что такое альвеолы у коров
Строение вымени коровы
Продольная подвешивающая связка делит вымя на левую и правую половины. Каждая половина состоит из передней и задней четверти, или доли. Между ними нет ясно выраженных перегородок. Только заполнение долей через сосок краской позволяет наблюдать их разграничение. Передние четверти по объему несколько меньше, и молока получают из них в среднем 40-45% общего надоя. У некоторых коров доли развиты равномерно, изредка встречаются животные с более развитыми передними четвертями. Каждая железа состоит из секреторной и соединительной тканей, молочных протоков, цистерны и соска, обильно пронизана лимфатическими и кровеносными сосудами и нервами.
Вымя покрыто тонкой эластичной кожей с нежным волосом. На задней его части кожа образует много складок, которые исчезают при наполнении вымени молоком и вновь появляются после выдаивания. Складки характеризуют спадаемость, или запас, вымени. В коже вымени имеются в обилии потовые и сальные железы, но они отсутствуют в безволосой коже соска.
Вымя прикреплено к брюшной стенке и удерживается медиальной подвешивающей связкой, поверхностной и глубокой фасциями и кожей. Между дойками в период накопления молока они растягиваются, что позволяет увеличиваться объему цистерн без значительного отвисания вымени. При этом соски направлены несколько вбок и вперед. У высокопродуктивных коров, особенно при недостаточном моционе, подвешивающие связки постепенно ослабляются и теряют эластичность, отчего вымя отвисает, чаще загрязняется и ранится.
Рис. 3. Сужения выводных каналов в местах разветвления (А, 1) и расширение их после стимуляции молокоотдачи (Б, 3, 4)
Сверху альвеолу окружают звездчатые клетки миоэпителия, способные сокращаться (рис. 2) и выжимать молоко в протоки. Альвеолы опутаны густой сетью кровеносных сосудов и нервов. Величина и форма альвеол непрерывно меняются в зависимости от функционального состояния (наполненные молоком или опорожненные), стадии лактации, возраста и состояния здоровья коров.
Многочисленными исследованиями установлена тесная зависимость между степенью развития железистого эпителия и молочной продуктивностью коров. Удои пропорциональны общей поверхности альвеол, которая определяется их числом и размерами. Поэтому о количестве секреторной ткани вымени и каждой четверти можно судить по удою.
Молоковыводящая система железы состоит из протоков, цистерны и соскового канала.
Сосок играет важную роль в молоковыведении и защите железы от инфекции. Стенка соска состоит из многослойной кожи, продольных, косых и кольцевых гладкомышечных волокон и эластичных волокон соединительной ткани. Они обильно снабжены кровеносными сосудами и нервами. Соски обладают высокой раздражимостью и сократительной способностью.
Форма и величина сосков не находятся в определенной связи с формой и величиной вымени. Однако расположение и расстояние между ними связаны с формой и развитием вымени и коррелируют с удоем коров. Указанные свойства сосков варьируют в зависимости от породы, возраста животного, стадии лактации, уровня раздоя и способа доения.
Кожа соска лишена волос и не имеет потовых и сальных желез. Поэтому при плохом уходе (особенно летом) на нем могут образоваться трещины, причиняющие животному боль, вследствие которой тормозится молокоотдача. Иногда при нарушениях обмена веществ на коже соска образуются бородавки различной величины, которые также затрудняют доение. Нередко канал соска и полости его цистерны имеют врожденные или приобретенные сужения (стенозы), обусловливающие тугодойность.
Степень развитии подкожной брюшной вейы и величина колодцев дают представление об интенсивности кровоснабжения вымени и косвенно свидетельствуют о продуктивной способности коровы (с учетом других признаков молочности).
У нетелей железа бурно развивается к пяти месяцам стельности заканчивается рост каналов и протоков,а к 6-7-месячному сроку альвеолярная ткань полностью формируется и начинает функционировать (рис. 5). В дальнейшем происходит наполнение емкостной системы и значительное увеличение размеров вымени перед родами. После отела наступление лактации обусловлено изменением гормонального равновесия. Новейшие исследования показали, что развитие железистой ткани продолжается и в период лактации под влиянием массажа, доения и соответствующего кормления при раздое коров.
