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LZT5715 - FISIOLOGIA DA LACTAÇÃO APOSTILA Prof. Paulo Fernando Machado ESALQ-USP Piracicaba SP Índice Anatomia da Glândula Mamária ......................................................................................................................... 2 Tipos de glândulas da pele ............................................................................................................................. 6 Anatomia mamária de bovinos ....................................................................................................................... 6 Anatomia Externa ....................................................................................................................................... 7 Sistema Suspensório ................................................................................................................................... 8 Anatomia Interior ....................................................................................................................................... 9 Sistema Nervoso ....................................................................................................................................... 10 Sistema Vascular ...................................................................................................................................... 10 Linfa e Sistema Linfático ......................................................................................................................... 12 Referencias ................................................................................................................................................... 14 Crescimento e Desenvolvimento da Glândula Mamária .................................................................................. 15 Introdução ..................................................................................................................................................... 15 Desenvolvimento mamário durante o desenvolvimento fetal ....................................................................... 17 Desenvolvimento mamário no período pré-puberal. .................................................................................... 19 Influência do aporte energético no desenvolvimento mamário ................................................................ 20 Influência da administração de hormônio do crescimento no desenvolvimento mamário ....................... 20 Desenvolvimento mamário no período pós-puberal. .................................................................................... 20 Desenvolvimento mamário durante a gestação ............................................................................................ 21 Desenvolvimento mamário durante a lactação ............................................................................................. 22 Bibliografia consultada ................................................................................................................................. 23 Lactogênese – Início da Lactação ..................................................................................................................... 24 Introdução ..................................................................................................................................................... 24 Citologia Mamária ........................................................................................................................................ 24 Indução hormonal da lactogênese ................................................................................................................. 25 Controle hormonal da lactogênese ............................................................................................................... 26 Galatopoiese - Manutenção da Lactação .......................................................................................................... 30 Controle hormonal ........................................................................................................................................ 30 Remoção do leite .......................................................................................................................................... 33 Controle Autócrino ....................................................................................................................................... 34 Ejeção do Leite ................................................................................................................................................. 35 Reflexo da ejeção do leite ............................................................................................................................. 35 Picos de ocitocina ......................................................................................................................................... 37 Outras funções da ocitocina .......................................................................................................................... 38 Outros mecanismos de ejeção do leite .......................................................................................................... 38 Envolvimento do sistema nervoso autônomo e estresse ............................................................................... 39 Leite residual ................................................................................................................................................ 39 Taxa de Secreção de Leite, Freqüência e Intervalo de Ordenha ....................................................................... 41 Taxa de secreção de leite .............................................................................................................................. 41 Intervalo de ordenha ..................................................................................................................................... 41 Freqüência de ordenha .................................................................................................................................. 42 Período Seco e Involução Mamária .................................................................................................................. 44 Período seco e produção de leite subseqüente .............................................................................................. 44 Conclusões: .............................................................................................................................................. 44 Período seco e Mastite .................................................................................................................................. 45 Redesenvolvimento e colostrogênese ........................................................................................................... 48 Referência Bibliográfica ............................................................................................................................... 49 Composição e Síntese do Leite ......................................................................................................................... 50 COMPOSIÇÃO DO LEITE ......................................................................................................................... 50 LACTOSE ................................................................................................................................................ 52 Síntese de lactose:..................................................................................................................................... 54 PROTEÍNA .............................................................................................................................................. 56Nitrogênio não protéico (NNP) .................................................................................................................... 62 2 Síntese de proteínas: ..................................................................................................................................... 63 GORDURA .............................................................................................................................................. 64 Butírico ..................................................................................................................................................... 66 Síntese de gordura: ....................................................................................................................................... 67 Fonte de acetil-Coa ................................................................................................................................... 69 Via para síntese ........................................................................................................................................ 69 de NADPH ............................................................................................................................................... 69 MINERAIS ............................................................................................................................................... 70 VITAMINAS ............................................................................................................................................ 73 FONTES DE NUTRIENTES PARA A SÍNTESE DE LEITE .................................................................... 