа кг чества природных и питьевых вод на основе биотестирован* (ЦЭВ РАН, НП ЦЭЗ),

- разработке инструментальных методов контроля функционально! состояния человека и животных по показателям электролитног состава эритроцитов, плазмы, сыворотки крови и других биолс гических сред (НП ЦЭЗ).

Публикации

Основные положения диссертации отражены в 24 печатных работа) Апробация работы

Материалы диссертации обсуждались на заседаниях Ленинградско1 отделения общества физиологов, биохимиков и фармакологов ш И.М.Сеченова (1986, 1988, 1991, 1992, 1993); VI, VII иУПГВсесс юзных симпозиумах по физиологии и биохимии лактации (Львов, 198; Алма-Ата, 1986; Баку, 1990); VII Всесоюзной конференции "Совреме! ные проблемы физиологии почки и водно-солевого обмена" (Чернигов

1985); Всесоюзной конференции "Транспорт газов в системе микроци] куляции" (Гродно, 1985); Рабочем совещании "Структурно-функци< нальные основы массопереноса в системе микроциркуляции" (Пермз

1986); Рабочем совещании "Массоперенос в системе микроциркуляции эксперименте и клинике" (Горький, 1988); Всесоюзном совешан! "Влияние факторов внешней среды на функциональное состояние орг; низма" (Ленинград, 1989); Всесоюзном научно-практическом еовещан:

'Применение биотеетирования в решении экологических проблем" (Ленинград, 1989); II научной сессии Центра Экологической Безопасноо-:и ЛЕИ АН СССР (Ленинград, 1939): Конференции 4ййй им. A.A. Ухтсмс—

coro СПбГУ""Доминантные- механизмы-поведенческих-- адаптации - (Денинг-___________

>ад, 1990;; М-г.чзуййрсдксм симпоеиум* "Ниоинликация и оиомоюгго-)инг" iЗагорск, 2991); Научно-методическом семинаре Цешра около-"теской Безопасности РАН (Санкт-Петербург, 1993); Международном -•еминаре "Человек и его здоровье" (Санкт-Петербург, 1995); I Конг-«ес? Федерации Европейских Фигиологическкх обхестг < «а&с?рих. .585;; Юбилейной сессии, иосвяшенной 200-лотию Института Акушере-'ва и Гинекологии РАМН им. Л.0.Отта (Санкт-Петербург, 1995); Науч-ю-практичеекой коиферекдии Института Акузгерстга т« "w^rrzoriw 'АМН им. Д.О.Отта (Санкт-Петербург, 1996).

Структура и объем диссертации

Материалы диссертации изложены во Введении, 6 главах, Заключе-[ии и Выводах. В главе I представлен общий обзор литературы. В аждой следующей главе первый подраздел посвящен обзору литературы ю проблемам, анализируемым в данной главе. Во Егором подразделе :пящпй главы описаны использованные материалы и методы, а б следу-«аих подразделах - результаты исследований и их обсуждение. работа .окументирована 43 рисунками и 30 таблицами. Лисок литературы •ключает 537 ссылок. (>бщип объем диссертации - 399 с.

МАТЕРИАЛЫ Vi МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования выполнены нз нелинейных белых мышах SHP. питомника Рапгюлоьо" РАМН в условиях анестезии гексеналом (0.1 мг-т, ьнут-ибрюшинно), испытыемых BMA им. С.М.Кирова, а также молоке женин-родильниц послеродового отделения клиники Института Акушерства Гинекологии РАМН. Все исследуемые процессы рассматривали к едком масштабе времени, принимая за основную точку отсчета момент рекращения сосания железы при кормлении.

Величину молочного, меж- и внутриклеточных тканевых прост-анеягу белых мышей определяли с пемощьп модифицированных прием«» равиметрлческогс IKnight et ai., 1936i и индикаторного анализа о рименением JH-инулина ¡.Еерхин. Иванов, 197.3; Williams, Woodbury, 971J, 57СоЭДТА LReerf, Wiig, 19343 и СоЗЛТА "Гусев, Васильева. 9813.

Содериание Na, К, Ca, Mg в пробах молока, крови и тканей опре-еляли методами пламенной и атомно-абсорбционной спектрофотометрии

(Flapho-40, AAS-1, Carl Zeiss, Jena) (Брицке, 1982; Хавезов, Ца-лев, 1983]. Внутриклеточное их содержание вычисляли на основе экспериментально определенных показателей.

Ионометрический анализ женского молока выполняли, используя миниатюрные рН- и Са-электроды (Экодат, СПб).

Осмотическое давление обезжиренного женского молока определяли на миллиосмометре ОСМ-2 (Буревестник, СПб).

Результирующую скорость трансэпителиального преноса ионов и воды вычисляли по измеренным величинам их концентрации е молоке, массы железы и содержащегося в ней молока в начале и конце рассматриваемого отрезка времени.

Скорость фильтрации межклеточной жидкости в молоко оценивали, используя модифицированный Еариант индикаторного метода [Наточин, Чапек, 19763, по определенной скорости секреции молока в железе [Knight- et al., 1986] и поступлению в молоко СоЭДТА - индикатора, не проникающего внутрь клеток.

Ионообменные процессы в молочной железе исследовали с помошьк нового варианта широко применяемого на других ионтранспортирующдо эпителиях индикаторного метода [Наточин и др., 1990; Koomans et al., 1989; Leyssac et al., 1990; Thomsen, 19901 , основанного m масс-спектрометрическом анализе с применением изотопного разведения [Флейшман, 1982; Fleishman et al., 1992] распределения в жидких тканевых средах ионов Li.

Сравнительную оценку качественного состава последовательно выводимых из железы порций молока выполняли с помощью двухканально] инфракрасной спектрометрии (Specord 75/IR) [Doreau, Boulot, 1989! и модифицированных для малых проб молока кювет.

Напряжение Ог (pOg) в локальных участках тканей определяли используя метод полярографии (Коваленко и др., 1975; Vanderkooi е al., 1991] и миниатюрные малотраЕМирующие ткань индикаторные Pt-электроды диаметром 50-100 мкм [Кислякова, 1983].

Эффекты, вызываемые окситоцином, изучали при однократном внут ривенном введении препарата (Гедеон Рихтер, Венгрия) с активность: 450 МЕ/мг в дозах 0.1-26,4 нг/г массы тела, приготовленного на фи зиологическом растворе в объеме 0.1 мл.

Режим потребления молока детенышем и пометом изучали с помощь визуальных наблюдений [Марков, 1991] и разработанного нами индика торного метода, основанного на введении самке проникающего в моло ко ^-индикатора - 65Zn и многократном, быстром и атравматично

онтроле с помощью высокочувствительного сцинтилляционного

-спектрометра ГФлейшман, 190CJ его поступления в организм каждого етеныша из гнезда в результате сосания.

""""брстг ттол5^1енньй'"экспер™енталг.ный"матери.ал_о(!1работзн-с-помопгь!о-остветствувщкх статистических методов [Митропольсккй. ¡971; Ла-ин, 19801. При сравнении средних арифметических значении изучае-

ых показателей уровень значимости приникали <0.05.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ к ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Отклонения водно-солевого баланса организма при функцис-альных нагрузках

под н о- с о л в в ое ра в н ове с ие тканей в ]М>иод лакх-аьии Выявлены следующие основные закономерности перераспределения онов и воды в успешно лактирующем полноценно питающемся организ-е. Общий объем плазмы крови и межклеточной жидкости - основных ред-переносчиков различных Ееществ между клетками организма, в ериод лактации увеличивается на 23% соответственно повышению мае-а тела. В тканях их отклонения пропорциональны изменениям объема олней Фазы клеток, достигающим s молочной желе?? двукратного ровня.