В. Суэтт с сотр. изучал возможность предсказания I будущей молочной продуктивности путем измерения величины железы у телок 3—5-месячного возраста. На основании полученных результатов он разработал соответствующий метод. Корреляция с удоем за первую лактацию достигала по голштинской породе 0,33, по джерсейской 0,18.
Япп, Диллон и Смит пальпацией и измерением молочной железы у телок получили разноречивые показатели корреляции ее величины с последующими удоями у разных пород: у айрширских 0,32, у бурых альпийских (швицкой) 0,56, у гернзейских 0,08, у голштино-фризских 0,05, у джерсейских 0,28.
Я. Нилсен повторил подобные опыты и определил коэффициенты корреляции оценки вымени 4—6-месячных телок с их удоем за первую лактацию: по датской красной породе он равен 0,2, по черно-пестрой 0,34. При этом были выявлены достоверные различия между группами дочерей быков. Однако этот метод раннего предсказания молочной продуктивности не получил распространения из-за малой надежности, так как последующие условия выращивания, кормления, содержания и доения оказывают большее влияние, чем условия выращивания в раннем возрасте. К тому же в вымени телок содержание жировой ткани сильно колеблется (от 18 до 43%).
Интенсивность и тип кормления выращиваемых телок значительно влияют на развитие молочной железы и всех систем организма, а следовательно, и на молочную продуктивность первотелок.
Е. А. Арзуманян установил влияние типа кормления на микроструктуру железы. При кормлении объемистыми кормами доля железистой ткани составляла 51,7%, а при обильно-концентратном типе кормления — 38,1%. Положительное влияние на удои первотелок умеренного кормления объемистыми кормами подтвердили работы Б. Суханека, Е. Свансона и А. Ханссона.
Массаж вымени нетелей во второй половине стельности стимулирует его развитие и продуктивность первотелок. Об этом убедительно говорят опыты А. Е. Мокеева по раздою телок, а также исследования М. В. Сабанцева и Д. И. Старцева, добившихся повышения удоя первотелок на 11% по сравнению с контролем. В. А. Иванов установил, что массаж вымени телок на фоне хорошего кормления способствует увеличению объема вымени на 11,6—13%, его ёмкости на 11,8—14,9% и повышению удоя на 6,2—7,7% за первую лактацию по сравнению с контролем.
Развитие молочной железы у коров продолжается до 4—6-го отела. Микроструктура железы изменяется в соответствии с половыми циклами, стадиями лактации и функциональной нагрузкой, возрастом коров, а также в процессе инволюции и регенерации в сухостойный период. Е.А. Арзуманян нашел, что у коров тагильской породы по стадиям лактации изменялась доля железистой ткани: до пяти месяцев она занимала 76,3% площади среза на микропрепаратах, на 6—9-м месяце—68,7%, у сухостойных — 44,1 %.
Инволюция железы протекает под влиянием нейрогормональных факторов с наступлением 5—6-месячной стельности и в период сухостоя, или прекращения доения коров. Во время запуска коров снижается секреторная деятельность железы, уменьшается число активных альвеол, изменяются их размер и форма. В сухостойный период полости альвеол уменьшаются или исчезают, часть альвеол и молочных протоков перерождается. Железистая ткань частично замещается жировой, сохраняются лишь молочные ходы и разветвившиеся протоки. Затем наступает интенсивная регенерация альвеол и железистого эпителия.
Для полной регенерации и развития молочной железы необходимы быстрый запуск и достаточная продолжи тельность сухостойного периода (40—60 дней). Недоста точная продолжительность сухостойного периода и недокорм приводят к неполной регенерации железистой ткани, снижению удоев и ухудшению молокоотдачи. Подобные последствия наблюдаются и при абортах у глубокостельных коров.