75 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................................................... 79 Qualidade do Leite ........................................................................................................................................... 80 1 Introdução .................................................................................................................................................. 80 2 Qualidade Do Leite: Visão Geral E Mundial ............................................................................................ 81 2.1 Por que a qualidade do leite é importante? ......................................................................................... 81 2.2 Padrões de qualidade do leite nos Estados Unidos ............................................................................. 82 2.3 Padrões de qualidade do leite na União Européia ............................................................................... 83 2.4 Qualidade do leite na América Latina ................................................................................................ 83 2.5 Qualidade do leite em outros países ................................................................................................... 84 2.6 Testes para microrganismos em leite cru ............................................................................................ 85 segundo Philpot (1998)................................................................................................................................. 85 2.7 Interesse da saúde pública na qualidade do leite ................................................................................ 86 2.8 Outras considerações a respeito da qualidade de leite ........................................................................ 87 3. Programa Nacional de Qualidade do Leite ............................................................................................... 89 4 Controle De Qualidade De Leite ............................................................................................................... 90 4.1 Coleta de amostras .............................................................................................................................. 90 4.2 Análises organolépticas ...................................................................................................................... 91 4.3 Análises bacteriológicas ..................................................................................................................... 94 4.4 Análises físicas e químicas ................................................................................................................. 98 5 Microrganismos No Leite ........................................................................................................................ 102 5.1 Classificação de bactérias de acordo com preferência pela temperatura: ......................................... 102 5.2 Bactérias no leite .............................................................................................................................. 103 5.3 Contagem de bactérias no leite ......................................................................................................... 103 5.4 Principais bactérias no leite .............................................................................................................. 103 5.4 Microrganismos psicrotróficos sobre a qualidade do leite................................................................ 105 6 Contagem De Células Somáticas E Qualidade Do Leite ......................................................................... 106 6.1 Fatores que afetam as contagens de células somáticas ..................................................................... 106 6.2 O que são células somáticas? ............................................................................................................ 107 6.3 Status da infecção é o fator mais importante .................................................................................... 107 6.4 CCS e a composição do leite ............................................................................................................ 108 Tabela 4. Indicadores de qualidade quanto à CCS ......................................................................................... 110 7 Resíduos Antimicrobianos ....................................................................................................................... 110 8 Tipos De Leite E Processamentos ........................................................................................................... 112 9 Perdas Provocadas Pela Baixa Qualidade ................................................................................................ 117 10 Considerações Finais ............................................................................................................................. 119 16 Referência Bibliográfica ........................................................................................................................ 119 FATORES QUE AFETAM A COMPOSIÇÃO DO LEITE .......................................................................... 123 Introdução ................................................................................................................................................... 123 1. Genética .................................................................................................................................................. 123 2. Ambiente ................................................................................................................................................ 125 3. Idade do Animal ..................................................................................................................................... 126 4. Estágio da Lactação ................................................................................................................................ 126 4.1. Colostro X Leite ..............................................................................................................................126 4.2. Mudanças durante a lactação normal. .............................................................................................. 127 5. Manejo de Ordenha ................................................................................................................................ 128 6. Sanidade ................................................................................................................................................. 129 3 7. Nutrição .................................................................................................................................................. 131 7.1.Carboidratos ..................................................................................................................................... 132 7.2. Gordura Dietética ............................................................................................................................ 136 7.3. Proteína Dietética ............................................................................................................................ 137 7.4. Tamponantes e outros aditivos ........................................................................................................ 138 8. Doenças Metabólicas .............................................................................................................................. 138 9. Animais Transgênicos ............................................................................................................................ 138 Referências Bibliográficas .......................................................................................................................... 139 MASTITE ....................................................................................................................................................... 141 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................................................... 141 2 TIPOS DE MASTITE ............................................................................................................................. 141 2.1 Mastite clínica .................................................................................................................................. 141 2.2 Mastite subclínica ............................................................................................................................. 142 3. PATÓGENOS CAUSADORES DA MASTITE .................................................................................... 142 3.1 Mastite contagiosa ............................................................................................................................ 142 3.2 Mastite ambiental ............................................................................................................................. 144 4 MÉTODOS DE DETECÇÃO ................................................................................................................. 146 4.1 Exame físico ..................................................................................................................................... 146 4.2 Teste da caneca de fundo preto ......................................................................................................... 