Aufbau einer Alveole

Alveole
Querschnitt
Aufbau einer
Alveole
Ansicht
B
M
M
B
mit
Basalmembran
L
E
M
Basalmembran
entfernt
E
Milchg.
L = Alveolarlumen
B = Basalmembran
M = Myoepithelzelle
E
= Epithelzelle
Milchg.= Milchgängchen
Laktose
Protein
Fett
Mechanismen
der Sekretion
MV
ZM
SV
F
"Magermilch"
MT
GA
 Wasser, Ionen, Proteine,
(Milch-)Zucker
im selben Vesikel
K
Fett
RER
MEZ
BM
BM
K
MV
SV
Basalmembran
Kern
Mikrovilli
Sekretorischer Vesikel
F
MEZ
ZM
RER
Fetttröpfchen
GA Golgiapparat
Myoepithelzelle
MT Mikrotubuli
Zellmembran
raues Endoplasmatisches Retikulum
 Umhüllung des
Fetttröpfchens erst beim
Ausschleusen
EZF
lZF
Milch
(Alveolarzelle)
K+
Na+
Cl -
Na+
K+
Cl -
K+
Wanderung
wichtiger Ionen
Cl-
Na+
Cl+
Na
H O
2
K+
Laktose
a) transzellulär
Hoch [Laktose] und [K + ]
Niedrig [Na+ ] und [Cl - ]
 gesundes Gewebe
BASAL
a)
transzellulär
b)
parazellulär
K++ Laktose
Na+
+
Cl -
b) parazellulär
 erkranktes Gewebe
Wanderung wichtiger Ionen, der Laktose und des Wassers
zwischen extrazellulärer Flüssigkeit (EZF), intrazellulärer
Flüssigkeit (IZF) und Milch bei intakten (a) und nicht intakten
(b) Verbindungen zwischen den Zellen
Veränderungen in der Milch bei Mastitis
Die Veränderungen:
Natrium
Kalium
Chlor
Gesamteiweiss
Kasein
Molkenprotein
Fett
Zellen








Moduliert durch:
- Schwere der Erkrankung
- Art der Erreger
- Lage der Schädigungen
(Oberfläche der Gänge;
sezernierendes Gewebe;
tief im Bindegewebe)
- Laktationsstadium
Nachweis "unter der Kuh"
- Leitfähigkeit 
- Zelltest (`Schalm´-Test)
Anreicherung von Immunglobulinen (IG)
in der Milchdrüse
 Hohe Östrogenspiegel  Induktion von IG-Rezeptoren
 aktiver Transport durch die Zelle
 Ausschüttung ins Alveolarlumen
 Wasser, Laktose, Na+, K+, Cl- strömen zurück ("tight junctions" noch nicht dicht)
 Es verbleiben IG und Kaseinmizellen (dies erklärt den hohen Kaseingehalt im Kolostrum)
Veränderung der Milchbestandteile nach der
Geburt
20
% in der Milch
10
% in der Milch
15
10
Laktos
e
Fett
5
5
0
0
50
100
150
Stunden nach dem Abkalben
200
0
50
100
Protei
Kasein
n
Molkeprotei
n
150
200
Stunden nach dem Abkalben
(Dehnhard,
2002)
Synthese und Sekretion von Milchzuckern
X1
X2
L
Oligosaccharide
Zucker
Proteine
L
Lumen
GT
Laktose
Glukose
GT
UDPGalaktose
RER
Golgi
Vesikel
GT
= Galactosyltransferase (+Mn++)
L
=  Lactalbumin
X1, X2 = div. Transferasen
UDP = Uracyldiphosphat
AGRARTECHNIK
HOHENHEIM
PlasmaMembran
VTP
Physiologie der Milchdrüse
9
Grimm
Blut
Endothel
Sezern. Epithel
Milch
~50% Oxidation
Acetat
ß - Hydroxybutyrat
Fett / Leber- FFA
Pansen
C4 - C16
Neusynthese
po
FFA 60%
Di-/Monoglyceride
38 g Triglyc.
