Фізіологічні основи процесу доїння корів

1. Будова вимені корови

Молоко утворюється у молочній залозі — вимені. Це досить складний орган. Воно уздовж поділене сполучною тканиною на дві половини — праву й ліву. Кожна з цих половинок має передню й задню частини, або чверті. Останні мають по дійці, що функціонально ізольовані одна від одної. Кожна з них видоюється окремо, а повне видоювання може бути тільки тоді, коли видоєні усі чотири дійки. Буває, що в задній, а іноді у передній частині вимені розвиваються дві додаткові невеликі дійки, які, як правило, ніколи не доять.

Зовні вим’я корови вкрито тонкою ніжною шкірою з рідким волоссям. В шкірі багато жирових та потових залоз. Завдяки пластичності шкіра молочної залози при нагромадженні молока легко розширюється і легко спадає при доїнні.

Молочна залоза складається із залозистої тканини, або паренхіми. Паренхіма вимені має багато клітин, які утворюють, так звані, альвеоли. Альвеоли — дрібні бульбашки діаметром 0,1 ... 0,3 мм, їх число може сягати 2 млрд. Секреторні клітини, що безпосередньо продукують молоко, розміщені на внутрішніх стінках альвеол. Альвеоли утворюють скупчення по 8... 120 бульбашок, що за зовнішнім виглядом нагадують грону винограду.

Кожна альвеола має дуже вузьку молочну протоку. З’єднуючись такі протоки утворюють молочні канали, які, в свою чергу, в напрямі до дійки з’єднуються в ширші молочні проходи і попадають у цистерну залози.

Молочна залоза корови має чотири окремі молочні цистерни — по одній в кожній чверті вимені. Нижче кожної з цих цистерн розташована дійка, що всередині має свою молочну цистерну. Кожна цистерна молочної залози з’єднана отвором з дійковою цистерною, яка має вихід назовні через дійковий канал. На вершині дійкового каналу знаходиться кільцевий, або запиральний м’яз (сфінктер), який не дає молоку витікати. Під час доїння запиральний м’яз розтискується. Залежно від його розвитку дійки бувають тугодійні і м’які.

Вим’я оцінюють за величиною, формою, глибиною, шириною й довжиною. За розміром вим’я буває велике, мале, середнє. Вага ви­мені в окремих тварин становить від 1 до 24 кг. Для молочних корів бажане велике вим’я.

Кращою вважається ванноподібна форма вимені. Таке вим’я міцно прилягає до тіла і, як правило, не відвисає, а ззаду прикріплене високо і широко. Чверті в нього рівні й розташовані симетрично. Воно добре спадає після доїння; дійки спрямовані вертикально, однакової величини, помірної довжини, циліндричної форми. Така форма вимені і дійок бажана як для ручного, так і для машинного доїння.

Велике значення мають також величина і форма дійок. Дійки бувають конічної або циліндричної форми з потовщенням біля основи, посередині або в кінці, довгі, короткі, середньої довжини; товсті, тонкі, середньої товщини; жорсткі й спотворені. Форма і величина дійок має велике значення при машинному доїнні. На коротких, до того ж нерідко тонких дійках стакани не тримаються. На дуже великі й товсті дійки доїльні стакани важко надівати. Форма дійок вимені успадковується. Тому велике значення має відбір і підбір тварин за анатомічними особливостями будови вимені.

2. Секреція молока. Сутність процесу молоковиведення

Вим’я пронизане кровоносними та лімфатичними судинами, які подають кров, збагачену поживними речовинами, від серця до вимені, де вона розподіляється капілярами, оточуючими альвеоли. В такий спосіб клітини, що продукують молоко, забезпечуються поживними речовинами, необхідними для його виділення. “Збідніла” кров відводиться капілярами до вен і повертається у серце.

Дослідженнями складу крові, що притікає до молочної залози та відтікає від неї, встановлено, що компоненти молока утворюються із тих речовин, що надходять до залози з кров’ю у вигляді попередників (у підготовленому вигляді), а саме: молочний цукор — із галактози та глюкози; білок — із амінокислот; жир — із жирних кислот та гліцерину. Потік крові через вим’я становить близько 90 000 дм³ в день. Тобто, для утворення 1 дм³ молока потрібно близько 800 ... 900 дм³ крові. Джерелом поживних речовин, з яких утворюється молоко, є корми. Такі компоненти, як альбумін, глобулін, вітаміни, мінеральні речовини, потрапляючи до крові практично не піддаються змінам і через молочну залозу надходять у молоко. Велику роль у підготовці попередників молока відіграє печінка.

Утворення молока у вимені відбувається протягом доби безперервно. За умов правильної годівлі тварин процес синтезу молока тісно пов’язаний з його виведенням із вимені. Останнє залежить від центральної нервової системи та залоз внутрішньої секреції тварин.