146 4.3 California Mastits Test (CMT) ......................................................................................................... 147 Tabela 1. Escores e o número de células somáticas ....................................................................................... 147 Células somáticas ................................................................................................................................... 147 4.4 Contagem de células somáticas (CCS) ............................................................................................. 148 4.4 Condutividade elétrica ...................................................................................................................... 149 4.5 Cultura .............................................................................................................................................. 149 5 QUALIDADE DO LEITE ....................................................................................................................... 149 Constituição ............................................................................................................................................ 150 6 COLETA DE AMOSTRAS .................................................................................................................... 150 6.1 Determinação de componentes e contagem de células somáticas .................................................... 150 6.2 Cultura microbiológica ..................................................................................................................... 151 7 CONTROLE ............................................................................................................................................ 151 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................................... 153 Terapia para Mastite ....................................................................................................................................... 155 Programa de Não Tratamento ..................................................................................................................... 155 Mastite Moderada ........................................................................................................................................... 155 Mastite Tóxica ............................................................................................................................................ 158 Sistemas de Ordenha ...................................................................................................................................... 159 Sala de espera ......................................................................................................................................... 160 Salas de ordenha ........................................................................................................................................ 162 Seleção de salas de ordenha .................................................................................................................... 163 Eficiência de ordenha ................................................................................................................................. 164 Preparação dos animais .......................................................................................................................... 164 Fatores que afetam grandes salas de ordenha (tipo paralelo e herrigbone) ............................................. 164 4 Anatomia da Glândula Mamária W L Hurley University of Illinois Urbana-Champaign Tradução Alfredo Ribeiro Pereira Depto. de Produção Animal ESALQ - USP Este capítulo está dividido nos seguintes itens. • Glândulas da Pele: uma breve discussão sobre os tipos de glândulas da pele e sua características, incluindo a glândula mamária. • Anatomia Mamária de Bovinos: uma descrição da anatomia da glândula mamária de bovinos. • Referências: referências sobre anatomia da glândula mamária. • 5 Tipos de glândulas da pele A glândula mamária é uma glandula da pele. Há muitos tipos de glândula da pele, cada uma com um tipo de excreção característico. Anatomia mamária de bovinos Este item esta dividido nos seguintes subitens. • Anatomia Externa • Sistema Suspensório • Anatomia Interior • Sistema Vascular • Sistema Nervoso 6 • Linfa e Sistemalinfático Anatomia Externa O úbere da vaca consiste de 4 glândulas separadas localizadas na região inguinal no ventre do animal. Cada glândula contêm um teto cada teto contêm uma abertura. As glândula são cobertas por pêlos, mas os tetos não o são. As metades direita e esquerda são inteiramente separadas (externamente isso é indicado pelo sulco intermamário). Os quartos traseiros produzem 55-60% do leite e correspondem a 55-60% do peso do úbere. Os tetos traseiros são normalmente menores que os dianteiros. Tetos: Os tetos funcionam como a única saída para a secreção da glândula e o único meio pelo qual o bezerro pode receber leite. Usualmente existe um único teto em cada glândula. Não são encontrados pêlos, glândula sudoríparas ou sebáceas nos tetos das vacas. O formato e o tamanho do teto é independente da produção de leite do úbere. O tamanho médio dos tetos dianteiros é aproximadamente 6,6 cm de comprimento por 2,9 cm de diâmetro, nos tetos traseiros, é aproximadamente 5,2 cm por 2,6 cm. Tetos supranumerários: Tetos extras são chamados supranumerários, alguns destes são abertos normalmente na glândula, mas muito não o são. Geralmente são retirados antes de um ano de vida. Um pseudo-teto não tem canal; assim, não há conecção com as estruturas internas da glândula. Canal do teto: Funciona como o único orifício entre o sistema interno de secreção de leite e o meio externo. O canal do teto é a principal barreira contra a infecção. O canal é coberto com células epidérmicas. O canal é mantido fechado por músculos do esfíncter. Seu comprimento aumenta com o aumento do número de lactações. Roseta de Furstenberg: São dobras da mucosa cercando o final do canal do teto. Ela pode se dobrar sobre a abertura do canal devido à pressão quando o úbere está cheio. Também pode ser o maior ponto de entrada de leucócitos na cisterna do teto e nela são secretados substancias antibacterianas. Anéis (pregas) Cricóides: Região proximal do fim da cisterna do teto que separa a cisterna do teto e da glândula. Cisterna do Teto: A cavidade no interior do teto. É contínua a cisterna da glândula, armazena de 50 a 100 ml de leite.. 7 Sistema Suspensório Um forte sistema suspensório é necessário para manter a glândula corretamente ligada ao corpo. Por exemplo uma vaca holandesa de alta produção pode ter aproximadamente 22 kg de úbere mais 27 kg de leite perfazendo 49 kg na glândula imediatamente antes da ordenha. Lembre-se que a glândula mamária está localizada na pele e é externa a cavidade corporal. O sistema de ligamentos e outros tecidos que mantém a glândula aderida ao corpo são críticos para uma lactação de sucesso. Existem 7 estruturas que dão sustentação ao úbere: • Pele – Que possui uma pequena capacidade de sustentar e estabilizar o úbere, mas possui, também, função de proteção da glândula. • Tecido subcutâneo areolar – Liga a pele aos tecidos internos • Tecido areolar denso - Forma a ligação entre a superfície dorsal dos quartos dianteiros e a parede abdominal. O enfraquecimento deste tecido causa o descolamento do úbere. Este tecido é uma parte do que é referido como ligamento dos quartos dianteiros durante a avaliação da conformação. • Tendão subpelvico - Não faz parte propriamente do aparelho suspensório, mas dá origem a duas camadas do ligamento suspensório lateral. Não é um tecido contínuo mas é ligado à pélvis em vários pontos. • Camadas superficiais do ligamento suspensório lateral – principalmente composta por tecido fibroso com algum tecido elástico. Se estende pela área púbica, quando alcança o úbere se espalha, continuando sobre a superfície externa do úbere sob a pele e se ligando ao tecido areolar. • Ligamento suspensório lateral – Composto principalmente por tecido fibroso, também se inicia no tendão subpélvico, se estende por todo o úbere, quase que o envolvendo. O ligamento prende a superfície lateral do úbere por numerosas lamelas que passam pela glândula, e se tornam contínua com a armação intersticial do úbere. Este ligamento prove um suporte substancial para o úbere. O ligamento suspensório lateral da direita e esquerda não se unem sob o fundo do úbere. A natureza fibrosa deste tecido não permite que ele estique a medida que o úbere enche de leite, assim o centro do úbere tende a se distanciar do corpo. 8 • Ligamento suspensório médio – Este é a parte mais importante do sistema suspensório. Ele é composto de duas folhas de tecido amarelo, elástico adjacentes que surgem na parede abdominal e que prende as duas metades do úbere. Este ligamento possui grande capacidade de distensão, assim ele estica a medida que a glândula se enche de leite. É localizado no centro de gravidade do úbere, assim mesmo que todos os outros tecido que prendem a glândula sejam cortados ela permanece balanceada. O ligamento suspensório médio parcialmente separa as metades direita e esquerda do úbere. Os quartos traseiros e dianteiros são separados por uma fina membrana. NÃO há ligação interna entre os quartos de leite da glândula. Se for injetado tinta no teto de uma glândula, só será tingido aquele quarto. Anatomia Interior A anatomia interior é composta por: • Tecido conjuntivo – tecido fibroso e adiposo. • Tecido secretor – células epiteliais secretoras – produtor de leite. A quantidade relativa deste dois varia de animal para animal. • Cisterna da glândula – se abre diretamente na cisterna do teto. Serve para estocagem do leite (100 – 400 ml). Freqüentemente ocorrem bolsões formados na cisterna no fim dos dutos de maior diâmetro. 