0,1g Diglyc.
0,01g Monoglyc.
0,06g FFA
C16 - C18
je kg
Glycerol
Li
Triglyceride
Phospholipide
Apolipoprotein
20-80nm
Lipoproteinpartikel u.
Chylomicron
120-1100nm
p ro t . Li
se
a
p
40%
wichtig für Aktivität
der Lipoproteinlipase
Glycerol
Acetyl - CoA
Glucose
(nicht für FSSynthese)
Lactose
Herkunft der Vorstufen für die Milch - Triglyceride
Diese Werte gelten
nicht für den Zeitpunkt
der Sekretion, sondern
nach dem Melken!
Fettsäurezusammensetzung der Milch
% Mol in Triglyceriden
Kettenlänge
Mensch Schwein Ziege Kuh
Gesättigte:
C4 / C6 / C8
-
6
16
14
C10 / C12 / C14
19
6
32
14
C16 / C18
32
35
29
32
49
61
23
40
Ungesättigte:
C18:1 / C18:2
Zusammensetzung der Milch von Nutztieren
Zusammensetzung Mensch
Wasser
Pferd
Kuh
Schaf
Ziege
Büffel
Rentier
87,2 %
90,1 %
87,5 %
82,7 %
86,6 %
82,8 %
66,9 %
Kohlenhydrate
7,0 %
5,9 %
4,8 %
6,3 %
3,9 %
5,5 %
2,8 %
Milchfett
4,0 %
1,5 %
4,2 %
5,3 %
3,7 %
7,4 %
16,9 %
Eiweiße
1,5 %
2,1 %
3,5 %
4,6 %
4,2 %
3,6 %
11,5 %
Spurenelemente
0,3 %
0,4 %
0,7 %
0,9 %
0,8 %
0,7 %
1,9 %
"Globulinmilch", nur ~60% Casein, bei den anderen Nutztieren ~80%
Die häufigsten Proteine (etwa 80 % der Gesamtproteinmenge) sind die Caseine.
Die übrigen Proteine werden auch als Molkenproteine zusammengefasst.
 ß-Lactoglobulin, α-Lactalbumin, Albumine, Immunglobuline und die Proteosepeptone.
Das wichtigste Kohlehydrat in der Milch ist Lactose, daneben sind Galactose, Glucose und
Spuren anderer Kohlehydrate enthalten
1,5 mm
2 mm
Lumen
Zunahme des
Durchmessers um
~ 1/3 reicht aus,
um den Strichkanal
vollständig zu öffnen.
Keratin
Strichkanal
geschlossen
Strichkanal geöffnet
(geweitet)
(gefaltet)
Original: Williams, D.M. and Mein, G.A. 1982
Transport pathogener Mikroben durch den Strichkanal
Infektions-Abwehr durch:
unspez.: Leukozyten, Laktoferrin, Lysozym u.a.
spez.: Immunglobuline, sekret. IgA, IgO1, IgG2, lgM
Biologische Barriere
(Ubiquitin, Leukozyten)
Chemische Barriere
(Keratin, FFA)
Weg der
invadierenden
Mikroben
mech. Herausschwemmen
der eingedrungenen
Mikroben
Invasion in die Zitzenzisterne
beim Milchentzug
Physikalische Barriere
(Sphincter)
Invasion in den Zitzenkanal
Kontamination
Invasions - Risiko bei kontaminierter Drüsenöffnung:
während des Milchentzugs
außerhalb des Milchentzugs
- Passiver Transport der Mikroben durch: - Passiver Transport der Mikroben
Pumpeffekt bei Pulsierung
durch kapillaren Milchspalt
Rückluft bei Hysteresis
- Aktives Eindringen durch Wachstum
Rückspray
(nach Tolle, 1983)
Mastitiserreger
Häufiger vorkommend
~ähnliche Häufigkeiten auch bei nicht
gemolkenen Tieren (Kamele, Schafe,
Kühe!!)