Водно-солевой состав плазмы коови и межклеточной жидкости г. ериод лактации отличаются, во-первых, пониженным на 194 уровнем что затрудняет поддержание нормального внутриклеточного содер-апия этого иона, и , во-вторых, повышенной на P.2Z концентрацией j, что может способствовать возрастающему поступлению "того иона нутрь клеток.

В клетках скелетных мышц, составляющих более половины массы

-.■ла и не принимающих непосредственного участия ь осуществлении актадионной функции, уровеш. Na попилен на 19Z, вероятно, вслед.:-вие активации Na.K-АТФазы, направленной на поддержание нормально-о содержания внутриклеточного К.

Эритроциты лактируюших животных, обеспечивающие повышенную оставку Ос в молочные железы и другие ткани благодаря большей гепени насыщения гемоглобина 0% в артериальной крови, меньший азмерам и большей концентрации в крови 1Кислякова, 1980], отличатся возросшим на 15, 50 и соответственно содержанием К, Са а связанным с отмеченными изменениями их структурно-функциональ-ых свойств.

Концентрация Na в водной фазе клеток опорожненной молочной же-

лезы понижена на 51% по сравнению с ее уровнем у нелактирующих животных, а ионов К, Са, Mg и воды повышена соответственно на 47% и в 2.0, 2.1 и 1.7 раза. Эти изменения обусловлены глубокоми структурно-функциональными преобразованиями тканей железы при переходе к активной секреторной деятельности.

Таким образом, чем значительнее возрастает специфическая активность клеток в период лактации, тем выше степень увеличения содержания К, Са, Mg и воды в них. Это может быть обусловлено наличием специфической чувствительности тканей к общим регуляторным воздействиям и/или влиянием местных тканевых и клеточных систем регуляции водно-солевого баланса клеток.

Сравнительный анализ перераспределения ионов и воды при действии на организм различных нагрузок

Показано, что общей чертой перераспределения ионов при действии различных по характеру нагрузок (лактация, интенсивная мышечная деятельность, длительная изоляция с укачиванием, потребление ксенобиотиков с загрязненной питьевой водой) является повышение уровней Са и Mg в клетках и тканях. Отличительной особенностью физиологически адекватной нагрузки - лактации является наблюдаемое уменьшение уровня Na и увеличение содержания К внутри клеток. Для остальных исследованных не адекватных нагрузок характерны противоположные отклонения уровней одновалентных ионов : накопление Ns при дефиците или постоянстве К в клетках.

Согласно параллельно проведенным полярографическим, клиническим и патолого-анатомическим исследованиям степень и характер отклонений водно-солевого состава клеток и тканей при не адекватны) нагрузках коррелируют со степенью ухудшения Ое снабжения тканей i глубиной развивающегося нарушения их морфо-функциональных характеристик. Выявленные умеренные отклонения ионного состава плазмь крови, более существенные сдвиги pOg и водно-солевого составе мышц, резкие изменения этих показателей в печени и эритроцитах i интегральной форме отражают неблагоприятное повреждающее воздействие на организм различных по природе факторов. Поэтому оценке Ма-К-баланса эритроцитов, а также измерения уровня pOg в покоящихся скелетных мышцах, могут быть использованы для общей характеристики функционального состояния организма млекопитающих, включа! человека. Адекватное перераспределение ионов и воды между внутри-и внеклеточными средами в период активной секреторной деятельности молочных желез, очевидно, является важнейшим условием успешног<

гсуществления лактации.

Особенности лактации у кенгота с нарушениями водно-солевого об-

гека

- 0нижение-резервных-возможностейматеринекого_организма,_ поззо-

в нормальных условиях уепепно преодолеть такие напряженные I длительные нагрузки как беременность и лактация, во многих елу [■чих ведет к развитию гестоза, обусловленного не адекватным функционированием, прежде всего, систем кровообращения, водно-солевого >бмепа и дыхания [Воронцов и др., 1993; Айламасян. 15531. Согласно юлучекным дангн.м молоьиво и переходное молоко у .--тих женщин отли-иются от молока здоровых матерей повышенным на 20-75% содержанием >та. кеибьл&нсирОБПНпши отклонениями уровня к, повышенным на Л 45% содержанием Мг и увеличенным количеством ионизированного "а.

Выявленное уменьшение на И-14% скорости роста массы тела но-зорожденных у женщин, перенесших гестоз, показывает, что имеющиеся изменения состава их грудного молока неблагоприятны для потомства. То-видимому, они обусловлены нарушениями аэробного обмена, транспорта На и в клетки, секреции лактозы, содержания в клетках и •юл оке М£-связыкающих компонентов. синтеза. фи?ико- химического состояния и транспорта са-связывавших компонентов молокз. Н^обхо-п.ич с остветствующий анализ качественных и количественных показателей секреции молока, роста новорожденных и состояния здороьья этой группы матерей б более поздние периоды лактации, н таете разработка экспресс-методов контроля качественного состава женского молока •! соответствующих способов коррекции лактании и питания новорожденных. Успешное решение этих проблем возможно лишь при устранении '.уществукацего пробела в изученности реальных механизмов формировании зоднс-солевого состава молока ь естественных условиях.

2. Динамические и качественные показатели процессов накопления и потребления молока

Временная организация процессов образования молока и его выведения иг железы при кормлении детенышей

На основании анализа индивидуальных кривых потребления молока «ызгатзми и числа отсасываемых ш желез за одно кормление помета зыяснено, что в нормальных шигиологиче^ких условиях в среднем б 50 I случаев железы мыши освобождаются от накопленного молока с периодом 1.60+0.05 ч, совпадающим с его величиной для потребления молока пометом. В остальных 25% случаев он достигает 3.2 ч и в 15% -

4.8 ч в связи с тем, что лишь 72.3% детенышей гнезда действительно поглощают молоко при кормлении помета. В 31% случаев они высасывают его не из 1, а из 2 желез, получая в среднем 60.2+2.8 мг секрета, сформировавшегося в процессе непрерывного накопления молока в железах без стимулируемого океитоцином сброса готового секрета в протоковую систему и его задержки в железе до следующего сосания желез детенышами.

Динамика накопления молока в железе

Измерения скорости накопления молока в краниальной и других молочных железах мыши показали, что ее величина поддерживается на постоянном уровне, 17.5 г/ч/100г ткани, в течение 7 ч интервала после ее сосания, что в 1.5 раза превышает обычный диапазон колебаний интервала между опорожнениями железы детенышами. При этом длительность последовательных циклов накопления молока в одной и той же железе и в соседних железах у самки меняется в соответствии с принципом равновероятных независимых событий. Поэтому количестве молока доступного детенышам при их кормлениях самкой в соседних железах, а также в одной и той же железе в последовательных кормлениях широко варьирует, в среднем от 35 до 106 мг.

Зависимость качественных характеристик секрета от длительности его накопления в железе

Выявлены непрерывные сдвиги отношения уровней R/Na в секрети-руемом молоке от 1.2 в начале молокообразования до 2.8 в течение 2-го ч после сосания и 0.9 через 6-7 ч после него при постепенное уменьшении их суммарного содержания на 28Z. Предположение о постоянстве этого отношения, равного 3, было положено в основу гипотезь о стационарном характере процессов формирования водной фазы молоке [Linzel1, Peaker,1971b,c; Peaker, 1977а, b, 19781. Оно не нашлс подтверждения в ряде исследований на различных животных с неконт-ролировавшейся динамикой молокообразования [Mepham, Beck, 1973; Peaker, Taylor, 1975; Vreeswijk et al., 1975; Chalk, Bailly, 1979; Holt, Jenness, 1984; Berga, Neville, 19853.