Молоко, що знаходиться в цистерні та великих молочних протоках (цистеральне молоко) видоюється легко. Фактично воно витікає пасивно після розкриття сфінктера. Утримати його корова не може. А молоко, що заповнює альвеоли та дрібні молочні протоки (альвеолярне молоко), можна видоїти тільки, якщо у тварини виникне рефлекс молоковіддачі.

Рефлекс молоковіддачі — складний акт, що включає зміну тонусу мускулатури молочних протоків і цистерн залози, зміну тонусу кровоносних судин, скорочення альвеол, послаблення сфінктера тощо. При реалізації рефлексу молоковіддачі змінюється ритм деяких відділів головного мозку, знижується концентрація гормонів у гіпофізі та збільшується у крові, підвищується температура та кровообіг молочної залози, зростає тиск всередині цистерни.

Сутність процесу виведення молока пояснюється подразненням нервових закінчень (рецепторів), велика кількість яких знаходиться в шкірі тварин. Нервові збудження рецепторів по нервовим волокнам передаються до спинного та головного мозку та сприяють рефлекторному виділенню гормонів, таких як окситоцин та інші, що накопичуються у гіпофізі та з нього виділяються у кров. З током крові окситоцин потрапляє до молочної залози та активує її діяльність. Внаслідок чого відбувається виведення молока з альвеол в протоки, а з них в цистерну вимені, звідки його й видоюють.

Слід пам’ятати, що окситоцин діє у суворо обмежений час — лише 4 - 5 хв., за які й потрібно видоїти корову. Потім гормон руйнується, рівень його концентрації в крові падає та рефлекс молоковіддачі згасає, що приводить до припинення виведення молока незалежно від того, повністю видоєне молоко з вимені чи ні. Молоко, що залишилось в альвеолах та дрібних протоках видоїти звичайним способом неможливо, тому при слабко вираженому рефлексі молоковіддачі тварина буде видоєна не повністю. Якщо це буде регулярно повторюватися, у корови настає порушення процесу молокоутворення, що зумовлює зниження молочної продуктивності. Активність рефлексу молоковіддачі, повторно викликаного, набагато нижче, а засноване на ньому доїння малоефективне.

Нервові збудження рецепторів впливають не лише на діяльність молочної залози, а й на інші функції організму: дихання, кровообіг, обмін речовин та на залози внутрішньої секреції. Навіть зростання і розвиток молочної залози в значній мірі залежать від дії подразників на її нервові закінчення. Тому доїння і масаж, будучи постійними подразниками, дуже сприяють розвитку вимені.

Без систематичного видоювання корів процес утворення молока припиняється. Молоко синтезується у вимені переважно в проміжках між доїнням тварин. Після доїння альвеоли та дрібні канали залози поступово заповнюються молоком, а через 4...6 годин воно накопичується у великих протоках чвертей вимені та молочних цистернах. Утворення молока гальмується при заповненні вимені на 80...90 %. Якщо проміжок часу між доїнням корів перевищує 12...14годин, синтез молока може припинитися, що пояснюється різким підвищенням тиску у вимені. Отже, необхідно своєчасно здійснювати доїння корів. [17]

3 Адаптивні реакції корів до доїння доїльними станками

У високопродуктивних корів виникають два перехідних стани при адаптації до машинного доїння. Якщо доїльний апарат адекватно дратує рецептори вимені, то спостерігається стимуляція активності біопотенціалів кори головного мозку, встановлюється позитивний зворотний зв'язок, корів добре роздоюють, і надої збільшуються. Навпаки, неадекватні (сильні) подразнення рецепторів вимені при завищених умов вакууму (більше 360 мм ртутного стовпа) гальмують молоковіддачу. У корі півкуль мозку з'являються швидкі біопотенціали 18-24 шт./с., встановлюється зворотний негативний зв'язок на гормональний фактор у другій фазі рефлексу, корова знижує удій.

Дослідження гормонального спорідненості показали, що зміни кратності доїння або переведення корів з ручного доїння на машинне відбивається на функціональному стані гипотоламо-гіпофізарно-надниркової системи.

Найвищий рівень виділення кортикостероїдів з сечею і збільшення їх концентрації в крові спостерігаються в перші дні після зміни режиму або способу доїння. До нових умов машинного доїння корови адаптуються протягом 5-10 діб, залежить це від індивідуальних особливостей організму, молочної продуктивності. У високопродуктивних корів ставлення кортизолу до кортикостероїдів на 20-25% вище, ніж пов'язано з більш вираженими адаптаційними можливостями високопродуктивних корів.

Швидкому розвитку пристосувальних можливостей в організмі при зміні кратності або способу машинного доїння сприяє повноцінне, збалансоване годування і дотримання технології машинного доїння корів.

