Если примешать к корму небольшое количество вещества, содержащего, например, радиоактивный фосфор (фосфор -обязательная составная часть многих кормов), то смесь после изменения в органах пищеварения всосется в кровь и лимфу и через некоторое время окажется в органах и тканях животного в виде сложных химических соединений. То же самое произойдет, если добавить вещество с обычным, нерадиоактивным фосфором. Но в первом случае при помощи специальных приборов (счетчиков) можно точно определить, когда и куда именно попал фосфор, с какими другими элементами он объединился, на сколько времени задержался в организме, каким путем из него удаляется и т. д.

При помощи прибора можно установить, сколько меченого фосфора находится в крови. Если подоить корову, то радиоактивный фосфор обнаруживается и в молоке. Стало быть, организм образовал молоко из питательных веществ корма, в том числе и из меченого фосфора.

Введение с кормом или непосредственно в кровь небольших количеств меченых атомов для изучения обмена веществ безвредно для животного.

Меченые атомы дали возможность в настоящее время узнать много нового об образовании молока и его составных частей.

Молоко образуется в протоплазме клеток, выстилающих изнутри альвеолы (рис. 22). Здесь, в таинственной пока еще для нас "лаборатории", под влиянием ферментов протекают, те сложные химические процессы, которые дают в конечном счете то, что мы называем молоком.

Рис. 22. Альвеолы молочной железы (поперечный разрез). Слева - секреторные клетки заполнены молоком, справа -клетки выделили свой секрет в полость альвеолы; их вид изменился. Черные точки - специально покрашенные капельки жира

Если рассматривать эти клетки в разные моменты их деятельности, можно заметить, что они то удлиняются, заполняясь круглыми капельками жира и невидимыми в обычный микроскоп белковыми частицами, то становятся более короткими и плоскими. Последнее означает, что в полость альвеолы из клеток выделяется секрет - молоко.

Среди секреторных клеток в альвеолах молочной железы, по-видимому, нет специальных клеток, в отдельности образующих казеин, жир, молочный сахар и другие составные части молока. Однако не исключено, что различные группы альвеол или даже различные дольки вымени образуют молоко неодинаковой жирности. Каждая секреторная клетка производит молоко со всеми его составными частями. В образовании молока участвует как ядро, так и остальные включения клеток. Интересно, что в период наивысшей лактации ядра клеток увеличиваются.

Не следует думать, что все составные части молока образуются непосредственно в секреторных клетках. Витамины, минеральные соли и даже некоторые белковые соединения попадают в эти клетки из крови в готовом виде. Но ив этом случае секреторные клетки проводят сложную избирательную работу по отношению к плазме крови. Одним веществам они преграждают путь в молочную железу, другие забирают из крови в таких количествах, что в молоке их оказывается больше; чем в крови (табл. 3).

Когда после отела коровы наступает период усиленного образования молока, секреторные клетки производят, если так можно выразиться, молоко более жидкого состава. В молоке первых 2-3 месяцев лактации меньше жира, чем в последующие месяцы. Но через некоторое время его состав меняется. Полагают, что это связано с поведением секреторных клеток. Если вскоре После отела они только вытягивались в длину или укорачивались, то при усиленном выделении молока от клеток в полость альвеол отрываются частички клетки, иногда даже с ядром (рис. 23). Это можно обнаружить, рассматривая молоко под микроскопом. Отделение верхушек секреторных клеток при образовании молока можно, разумеется, обнаружить и раньше, в начале лактации, но спустя 2-3 месяца после отела подобное явление наблюдают чаще.

К концу лактации секреторные клетки, образующие молоко, в значительном количестве начинают уже разрушаться, заменяясь новыми. Не зависит ли от этого, хотя бы в некоторой степени высокий процент жира молока, который наблюдают в конце лактации? Ведь при разрушении клеток капелькам жира легче проникнуть в полость альвеолы, чем, например, в начале лактации, когда оболочка клеток целая. Некоторые ученые полагают, что именно так и происходит. Доказательство они видят в том, что к концу лактации размеры жировых шариков в молоке увеличиваются. Выход в полость альвеол крупных капелек жира, разумеется, облегчается при разрушении секреторных клеток.

Разрушение клеток - не единственная причина увеличения жирности молока в конце лактации. Нельзя забывать и того, что глубокая стельность, сопровождаемая выделением в кровь животного большого количества гормонов и других химических веществ, не может не влиять на процессы образования молочного жира.

Рис. 23. Альвеолы молочной железы (упрощенное изображение). Слева - секреторные клетки частично заполнены молоком, справа - клетки после выделения молока в полость альвеолы (изображение молока условное)

В образовании молока есть одна особенность, и раскрыта она при помощи меченых атомов. Чтобы понять эту особенность, опишем для сравнения сначала работу не молочной железы, а другого органа.

Известно, что почки подготавливают мочу в два приема. Сначала образуется так называемая первичная моча. Она сильно разведена водой и содержит ряд веществ (например, сахар крови), которых нет в моче, выделяемой животными. Первичная моча затем продвигается по канальцам почек. И тут происходит следующее: из канальцев обратно всасывается в кровь весь сахар, более 98 процентов воды, и моча вследствие этого значительно сгущается. То, что остается в канальцах, переходит затем в почечную лоханку, а оттуда через мочеточники в мочевой пузырь, из которого через некоторое время и выводится наружу.

Обратимся еще ко второму примеру. Опыты на животных показали, что из желудочных и кишечных желез в полость пищеварительного канала в течение суток переходит вместе с пищеварительными соками много белковых веществ. В желудке и кишечнике эти белки перевариваются при помощи ферментов и затем в значительных количествах обратно переходят из пищеварительного тракта в кровь.

Общее в приведенных нами примерах состоит в том, что сначала вещества поступают из крови в орган, а затем происходит процесс обратного всасывания веществ в кровь.

Подобное же явление наблюдается и в молочной железе.

Вот как это было обнаружено. Сначала на козах, а впоследствии и на коровах был поставлен такой опыт. Вместо того чтобы давать животному меченый фосфор с кормом (о чем было рассказано выше), мы ввели его через отверстие соска в вымя. Оказалось, что меченый фосфор вскоре начал переходить из вымени в кровь, и это.продолжалось в течение нескольких часов. То же самое происходило, когда вместо меченого фосфора вводили кальций, серу и др. Так как эти элементы всегда находятся в растворе, то, стало быть, из вымени в кровь они попадают вместе с водой, в которой растворены. Фосфор, кальций, сера - составные части молока. Следовательно, из вымени составные части молока переходят в кровь, подобно тому, как происходит обратный переход веществ в кровь - в почках и пищеварительном канале.

Большое значение имеет следующее наблюдение: обратное всасывание составных частей молока из вымени в кровь усиливалось каждый раз, как только начинали доить или массировать вымя (разумеется, не ту ее часть, в которую вводили меченые вещества). Об этом свидетельствовало увеличение содержания меченых веществ в крови, которое отмечалось при каждом доении, то есть раздражении нервных окончаний, рецепторов вымени. Интересно, когда при помощи некоторых химических веществ тормозили деятельность головного мозга животного, мы наблюдали замедление, а когда возбуждали деятельность коры головного мозга, наоборот, усиление перехода веществ молока из вымени в кровь.