Согласно проведенному исследованию по мере накопления молока i железе общие концентрации Na и К в нем изменяются в противоположных направлениях. Поэтому наиболее высокий уровень К (45.1+1. <3 ммоль/л) и самая низкая концентрация Na (16.2+1.0) достигаются не этапе формирования готового к потреблению молока. Укорочение и удлинение периода накопления молока в железе ведут к выделению секрета с повышенным содержанием Na и пониженным уровнем К, что может

^благоприятно отразиться на функциональном состоянии детенышей, сказано также, что накопление молока в течение 7 ч сопровождается злрерывным .повышением содержания в нем Оа и М£ от 21.0+1.3 до

Г. п?, б"шслб/л-й - от- В;4+0.- 1— до—13;8+0; б -ммоль/л-соответствен-____________

I', что несомненно связано с изменением его питательных свойств, эким образом полученные данные свидетельствуют' об изменении во ремени транспорта ионов в молоко.

3. Трансэпитедиальный перенос ионов л ьоды в секретирующей моечной железе

Динамика суммарного переносе, ионов и еодь: £ мелочное щюс-т-анство железы

Показано, что начальный зтап секретогбрасования, в

словиях сосания железы детенышем, характеризуется наиболее высо-:ой скоростью результирующего переноса Ма в полость альвеол (8.4), есколько меньшим потоком К (около 7.0 ) и самой низкой скоростью оступления в секрет ионов Са и М^ (2.1 и 1.2 ммоль/ч /кг соответственно) . В течение 2-го этапа, начинающегося после прекращения осания железы детенышем, суммарный поток Иа уменьшается на 35Х, К Практически не меняется, а Оа к Мд возрастает в 3.5 саза и на 17% •©ответственно. На этапе образования готового к потреблен!® молока " й ч после сосания железы), результирующий лоток N3 падает и ме-шет направление на противоположное, из полости альресл я ткани [.елезы. При этом скорость суммарного переноса в молоко к возраста-!Т примерно в 1.5 раза, Са в 2.3 раза, а М& - на Гаким образом юлучечный фактический свидетельствует о динамическом характере ¡роцессов ионного транспорта в молочной железе, в определенной мезе согласуясь с представлениями о двухэтапной природе молокосбра-ювнния [Закс и др., 19551.

Следует отметить, что при задержке молоковыведения ло .3-5 ч ютоки Иа и Мд в молоко возрастают, а К уменьшаются в 2 раза. При ;е увеличении до 6-7 ч потоки N3 и Ма* продолжают расти при развивающемся вымывании К из молочного пространства. Это свидетельствует об относительно низких компенсаторных возможностях яонтранс-портных механизмов молочной железы при нарушениях режима ее оггс-рожнекий.

Изменения объемов молочного. внутри- к межклеточного пространств железы в процессе молокообразования

Исследование объемно-пространственных соотношений в тканях, являющееся необходимым этапом анализа путей, движущих сил и меха-

низмов, контролирующих динамику ионтранепортных процессов, показало, что на начальных этапах молокообразования объем секрета в железе в 4-6 раз меньше объема клеток, контролирующих его состав. В течение нормальных интервалов между опорожнениями железы объем молока в ней увеличивается в 7.7 раза, не отражаясь на объеме межклеточной жидкости. Однако при увеличении интервалов в 1.5 раза до 7 ч количество секрета в железе повышается в 10.7 раз относительно начального этапа молокообразования. Объем межклеточной жидкости постепенно уменьшается на 40%, а внутриклеточного пространства возрастает на 10 %. Нормальный объем клеток и межклеточной среды сохраняется до тех пор, пока количество накопленного в железе молока не достигнет уровня на 30-35% превышающего объем внутриклеточного пространства. Через 5-7 ч после сосания железы количество молока в ней в 1.5-2.0 раза превышает объем клеток, контролирующих его состав. Вероятно при этом нагрузка на их транспортные, синтетические и энергетические системы оказывается чрезмерной и возникают глубокие сдвиги водно-солевого равновесия и объемно-пространственных соотношений внутри - и внеклеточных тканевых пространств.

Распределение ионов в последовательных порциях выводимого из железы молока

В результате сравнительного анализа выяснено, что первые порции получаемого из железы молока отличаются от следующих пониженным на 25-40%. уровнем Ыа и на 9-14% суммарного содержания Иа и К. По данным инфракрасной спектрометрии в этих порциях молока не обнаруживается различий по содержанию таких осмотически активных компонентов, как белки и лактоза. Вероятно, в порциях секрета поступившего в систему мелких, средних, крупных протоков и непосредственно с ними связанных альвеол, в перерывах между молоковыведе-ниями возрастает содержание других осмотически активных веществ. Наблюдаемое понижение уровня Nа, по-видимому, компенсирует появляющиеся отклонения суммарного электрического заряда и осмотического давления. Учитывая высокую скорость диффузии ионов в молочном пространстве ЕЫпгеП, Реакег, 1971а], существующие представления о распределении объемов молока в нем [Грачев и др., 1984] и преимущественном содержании в первых порциях выделяемого из железы молока тех его фракций, которые более 0.5 ч находились в системе мелких и более крупных протоков [ЫпгеИ, Реакег, 1971а], можнс

читать, что выявленное неоднородное распределение Na в выводимом голоке связано с функционированием на уровне протокового отдела •истемы ионообменных механизмов.

— Перераспределение-градиентов — концентрации ионоз-И_воды в сис-■&ме_ капилляреклетка-молоко

Анализ полученной на основе соответствующих ¿¡ашреняй общей артины распределения ионов и воды в системе капилляр-клетка-еек-¡ет показал, что в момент прекращения сосания железы детенышем внутриклеточные уровни Na. К, Он и Mg- наиболее ниг гл. 3 течение -го ч после опорожнения железы содержание na, к и водь; г. клетках te меняется, а Ca и Mg - повышается на 58 и 67% соответственно. На >xaué образования гэтегстс к потребление моло«^ внутриклеточные ровни Na, Ca и Mg двукратно возрастают, а К и воды не меняются.

Наиболее низкий уровень Na (15.6 ммоль/кг), поддерживаемый 1а,К-АТФазой базолатеральных мембран секреторных клеток, наблюдается в течение начальных этапов молокообразования, когда происходит поступление в клетки альвеол предшественников и синтез лакто-¡ы, белков и других компонентов секрета. Устанавливающийся повы-:енный на 23-26 ммоль/л воды градиент концентрации Na на базолате-.■ал.ных мембранах, очевидно, способствует возрастающему поступлению внутрь клеток с участием систем вторично активного транспорта ■авнообразных неорганических и органических веществ. в том числе, :ахаров и аминокислот Шопов. 1983: Powell, а 987; Kiinmtch. 'anlless, jÖS8; Turnheim, 1391]. Кроме того понижений уровень Na. гак известно, способствует повышенной активности многих внутрикле-•очных ферментных систем ESueJtei, ШП ; -owe, lS':rj ; Leclbetter , ,ubin, 1977; Kaplan, 1983], благоприятствуя эффективной сиктети-юской деятельности клеток.

На этапе формирования готового к потреблению молока уровень Na i клетках возрастает (32.2 ммоль/кг) и устанавливается направлений в полость альвеол градиент концентрации Na (15.1 ммоль/л во-!ы). что, вероятно, способствует сопряженному с пассивным потоком ¡а в молоко, выходу в секрет многих катионов и анионов, а таете органических веществ-компонентов молока. Известно, что тргшезпите-шальные потоки Na з различных контрансяоптирующих зпигелиях могут вменяться ь несколько раз при сохранении постоянной концентрации !а в эпителиальных клетках [Turnheim, 19911. Поэтому, возможно, [то определенным образом меняющиеся концентрационные градиенты Na, юддерживаемые на базолатеральных и апикальных мембранах секретор-

ных клеток, контролируют не столько поддержание постоянного внут риклеточного уровня и потока Ка в молоко, сколько перенос органи ческих и неорганических веществ через эти мембраны.