Старение организма после 7—8-го отела сопровождается постепенным угасанием всех функций животного и молочной железы. Вымя старых коров заметно уменьшается в объеме за счет альвеолярной ткани и мелких выводных протоков, а доля соединительной и жировой ткани относительно возрастает. Однако при хорошем кормлении, уходе и доении эти регрессивные процессы можно замедлить и продлить продуктивную жизнь коров до 13—16 лактации и дольше.
Строение вымени коровы, секреция и отдача молока
Вымя коровы — орган, в котором из крови животного вырабатывается молоко.
Вымя (рис. 1) состоит из двух половин: правой и левой. Каждая половина делится на переднюю и заднюю доли. Таким образом, вымя имеет четыре самостоятельные доли, часто развитые неравномерно: у большинства коров в задних долях образуется молока больше, чем в передних. Из одной доли в другую молоко перейти не может. В состав каждой доли входят: молочная железа, соединительная ткань, молочные протоки и сосок. Железистая ткань, являющаяся наиболее важной частью молочной железы, состоит из огромного количества очень мелких мешочков — альвеол. Изнутри альвеолы выстланы однослойным секреторным эпителием, вырабатывающим молоко. Через трубочки, покрытые изнутри таким же эпителием, они сообщаются с молочными протоками, которые впадают в мо-лочную цистерну, имеющую, в свою очередь, сообщение с соском.
На рис, 2 показаны разрез одной четверти вымени и схема альвеолы.
Поверхность альвеол, удерживающих перед доением 1 л выработанного ими молока, можно определить путем несложных расчетов. Диаметр альвеолы в среднем можно принять равным 0,2 мм. Рабочий объем одной альвеолы, имеющей диаметр 0,0002 м, будет
Общая поверхность всех альвеол, в которых размещается 1 л молока,
Поэтому инженеры и конструкторы, занимающиеся конструированием доильных машин, не должны игнорировать биологические вопросы, затрагивающие морфологию и физиологию лактирующих органов животных.
В вымени высокопродуктивной коровы может накапливаться до 25 л молока. Значительная часть его (до 50%) перед доением находится в альвеолах, а остальная заполняет протоки и цистерны вымени и сосков.
Удержанию молока в вымени, помимо запирательного сфинктера на конце соска, способствует особое расположение протоков и каналов, имеющих много сужений и расширений. Кроме густой сети кровеносных сосудов, вымя имеет хорошо развитую систему лимфатических сосудов и нервных волокон. Наибольшее количество нервных окончаний (рецепторов) находится в сосках. Снаружи вымя покрыто мягкой и очень эластичной кожей с редкими волосами; на сосках волос не бывает.
Соски у коров различные как по размерам, так и по форме. На конце соска имеется мышечный сфинктер, который при внешнем воздействии на сосок во время доения разжимается. От состояния этой мышцы зависит тугодойность коровы.
В настоящее время установлено, что при сосании или доении раздражение от нервных окончаний сосков поступает в центральную нервную систему (головной мозг) животного, откуда подается команда в гипофиз. Последний выделяет в кровь гормоны (главным образом окситоцин), которые обусловливают сокращение миоэпителия вымени, в результате чего молоко переходит из альвеол в молочные протоки и далее в цистерну и соски.
Молоко коровы содержит в среднем 87,5% воды, 3,8% жира, 3,3% белка, 4,7% молочного сахара и 0,7% минеральных веществ. Однако состав его у разных коров различен, а у одной и той же коровы изменяется в зависимости от кормления, содержания, времени лактации и т. п. Количества жира в молоке меньше в первые месяцы после отела и больше перед запуском коровы. В течение суток процент жира в молоке также не остается постоянным.
Раньше считали, что значительная часть молока образуется в вымени во время доения. Это объясняли тем, что вымя, якобы, не может вместить все выдаиваемое из него за одно доение молоко. Впоследствии это утверждение было опровергнуто. Молоко образуется в вымени между доениями в так называемый период свободного молокообразования, и только незначительная часть его вырабатывается во время доения. Альвеолы молочной железы по мере накопления в них молока постепенно растягиваются, и когда вымя заполнено примерно на 80—90% емкости, они растянуты очень сильно. При дальнейшем накоплении молока давление в вымени заметно повышается, образование молока замедляется и вскоре прекращается совсем. По мере удаления молока из вымени давление в нем падает.
