Структурная организация альвеол молочной железы

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ МАММОГЕНЕЗА

Лактационная функция присуща только лишь одному, наиболее совершенно организованному, классу позвоночных — млекопитающим. Способность вскармливать детенышей молоком обеспечивает развивающемуся организму новорожденного наиболее полноценное питание, и на самых ранних этапах развития потомство мало зависит от неблагоприятных факторов среды. В этом лактация весьма схожа с другим этапом репродуктивной функции — беременностью.

Что же такое грудное молоко? Какие особые качества определяют его ценность для потомства? Ответ на этот вопрос, очевидно, можно получить, рассматривая эволюционные механизмы возникновения лактационной функции. Хорошо известно, что жизнь существовала и до возникновения класса млекопитающих и принимала иногда весьма причудливые формы. До настоящего времени мы с восхищением рассматриваем результаты великого эксперимента природы — высокую эволюционную специализацию функций у ископаемых рептилий. Но еще Шмальгаузен в свое время заметил, что укрупнение тела у древних рептилий привело к значительному увеличению размеров яйца, из которого мог вылупиться маленький динозаврик. Однако этот процесс не сопровождался соответствующим отбором, и размеры тазового прохода значительно отставали от размеров сносимых яиц. Это противоречие явилось одной из причин вымирания гигантов.

Успехи эволюционного развития млекопитающих, которые за сравнительно небольшой срок приспособились к вынашиванию детеныша в теле матери, обусловлен именно автономностью процессов развития, их независимостью от внешних условий. Весьма удачной эволюционной находкой явилось уменьшение яйца до микроскопических размеров и появление новых типов связи плода и матери — создание особого временного органа, предназначенного для обеспечения развития детеныша (плаценты). Отныне у животных в таком важном процессе, как продолжение вида, можно было обходится без спешки. Увеличение сроков беременности позволяет современным млекопитающим рождать потомство достаточно развитым, а у некоторых видов и достаточно зрелорожденным. Кроме того, у млекопитающих и после рождения связь между матерью и детенышем сохраняется посредством лактации достаточно долгое время. Можно сказать что живорождение и лактация — два основных фактора, которые обеспечили млекопитающим еще в конце мезозойской эры исключительные преимущества в конкурентной борьбе с амфибиями и рептилиями.

Таким образом, репродуктивная функция (функция продолжения вида) органически состоит из живорождения и лактации. Так, у млекопитающих способность вынашивать детенышей в теле матери значительно увеличила степень надежности процессов развития в их ранние периоды. С эволюционной точки зрения оказалось исключительно важным, что мать берет на себя снабжение развивающегося детеныша кислородом. Вполне очевидно, что в условиях полноценного снабжения кислородом различных органов, что особенно важно для нервной системы, процессы развития переходят на качественно иной уровень.

В сочетании с лактацией живорождение, несомненно, вызвало новый скачок в эволюции млекопитающих, значительно повысивших энергию своей жизнедеятельности и перешедших на новую, более совершенную, ступень биологического прогресса. Живорождение и лактация обеспечивали во много раз более высокую выживаемость потомства млекопитающих, чем у рептилий. Высокая выживаемость влечет за собой снижение плодовитости. Это, в свою очередь, тесно связано с увеличением размеров тела, продолжительности жизни и снижением смертности молодняка. Помните львицу у Эзопа, которую упрекали за то, что она рождает только одного детеныша. И закономерным ответом ее было: «Но ведь я рождаю льва!» Таким образом, появление лактации и живорождения обеспечило уже первым млекопитающим преимущества в борьбе за существование, способствовало широкому расселению их потомков и проникновению их почти во все среды обитания.

Лактация как важный эволюционный признак связана с появлением совершенно нового специализированного органа — молочной железы. Это орган, отсутствующий у других представителей животного царства, имеет весьма сложное анатомическое строение и способен осуществлять специфическую синтетическую работу, внушительную по объему и разнообразную по качеству синтезируемых материалов.

Не следует, однако, думать, что закованные в панцирь рептилии вдруг на ровном месте начали создавать совершенно новый орган, который еще не известно, пригодится ли при последующем эволюционном развитии. Кроме этого, для большинства исследователей начала XX в. весьма серьезным обстоятельством явилось то, что молочная железа является типичной кожной железой, и вывод напрашивался сам собой — в процессе эволюционного отбора преформированные потовые или какие-нибудь другие железы могли начать продуцировать молоко или подобный ему продукт.