Согласно полученным данным в ходе первых этапов молокообразо вания результирующий поток ионов Ма в молоко направлен против гра диента его концентрации на апикальных мембранах секреторных клето и значительно превышает входной пассивный поток №а в клетки чере эти мембраны. Это указывает на возможный перенос Ыа в секрет п парацеллюлярному пути и/или функционирование в апикальных мембра нах систем вторично активного транспорта На. На этапе образовани готового к потреблению секрета, несмотря на повышение внутрикле точного уровня N3 и направление градиента его концентрации из кле ток в полость альвеол, наблюдается результирующий перенос N8 и молока внутрь клеток. Следовательно, системы вторично активног транспорта участвуют в обеспечении реабсорбции N3 при формировали молока. При задержке молоковыведения и накоплении молока в желез в количествах превышающих объем клеток, регулирующих его ионнь состав, устанавливается фактически однородное распределение Иа водной фазе клеток и молока. Его причиной может быть угнетена систем активного транспорта Ма через меточные мембраны и возрас тание конвективного и диффузионного потоков Ыа в секрет по парс целлюлярному пути. Таким образом соотношение движущих сил и вклг в суммарный перенос пассивных и активных механизмов транспорта N в молоко по меж- и трансклеточному пути меняется.

Полученные данные показывают, что результирующая скорость пе реноса ионое Ыа в молоко понижается и возрастает, меняет направле ние независимо от изменений его внутриклеточного содержания и грс диента концентрации на мембранах. Значит, как и в других эпителия чувствительных и нечувствительных к амилориду [ТигпЬеш, 1991] внутриклеточное содержание ионов Иа не оказывает прямого влияш на функционирование механизмов, обеспечивающих резко меняющийся е времени по величине и направлению трансклеточный перенос этого ис на в альвеолах молочной железы. Вероятно, в секреторных клетке молочной железы, как и в клетках других видов ионтранспортирующи эпителиев, имеется несколько популяций АТФаз [Скульский, Лапин 1985; 1988], одна из которых контролирует внутриклеточное содержа ние иона, а вторая - его трансклеточный перенос в соответствии динамикой функционирования аэробных и других систем их энергообес печения.

Важно отметить, что при повышенном накоплении молока нарушаем

ся Са и Mg' баланс секреторных клеток. Вследствие увеличения входного потока Са и Mg в клетки через базолатерадьные мембраны нарастает яеоегрузка клеток этими ионами, т.к. их выведение в молочное пространство,несмотря_на повышенный градиент концентрации, возрастает ь меньшей степени. Доля Са выводимого из ияеток увеличивав ется от 3.7/Ó в опорожненной до 29% в наполненной секретом железе. Доля выводимого из клеток Mg составляет 4-10%. Полученные данные указывают на нарушение процессов распределения и связывания этих ионов, вероятно, вследствие повреждения секреторных клеток при удлинении нормального интервала между опорожнениями молочной зелевы.

Градиент концентрации К на апикальной мембране клеток в течение обычного периода Формирования молока остается постоянным, направленным в полость альвеол. Следовательно, увеличение потека К в молоко на этапе формирования готового к потреблению секрета связано с повышением проницаемости апикальной мембраны для К или его сопряженного переноса в молоко. Задержка молоковыведения до 5 ч ведет к увеличению градиента концентрации К на апикальной мембране при падении потока К в молоко, что указывает на возможность уменьшения К проницаемостй апикальной и везикулярной мембран, а также угнетения сопряженного с Na переноса К в молоко. В дальнейшем при задержке молока в железе до ? ч развивается вымывание имеющегося в полости альвеол К, хотя градиент его концентрации на апикальной мембране растет. Поэтому возможно, что в этот период возрастает проницаемость плотных контактов между клетками и происходит разбавление молока межклеточной жидкостью и диффузионный отток К из полости -альвеол. Определенную роль может играть падение пассивной проницаемости для К 'апикальных мембран, нарушение синтеза или задержка в клетках синтезированной лактозы и белка, увеличение доли связанного или накапливающегося во внутриклеточных структурах К в связи е повреждающим воздействием давления [Fee'-or. ЮСО: Turnheim, 1991] и усиления миграции лейкоцитов Шопов, 1989] в молоко.

Динамика перепоста ионов и воды в молоко с_током фильтруемой

жидкости

На основании исследований распределения в молочной железе ОоЭДТА выяснено, что з течение нормального, а также в 1.5 раза удлиненного накопления молока в железе сохраняется, хотя и возрастающая во времени, но в целом, низкая скорость парацеллюлярного переноса воды в молоко. Ее величина в альвеолах соответствует 4-6%

суммарного потока воды в секреторное пространство в течение всего рассматриваемого периода. В сеязи с этим скорость конвективного парацеллюлярного потока Ыа в молоко составляет не более 9-16% от скорости результирующего потока этого иона в секреторное пространство. Перенос остальных ионов К, Са, Щ с током фильтруемой жидкости в молоко не превышает 2% от их результирующих потоков е секрет. Следовательно, фильтрация жидкости и конвективный перенос ионов в полость альвеол молочной железы мыши не играют ведущей роли в обеспечении транспорта ионов и воды в молоко. В нормальных физиологических условиях основной путь переноса ионов К, Са, I-воды в молоко мыши - трансклеточный.

Реабсорбция N3 в молочной железе . Учитывая имеющиеся данные о том, что ионы Ы подобно Ма способны транспортироваться через эпителий по парацеллюлярному пути, каналам ионной проницаемости, системам Ма-Н обмена, но не переносятся некоторыми видами На,К-АТФзз СНаточин и др., 1990 ; Коогпал; 6t а1., 1989; Ьеугзас еЬ а!., 1990], исследовано распределение Ь: в железе после небольших его добавок в питьевую воду. Показано интенсивное накопление Ы в молоке мыши с отношением Ы/ Ма в секрете в 7.9 раза большим, чем в плазме крови. Эти и другие, полученные при исследовании данные, указывают, что ионы Ы, поступившие ] альвеолярный секрет с помощью механизмов не различающих Ка и 1л, ; дальнейшем, в основном, остаются в полости альвеол. Большая я» часть ионов Ма, вошедших в секрет, удаляется из него с помощью механизмов трансклеточного переноса, различающих ионы Ы и Ма. Сог ласно существующим представлениям [Коотзпз еЪ а!., 1989; 1еузза а!., 1990], можно считать, что роль этого механизма в альвеола молочной железы играет Мз,К-АТФаза базолатераяьных мембран. Выяс нено также, что отношение 1Л/Ыа в последовательно выводимых из же левы порциях молока одинаково, однако содержание и На, и Ы в пер еых порциях выделяемого железой молока понижено соответственно н 30 и 28%. Из этого следует, что в альвеолярном и ниже лежащем от делах железы функционируют два механизма, выполняющих одинакову функцию - удаление из молочного пространства ионов N3. В альвес лярном отделе этот механизм различает, а в ниже лежащем - не раз личает ионы И и Ыа. Возможно, в последнем случае он представле другой популяцией На,К-АТФаз или системой Ыа-Н обмена.