Обычно доение проводят 3—4 раза в сутки. Если корова в одно из доений не отдает молока, ее можно без ущерба для продуктивности доить реже. Так, некоторые хозяйства перешли на двухкратное доение коров, что значительно улучшило условия для применения машинного доения: при двухкратном доении коровы выдаиваются быстрее и чище, а уменьшение числа доений в некоторых случаях выгодно и экономически. За рубежом общепринято двухкратное доение.
Следует отметить, что вопросы строения вымени, секреции и отдачи молока изучены еще мало. Особенно много неясного в изучении скорости выдаивания и влияния того или иного вида доения на продуктивность коров. Это объясняется тем, что процессы, протекающие в вымени, сложны и исследование их прямыми методами часто бывает невозможно.
Рефлекс отдачи молока имеет двухфазный характер: сокращению миоэпителия и выжиманию молока из альвеол предшествует кратковременное снижение тонуса мускулатуры цистерн и некоторое падение давления в вымени. Затем тонус гладкой мускулатуры цистерн и широких протоков повышается, и молоко после принудительного раскрытия сфинктера сосков выходит наружу. Повышение и падение давления в вымени повторяются по мере выдаивания молока. Этот процесс способствует размещению в цистернах и протоках молока, вытекающего во время доения из альвеол. Периодическое опорожнение молочной железы стимулирует образование молока в вымени коровы.
Вымя коровы, козы и других животных
Строение вымени
1 – кожа; 2 – альвеолы; 3 – молочные протоки; 4 – молочная цистерна;
5 – сосковый канал
Вымя состоит из тела и 4 (реже 6) сосков. В каждом соске по одному отверстию соскового канала. Тело делится на две половины (правую и левую), а каждая из них на переднюю и заднюю четверти.
Развитию молочной железы способствует массаж.
У молочных коров вымя чашеобразной формы, выдаётся вперёд, прочно примыкает к телу (не отвисает, доли ровные, симметричные). На ощупь такое вымя мягкое, эластичное, после доения значительно уменьшается, имеет отчётливо выраженные так называемый молочные вены.
Соски должны быть цилиндрической формы одинаковой величины.
Длина сосков 6-10 см (передние обычно длиннее задних), диаметром 2,6-2,9 см.
Вымя у других представителей животного мира
Вымя козы и овцы (описание)
Вымя овец и коз разделено на две половины, каждая с одним соском и одним сосковым каналом. Над сосковой цистерной находится хорошо развитая цистерна железы. Соски имеют сальные и потовые железы.
Вымя кобыл (описание и фото)
Вымя кобыл полушаровидное, с двумя сосками, в каждом из которых по два выводных канала. Соски короткие, в виде усечённого конуса. Вымя и соски пигментированы, покрыты редкими волосами.
Вымя свиней (описание и фото)
Вымя свиней состоит из 5-8 парных молочных холмиков с соответствующим числом коротких притуплённых сосков; каждый сосок с двумя, редко с тремя сосковыми каналами.
Описание: вымя собак
Вымя собак состоит из 4-5 парных молочных холмиков и стольких же сосков, в каждом соске 6-12 сосковых каналов.
Описание: вымя северных оленей и верблюдов
Вымя северных оленей и верблюдов расположено и построено так же, как вымя у коров, имеет 4 соска.
Строение молочной железы
Чтобы ответить на вопрос, как образуется молоко, необходимо познакомиться с тем, как устроено, как растет и развивается вымя у коровы.
Будучи кожными образованиями, молочные железы родственны потовым железам. Недаром ученые находят тесную связь между молочностью коров и количеством потовых желез в коже.
В мире млекопитающих можно встретить животных с весьма просто устроенными молочными железами.
У австралийского яйцекладущего животного утконоса молочные железы представлены несколькими десятками трубчатых железок по,обеим сторонам от так называемой белой линии живота. Каждая трубочка заканчивается выводным протоком, напоминающим проток потовой железы. Из протока выделяется секрет, только отдаленно напоминающий молоко. Он стекает с волос на брюшке матери, и детеныши слизывают его. Соски у утконоса отсутствуют.