Selten gefunden
Staph. aureus
Strep. agalactiae
Strep. disgalactiae
Strep. uberis
E. coli
Klebsiella spec.
Enterobacter spec.
Actinomyces pyogenes
Pseudomonas aeruginosa
Bacillus cereus
Corynebacterium bovis
Nocardia und Mycobacteria
Corynebact. ulcerans
Clostr. perfringens
Algae
Fungi
Mycoplasma spec.
Einflüsse auf die Häufigkeit von Mastitiden
Rasse / Genetik
Zitzenmaße ( Ø, Länge)
Bodenfreiheit der Zitzenspitzen
Laktationsnummer
Mastitis"geschichte"
Viertelposition
Form der Zitzenkuppe
Strichkanal Ø  Milchfluss
Keratin
Hyperkeratosen??
Effekt von Mastitiden auf Milch und Milchprodukte
Substrat
Defekte
Rohmilch
ranziger Geschmack,
geringe Hitzestabilität des
Molkenproteins
pasteurisierte Milch
Geschmacksveränderungen
konzentrierte Milch
unstabile Produkte, Sedimente
Käse
verzögerte Gerinnungszeit,
Bruchfestigkeit nimmt ab,
Fett- und Eiweißverluste mit der Molke
 niedrigere Ausbeuten
Butter
Geschmacksbeeinträchtigung,
weniger Aroma
(längere Butterungszeit)
Oxidationsgeschmack
(nach MUNROE et. al., 1987)
Stimulationsdauer
(s)
120
90
60
30
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
aber: Starke Stimulation am Anfang
der
Laktation erhöht die Milchleistung!
Laktations
Monate
Stimulationsbedarf laktierender Kühe
Angaben verschiedener
Autoren
Stimulation:
Milchmenge je Woche (l)
80
70
60
Whittlestone
`68
0
30
+ 16% Fett
Philipps `60
0
30
+ 32% Fett
Philipps `65
10
-60
Admin `72
20
-60
50
40
30
20
10
Ergebnis:
vollständige Stimulation
Kurz Reinigen
Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May
Milchleistung und Stimulation
+ 27%
Milch
+ 30% Fett
+ 11%
Milch
4,0
Liter/Tag
40
kg/Tag
3,0
30
2,0
20
1,0
10
8
16
24
g/Tag
40
250
30
150
20
50
10
32
40
Wochen
g/Tag
Tage
20
40
Tage
20
[aus
“Biochemistry of Lactation"
ed. T. B. Mepham, 1983]
40
Laktationskurven unterschiedlicher Tierarten
RNA %
Veränderungen des RNA - Gehaltes
nach dem Absetzen der Jungen
(Kaninchen)
100
80
60
40
20
0
1 2 3 4
RNA %: 100
5 6 7 8 9 10
Gehalt während Laktation
t
(Tage)
M2
10
Milch pro MZ [kg]
M1
Milchsekretion
[g/h]
8
Legende:
6
1200
4
1100
S2
2
S1
0
1000
900
M1 = durchschnittl. Gemelksmenge
(Gruppe 1)
M2 = durchschnittl. Gemelksmenge
(Gruppe 2
S1 = durchschnittl. Sekretionsrate
(Gruppe 1)
S2 = durchschnittl. Sekretionsrate
(Gruppe 2)
800
3
4
5
6
7
ZMZ (h)
8
9
10
Milchmenge und Milchsekretionsrate in Abhängigkeit von der Zwischenmelkzeit
a
Milchfluß
b
c
a
b
c
Zeit
tLin
tMHG
tGM
Blind tMNG
melken
a: voller Milchfluss aus allen Vierteln
b: ein Melkbecher ist geklettert, der Milchfluss des Viertels beendet
c: Zug am Sammelstück öffnet die Euter - Zitzen - Passage,
das Euter kann ausgemolken werden
AGRARTECHNIK
HOHENHEIM
Interaktion Zitze - Zitzengummi
VTP
370107
Grimm/Ne