Таким образом к числу основных механизмов формирования молок следует отнести процессы ионного обмена, протекающего и в альвес

0-1 - -

ах, и в ниже лежащих структурах железы е участием различных смоем активного переноса Na через клеточные мембраны. Согласно проеденному анализу системы транспорта Na имеют стержневое значение

Функциональной"<5рганизадаи~мЬлочной' жглегн~псясбнсгтом!';-как это-------------

аолюлается в ионтранспортирующих эпителиях почек и других органов Пзточин, 19841. Осуществляя реабсорбцию около 90% ионов Na. пос-улащих в молочное пространство, Ка,К-АТФаза баволатеральных ембрзн секреторных клеток способна контролировать скорость трансорта к в молоко. Поддерживая определенный градиент концентрации а на баволатеральных и апикальных мембранах секреторных клеток, на может участвовать в контроле сопряженного с пассивным переноси Ma поступления в цитоплазму и далее в молоко разнообразных его омпонентов, а также неорганических и органических веществ, необ-одимых клеткам для их синтеза. В ниже лежащих отделах железы ре-Эсорбция Na компенсирует изменения суммарного электрического за-яда и концентрации осмотически активных веществ (не являющихся елками и лактозой), появляющихся в молоке вследствие продолжаю-эгоея в них секретообразования.

4. Роль окситоцина в регуляции транспортных систем молочной ?леэы

Зависимость эффективности молоковыведения и состава молока от гепени повышения уровня окситоцина в крови

Выявленная динамика ионтранепортных процессов в молочной желе? связана с действием соответствующих регудятсрных механизмов, дним из которых может быть периодическое повышение ь артериальной зови уровня окситоцина. способного вызывать многогранные цент-ыьные и периферические эффекты [Грачев и др., 1986а; Абельсон, 585, 1394; Richard et al., 19913.

Наиболее ярким эффектом воздействия скситоцина на процессы юсопереноса в молочной железе, как известно, является выведение з секреторных клеток в полость альвеол секретируемых веществ и из ?лости альвеол в протоки сформировавшегося в них секрета. Выясне-что при отсутствии сосательной стимуляции, управляемое оксито-шом выведение секрета в выводной проток молочной железы мыши не-шеино связано со степенью отклонения концентрации окситоцина в юви. Дозы окситоцина 0.Г-0.£ нг/г, имитирующие его естественны® 'клонения в крови при сосании [Higuchi et- al., 1986а; Robinson, 186 и др.1, вызывают перемещение в выводной проток в среднем ■36% содержащегося в железе секрета. Десятикратное увеличение до-

зы препарата позволяет получить максимальный эффект молоковыведе-ния с выходом в главный выводной проток около 82% имеющегося в железе молока. Более высокие дозы окситоцина снижают эффективность вызываемого им молоковыведения в 3 -4 раза, указывая на нарушения деятельности альвеолярных комплексов.

Показано, что с увеличением дозы окситоцина ионный состав выделяемого молока меняется: уровень Иа линейно растет, а К - падает. Уровни Са и Ма1 возрастают, достигая максимальных значений при действии доз, вызывающих наибольшую степень опорожнения альвеол, после чего они понижаются. Однако в диапазоне физиологических доз уровень Ма в выводимом молоке повышается всего на 0.7-1.4 ммоль/л, Са и Ме - на 39 и 30%, а К практически не меняется. Таким образом основным физиологическим эффектом окситоцина является стимуляция единовременного выхода в формирующийся в альвеолах секрет значительных количеств Са и Щ. Повышение доз окситоцина в 20 и более раз ведет к резкому возрастанию уровня ЭДа в выводимом молоке на 15 -20 ммоль/л, Са ка 70-90%, Ме на 53- 40%, воды на 14% при снижении содержания К на 10-15 ммоль/л. Следовательно, высокие дозы окситоцина вызывают грубые нарушения трансэпителиального, возможно пара-целлюлярного и трансклеточного, переноса ионов и воды в молоко.

Влияние окситоцина на объем внеклеточного пространства и перенос ионов и воды в молоко с током фильтруемой жидкости

Выяснено, что при действии окситоцина в условиях нефрзктомии, соотношение общих объемов внутри- и внеклеточных пространств тела лактирующей белой мыши остается постоянным, пока доза нейрогормона не окажется в 50-130 раз выше его количеств, поступающих в кровь самки при сосании. При этом общий объем внеклеточного пространства тела повышается до 18% в результате перемещения, в целом, около 6.2% внутриклеточной жидкости в межклеточное пространство, что свидетельствует о резких сдвигах водно-солевого равновесия клеток и тканей всего организма.

На тканевом уровне вызываемые окситоцином отклонения соотношения между объемами внутри- и внеклеточных сред в различных органа* и тканях имеют разную степень и направленность, причем не всегдг совпадающую у лактирующих и нелактирующих животных. Так, в скелетной мускулатуре при наиболее высоких дозах гормона доля внеклеточного пространства у нелактирующих самок не меняется, а у лактирую-ндах уменьшается на 20-22%. В то же время корреляционные зависимости доли объема межклеточного пространства в ткани от дозы зкзоген-

ного океитоцина в секретирующей и нееекретирующей железе мыши име-ят близкий линейный характер. Он указывает на 17-34% увеличение величины межклеточного пространства в железе при действии наиболее высоких' доз преларатаУ"'1то'~может 'быть "связано"'увеличёжем'г^нк-ччемости плотных контактов мевду секреторными клетками.

О применением СоЭДТА выяснено, что в нормальных условиях наполнения железы молоком количество поступающей в полость альвеол иежклеточной жидкости составляет 7.7+0.3% при действии низких и средних доз и 14.SwO.62 - наиболее высоких. Повышение кснвекткв-юго потока Na в секрет имеет место лишь в случае применения наиболее высоких доз океитоцина порядка 26.4 нг/г. Поглясно выше федетавленным данным в естественных условиях в молочное прост-)анство поступает в 7.8 раза больше Na, чем остается в потребляе-юм молоке. Значит, доля потока Na в молоко с током жидкости сос-■авляет менее 3% от истинного входного потока этих ионов в молоко, ¡оэтому наблюдаемое в диапазоне малых и средних доз увеличение ■ровня Na в молоке объясняется дозозависимым возрастанием не кон-ективного переноса, а скорости его активного и диффузионного раноклеточного и, возможно, парацеллюлярного транспорта.

Водно-солевой баланс клеток молочной железы при повышении ровня океитоцина в крови

Выяснено, что при действии доз отличающихся от естественных не олее, чем в ?0 раз. уровень внутриклеточного Na умеренно понижа-тся. Это может быть связано с прямым и опосредованным его влияни-м на выделение из сокращающихся миоэпителиальных клеток ацетилхо-ина [Грачев и др., 1976а; Скопичев, 19941, активность Na, К-АШазы азолатеральных мембран секреторных клеток [Грачев и др., 1976а; эпов, 1989], их ионную проницаемость [Van Dries-echo et al., ?87J. Возможно, подобными влияниями океитоцина определяется наб-одаемое понижение внутриклеточного содержания Na на первых этапах элокообразования.

Показано особое действие океитоцина на Са- и Mfj- баланс секре-зрных клеток. При дозах близких к естественным он стимулирует вы-?дение из клеток около 1/5-1/4 части содержащегося в них Са, а •>и высоких до 97-98%, то есть практически весь клеточный запас ?ого иона. Яри этом в 23% объема железы возникает чрезмерно высоте накопление Са внутри клеток, что свидетельствует о грубом на-тпении секретообразования и структурно-функциональных характерис-IK секреторных клеток. Умеренное увеличение количества вводимого

самке окситоцина ведет к понижению уровня внутриклеточного Mg в связи с увеличением выхода ионов Mg в молоко, а значительное - к задержке Mg внутри клеток и 30% их перегрузке этими ионами, что указывает на повреждение клеток и нарушение переноса в молоко Mg-евязыващих веществ.