Изучение секрета потовых желез показало значительное разнообразие состава продуктов, выделяемых в ходе секреции. Пот обычно бесцветен, но у бегемота и красного кенгуру окрашен в красный цвет, а у одной из африканских антилоп имеет голубоватый оттенок. У бегемотов секрет потовых желез слизистый, у лошадей пот содержит белок, у человека аналог потовых желез выделяет вязкий секрет (ушную серу) и т. д. Основной функцией потовых желез является обеспечение выделительных процессов — удаление из организма конечных продуктов белкового обмена (креатинина, мочевины). Кроме того, потовые железы участвуют в осуществлении функции терморегуляции: они нужны для эффективного снижения температуры тела за счет испарения жидкой части пота с поверхности кожи.

Сальные железы выделяют секрет, образующийся при гибели накопивших жир клеток (голокриновая секреция). Этот секрет особыми клетками, способными сокращаться, потихоньку выдавливается на поверхность кожи и предохраняет ее от повреждения, высыхания и смазывает волосяной покров. Кроме того, у животных имеются и специализированные пахучие железы, которые представляют собой видоизмененные потовые или сальные железы, а иногда и комбинацию тех и других. Это могут быть анальные железы у американской вонючки, мускусные железы кабарги, выхухоли, бобра, ондатры и хвостовые железы у оленя. Предназначение этих желез самое разнообразное — и защита от врагов, и распознавание особей своего вида, и обеспечение особой запаховой сигнализации, связанной с половой активностью животных.

Хотя между молочными и потовыми железами имеется некоторое сходство в их строении и функции, говорить о происхождении молочных желез из потовых желез совершенно неправомочно. Прежде всего потовые железы являются высокоспециализированными образованиями, которые появились одновременно с волосяным покровом как одна из деталей сложного механизма терморегуляции. Значительно более обоснована точка зрения, предполагающая развитие и молочных, и потовых и других кожных желез из общего предшественника, который обеспечил возможность дальнейшей специализации и прогрессивного развития каждого из направлений секреторного процесса.

Имеющиеся палеонтологические данные показывают, что у ископаемых звероподобных ящеров имелись многочисленные и хорошо развитые кожные железы, которые могли в дальнейшем специализироваться либо в направлении обеспечения выделительных процессов, либо в направлении образования питательного секрета. Вполне можно предположить, что с развитием материнского инстинкта и заботы о потомстве, определенные железистые образования кожной поверхности зверообразных рептилий могли взять на себя функцию обеспечения питательными веществами новорожденных детенышей. Ведь способны же голуби выкармливать птенцов своеобразным птичьим молоком, которое образуется в железистом желудке этих птиц, отрыгивается и помещается в широко раскрытый клювик. Весьма интересно и то, что эта желудочная секреция птичьего молока включается гормоном пролактином, который и у всех млекопитающих отвечает и за рост и развитие молочной железы и участвует в формировании материнского инстинкта. Так и древние рептилии могли выделять на поверхность кожи питательные вещества, которые могли слизывать детеныши.

Очевидно, все кожные железы млекопитающих начали свое развитие от одной группы неспециализированных кожных желез и в процессе эволюции приобрели те черты строения, которые определяют специфику секрета, его образование и его выделение. В любом случае появление молочных желез в ходе эволюционного развития связано с возрастанием родительской заботы о потомстве (по сравнению с рептилиями) как средство сохранения и поддержания жизни рода. На вопрос, какие же железы возникли первыми, очевидно, может дать ответ ход эмбрионального развития млекопитающих — ведь внутриутробное развитие схематично повторяет филогенез (эволюционное развитие). Исходя из того, что в эмбриогенезе закладка молочных желез у плацентарных животных формируется значительно раньше, чем потовых, можно думать, что для выживания и процветания вида биологическая значимость молочных желез значительно выше. Таким образом, наличие молочных желез обеспечивало гарантии для развития потомства сразу после его появления на свет, т. е. в самый критический период жизни. Потовые железы, ответственные прежде всего за функцию терморегуляции, столь решающего значения для выживания потомства не имели. Более того, у некоторых видов млекопитающих потовые железы могут редуцироваться и отсутствовать. Это дает полное основание для того, чтобы считать, что молочные железы возникли в ходе эволюции раньше потовых, и специализированные потовые железы не являются предшественниками молочных желез.

Итак, молочные железы выделяют весьма специфический и уникальный по своему составу секрет — молоко, состав которого у различных видов может существенно различаться, причем эти различия определяются спецификой развития, потребностями новорожденного в тех или иных компонентах питания. Как бы ни различалось по своему составу молоко у разных видов, существует обязательный для всех млекопитающих набор компонентов молока — белок, жир и сахар присутствуют в молоке у всех млекопитающих. Различия касаются соотношения компонентов молока — так, содержание молочного сахара — лактозы у человека и лошади 6−7%, а у кролика 1−2%. Концентрация жира в молоке колеблется от 0% у носорога до 50% у китов и тюленей. Содержание белка тоже весьма различается у разных видов — от 1% у человека и лошади до 10−14% у крыс, кроликов и собак.