Динамика формирования водно-солевого состава молока Кислякова, Лариса Павловна

Введение к работе

Актуальность темы

Скорость секреции и качественный состав молока - основные фак-зш~Жр^^шШё~ полноценность" роетаТ~развитт~физііческого;""а" у ?ловека и интеллектуального здоровья новорожденных в течение все-э жизненного цикла. Поддержание высокой скорости секреции и адек-атного состава молока представляет значительную нагрузку для мо-эчных желез и многих центральных нейро-эндокринных и висцеральных четем материнского организма, обеспечивающих молочные железы не-эходимыми им веществами. Успешность лактации ограничивается функциональными возможностями этих систем, их способностью к взаимо-эглзсованиой интенсификации своей специфической деятельности. Потому изучение многоуровневой системы механизмов, определяющих и онтролируюших 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, з основном, касающихся скорости секреции и здскват-ого содержания в молоке белков, ионов Na, К, Са, Mg и воды. Воз-икаювде отклонения водно-солевого состава молока обычно сопроводи-аются угнетением скорости его секреции и ухудшением функциональ-ого состояния новорожденных [Воронцов и др., І993; Озерец и др., 995а,Ь,с; Dewey etal., 1990; Kathleen, Lebbok, 1993; iMaclean, 'illiams, 1995]. За последние 20-30 лет количество кормящих мате-іей снизилось до 50%, а полноценно лактирующих - до 10-30% из них :ри существенном увеличении частоты опасных отклонений водно-соле-юго равновесия и функционального состояния новорожденных САлипсв ! др., 1988; Бакаев и др., 1992; Воронцов и др.. 1993; Van logaert, 1984; Pletratonl, 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 закономер-гостей и механизмов формирования водно-солевого состава молока от-госится к наиболее актуальным и важным проблемам физиологии лактати, требующим первоочередного внимания.

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

- 4 -формирования водно-солевого состава молока, а динамика зтих про цесеов мало изучена. Общепринята гипотеза CLlnsell, Peaker, 19711: Реакег, 1977а,b, 1978; Neville et all, 1983; Allen, 1990; Shennar 1990], предполагающая стационарный характер переноса ионов и во? в молоко в процессе его образования и накопления в железе. Однан результаты многих исследований ионного транспорта в молочной желе зе [Vreeswljk et al., 1975а,b; Falconer et al., 1978, 198c Bisbee, 1981a,b; Holt, Jennes, 1984; Berga, Neville, 1985; Aller 1988; Shennan, Peaker, 19903, а также физиологических, биохимичес ких, структурно-функциональных основ секреторного процесса [Граче и др., 1976а; Грачев, Алексеев, 1980; Кислякова, 1980; Попої 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 посредстве фильтрации межклеточной жидкости в полость альвеол и этап peat сорбции Na из первичного секрета в обмен на К. Таким образом воі рос о динамике и реальных механизмах формирования водно-солево] состава молока относится к ключевым проблемам физиологии лактациі 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, профилаї 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 ЕГаланцев, 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 регулятори факторов может.быть выделение в кровь самки при сосании оксит цина, способного вызывать многогранные эффекты в центральн структурах, молочной железе и других периферических тканях Шел сон, 1985, 1994; Ноздрачев и др., 1994; Lincoln, Russel, 198 Lau, Henning, 1987; Mena et al., 1990, 1991; Richard et al 19911. Поэтому комплексный анализ его роли в обеспечении взаим согласованной деятельности соподчиненных транспортных систем, ре лизующих массоперенос Ог, ионов, воды и многих других веществ

- 5 -уровне организма, молочной железы, ее микроциркуляторного русла,

члеток, мембранных и других клеточных структур, а также в регуля-дии выведения секрета из желевы и его потребления потомством, име-

5т особо важное^-значение" для"пояимзнк.т-ссновных- механизмов-и прин-

липов успешного функционирования системы мать--новорожденный.

Анализу отмеченных выше 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 реабсорбции Na в формировании водной Фазы молока.

4. Изучить зависимость интегральных показателей ее стояния транспортных и энергетических систем сскретирушей молочной хеле'еы

?Т ДОЗЫ ОКСКТОЦИНа БВЄДОННОГС Г- KpGEeKOCHOe РУСЛО СаМКИ.

5. Проанализировать степень взаимосогласованности линяыикп качественных и количественных показателей еекгеини ? еотестьекными ритмами кормления потомства и реального поглощения молока летены-аем.

6. Оценить зависимость качественных и количественных показателей е^кг^пии курского молока и гое^а новорожденных в теч^лни^р 1-10 цней лактации от функционального состояния систем р'чулїции водно-золевого баланса материнского организма.