Дозозависимые изменения условий р£ снабжения альвеол при действии окситоцина

По результатам полярографического исследования соотношение между доставкой и потреблением Oz в альвеолах зависит от степени повышения уровня окситоцина в крови. При его отклонениях близких к естественным,' не нарушающим гетерохронный характер функционирования альЕеол, сохраняется эффективное О2 снабжение меток. О увеличением дозы до 1.1 нг/г, повышающей количество синхронно функционирующих альвеол, возникает непродолжительное, но значительное (на 60+6%) понижение pOg, в основной массе альвеол. Введение 2.2 нг/г препарата, вызывающее одновременное и наиболее сильное сокращение большинства альвеол в железе, сопровождается резким падением р0£ ка 72+8% до 13+3 мм рг. ст., которое полностью не восстанавливается в течение 100 мин наблюдений. Более высокие дозы, угнетающие молоковыведение, ведут к быстрому падению pOg до 10-11 мм рт. ст. более чем на 100 мин, указывая на развитие глубокой и длительной гипоксии и нарушение аэробного обмена.

Эти данные согласуются с отмеченным фазным прямым или опосредованным действием окситоцина на гладкие мышцы периферических кровеносных и лимфатических сосудов [Орлов и др., 1983; Мещеряков и др., 1986; Nakano, Fisher, 1963; Richard et al., 19911 и интенсивность потребления 0% тканями молочной железы [Morag, Brick, 1969; Kuhn et al., 19731, зависящим от множества модулирующих влияний [Грачев, Алексеев, 1980; Richard et- al., 19911. Можно считать-, чтс стимулирующие эффекты окситоцина на транспорт веществ в системе микроциркуляции оптимальны в области доз, обеспечивающих сокращение и активацию еекретообразования в 20-30% имеющихся в железе альвеол. В общей системе механизмов экстренной (нервная), срочно} (окситоцин, локальные механизмы) и долговременной (пролактин i-др.) регуляции транспортных, синтетических и энергетических процессов, стимулируемых . сосанием, океитоцину принадлежит особа} роль. Его ритмическое выделение в кровь при при сосании являете: одним из ведущих, ключевых механизмов, контролирующих гетерохронный режим функционирования .альвеол, взаимосогласованность локаль-

их изменений гидравлического сопротивления молочных и кровеносных

юсудов, кровотока, скорости транспорта и утилизации Оо, переноса гонов, воды и многих других вещестЕ, необходимых клеткам для нор-шь ной" с е кре торной~ д е яте ль нос ти. •

новные принципы взаимосогласованности динамики образовать? , выведения молока из железы и его потребления детенышами

Динамические и объемные характеристики режимов образования мо-:ока и его потребления 11-13-дневными детенышами мыши

Инструментальный и визуальный анализ индивидуальных режимов .отребления молока интактными мышатами показал, что в период уста-:овившейся лактации у мышей не имеется полной синхронизации ритмов осанин желез самки, поглощения молока пометом и детенышем. Ритм осания желез пометом, инициируемый самкой, имеет в 1.4 раза мень-:ий период (1.18+ 0.02 ч), чем ритм реального потребления молока ометом (1.60± 0.05 ч), не совпадающий с ритмом поглощения молока аждым детенышем в связи с периодически возникающими пропусками -2-х возможных приемов пищи. Характер распределения числа мышат ействительно получивших секрет при кормлении помета асимметричен, 'ишь в 33% кормлений молоко получали 90-100% имеющихся мызгат, а в 4% ■ всего 1-3 детеныша. Количество высасываемого секрета соста-ило 60.2+2.8 мг, имея близкое к нормальному частотное распреде-ение доз молока высосанных за одно кормление. Однако интервалы ежду приемами пищи и объем поглощаемых порций молока у мышат от-ичаютея от значений этих показателей для помета резко повышенной ариабельностью.

Способность к собственному контролю частоты и эффективности отребления молока 11-13-дневным детенышем мыши

Анализ индивидуальных кривых потребления молока мышатами пока-ал. что при нормальном режиме вскармливания У них не обнаружива-тся взаимосвязей между дозами высасываемого секрета и длитель-остью очередных интервалов между приемами пищи, варьирующими в иапазоне 4.8 ч. Выяснено отсутствие у мышат исследуемого возраста пособности контролировать дозу высасываемого молока и интервал ежду приемами пищи в диапазоне его нормальных колебаний, хотя ни а индивидуальном уровне, ни на уровне помета не достигается полого подчинения ритма потребления молока мышатами ритму присутс-вия самки в гнезде и сосания желез. Факт прикрепления детеныша к оску и поглощения молока имеет вероятностный характер. В целом го согласуется с данными об отсутствии у мышат механизмов контро-

ля состояний голода и насыщения ГВХазз, Те1сЬег, 1980; Jakubowski, Тегке!, 19861.

Однако в экстремальной ситуации, имитирующей выпадение детеныша из гнезда на период в 3.3 раза превышающий диапазон нормального варьирования интервалов между приемами пищи (удаление из гнезда одного детеныша на 16 ч), у депривированных мышат возникали разнокачественные изменения режима питания. У 36% из них повышалась доза и частота потребления молока, а у остальных возникало угнетение частоты и количества поглощаемого молока. Вероятно, эти изменения обусловлены естественной вариабельностью скорости созревания механизмов контроля потребления пищи, устойчивости к стрессорным воздействиям и динамики адаптационного синдрома. Ясно, что, по крайней мере, у одной трети детенышей имеется способность компенсировать трехкратные нарушения естественного режима питания в условиях сохранения нормальной сосательной активности у остальных детенышей гнезда.

Временная организация режима молоковыведений в кормлениях и ее связь с эффективностью высасывания молока детенышем и пометом

Впервые проведенный анализ показал, что в условиях нормального режима кормлений помета самкой эффективность потребления молока пометом и детенышем в каждом из них зависит от числа рефлексов мо-локовыведекия в пределах данного кормления. Так, с увеличением числа рефлексов в кормлении от 1 до 5 объем высасываемого пометом молока возрастает от 320+11 до 453+16 мг, а в кормлениях с большим числом (до 8-9) рефлексов она понижается, достигая 406+12 мг. Усредненная эффективность одного молоковыведения для детеныша оказалась наибольшей (50.6+1.6 мг) в кормлениях, представленных 1 рефлексом молоковыведения. С увеличением числа рефлекторных выбросов океитоцнна доза молока, получаемого детенышем за 1 такой рефлекс, нелинейно понижается, достигая самого низкого уровня (7.1+0.4 мг) в случае 8-9 ЕЫбросов окситоцина в кровеносное русло самки. В наиболее эффективных для помета кормлениях с 5 рефлексами молоковыведения доза молока высасываемого детенышем за рефлекс (13.9+0.7 мг) в 3.6 раза ниже ее средней величины для кормления, включающего один рефлекторный выброс окситоцина.

Полученные данные позволяют считать, что незрелость механизмов регуляции поглощения молока детенышами компенсируется действующими в материнском организме системами контроля степени опорожнения молочных желез в ходе сосания посредством своевременного ограничения

числа рефлекторных выбросов окситоцина в кровеносное русло (длительность нахождения в гнезде). При наблюдаемом среднестатистическом соотношении между количеством рефлексов и объемом высосанного

секрета" -в - железах - самки- сохраняется- определенное-" количество- "ре-------------

зг'рвного" молока, возможно, позволяющего повысить надежность системы снабжения молоком потомства в реальных условиях существования. Таким образом ритмичное выделение окситоцина в кровеносное русло самки при сосании играет ведущую, ключевую роль з регуляции функционального сопряжения процессов образования. выведения молока и его потребления потомством.