1. Organização do tecido secretor: O tecido secretor é organizado em alvéolos, que formam lóbulos que por sua vez formam lóbos. • Alvéolo – São estruturas em formato globoso onde o leite é sintetizado e excretado. É estimado que o alvéolo contenha aproximadamente 1/5 de gota de leite. O lúmen do alvéolo é cercado por uma camada unicelular de células epiteliais. Esta camada é cercada por células mioepiteliais que se contraem em resposta a oxitocina, resultando em expulsão do leite do lúmen. Além das células mioepiteliais o alvéolo é cercado pela membrana basal. A rede de capilares que reside em volta dos alvéolos é parte do estroma. Um grupo de alvéolos poderia ser visualizado como um cacho de uvas. • Lóbulo – É formado por alvéolos (150-220) cercado por tecido conjuntivo. • Lóbo – São grupos de lóbulos envolvidos por tecido conjuntivo. Cada glândula mamária é composta por muitos lóbos. 9 2. Sistema de dutos Os dutos são túbulos através dos quais o leite desce dos alvéolos para a cisterna da glândula. Dutos primários ou interlobares drenam muitos lóbos. Eles são geralmente compostos por duas camadas de células não secretoras e possuem muitas células mioepiteliais. Dutos intralobares se localizam dentro do lóbo e drenam diferentes regiões. Dutos interlobulares ou secundários drenam múltiplos lóbulos. Eles são compostos por uma única camada de células secretoras envolvidas por células mioepiteliais e participam da ejeção do leite induzida por oxitocina. Os dutos intralobulares são pequenos dutos dentro do lóbulo. Dutos terciários são pequenos dutos que deixam os alvéolos. Sistema Nervoso Alguns pontos importantes do sistema nervoso da glândula mamária: • Ocorrem dois tipos de nervos: sensitivo (que leva informações da glândula para o sistema nervoso central) e motor (que traz as respostas do sistema nervoso central). • Os nervos no úbere estão mais dispersos do que em outros órgãos. • Os nervos simpáticos nos tecidos estão associados às artérias. • Nervos sensoriais são encontrados nos tetos e na pele. • Não ocorre inervação parasimpática na glândula (similarmente as outrasglândulas da pele). • Não há inervação no sistema secretório. As células mioepiteliais não são inervadas, portanto não se contraem por estimulo nervoso direto, mas por estimulo hormonal (oxitocina). • Poucos nervos vão para o interior da glândula, desse modo pode ser feita biopsia da glândula apenas com anestesia local para a pele. Sistema Vascular O suprimento sangüíneo da glândula é extremamente importante para a função mamária. Todos os precursores do leite vêm do sangue. Na média 400 – 500 unidades de sangue passam através da glândula para produzir uma unidade de leite. Isto significa que em uma vaca de alta produção, 280ml de sangue passam por segundo pelos capilares. 10 Cabras de alta produção tem uma menor relação unidades de sangue por unidade de leite (460:1) comparadas com cabras de baixa produção (1000:1). Isto significa que o volume de sangue que passa pela glândula pode ser similar para cabras de alta e baixa produção, mas a eficiência de extração dos componentes é maior nos animais de alta produção. O mesmo principio é provavelmente similar em vacas. O volume sangüíneo no úbere de vacas em lactação é de cerca de 8 % do volume sangüíneo total, enquanto que para vacas secas é de cerca de 7,4 %. Há um aumento de 2 a 6 vezes no fluxo sangüíneo para a glândula começando 2 a 3 dias antes do parto. A diminuição da produção com o avanço da lactação não é devido à diminuição do fluxo sangüíneo. Sistema Arterial: O sangue deixa o coração e flui para a região caudal através da artéria aorta abdominal. Quando alcança a área pudica os vasos são chamados artérias ilíacas que se dividem em interna e externa. A artéria ilíaca externa se divide em artéria pudenda interna e externa. Por sua vez a artéria pudenda externa então passa pelo canal inguinal e sai da cavidade do corpo. O canal inguinal é o orifício na região inguinal da cavidade do corpo por onde os vasos sangüíneos, linfáticos e nervos passam para suprir a pele na parte posterior do animal. A artéria pudenda externa ao passar pela cavidade do corpo se torna a artéria mamária (1 cm diâmetro), que é dividida em artéria mamária anterior (cranial) e posterior (caudal), que se dividem e descem pela glândula. Uma pequena quantidade de sangue alcança a glândula através da artéria perineal (da artéria ilíaca interna), ma só supre a porção superior traseira da glândula. Flexão sigmóide – Imediatamente abaixo do canal inguinal artéria pudenda forma uma flexão em forma de "S", que permite a decida do úbere quando está cheio de leite sem forçar os vasos sangüíneos. Essencialmente não ocorrem trocas sangüíneas entre as duas metades do úbere (com algumas pequenas exceções) Sistema Venoso: Existem três veias de cada lado do úbere. 1. Veia púdica externa deixa o úbere paralelamente a artéria púdica externa (2-3 cm diâmetro). 11 2. Veia abdominal subcutânea (veia do leite) sai da glândula na frente dos quartos anteriores e vai seguindo a parede abdominal (1-2,5 cm diâmetro). Esta é a maior veia visível sob a pele da barriga da vaca. Entra na cavidade do corpo pela cartilagem xifóide ("poço do leite"), se junta a veia torácica interna e finalmente termina na veia cava. 3. Veia perineal deixa a parte traseira da glândula paralelamente a artéria perineal (0,5 cm diâmetro). Transporta menos de 10 % do sangue que sai da glândula. Círculo Venoso: Formado por anastomose entre as veias mamária anterior e posterior. Previne a paralisação da saída venosa pelo fechamento do dos vaso quando a vaca deita. Linfa e Sistema Linfático Muitas moléculas de todos os tamanhos deixam os capilares mas não retornam a drenagem venosa no âmbito dos tecidos. Especialmente as moléculas maiores como as proteínas. Estes juntamente com metabólitos celulares e alguns produtos de secreção que se permanecessem no espaço intersticial (extracelular) poderiam romper o balanço osmótico do tecido, impedindo a saída de nutrientes dos capilares, são drenados pelo sistema linfático. Função dos vasos linfáticos: - O fluido extracelular é drenado dos tecidos e conduzido de volta ao sistema circulatório através da rede linfática. - Além disso nos nódulos linfáticos ocorre concentração de glóbulos brancos que combatem bactérias e material estranho. - O sistema linfático serve para transportar vitaminas lipossolúveis e lipídios absorvidos nos intestinos. Os vasos linfáticos se originam nos espaços intercelulares como tubos endoteliais muito finos e de fundo fechado (capilares linfáticos). São análogos aos capilares sangüíneos, mas muito mais permeáveis. Eles não possuem membrana basal. Os capilares convergem para vasos de maior diâmetro. A linfa é incolor e possui composição similar a do plasma sangüíneo. Mudanças na composição do plasma vão mudar a composição da linfa. A concentração protéica da linfa é menor que a do plasma, 1,5 vs. 6 % respectivamente. Proteínas específicas diferem, por exemplo a albumina é menor que as globulinas e deixa os capilares sangüíneos mais rapidamente que as globulinas, assim a porcentagem de albumina na linfa e no plasma são mais próximas 1,8 % no plasma e 2,5 % na linfa. A concentração de proteínas na linfa varia 12 inversamente a taxa de formação. A taxa de filtração varia em função do tecido, no fígado e intestino a linfa tem aproximadamente 5 % de proteína e nas extremidades tem aproximadamente 0,5 %. O fluxo linfático é usualmente baixo. Isso é principalmente influenciado pela taxa de formação. Por exemplo se a pressão sangüínea nos capilares é aumentada por vaso dilatação arterial ou constrição venosa, o fluxo linfático é aumentado. Além disso, o fluxo é afetado por compressão linfática causada pela contração da musculatura vizinha e por pressão intratorácica negativa (respiração). Válvulas previnem o refluxo. No úbere, os vasos linfáticos se dirigem a nódulos supramamários, que normalmente ocorrem um ou dois de cada lado, mas podem chegar a 7. Seu tamanho é de cerca de 7 x 5 x 2 cm na média. Freqüentemente existem nódulos linfáticos acessórios no interior da glândula ou próximos a pele. Os vasos linfáticos deixam a glândula através do canal inguinal. Existe uma extensiva drenagem linfática dos tetos. Edema é a cumulação excessiva de fluidos no espaço intersticial, essa acumulação pode retardar a troca de nutrientes e metabólitos. A filtração do fluido extracelular excede a drenagem. Qualquer coisa que aumente a pressão capilar, aumente a permeabilidade capilar ou bloquei os vasos linfáticos pode resultar em aumento e congestão do compartimento extravascular. O edema de úbere é o inchaço do úbere e ocorre particularmente em novilhas próximas ao parto. O fluido acumula entre a pele e o tecido glandular, assim como na glândula. A espessura da pele é de usualmente ¼ de polegada incluindo as camadas subcutâneas, mas durante o edema pode aumentar sua espessura até 2 polegadas. Edema severo pode provocar o colapso das estruturas de sustentação do úbere. O edema é freqüentemente causado por um desbalanço na pressão hidrostática dos vasos e osmótica dos tecidos, aumento do fluxo de saída dos capilares sangüíneos. Isto pode ocorrer devido a danos na parede do capilar ou obstrução do sistema linfático. Não se sabe exatamente por que acontece, mas da medicina humana sabemos que o aumento do consumo de sal e líquido, aumento da temperatura ambiental ou dano na enervação pode contribuir para o problema. 