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

Научная новизна результатов

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

- б -зано с перераспределением ионов и воды в организме, сущность которого состоит в соответствующем степени повышения специфической деятельности дополнительном поступлении ионов К, Са, Mg и воды ; клетки тканей, участвующих в поддержании секреции молока. Не адекватные для организма нагрузки ведут к неблагоприятному для клетої накоплению в них Na при дефиците 02, К и нарушении Са и Mg 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 перено( ионов в полость альвеол не играют существенной роли в секреции молока. Ведущую роль в формировании качественного состава молока играет система ионообменных механизмов, обеспечивающих реабеорбцю Na 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 K/Na - 2.8 в молоке достигается в период наиболее вероятного кормления помета самкой. Учащение или урежение кормленш ведут к выделению молока с повышенным уровнем Na при дефиците К і нарушенном содержании Са и Mg.

Исследована роль окситоцина в регуляции транспортных систе» молочной железы и функционального сопряжения процессов образования, выведения и потребления молока. Выявлены и систематизировані дозозависимые влияния окситоцина на количество выводимого'молока, объем межклеточного пространства, внутриклеточные уровни ионов і воды, транс- и межклеточные потоки ионов и воды в молоко, соотношение потоков потребляемого и доставляемого в альвеолы 02- 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 соскої для сосания и числа рефлекторных выбросов окситоцина в кровь прі сосании.

Основные положения, выносимые на защиту

1.В период установившейся лактации наблюдается перераспределение коноь и веды в организме, направленное на обеспечение нормаль-:ой секреторной деятельности молочной железьГГ'"Вё~личТма~к"хар^кте>г двигов водно-солевого равновесия тканей связаны со степенью их часткя б обеспечении процессов молоксгабрззовзния.

2. Формирование водно-солевого состава молока - динамический роцесс, основные йтапы которого отличаются по скорости и направ-ению суммарного переноса иокез через секреторный эпителий. Осо-енностью начального и среднего этапов является резко повышенный ук.'аркый потек Na в секрет,, в завершающего - реабсорбшш части Na с полости альвеол и протоков. Фильтрация жидкости и парацеллюляо-ый перенос Na в молоко с током фильтруемой жидкости не играют существенной 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 Na перенос в клетки и элско других ионов и неэлектролитов.

4. Ритмическое выделение скситоцина в кровь самки при сосании
=Л6ё детенышами является ведущим механизмом регуляции Функпио-
алького сопряжения процессов образования, выведения молока и его
зтреоления потомством. Око определяет гетерохронность фуккциони-
;вания альвеол, эффективность их опорожнения, кровоснабжения и 0->
?еспечения, а также объемно-пространственные соотнесения и расп-
-деление концентрационных градиентов ионов г системе капил-
їр-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 работа)

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

- з -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, процеесо 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 (ВМА им.СМ.Кирова),

разработке способов и проведении комплексного анализа кг чества природных и питьевых вод на основе биотестирован* (ЦЭБ РАН, НИ 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 Ленинградскої отделения общества физиологов, биохимиков и Фармакологов ш И.М.Сеченова (1986, 1988, 1991, 1992, 1993); VI, VII иУПГВсес< юзных симпозиумах по физиологии и биохимии лактации (Львов, 198; Алма-Ата, 1986; Баку, 1990); VII Всесоюзной конференции "Совремеї ные проблемы физиологии почки и водно-солевого обмена"(Чернигоз 1985); Всесоюзной конференции "Транспорт газов в системе микроци] куляции" (Гродно, 1985); Рабочем совещании "Структурно-функци< нальные основы массопереноса в системе микроциркуляции" (Перм] 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:

- 9 -'Применение биотестирования в решении экологических проблем" (Ленинград, 1989); II научной сессии Центра Экологической Везопасноо-:'И ЛЕИ АН СССР (Ленинград, 1939): Конференции ФНйИ им. А.А.Ухтсмс-

toro СП5ГУ""Доминантные- механизмы-пов-рденческих-адаптации (Денинг-

ад. 1990;: Ме.чдунарсдксм симпозиуме "Вис-индикация и оиомониго-)инг" fЗагорск, 2991); Научно-методическом семинаре Ценїра около-чіческой Безопасности РАН (Санкт-Петербург, 1993); международном -еминаре "Человек и его здоровье" (Санкт-Петербург, 1995}; І Конгресе Федерации Европейских Физиологических обществ ' ^иаастри>г. .99Е); Юбилейной сессии, іюовяшенной 200-лотию Института Акушере-^чва и Гинекологии РАМН им. Л.0.Отта (Санкт-Петербург, 1995); Науч-ю-ппактичеекой кох&срениум института А^^срстга и "ин^к^логии 'АМН им. Д.О.Отта (Санкт-Петербург, 1996).

Структура и объем диссертации