ВЫВОДЫ

1. Соответствие качественного состава и объема молока потребностям детенышей контролируется комплексом многоуровневых регуля-торных механизмов. Они корректируют материнское поведение мыши, влияющее на частоту и эффективность кормлений потомства, и пищевое поведение детенышей, компенсирующее нарушения режима их кормлений. Параллельно действующие механизмы, регулируя водно-солевое равновесие клеток, способствуют повышению функциональной активности молочных желез, эритроцитов и других тканей, снабжающих железы необходимыми им веществами. Ритмическое выделение окситоцина в кровь замки при сосании определяет интенсивность и пространственно-временную организацию массопереноса веществ в железе, а наиболее тонкие регуляторные механизмы, контролируя ионные градиенты и транс-юртные потоки ионов и воды, обеспечивают взаимосогласованность инамики формирования водно-солевого и органического состава моло-са о режимом его потребления детенышами.

2. В период лактации, характеризующийся интенсивным выведением ! молоко неорганических ионов, воды и других веществ, механизмы >егуляции водно-солевого обмена посредством перераспределения ио-юв и воды в организме обеспечивают нормальное функционирование •каней (скелетные мышцы), не принимающих непосредственного участия 1 осуществлении лактации, и повышение функциональной активности юлочных желез, эритроцитов и других тканей, участвующих в своевременном снабжении молочных желез необходимыми им веществами. При том в плазме крови содержание К понижается на 19%, а Ме - повыша-тся на 22%. Однако соотношения между объемами внутри-и внеклеточ-ых пространств мало меняются, концентрация Ыа в большинстве кле-

ток организма (мышцы, эритроциты, молочные железы) понижена иле находится на нормальном уровне. В то же время концентрации ионор К, Са и Ме в клетках тканей, поддерживающих лактационную функцию, возрастают в тесной связи со степенью активации их специфической деятельности, например, в секреторных клетках молочных желез - на 47 %, в 2 и 2.1 раза, а в эритроцитах - на 15, 50 и 55 2 соответственно.

3. В естественных условиях длительность образования и накопления молока в железе мыши варьирует в пределах 1.6-4.8 ч, не отражаясь на скорости его секреции, равной в среднем 17.5 г/100г/ч. Однако, по мере накопления молока в железе общие концентрации Са р

е нем непрерывно растут (в 3.3 и 2 раза), а Иа и К меняются нелинейно и противофазно так, что наиболее высокая концентрация 1 (45.1+1.4 ммоль/л) и самый низкий уровень Иа (16.2+1.0 ммоль/ л] достигаются в течение 2-го часа после сосания железы. Таким образом формирование молока, сбалансированного по ионному составу с потребностями детенышей, достигается в период наиболее вероятной кормления помета самкой - через 1.60+0.05 ч после предыдущего сосания железы. Уменьшение или удлинение этого интервала ведет 1 потреблению детенышами секрета менее ценного по питательным свойствам - с повышенным содержанием N'3 и пониженным уровнем К.

4. Формирование водно-солевого состава молока - динамически: процесс. На первом его этапе, характеризующемся интенсификацие: транспорта веществ внутрь клеток, энергообмена и синтеза белка лактозы и других веществ в них, результирующий поток На в полост: альвеол (8.4 ммоль/ч/кг) наиболее высок, восполняя дефицит органи ическиих компонентов в свежеобразующемся секрете. При этом поток Са и Ме (2.1 и 1.2 ммоль/ч/кг) наиболее низки в связи с незавер ¡ценностью процессов образования и выведения в молоко Са- и Ме-свя зывающих его компонентов. На втором этапе скорость поступления N в секрет понижена на 35%, а Са и М^ повышена в 3.5 раза и на 17 соответственно в связи с выходом в полость альвеол синтезировании Са- и М^-связывающих компонентов секрета. На этапе образования го тового к потреблению молока ионы Ыа частично выводятся из секрета а потоки К и Са в молоко возрастают в 1.5 и 2.3 раза, обеспечива сбалансированное с потребностями детенышей содержание в нем ионе и других компонентов.

5. Ведущую роль в образовании оптимального по качественному составу материнского молока играют механизмы ионного обмена с

гчастием различных систем активного транспорта. Они обеспечивают )еабсорбци» около 90% ионов Иа, поступающих в полость .альвеол, юддерживая соответствующие градиенты концентрации ионов на кле-

'очных мембранах и контролируя- транспорт К-в-формирующийся-секрет,---------

I также выводят около уох ионов На из образованного в 'альвеолах юлока, компенсируя повышение концентрации других осмотически ак-'ивных веществ, помимо лактозы и белков, сохраняя таким образом юлее ценную для детенышей высокую концентрацию К в молоке. Скорость переноса межклеточной жидкости в молоко намного ниже скорос-'и его образования. 0 током фильтруемой жидкости в полость альве->л поступает около 3% общего количества ионов Ма, транспортируема в Формирующийся секрет, и 4-5 % содержащейся в молоке воды.

6. Динамика транспортных процессов в железе тесно связана с ^определением градиентов концентрации ионов в системе капил-:яр-клетка-секрет, являющихся основной движущей силой для их пас-ивного транспорта. На начальных этапах, отличающихся пониженными вутриклеточными уровнями Иа (17.3-15.6), К (75.9), Са (19.7) и Мд 15.1 ммоль/кг массы,соответственно), градиенты концентрации N3 на •азолатеральных и апикальных мембранах клеток повышены и направле-ы внутрь них, способствуя интенсификации его пассивных потоков и опряженного с N3 переноса в клетки предшественников, ионов, орга-ических и неорганических веществ. На этапе Формирования готового ; потреблению молока, характеризующегося повышенными в 2 раза нутриклеточными уровнями Са и М^, градиент концентрации Ма на пикальной мембране клеток направлен в молоко, благоприятствуя опряженному с Ма выходу в секрет различных его компонентов.

7. Нарушение режима кормлений помета самкой, ведущее к увели-ению длительности накопления молока в железе, сопровождается ?на-ительными изменениями структурно-функциональных свойств секретор-ого эпителия. Так, удлинение в 1.5 раза интервала между кормлени-ми помета ведет к уменьшению объема межклеточной жидкости на 2-40% и увеличению объема клеток на 10%, повышению количества ильтруемой жидкости в полость .альвеол на 35% и перегрузке клеток снами К, Са и При этсм устанавливается однородное распределена N3 в водной фазе секреторных клеток и молока, происходит вымы-ание ионов К из полости альвеол, увеличиваются суммарные потоки а, Са и Мё в молоко. Эти данные свидетельствуют о том, что ри длительной задержке молоковыведения нарушаются проницаемость легочных мембран и межклеточных контактов, сопряженный с перено-

сом N3 транспорт ионов и других веществ, синтез и выделение Са- } М^-связываюндах компонентов молока, что, в конечном итоге, приводив к ухудшению его минерального состава.

8. Ритмическое выделение окситоцина в кровеносное русло самкр при сосании, определяя режим.гетерохронного функционирования альвеол, обеспечивает оптимальные условия для деятельности транспортных систем молочной железы. Колебания его уровня в крови близкие ^ естественным дозозависимо повышают от 7 до 82% количество выводимого молока, понижают уровень внутриклеточного Ыа, способствуя активации секретообразования в возрастающем числе опорожняющихся альвеол, стимулируют выведение из клеток Са и М? в молоко, повыша? на 39-30% их содержание в нем, при сохранении нормальных уровне! Ыа и К в молоке, условий кислородного снабжения клеток, соотношений' между объемами внутри- и межклеточных пространств в железе. Однако, влияние окситоцина, улучшающее качественные и количественные показатели секреции, наиболее выражено при вызываемой им активации 20-30% альвеол в железе, что позволяет обеспечить своевременную доставку необходимых им веществ благодаря перераспределении локального кровотока. Уровни окситоцина в крови в 10-20 раз превышающие наблюдаемые при сосании, ведущие к одновременному сокращению альвеол в железе, угнетают молоковыведение, вызывают глубокук и длительную гипоксию, нарушают ионтранспортные процессы.