13 Fluxo linfático na glândula mamária: Espécie Fluxo Cabra em lactação 6,5-35 ml/h ou 150-840 ml/dia Vaca seca 14-240 ml/h ou 336-5760 ml/dia Vaca em lactação 1300 ml/h ou 31200 ml/dia1,6 unidades de linfa deixam a glândula para cada 1 unidade de leite produzida Referencias Turner, CW 1939 The Comparative Anatomy of the Mammary Glands. University Cooperative Store, Columbia, MO. Turner, CW 1952 The Mammary Gland. I: The Anatomy of the Udder of Cattle and Domestic Animals. Lucas Brothers Publ., Columbia, MO. Schmidt, GH 1971 Biology of Lactation. W. H. Freeman &;Co., San. Francisco, CA. Espe, D, Smith, VR 1952 Secretion of Milk. The Iowa St. College Press, Ames, IA. Vorherr, H 1974 The Breast. Morphology, Physiology, and Lactation. Academic Press, New York, NY. Kon, SK, Cowie, AT 1961 Milk: the Mammary Gland and Its Secretion. Vol. 1, Academic Press, New York, NY. 14 Crescimento e Desenvolvimento da Glândula Mamária Lea Chapaval Med. Veterinária Introdução A secreção do leite envolve tanto a síntese intracelular de leite como a subsequente passagem de leite do citoplasma das células epiteliais para o lúmem alveolar. A descida do leite inclui a saída passiva do leite para as cisternas e a ejeção ativa do leite da luz alveolar. A lactação refere-se ao processo combinado de secreção e saída do leite; lactogênese é o início da secreção do leite; e a galactopoese é usada em sentido geral para se referir à manutenção da secreção de leite e/ou intensificação da lactação estabelecida (Dukes, 1993). Os hormônios regulam o crescimento, o desenvolvimento e a diferenciação normais da glândula mamária e a lactação subsequente. As glândulas endócrinas mais intimamente ligadas com a função mamária são a pituitária, o hipotálamo, os ovários e a placenta, mas outras glândulas influenciam indiretamente a lactação (Tabela 1). Tabela 1. Principais hormônios que afetam a função mamária Glândula endócrina Hormônio secretado Principal função associada com o glândula mamária Hipófise anterior Hipófise posterior Hipotálamo Hormônio folículo-estimulante (FSH) Hormônio luteinizante (LH) Prolactina (PRL) Hormônio do crescimento (GH) Hormônio estimulante da tireóide (TSH) Hormônio adrenocorticotrópico (ACTH) Ocitocina Hormônio liberador do hormônio do crescimento Somatostatina Secreção de estrógenos pelos folículos ovarianos Secreção da progesterona pelo corpo lúteo Crescimento mamário; início e manutenção da lactação Estimula a produção de leite Estimula a tireóide para secretar a tiroxina triiodotironina Estimula a glândula adrenal para secretar glicocortocóides Ejeção do leite Estimula a liberação de GH Inibe liberação de GH Estimula liberação de TSH (também prolactina e GH) Estimula liberação de ACTH 15 Tireóide Paratireóide Pâncreas Córtex adrenal Medula adrenal Ovário Placenta Hormônio liberador da tireotrpina (TRH) Fator liberador de corticotropina Fator inibidor de prolactina (dopamina) Tiroxina; triiodotironina Tireocalcitonina Hormônio da paratireóide Insulina Glicocorticóides (cortisol, corticosterona) Mineralocorticóides (aldosterona) Epinefrina e norepinefrina Estradiol Progesterona Estradiol Progesterona (dependendo da espécie) Lactogênio placentário Inibe a liberação de prolactina Estimula o consumo de oxigênio, síntese de proteína e rendimento leiteiro Metabolismo do cálcio e fósforo Metabilismo do cálcio e fósforo Metabolismo da glicose Início e manuntenção da lactação Metabolismo mineral e eletrólitos Inibição da ejeção do leite Crescimento dos ductos mamários Crescimento lóbulo-alveolar mamário; inibição da lactogênese Ver ovário Ver ovário Crescimento mamário Adaptado de Tucker 1985, em Larson, ed., Lactation, Iowa University Press, Ames , Iwoa O desenvolvimento estrutural da glândula mamária, geralmente é dividido em cinco fases: desenvolvimento fetal (estruturas básicas, não hormonal), pré-puberal, pós-puberal, gestacional e durante a lactação. O crescimento da glândula mamária tem lugar durante vários momentos reprodutivos, iniciando na época pré-natal ao início da lactação. O desenvolvimento mamário durante os estágios fetal e pré-puberal não está, necessariamente, sob controle hormonal. Durante a puberdade, a gestação e o aleitamento, entretanto, o crescimento e o desenvolvimento estão amplamente sob a influência hormonais. O maior volume de crescimento mamário tem lugar durante a gestação e depois a glândula mamária regride após o pico de lactação. O ciclo repete-se a cada gestação e lactação (Dukes, 1993). 16 Desenvolvimento mamário durante o desenvolvimento fetal Desenvolvimento mamário antes do nascimento Esta descrição específica (idade do feto, tamanho do embrião, etc) é para a espécie bovina, mas de modo geral é similar para a maioria dos mamíferos (Tabela 2). • Faixa Mamária - forma-se quando o embrião tem cerca de 31 dias e possui mais ou menos 1cm de comprimento. É uma linha de células ectodérmicas ( que irão formar a pele e suas glândulas) que aparece a cada lado e paralelamente à linha média ventral. É chamada de primeiro anexo – primeiras células ou grupo de células as quais são destinada à formar qualquer parte do corpo ou orgão. • Risca Mamária - favorece o desenvolvimento do anexo. • Linhas Mamárias - encontrada quando o feto possui 4 a 5 semanas de idade e 1,4 a 1,7 cm. São várias camadas de células ectodérmicas. • Crista Mamária - camadas ectodermais começam a crescer dentro de camadas de células mesenquimais. • Vale Mamário - crescimento interno contínuo de camadas ectodermais. • Botão Mamário - nas espécies bovinas são dois de cada lado da faixa mamária (os quais irão promover a formação dos quartos anteriores e posteriores). O botão mamário é formado no segundo mês de gestação, quando o embrião possui aproximadamente 2,1 cm. As camadas ectodérmicas são posicionadas dentro do mesênquima deixando uma “cova” (fossa mamária). OBS: Diferenças entre os sexos Até o estágio de botão mamário, o desenvolvimento nos machos e nas fêmeas é idêntico. As diferenças no desenvolvimento mamário começam a aparecer a partir deste ponto. ° botões mamários nas fêmeas são ovóides e nos machos, esféricos. ° botões mamários nas fêmeas tem menor volume que nos machos. ° botões mamários das fêmeas não formam uma fossa mamária tão profunda como nos machos. ° a formação do teto na fêmea é caracterizada por ser do tipo pontiagudo e no macho o teto aparece com forma achatada no final. ° não há formação de teto em ratos, camundongos e cavalos machos. ° outras espécies – após 60 dias de idade fetal o desenvolvimento mamário no macho é semelhante ao da fêmea, embora o desenvolvimento da teta prossiga um tanto mais lentamente no macho. • Desenvolvimento precoce do teto - começa aos 60 dias, com o feto tendo aproximadamente 8 cm. Crescimento rápido do mesênquima em volta do botão mamário, empurrando o botão para fora da 17 superfície. Começa a formação de vasos sanguíneos. Ocorre também a invaginação de células do botão mamário para dentro do mesênquima, desviando as células mesenquimais. Esta invaginação se torna o brotamento primário, por volta dos 80 dias. Este evento marca o início da rede de ductos, mas até este ponto ainda é um sólido núcleo de células. O brotamento primário da origem à cisterna do teto e à cisterna da glândula. • Brotamentos secundários - começa aproximadamente nas 13-14 semanas, previamente à canalização dos brotamentos primários.Os brotamentos ainda são um sólido núcleo de células. Os brotamentos secundários irão formar a maioria dos ductos. • Canalização – começa por volta dos 100 dias, com o feto tendo aproximadamente 19 cm de comprimento. Como a circunferência do broto primário aumenta, o lúmem é formado. A formação vem da parte proximal do teto e ocorre nas duas direções, formando a primeira cisterna da glândula. Os brotamentos secundários começam pelas bases. A canalização ocorre na parte de trás através da superfície, formando a cisterna do teto (aproximadamente 130 dias), e finalmente há a formação do canal do teto. **** A maioria das mudanças no desenvolvimento mamário terão ocorrido na metade da gestação, antes do nascimento. Tabela 2. Desenvolvimento embrionário e fetal da glândula mamária Estágios de desenvolvimento da glândula mamária Idade do embrião ou feto (dias) Comprimento do embrião ou feto (mm) Faixa Mámaria Linha Mamária Crista Mamária Vale Mamário Botão Mamário Formação do teto Brotamento primário Brotamento secundário Canalização do broto Cisterna da glândula Cisterna do teto Parto 32 35 37 40 43 65 80 90 100 110 130 280 14 17 19 21 25 80 120 160 190 230 300 - Ao nascimento, é observado o seguinte: - O teto esta bem desenvolvido; 18 - Os brotamentos secundários estão canalizados, mas na parte final, ainda são um núcleo sólido de células. Estas células são as que continuarão a crescer e ramificar. - O crescimento dos brotos é limitado pela área ao redor da cisterna da glândula. - Há formação de tecido não secretor (tecido conjuntivo, vasos sanguíneos, vasos linfáticos). - O macho é similar à femêa, mas