Необхідно враховувати, що сучасні доїльні апарати не забезпечують повноту видоювання, тому рекомендується машинне додоювання. У корів виробляють рефлекс на додоювання. Тимчасове припинення додоювання викликає падіння надоїв на 8,2-8,4% і зниження жирності молока, причому зниження тривало дуже довго - 9 тижнів після припинення досвіду. У корів, яких не додоюють, виникли незворотні структурні зміни в моторно-залозистому апараті вимені супутньої чверті. Звідси можна зробити висновок, що машинне додоювання корів слід вважати фізіологічно виправданою і необхідною мірою.

При адаптації корів - первісток до машинного доїння треба враховувати пристосувальні реакції рецепторів сосків, так як вони першими «зустрічаються» з незвичайним подразником - доїльним станком, сприймають температурні, тактильні, механічні та інші подразники.

Згідно сучасним уявленням і фізіологічним доказам наявності в залозі різноманітних рецепторів, що сприймають механічні, термічні, хімічні подразнення, імпульси від них досягають гіпоталамуса та інших відділів, включаючи кору головного мозку. Ці теоретичні дають підставу розглядати деякі практичні уявлення з урахуванням навантаження на рецепторний апарат. Підвищення тривалості такту смоктання в доїльному апараті на 12%, при незмінній величині такту стиснення, веде до підвищення видоювання: разовий удій підвищується на 18,1%. У той же час збільшення тривалості такту смоктання до 0,60 - 0,75 с, навпаки, викликало зниження показників молочної продуктивності.

4 Гальмування рефлексу молоковіддачі

У практиці молочного тваринництва нерідко доводиться стикатися з гальмуванням рефлексу молоковіддачі, викликаним впливом на корову перед початком або ж у ході доїння різних стрес - факторів. Неповноцінний прояв рефлексу молоковіддачі може бути викликано зміною безумовно рефлекторного впливу на молочну залозу, як неадекватна стимуляція, біль, або умовно рефлекторного - порушення стереотипу доїння. Вплив стрес - факторів обумовлюється також гіподинамією, скупченістю, перегрупуванням тварин і переведенням їх з цеху в цех, відбиранням телят, запуском корів, технологічними шумами, затримкою годівлі та доїння, переохолодженням або перегріванням тварини, брутальним поводженням і т. д.

Гальмування рефлексу молоковіддачі призводить до зниження удою, а якщо воно відбувається систематично, то і передчасного запуску корови. Гальмування рефлексу молоковіддачі може бути обумовлено як звільненням окситоцину з нейрогіпофізу (центральне гальмування рефлексу молоковіддачі), так і процесами, реалізація яких завершується в молочній залозі (периферичний гальмування рефлексу молоковіддачі).

Периферичними фізіологічними механізмами, що забезпечують гальмування рефлексу молоковіддачі, можуть бути: по – перше це еферентна іннервація вимені, і по – друге – катехоламіни, що рефлекторно звільняються залозами.

Центральне гальмування, звільнення окситоцину нейрогіпофізу полягає в наступному: нервові імпульси, що виникають в рецепторах сосків при доїнні, не викликають звільнення окситоцину з нейрогіпофізу в кровотік. По - видимому, надходження цих імпульсів в нейрогіпофіз блокується потоком інших імпульсів, що виникають в результаті стрес - впливу. Оскільки окситоцин не надходить у кровотік або ж виділяється в судинне русло в недостатніх кількостях, молоковіддача, незважаючи на доїння корови, не наступає або ж протікає неповноцінно.

Другий фізіологічний механізм полягає у вивільненні катехоламінів, рефлекторно звільняються з хроматофільних клітин надниркових залоз, які з током крові досягають вимені, де роблять різноманітні впливи на скоротливі елементи вимені, що ведуть у кінцевому підсумку до порушення рефлексу молоковіддачі. Адреналін може викликати звуження кровоносних судин вимені, що буде перешкоджати контакту циркулюючого в крові окситоцину з міоепітеліальними клітинами альвеол. Він може викликати спазм вивідних проток вимені, що буде перешкоджати надходженню молока з альвеолярного відділу у цистернальний. І, нарешті, адреналін може блокувати чутливість міоепітеліальних клітин до окситоцину, внаслідок чого циркулює в крові гормон не зможе викликати їх скорочення.

У підвищенні ефективності селекції і відборі тварин по їх придатності для машинного доїння важливе значення має оцінка стресостійкості корів.

Розрізняють три ступеня інтенсивності гальмування рефлексу молоковіддачі: слабке, середнє і сильне. При слабкому гальмуванні зачіпаються лише умовнорефлекторні компоненти молоковіддачі. Гальмування середньої інтенсивності частково зачіпає і безумовні компоненти. Сильне гальмування охоплює повністю і умовно - і безумовно рефлекторні компоненти, знижує повноту видоювання, а іноді веде і до порушення секреції. [18, 19, 20, 21]