9. Ведущая роль в регуляции питания детенышей принадлежит самке, контролирующей режим доступности сосков для сосания, объем \ состав молока. Частота, степень и число отсасываемых желез детенышем имеют вероятностный характер. Незрелость механизмов регулящи объема поглощаемого молока у детенышей компенсируется материнским* системами контроля опорожнения желез путем ограничения числа рефлекторных выбросоЕ окситоцина, обеспечивающих функциональное сопряжение процессов образования, выведения и потребления молока потомством.

10. Молоко женщин, страдающих нарушениями кровообращения V водно-солевого обмена, отличается от молока здоровых матерей на 2С -751 повышенным в течение 1-10 дней лактации содержанием Ма пр^ небольших отклонениях уровней К, М^ и ионизированного Са. Эти изменения, связанные с нарушениями секреции молока, неблагоприятнь для новорожденных, увеличение массы тела которых с 3- го дня жизш понижено на 11-14% по сравнению с новорожденными здоровых матерей.

- 31 -

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Галанцев В.П., Киелякова Л.П. Исследование кислородного 1абжения альвеолярных комплексов молочной желевы / Современные ?сткжения физиологии и биохимии лактации,- Л., Наука, 1981.-

195-202.

2. Киелякова Л.П., Кузьмин Д.А. 'Особенности кровоснабжения хьвеолярных комплексов молочной железы / Вестн. .ЛГУ,- 1981.- вып.

, N Я,- С.189.

3. Грачев И,И.. Киелякова Л.П., Шумилова Т.Е. Кислсродтракс-зртные свойства крови лактирующих и нелактирующих животных / Фи-юл. журн. OCT.- 19^?,- T.R8 М 6.- п.^йд-^ро,

4. Киелякова Л.П. Кислородное снабжение секретирующей молочной ;лезы / Тез. докл. VI Всесоюз. симпоз. физиол. и биохим. лакта-1И.- М., 1982,- С.78.

5. Галанцев В.П., Киелякова Л.П., Волынец Н.И. Роль окситоцина местных механизмов в регуляции кровоснабжения молочной железы /

)просы нейроэндокринологии. (Нервная система. Вып.24).- Л., 583,- С.66-72.

¡3. Киелякова Л.П. Кровоснабжение и кислородное обеспечение лояльных участков молочной железы / Физиол. журн. СССР.- 1983.-69, N П.- С.1479- 1484.

7. Киелякова Л.П., Леонтьев В.Г. Ионный состав тканей ири Разиных состояниях секреторного аппарата молочной железы / Тез. жл. VII Всесоюз. конф. "Современные проблемы физиологии почки и >дно-солевого обмена", - М. , 1985. - о.84.

8. Киелякова Л. П., Леонтьев В. Г. Закономерности перераспредели я Ca и Mg в тканях лактирующих белых мышей / Физиол. журн. :пр,- !&RR.- Т.72. N П.- С.1564- 1570.

9. Киелякова Л.П.,Леонтьев В.Г. Перераспределение ионов и коды тканях и жидких средах организма в период лактации / Тез. докл. :i Всесоюз. симпоз. физиол. и биохим. лактации.- М., 1986.- 4.1,99-100.

10. Киелякова Л.П., ЛеонтьеЕ В.Г. Закономерности перераспределяя натрия, калия и воды в тканях лактирующих белых мышей / Фи-гол. журн. СССР.- Т.73,- N 12, - С.16У6-1702.

11. Киелякова Л.П. Колебания локального кровотока и напряжения юлорода в альвеолярных комплексах молочной железы в ходе секре-фного цикла / Физиол. журн. СССР.- 1988.- Т.74, N 1.- С.77-83.

12. Киелякова Л.П., Леонтьев В.Г., Беззубцев B.C. Знергетичес-

кий и водно-солевой состав тканей млекопитающих при потреблении техногенно загрязненной воды естественных водоемов / Тез. докл. конф. "Доминантные механизмы поведенческих адаптаций",- Л., 1990.-Вып.1.- С.46.

13. Кислякова Л.П., Леонтьев В.Г., Бойко Ю.Г. Содержание и распределение ионов в крови человека при экстремальной физической нагрузке / Тез докл. конф."Доминантные механизмы поведенческих адаптаций." - Л., 1990.- Вып.1.- С.44.

14. Кислякова Л.П., Леонтьев В.Г. Зависимость скорости секреции и водно-солевого состава молока белой мыши от интервала между очередными кормлениями детенышей / Тез. докл. конф. "Доминантные механизмы поведенческих адаптаций".- Д., 1990.- Вып.1,- 0.45.

15. Кислякова Л.П., Леонтьев В.Г. Формирование водно-солевого состава молока белой мыши / Тез. докл. VIII Есесоюз. симпоз. физи-ол. биохим. лактации.- Баку, 1990.- С.80-81.

16. Кислякова Л.П., Леонтьев В.Г. Определение объема внеклеточного пространства тканей / Методы исследования массоперенооа в системе микроциркуляции.- Новосиб., Наука, 1991.- С.123-125.

17. Кислякова Л.П., Мережкина С.А., Чиков Л.А., Кузьмин Д.А. Измерение активности ионов в биологических средах ионеелективными микроэлектродами.- Новосиб., Наука, 1991.- С.125-131.

18. Кислякова Л.П., Леонтьев В.Г. Динамика транеэпителиальногс переноса натрия, калия и воды в молочной железе белой мыши / Физи-ол. журн. СССР.- 1991.- Т.77, N 8.- С.130-136.

19. Klsliakova L.P., Leontiev V.G., Bezzubcev V.S. As a test integral characteristics of mammal energetic and water-salt balance of the drinking water quality / Abstr. Intern. Sympos."Bioindicators and biomonitoring". - Zagorsk, 1991:-P.77-79.

20. Кислякова Л.П., Леонтьев В.Г. Изменение водно-солевогс состава альвеолярного и протокового молока белой мыши при его накоплении в молочной железе / Физиол. журн. СССР.- 1992.- Т.78, Ь 12,- С.155-163.

21. Кислякова Л.П., Леонтьев В.Г., Флейшман Д.Г. Контроль потребления молока детенышем белой мыши /' Физиол. журн.- 1994.- Т.80, N9.- С.196-200.

22. Кислякова Л.П., Леонтьев В.Г., Флейшман Д.Г. Динамика секреции молока у белых мышей и его потребление потомством / Физиол. журн.- 1994.- Т.80, N 10.- С.119-127.

.S3. Kisliakova L.H., Leontiev V.G., Fleishman D.G. The 'namics of sodium, potassium and water transport across the arotary epithelium / Abstr. First FEFS Congress.- .Maastricht,

!95. -_P. R46.________________________________________________________________________________________

24. Омельякюк E.B., Кислякова Л.П., Кучеренко М.А., Леонтьев Г.з Дерябина Н.В. Особенности ионного состава молока женщин с ФУшевиями водно-солевого обмена / Актуальные вопросы физиологии патологии репродуктивной функции женщины. Матер. XXIV науч. сео-1И НИИ экуш. И гинекол. им.Д.О.Отта РАМН.- СПб. 1995,- 0.157-159.