não em todo desenvolvimento. Macho vs.Fêmea ao estágio de botão mamário • As partes secretora e glândular não se desenvolvem ao mesmo tempo. • Qualquer problema de desenvolvimento que ocorra antes do nascimento, influenciará no desenvolvimento futuro e, finalmente, na produção de leite. Em camundongos, por exemplo: - injeção de testosterona na mãe gestante leva à masculinização da glândula mamária no feto fêmea. Receptores de testosterona aparecem no desenvolvimento da glândula mamária de camundongos antes do estágio do botão mamário. - a castração de fetos machos resulta em um padrão de desenvolvimento mamário feminino no feto macho. - A ovariectomia de um feto fêmea não altera o desenvolvimento mamário normal, mas a injeção de altas doses de estrógeno inibe o desenvolvimento mamário. - A injeção de hormônio de crescimento no feto aumenta o desenvolvimento da glândula mamária em ambos os sexos do feto. Desenvolvimento mamário no período pré-puberal. Do nascimento à puberdade (6 a 8 meses): Até 2 ou 3 meses o crescimento é isométrico, ou seja, a velocidade do crescimento mamário está de acordo com a velocidade do crescimento corporal, até o início da atividade ovariana que precede a puberdade. O sistema de ductos se desenvolve pouco. O aumento no tamanho do úbere é resultado do aumento contínuo de gordura e de tecido conjuntivo. Não há desenvolvimento de tecido secretor neste período. Aos 2 ou 3 meses, aproximadamente, começa o crescimento alométrico ( antes do primeiro ciclo estral o parênquima mamário começa a crescer a uma taxa mais rápida do que o corpo como um todo). No bezerro, está incluído um extenso crescimento e desenvolvimento da rede de ductos, os quais invadem os arredores do tecido adiposo. O crescimento alométrico é acelerado por volta dos 3-4 meses e atinge seu máximo por volta de 1 ano de idade. Isto não ocorrerá na ausência de tecido adiposo. Existe, aparentemente interações locais entre o “enchimento” adiposo e o crescimento do sistema de ductos, mas tais interações não estão completamente entendidas. 19 A palpação da glândula do nascimento aos 6 meses de idade é um pobre indicativo do futuro potencial de produção de leite no animal adulto. Em novilhas, a correlação entre DNA e RNA mamário e a produção subsequente é baixa, em torno de 0,25. Influência do aporte energético no desenvolvimento mamário - o crescimento mamário que ocorre durante os estágios críticos hormônios-dependentes do desenvolvimento, é sensível ao plano nutricional. - as variações na intensidade de alimentação (densidade do nutriente) podem alterar a secreção de um ou mais hormônios, tais como a somatotropina e corticosteróides, que regulam o crescimento mamário e sua diferenciação. - a superalimentação ou a restrição rigorosa da ingestão de alimentos inibe o desenvolvimento normal da glândula mamária, especialmente o grau de proliferação do parênquima. - a alimentação ad libitum em um grupo pré-pubere resultou em decréscimo de tecido secretor em 23% e decréscimo do DNA mamário em torno de 32% quando comparado ao grupo em restrição alimentar. O nível de alimentação não teve efeito em novilhas pós-puberes. - a concentração sérica de prolactina, insulina e glicocorticóides foram mais altas nas novilhas alimentadas ad libitum tanto no período pré como no período pós-puberal. Entretanto, o hormônio do crescimento teve aumento em novilhas pré-puberes com restrição alimentar quando comparadas ao grupo ad libitum, mas não houve diferença no nível de GH no grupo de animais pós-puberes. O tecido mamário secretor tem uma correlação positiva com os níveis de GH. O tecido secretor mamário possui uma correlação negativa com o tecido mamário adiposo. - o efeito de uma alta taxa de crescimento no desenvolvimento mamário em novilhas pré-puberes afetam a lactação subsequente. A restrição alimentar durante o período pré-puberal também pode diminuir a lactação subsequente. Mas o efeito da superalimentação durante o período pré-puberal pode ser permanente. Influência da administração de hormônio do crescimento no desenvolvimento mamário A administração diária de somatotropina (hormônio do crescimento) em novilhas de 8 até 15,6 meses de idade resultaram em aumento do parênquima mamário e decréscimo do tecido extraparênquimal. O GH pode ser o maior fator de controle do desenvolvimento mamário durante o período do pré-parto. Porém, a administração do GH durante o período pré-pubere não aumenta a quantidade de leite durante a primeira lactação. Desenvolvimento mamário no período pós-puberal. 20 Da puberdade à concepção Existe uma variação considerável entre espécies, na extensão do desenvolvimento mamário durante este período. Animais acíclicos como os coelhos, os quais permanecem em estro por longos períodos e na ausência de copulação, possuem extensivo desenvolvimento dos ductos e uma pequena formação dos alvéolos durante o estro. Animais cíclicos tem repentinos desenvolvimentos de ductos. No rato, a proliferação dos ductos dentro do tecido adiposo se dá durante o pró-estro e o estro. O desnvolvimento mamário dos ductos aumenta cerca de 8% por ciclo estral, então regride ou involui durante o metaestro e o diestro. Isto é similar em bovinos, mas no declínio do pós-estro, é irregular no tecido parênquimal. O crescimento durante o estro pode ser claramente relacionado com os hormônios esteróides ovarianos. Todavia as funções exatas do estrógeno e da progesterona ainda não estão completamente esclarecidas, pois a maioria dos estudos têm sido realizados em ratos ou camundongos e muitos estudos não avaliam a influência dos hormônios pituitários – PRL e GH. O estrógeno causará uma baixa secreção de PRL em algumas circunstâncias fisiológicas. A PRL poderá também influenciar baixas respostas da glândula mámaria parao estrógeno, via E receptores. Tradicionalmente: • Estrógeno (E) causa o desenvolvimento dos ductos (comprimento e ramificação), mas pode ser inibitório em altos níveis. • Progesterona (P) inibe o desenvolvimento mamário, mas somente em altas concentrações. • E + P causam desenvolvimento lóbulo-alveolar, mas não em animais hipofisectomizados. Desenvolvimento mamário durante a gestação O crescimento mamário (materno) acelera através da gestação. Isto é mais marcante durante os estágios finais da gestação, o que coincide com o período de desenvolvimento fetal mais acelerado. *** O maior desenvolvimento lobuloalveolar ocorre somente durante a gestação ! ! ! ! As celúlas secretoras do leite desenvolvem-se somente durante a gestação, porém este período é extremamente importante na determinação do número de células secretoras na glândula lactante e na produção de leite subsequente. Hormônios envolvidos no desenvolvimento mamário durante a gestação • Estrógeno e Progesterona: 21 Um crescimento mamário ótimo requer tanto o estrógeno quanto a progesterona. Juntos promovem o crescimento lobuloalveolar. Ambos hormônios estão elevados durante a gestação, o que justifica a ausência de crescimento durante o ciclo estral, quando somente o estrógeno está elevado. Estes dois hormônios juntos estabelecem a condição necessária para ocorrer a multiplicação correta das células. Durante a gestação, o tecido mamário possui receptores de estrógeno e progesterona. Durante a lactação a glândula mamária só possui receptores de estrógenos. • Prolactina e Hormônio do crescimento Níveis de PRL e GH normalmente estão diminuídos durante a gestação na maioria das espécies. Provavelmente PRL e GH são requeridos para o desenvolvimento mamário, mas seus níveis sanguíneos normalmente não são limitantes. Uma exceção pode ser feita para o coelho, onde a PRL age para o desenvolvimento mamário. O coelho é uma das poucas espécies que não possui lactogênio placentário. Outros hormônios envolvidos no desenvolvimento mamário durante a gestação • Lactogênio placentário Sintetizado e secretado pela placenta. Provavelmente há sinergismo com E, P, PRL e GH no desenvolvimento mamário. • Insulina Insulina estimula a mitose das células mamárias in vitro, mas isso não é absolutamente essencial in vivo. A insulina pode ainda fazer sinergismo com o E e a P para aumentar o crescimento mamário. A insulina diminui durante a gestação, sendo que provavelmente não é limitante para um desenvolvimento mamário normal. • Hormônios tireoideanos O efeito na glândula provavelmente é indireto. O hipotireoidismo retarda o desenvolvimento dos ductos e o crescimento lóbuloalveolar. A administração de hormônios tireoideanos restaura o padrão normal de desenvolvimento. Desenvolvimento mamário durante a lactação O número de células mamárias continua aumentando no início da lactação. Em vacas, o DNA mamário aumenta cerca de 65% nos 10 dias pré e pós-parto. O número de células na glândula mamária da vaca não têm sido determinado durante o período lactacional. A maior parte do desenvolvimento possível durante a lactação pode ser maior que o total durante a gestação, pelo menos no rato. 22 Bibliografia consultada Hurley, W.L., Lactation Biology – Biology Course. University of Illinois, 1998. Anderson, R.R., Lactation. Iowa University Press, Ames, Iowa, 1985. Dukes, H.H., Fisiologia dos Animais Domésticos, p.645, 1993. 