У сумчатых животных (например, у австралийского кенгуру) в молочных железах нет цистерн, но имеются соски, через которые детенышу, находясь в сумке на брюхе матери, высасывают молоко.
Рис. 3. Вымя коровы (поперечный разрез). Правая передняя и левая задняя доли вымени окрашены краской, введенной через соски.
Поиному устроена молочная железа коровы. Вымя у нее образуется из слияния трех пар желез, но нормально развиты бывают только две передние пары. Третья так и остается недоразвитой. Пятый и шестой соски у коров встречаются довольно часто, и из них иногда удается извлечь немного молока.
Вымя коровы одето мягкой и весьма эластичной, растяжимой кожей, покрытой редкими волосами. Чем продуктивнее корова, тем тоньше на ее вымени кожа. В молочной железе может накапливаться между доениями значительное количество молока, и объем ее увеличивается примерно на одну греть по сравнению с первоначальной величиной. Более половины удоя размещается в вымени благодаря его растяжению.
Строение вымени можно видеть и невооруженным глазом. На разрезе заметна соединительная ткань в виде белых пластинок, окружающих железистую часть, окрашенную в оранжево-розовый цвет. Здесь находятся альвеолы и разного диаметра протоки.
Правая и левая половины вымени отделены друг от друга подкожной эластичной перегородкой из соединительной ткани, которая одновременно служит связкой, поддерживающей вымя. С возрастом коровы эта связка ослабевает и вымя несколько отвисает (рис. 5). Такие же эластичные перегородки разделяют молочную железу на отдельные дольки.
Альвеол в каждой доле вымени огромное количество. Внутренняя поверхность их составляет несколько квадратных метров (рис. 6). Альвеолы выстланы секреторными клетками. В крупных альвеолах до сотни таких клеток. В них и образуется молоко. Задние четверти молочной железы имеют больше альвеол, чем передние, и поэтому вырабатывают больше молока.
Рис 6. Звездчатая клетка молочной железы (сильное увеличение). Справа—альвеола в продольном разрезе: 1 — звездчатые клетки на альвеоле; 2 — капельки молочного жира; 3 — капельки молочного жира в протоплазме клетки, которая отделилась от стенки альвеолы; 4 — капельки молочного жира вместе с отторгнутой частью секреторной клетки; 5 — ядра секреторных клеток, вышедшие из протоплазмы. На рисунке видно, в какой последовательности образуется молоко
Образовавшееся в секреторных клетках молоко переходит в полость альвеол, а отсюда сначала в узкие, а затем в более широкие протоки, по которым стекает в молочные цистерны.
Молоко из альвеол не может выйти самотеком. Оно поступает только во время доения, но об этом мы расскажем дальше.
Полости альвеол, молочных протоков и цистерн составляют определенную емкость вымени.
Кожа на сосках молочной железы коровы состоит из многих слоев клеток. Они плотно прилегают к мышцам. Кожа на сосках лишена волос и не имеет сальных и потовых желез, поэтому при плохом уходе за выменем, особенно в летние ветреные дни, на сосках могут появиться трещины.
Чтобы получить более полное представление о том, как устроено вымя, следует обратить внимание еще на одно обстоятельство.
Альвеолы и тонкие молочные протоки снаружи выстланы особыми клетками (рис. 6). Их особенность заключается в том, что они имеют звездчатую форму и способны сокращаться. Соединяясь своими отростками, звездчатые клетки образуют вокруг альвеол нечто вроде сетки. Пока альвеола заполняется молоком, звездчатые клетки растягиваются, но во время доения сокращаются и выжимают молоко в протоки. Звездчатые клетки, расположенные вдоль тонких протоков, сокращаясь, открывают эти канальцы и способствуют продвижению молока по направлению к цистернам.
