Биосинтез составных частей молока, физико-химические свойства и состав молока.

Между деятельностью молочной железы и кровообращением существует тесная связь. Так, для образования 1 л молока через железу должно проциркулировать около 650 л крови. В начале лактационного периода это соотношение равно 1:400, несколько позже -1:450, в середине - 1:650 и в конце - 1:1000 и больше. У высокопродуктивных коров такое соотношение более низкое. На функционирование железы расходуется 10% энергии питательных веществ, поступивших с кровью.

Процесс образования молока следующий. Исходные вещества с током крови по наружной срамной и частично промежностной артериям поступают в капиллярную сеть альвеол, из них - в эпителиальный слой. Он обладает избирательной способностью: пропускает через поры лишь те вещества, которые необходимы для образования молока. Часть веществ крови без изменений поступает в альвеолярную полость. Это некоторые белки (иммунные глобулины), небелковые азотистые вещества, глюкоза, жирные кислоты, витамины, гормоны, минеральные соли и др. Большинство составных частей молока (белки, липиды, углеводы) синтезируются из "сырья", которое проникает через базальные мембраны в клетки альвеолярного эпителия.

Клетки альвеолярного эпителия обладают хорошо развитым ядром и цитоплазмой, эндоплазматической сетью и комплексом Гольджи, митохондриями и лизосомами. Основной фрагмент молока - жировой шарик. В секреторном цикле клеток альвеолярного эпителия различают пять фаз:

1) поглощение клеткой предшественников молока, поступающих в нее из крови и тканевой жидкости;

2) внутриклеточный синтез сложных молекул секрета;

3) формирование из них гранул или капель;

4) продвижение капель к апикальному краю клетки;

5) выход секрета из клетки в просвет альвеолы и восстановление клеткой исходной структуры.

Эти процессы катализируются оксидоредуктазами (обеспечивают химической энергией), синтетазами (осуществляют биосинтез белков, жиров, лактозы и др. соединений молока) и ферментами других классов. Молокообразование регулируется нейрогуморальным путем.

Во время лактации высокопродуктивная корова ежесуточно дает 15-30 л молока. С молоком ежесуточно выделяется 500-1000 г белка, 600-1200 - жира, 700-1400 г лактозы.

Биосинтез белков. Основная масса белков молока синтезируется в молочной железе из аминокислот. Биосинтез белков протекает типично. В клетки эпителия поступают аминокислоты, часть из низ синтезируется аминированием жирных кислот. Аминокислоты под действием специфических ферментов активируются. Аденилат аминокислоты взаимодействует с соответствующей тРНК, транспортируется к полисомам, где и включается в полипептидную цепочку. К молекулам простых белков могут присоединяться простетические группы. Формируются вторичная, третичная и четвертичная структуры белковой молекулы. Образуются гранулы белка, которые по канальцам комплекса Гольджи направляются к апикальному краю клетки, включаются в состав жировых шариков и выделяются в альвеолярную полость.

Биосинтез углеводов. Основной углевод молока - лактоза. 80% ее синтезируется из глюкозы, 20% - из ацетата и пропионата. Образование лактозы протекает в несколько стадий.

Вначале глюкоза под влиянием фосфоглюкокиназы фосфорилируется:

Глюкоза+АТФ=Глюкозо-1-фосфат+АДФ.

Затем глюкоза-1-фосфат взаимодействует с УТФ:

УТФ+Глюкозо-1-фосфат=УДФГ+H2P2О7.

УДФГ под влиянием УДФ-глюкозо-эпимеразы превращается в УДФ-галактозу.

Дальше под влиянием лактозосинтетазы в присутствии специфических белков А и В образуется молекула лактозы:

УДФ-галактоза+Глюкозо-1-фосфат=Лактозо-1-фосфат+УДФ;

Лактозо-1 –фосфат=Лактоза+Н3РO4;

УДФ+АТФ=АДФ+УТФ.

Биосинтез липидов. Основа липидов молока - молочный жир. Биосинтез липидов состоит из двух процессов: образования жирных кислот и глицерина и образования триглицеридов.

Глицерин поступает в альвеолы из циркулирующей крови или синтезируется в клетках альвеолярного эпителия из глюкозы, аминокислот, жирных кислот. Жирные кислоты поступают в молочную железу с током крови. Часть их образуется в тканях молочной железы из ацетата. У жвачных около 50% уксусной кислоты, которая образуется в пред желудках, идет на синтез жирных кислот молочного жира. Жирные кислоты в основном синтезируются в межальвеолярной ткани вымени, поступают затем в клетки альвеолярного эпителия.

Наряду с молочным жиром в клетках альвеолярного эпителия и выводных протоков синтезируются стерины и стериды, фосфатиды и гликолипиды.