23 Lactogênese – Início da Lactação Paula Marques Meyer Eng. Agrônoma Introdução A lactogênese é o processo de diferenciação pelo qual as células alveolares mamárias adquirem a capacidade de secretar leite. A lactogênese é um processo compreendido em dois estágios: - Diferenciação celular e enzimática das células epiteliais alveolares. Coincide com a secreção e a síntese limitada de leite antes do parto. - Secreção intensa de todos os componentes do leite. Começa em torno de 0 a 4 dias antes do parto e estende-se por alguns dias após o parto. Alguns pontos a serem considerados: ° durante o final da gestação, a glândula mamária desenvolve a capacidade de produzir leite, mas a secreção intensa não acontece até muito próximo ao parto. ° a glândula mamária parece encontrar-se em um estado onde as células secretoras de leite estão presentes, mas a secreção intensa do leite ainda não ocorre. Estas células tem a capacidade de sintetizar caseína e gordura do leite, e quantidades limitadas dos outros constituintes. *** A síntese da lactose é a chave para a secreção do leite *** Citologia Mamária As células alveolares epiteliais pré-lactantes possuem um núcleo irregular, pouco RER (retículo endoplasmático rugoso), um complexo de Golgi pouco desenvolvido, poucas microvilosidades na superfície apical, poucas mitocôndrias, e talvez 1 ou 2 gotículas de gordura. Imediatamente antes e durante o parto, ocorre uma dramática hipertrofia do RER e do complexo de Golgi, aparecimento de grandes vesículas contendo micelas de caseína, liberação de material granular (micelas de caseína) dentro do lúmen, um aumento do número de gotículas de gordura citoplasmáticas e sua liberação dentro do lúmen, um aumento de microvilosidades na membrana celular apical, e um aumento do número de mitocôndrias por célula. A polaridade celular se torna evidente: o RER encontra-se, primariamente, na metade basal da célula, o núcleo é deslocado para a porção basal da célula, e o complexo de Golgi está numa posição apical ao núcleo. 24 Efeitos locais As vacas irão secretar maiores quantidades de leite quando ordenhadas no período pré-parto. Sendo assim, os eventos ocorridos na lactogênese não devem necessariamente ocorrer no peri-parto, quando ocorrem quantidades elevadas de hormônios. Se cada quarto do úbere da vaca for ordenhado, em diferentes tempos, no pré-parto, teremos composições do leite diferentes para cada quarto no momento da parição. Isto sugere que algum fator intramamário está inibindo a ativação final da secreção do leite, pois todos os quartos são expostos a mesma concentração hormonal plasmática. Matriz Extracelular Apesar dos hormônios certamente serem os maiores fatores reguladores de eventos e processos celulares associados com as funções celulares mamárias, tais como a lactogênese e a secreção do leite, estudos in vitro mostram claramente que outros fatores também são importantes. Um fator chave é a interação das células epiteliais com seu ambiente extracelular, especificamente as interações da célula com a matriz extracelular. A matriz extracelular (ECM) é amplamente definida como um componente não celular dos tecidos ou, na glândula mamária como um componente não celular do estroma. A maioria da ECM dos tecidos é constituída de colágeno. Existem numerosos tipos de colágeno que são encontrados nos diferentes tecidos. O colágeno constitui uma grande porção da matriz extracelular dos ossos, cartilagens, cabelos, unhas e chifres, bem como a matriz do tecido conjuntivo dos tecidos moles. A ECM é mais do que somente colágeno. A associação entre a célula epitelial e a membrana basal é essencial para muitos processos celulares associados com a lactação, tais como a máxima expressão gênica das proteínas do leite, a síntese protéica máxima e uma significante secreção das proteínas do leite. A membrana basal geralmente é composta por diferentes proteínas da ECM, incluindo o colágeno (tipo IV), laminina e proteoglicanas. Estes complexos protéicos entrelaçam-se e ligam-se, através de pontes, à proteínas da superfície celular, formando uma malha estruturalem volta das células e ancorando as células à esta malha. Este "ancoradouro" permite as células desenvolver a polaridade necessária e a orientação celular para secretar os componentes do leite na superfície apical da célula. Indução hormonal da lactogênese A lactação pode ser induzida através da administração de hormônios apropriados. Para os bovinos, um programa de administração geralmente envolve vários dias de estrógeno e progesterona em altos níveis, seguido por um aumento de prolactina endógena, e então seguido por administrações de glicocorticóides. 25 Controle hormonal da lactogênese Progesterona (P4) ***A progesterona é o regulador negativo da lactogênese.*** - tem um efeito negativo (inibitório) sobre a lactogênese. Pode segurar a lactogênese até próximo ao parto. - P4 suprime o começo da síntese de lactose, lactoalbumina-a e caseína normal no periparto, bem como a PRL induz a síntese destes constituintes. - se as concentrações de P4 no sangue forem reduzidas no período periparto, então a síntese de enzimas mamárias e proteínas do leite é aumentada. - concentrações de P4 no sangue normalmente diminuem por volta de 2 dias antes do parto. - P4 pode também competir com glicocorticóides por receptores de glicocorticóides nas células mamárias. - altas concentrações de P4 durante a gestação podem ocupar os receptores de glicocorticóides até próximo ao parto. In vivo, P4 provavelmente: - Aumenta o limiar mamário para PRL (existem receptores de P4 na glândula mamária durante a gestação, podendo assim ter um efeito direto). - Altera a secreção de PRL da pituitária. - Tem um efeito direto sobre as células mamárias por ocupar os receptores de glicocorticóides. O complexo lactogênico Existe uma variabilidade considerável entre espécies em como os hormônios específicos controlam a lactogênese. Na verdade, com poucas exceções, nós realmente nos referimos ao complexo de hormônios lactogênicos do que a um único hormônio "responsável por tudo". Muitos dos hormônios que nós conhecemos vêm de estudos in vitro onde a lactogênese ou alguma de suas fases é induzida em tecidos de animais primíparos no meio da gestação (na maioria em ratos e camundongos). Destes trabalhos, podemos concluir que: *** In vitro, o complexo lactogênico consiste de insulina, glicocorticóides e prolactina.*** Insulina A insulina é requerida in vitro. A insulina faz com que o epitélio (não secretório neste estágio) sofra uma divisão celular. Esta divisão parece ser necessária para que a lactogênese ocorra. 26 O papel da insulina na lactogênese in vivo não é conhecida. Contudo, é sabido que as células mamárias in vivo sofrem uma rápida explosão de divisão celular no final da gestação. In vivo, IGF-1 pode ser o mitógeno primário envolvido nesta divisão celular conduzindo a lactogênese, com a insulina fazendo o menor papel nesta função. Ambos, insulina e IGFs, podem estar envolvidos na utilização de glicose pela células mamárias. É claro que esta utilização de glicose é de importância crítica para a síntese de lactose. Insulina também pode estar diretamente envolvida na expressão de genes de proteína do leite. Glicocorticóides Os glicocorticóides: - São requeridos in vitro para o início completo da secreção do leite. - Podem haver várias funções para os glicocorticóides na lactogênese. - Parecem estar envolvidos no desenvolvimento do RER e outras mudanças estruturais requeridas para a síntese de proteínas em grandes quantidades. - Eles também podem estar diretamente envolvidos na transcrição dos genes da caseína e lactoalbumina-a - In vivo- adrenalectomia (retirada das adrenais) bloqueia a síntese de caseína e de mRNA da caseína. - Receptores de glicocorticóides mamários aumentam em 3 vezes na segunda metade da gestação em camundongos. In vivo: Os corticóides da adrenal, especialmente os glicocorticóides, têm efeito sinérgico com PRL para iniciar a lactação e são essenciais na maioria das espécies para que a PRL tenha máximo efeito no seu papel de iniciar a lactação. Os efeitos da administração de ACTH (hormônio adrenocorticotrópico) são mediados pela sua estimulação da secreção de glicocorticóides a partir da adrenal. Concentrações de glicocorticóides no sangue são bastante baixas durante a maior parte da gestação, mas aumentam muito durante os últimos dias pré-parto. Outra consideração ao avaliar a concentração efetiva de glicocorticóides no sangue é a concentração de globulina ligada ao corticóide (CBG), a proteína do sangue que se liga aos corticóides e previne que estes tenham ação sobre as células. Concentrações de CBG diminuem no período pré-parto, assim aumentando os hormônios livres disponíveis. A maior utilização de glicocorticóides pelo tecido mamário coincide com a lactogênese, apesar de que a precisa associação com o primeiro ou segundo estágio da lactogênese ainda não foi esclarecida. Receptores de glicocorticóides nas células mamárias aumentam em número no final da gestação. Ambos cortisol e PRL são requeridos para manter o número de receptores de glicocorticóides. 