Если забить лактирующую корову, а затем удалить вымя и сделать поперечный или продольный разрез его, то мы с удивлением отметим, что в нем, за исключением небольших цистерн, в сущности нет видимых полостей. А между тем вымя коровы обладает значительной емкостью. Огромное количество альвеол, узких и широких протоков, цистерны в состоянии вместить большое количество молока-15 литров и более. Такое количество молока удерживается в вымени и не вытекает наружу благодаря наличию запирательного мускула в сосках и особому устройству протоков, по которым молоко стекает в цистерну.
В чем же заключается эта особенность? Вымя можно сравнить с губкой, которая удерживает в себе воду благодаря множеству узких трубочек, пронизывающих тело губки в разных направлениях. Чтобы выжать воду из губки, требуется приложить определенное усилие. Это же относится и к молочной железе, из которой удается извлечь молоко только после сжатия альвеол.
Рис. 9. Протоки в молочной железе. В некоторых местах протоки сужены
Молочные протоки состоят из расширений, чередующихся с сужениями в тех местах, где они прокладывают себе путь через перегородки соединительной ткани между дольками вымени (рис. 9). К тому же протоки в молочной железе соединяются друг с другом под разными углами. Уже одно это обстоятельство могло бы объяснить, почему вымя в состоянии удержать относительно большое количество молока. Некоторые ученые, кроме того, считают, что в устьях молочных протоков имеются утолщения из гладкой мышечной ткани, наподобие сфинктеров в сосках.
Наконец, следует иметь в виду, что по мере накопления молока каналы в вымени способны расслабляться и размещать образующееся молоко.
Как видит читатель, строение вымени способствует удержанию накопившегося в нем молока, но оно же затрудняет его выдаивание.
И все же описываемый нами механизм, как говорят, «отказывает», у некоторых коров молоко непроизвольно вытекает из цистерны через соски. Обычно это является следствием слабости соскового сфинктера.
Кровеносные сосуды вымени
Рис. 10. Артерни молочной железы (рентгеновский снимок)
По артериям, как известно, кровь идет к молочной железе, а по венам оттекает от нее и возвращается к сердцу. Артерии проходят глубоко в теле животного, и их, за некоторым исключением, нельзя ни увидеть, ни прощупать. Вены же лежат более поверхностно. У молочной коровы можно наблюдать на вымени и на брюхе мощные кровеносные сосуды (рис. 11). Это наружные половые и подкожные брюшные вены. Менее развиты промежностные вены. Значительные размеры подкожных брюшных вен часто соответствуют высокой продуктивности коровы, поэтому их (не совсем правильно) называют молочными. Впрочем, ширина вен в значительной степени зависит от месяца лактации: в период наивысших удоев после отела от вымени отводится огромное количество крови.
Рис. 11. Вымя высоко продуктивной коровы. На вымени видны вены
Говоря о кровеносной системе вымени, необходимо указать на два важных момента. Между некоторыми венами существуют соединительные мостики, по которым кровь из одной вены может переходить в другую. Второе замечание касается промежностных артерий и вен. Ленинградским ученым И. И. Грачеву и А. Д. Владимировой удалось обнаружить, что кровь по промежностной вене течет не от железы, а по направлению к молочной железе, из области половых желез. Возможно, благодаря этому молочная железа получает более коротким путем важные для своего развития половые гормоны (стр. 47).
Рис. 12. Скопление лимфы на брюхе у нетели
Чем больше на органе разветвлена сеть кровеносных сосудов, тем лучше снабжается он питательными веществами и кислородом. Это происходит через лимфу и тканевую жидкость, окружающую клетки молочной железы.
Нервная система вымени
Из спинного мозга к вымени подходят несколько нервных стволов, разветвляющихся здесь на мельчайшие нити, по которым к органу поступают сигналы из центральной нервной системы. Эти нервы имеют большое значение для роста, развития вымени и образования молока.
Хорошее вымя
Многие ученые придают большое значение и форме вымени. Какими же признаками обладает хорошее вымя?
Рис. 13. Соски коровы богато снабжены нервами (белые линии)
Рис. 14. У этой коровы высокое и широкое прикрепление вымени