27 Prolactina (PRL) In vitro, PRL adicionada a culturas contendo insulina e glicocorticóides causa transcrição de genes caseína e lactoalbumina-a, tradução de mRNAs da proteína do leite, aumento de volume do complexo de Golgi, secreção da proteína do leite, assim como síntese de lactose e gordura do leite. Então, dos estudos in vitro de culturas de tecido mamário em camundongos e ratos no meio da gestação, podemos generalizar que: - Insulina sozinha em meio de cultura causa divisão celular, mas não há mudanças citológicas. - Insulina + glicocorticóide no meio, resulta no desenvolvimento de RER e Golgi, e as células podem sintetizar proteínas estruturais, mas existe síntese mínima de lactose e proteína do leite. - Insulina + PRL no meio resulta na transcrição de genes da proteína do leite, mas mínima tradução e síntese de proteína do leite. - Insulina + glicocorticóide, seguidos por insulina + PRL ou insulina + glicocorticóide + PRL no meio resultam em todas as mudanças citológicas e enzimáticas, e os componentes do leite são produzidos. Novamente, os requerimentos hormonais específicos para a lactogênese in vitro variam entre as espécies. Por exemplo, enquanto a combinação de insulina, glicocorticóide e prolactina são requeridas por muitas espécies, PRL sozinha estimula a síntese de caseína e lactoalbumina-a em tecido mamário de coelho cultivado in vitro. Contudo a adição de insulina, glicocorticóide e PRL aumenta significantemente a síntese de proteína do leite em relação a PRL sozinha, em coelhos. Em contraste, o canguru aparentemente requer apenas PRL para induzir a síntese de proteína do leite durante a lactogênese, porque a adição de insulina e glicocorticóides in vitro não aumenta resposta ao PRL. A progesterona não parece inibir a lactogênese nos cangurus apesar de ser necessária para o crescimento e desenvolvimento mamário durante a gestação. O que nós sabemos sobre o papel da prolactina em estudos In Vivo? A hipofisectomia durante a gestação suprime completamente a lactação subsequente após ao parto (naquelas espécies que não abortam após a hipofisectomia durante a gestação). Ao se retirar o ovário, a adrenal e a hipófise de ratos, o requerimento hormonal mínimo para induzir a lactogênese é a PRL + glicocorticóide. Contudo, na maioria das espécies, níveis de PRL são baixos durante a gestação, e somente aumentam no pré-parto por volta do segundo estágio da lactogênese. Em não-ruminantes, a supressão de PRL endógena pela administração de alcalóidesdo "ergot" (ergotamina produzida por um fungo) durante o final da gestação suprime completamente a lactogênese. Contudo, é difícil interpretar esta resposta pelo fato que sucção do recém-nascido é impedida. O estímulo da sucção tem uma atividade lactogênica e é importante na manutenção da lactação uma vez iniciada. Em cabras lactantes, a hipofisectomia resulta em um declínio imediato na produção de leite. A administração de PRL com tiroxina e glicocorticóides para estas cabras reinicia a produção de leite, que pode ser então mantida pelo hormônio do crescimento. 28 Em bovinos (onde a retirada do leite pode ser controlada por ordenha mecânica), o alcalóide sintético do "ergot" bloqueia completamente os picos de PRL no periparto e induzidos pela ordenha. Este alcalóide quando administrado para vacas leiteiras nos 12 dias pré-parto até 10 dias pós-parto reduziu a produção de leite em 45% durante os primeiros 10 dias de lactação. A produção de leite aumentou com o avanço da lactação, apesar da supressão contínua de PRL endógeno. Na maioria da espécies, os sítios de ligação da PRL (receptores) na glândula mamária são poucos durante a gestação e aumentam com a secreção do leite durante o segundo estágio da lactogênese. Então, ambas, a disponibilidade de PRL (concentrações hormonais no sangue) e a resposta das células epiteliais mamárias a PRL (receptores para PRL) aumentam por volta da mudança do primeiro para o segundo estágio da lactogênese (no começo da secreção intensa do leite). Estrogênio O estrogênio não está diretamente envolvido na lactogênese, mas indiretamente pode ter um efeito pelo aumento no número de receptores de PRL nas células mamárias. In vivo, pode também ser um fator de controle de secreção de PRL da pituitária. Hormônio do crescimento (GH) In vitro - não existem receptores de GH nas células epiteliais mamárias, portanto não deveria haver efeito in vitro. Algumas atividades lactogênicas de GH (especialmente GH humano, que tem alguma atividade semelhante à prolactina) provavelmente surgem de uma estrutura do GH muito semelhante à PRL. Isto é, GH nestes casos é ligado ao receptor da PRL, agindo como se fosse PRL. In vivo - o envolvimento do GH na lactogênese não é conhecido. Somatomedina (secretada pelo fígado em resposta ao GH) é um mitógeno mamário. Nos ratos que tiveram seus ovários, adrenais e hipófise removidos (que receberam estrógeno e progesterona previamente) PRL, GH e glicocorticóides começam normalmente a lactação. Novamente, o efeito do GH pode ter efeitos indiretos mediados pelos IGFs (somatomedinas). 29 Galatopoiese - Manutenção da Lactação Paula Marques Meyer Eng. Agrônoma A remoção do leite dificulta a interpretação dos requerimentos para a síntese do leite. Sem o esvaziamento freqüente da glândula mamária, a síntese de leite não persistirá apesar do status hormonal adequado. Inversamente, a manutenção intensa da sucção ou estímulo de ordenha não manterá a lactação indefinidamente. Contudo, a sucção ou a remoção do leite em si é requerida para manter a lactação. Os fatores que controlam a manutenção da lactação incluem: - Hormônios - Remoção do leite - Controle autócrino. Controle hormonal Hormônios que exercem função na manutenção da lactação já estabilizada: prolactina, hormônio do crescimento, lactogênio placentário, adrenocorticóides, hormônios da tireóide e esteróides ovarianos. Prolactina A prolactina é o componente primário do complexo hormonal galactopoiético. Existe uma considerável variabilidade entre espécies na importância da prolactina em manter a lactação. Por exemplo, em coelhas hipofisectomizadas, a prolactina exógena sozinha restaura a lactação ao normal, e a PRL é galactopoiética em coelhas lactantes intactas. Mas, em ratas hipofisectomizadas, a PRL sozinha não restaura a lactação a níveis normais. O requerimento mínimo de ratas hipofisectomizadas para restaurar a lactação a níveis adequados para criar sua prole é PRL + glicocorticóides. Fornecendo GH (+ PRL + glicocort.) melhora a performance lactacional. Em cabras hipofisectomizadas, PRL, GH, glicocort, e hormônios da tireóide são requeridos para restaurar a lactação a níveis hormonais. PRL exógena é galactopoiética em manter coelhas lactando, enquanto que em ratas lactantes, a administração de PRL exógena estimula a secreção do leite no início da lactação (e reduz o tempo requerido para o reenchimento da glândula mamária após a sucção), e a infusão contínua de PRL pode prevenir o declínio esperado da produção de leite no final da lactação. Em muitos não-ruminantes, a supressão das concentrações de PRL sangüínea por alcalóides do "ergot" reduz a performance lactacional. A administração de L-DOPA ( também inibe a secreção de PRL da pituitária) reduz a produção de leite, apesar da L-DOPA também inibir a ejeção do leite. Então, a taxa de secreção de PRL da pituitária pode ser limitante em ratas e coelhas. 30 Mas, em porquinhos-da-Índia e gado, a PRL não é galactopoiética. Além disso, a supressão de PRL em vacas e cabras por alcalóides do "ergot" tem efeito mínimo na produção de leite. Então, concentrações sangüíneas de PRL em ruminantes geralmente não parecem ser limitantes para a produção máxima de leite. Contudo, evidências recentes indicam que uma infusão de 2h de PRL em cabras lactantes começando 30 min após a ordenha pode resultar em um pequeno (2.6%) mas estatisticamente significante aumento na produção de leite. Receptores de PRL mamários: na glândula mamária de ratas, os receptores aumentam 4 vezes dentro de dois dias antes do parto, e então declinam. Relação entre produção de leite e prolactina no sangue. Não há correlação entre produção de leite e níveis de PRL 2-4h antes da ordenha ou 1 h após a ordenha, mas há correlação entre produção de leite e níveis de PRL 5 min após a ordenha. A sucção ou ordenha induz o pico de PRL no sangue. A sucção ou ordenha provavelmente funcionam por diminuir o fator inibidor da PRL (PIF) do hipotálamo, e assim aumentar os níveis de PRL. Pode também agir aumentando a resposta da pituitária aos fatores liberadores de PRL. O efeito da sucção sobre a PRL declina com o avanço da lactação, mesmo com um estímulo equivalente. Muitos estímulos podem alterar os níveis de PRL no sangue: especialmente a TEMPERATURA e a LUZ. Geralmente, a medida que a temperatura aumenta, as concentrações de PRL sangüínea aumentam; e a medida que o comprimento do dia aumenta, as concentrações de PRL sangüínea aumentam, apesar desta resposta se atrasar em poucos dias após a mudança do comprimento do dia. Efeitos da luz no crescimento de novilhas: novilhas com 16h de luz diariamente tiveram maior taxa de crescimento corporal durante os meses do outono e inverno (este trabalho foi desenvolvido em Michigan, onde a luz natural era de 9-12h de luz/dia). Isto ocorreu com um aumento proporcional no consumo de alimento. O aumento do peso corporal foi devido ao ganho de proteína, não de gordura. Este efeito não foi observado em novilhos em crescimento. O aumento da luz aumentou a PRL, mas não as concentrações de GH no sangue. A resposta também pode envolver o efeito da luz sobre a melatonina. Efeitos da luz sobre o crescimento mamário em novilhas: em um estudo, o crescimento mamário foi estimulado em 16:8 (horas de luz : horas de escuro) comparado a 8:16, no período pré-puberal e pós puberal de novilhas. Efeitos da luz sobre a produção de leite: vacas com 16 h de luz diariamente aumentam suas produções de leite ~10% durante o outono - inverno. O consumo foi aumentado suficientemente para corresponder a maior produção de leite.
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