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| Preparación histológica de una glándula mamaria humana teñida con Eag 1. |
La genética de la leche trata, por una parte, de describir los genes implicados en su biosíntesis, así como su regulación y, por otra, de la selección de razas o individuos o su modificación genética para aumentar la producción, su calidad o utilidades. De esto último también se ocupa la zootecnia.
Regulación
La producción de leche está regulada por hormonas lactogénicas (insulina, prolactina y glucocorticoides), citoquinas y factores de crecimiento y por sustrato. Estas activan factores de transcripción, tales como Stat5 (activado por prolactina). Se han identificado varias secuencias diana de estos factores, como el anterior y también para BLGe-1, OCT-1, C/EBP, Gr, Ets-1, YY1, Factor 5, Ying Yang 1 y la proteína de unión al promotor CCAAT.[18] Estos elementos se suelen situar a una distancia variable, según especies (en las caseínas sensibles al calcio humanas es una de las más distantes al origen de la transcripción, a -4700/ -4550 nucleótidos) y se reúnen en grupos (clusters) que contienen tanto elementos negativos como positivos, regulándose por combinaciones de factores, de ahí la gran variabilidad en la regulación de cada proteína. Por ejemplo, las caseínas parecen regularse independientemente unas de otras. (Fox y McSweeney, 2003) Los transcritos (mRNA) de las proteínas de la leche llegan a constituir el 60-80% de todo el ARN presente en una célula epitelial durante la lactancia.
Genómica
Las redes de regulación génica en la producción de leche no se comprenden bien todavía. De un estudio realizado mediante microarrays, localización celular, interacciones interproteicas y minería de datos génicos en la literatura se han podido extraer algunas conclusiones generales:
Cerca de una tercera parte del transcriptoma está implicado en la construcción, funcionamiento y desensamblaje del aparato de la lactancia.
Los genes implicados en el aparato de secreción se transcriben antes de la lactancia.
Todos los transcritos endógenos derivan de menos de 100 genes.
Mientras que algunos genes se transcriben característicamente cerca del inicio de la lactancia, este inicio está mediado principalmente de forma post-transcripcional.
La secreción de materiales durante la lactancia sucede no por sobrerregulación de funciones genómicas nuevas, sino por una supresión transcripcional generalizada de funciones como la degradación de proteínas y comunicaciones célula-ambiente.
Citología
Las células epiteliales secretoras de leche separan activamente los materiales procedentes de los vasos sanguíneos circundantes, en lo que se ha llamado "barrera mamaria" (en analogía a la barrera hematoencefálica). Una vez franqueada la barrera, las células obtienen los precursores que necesitan para la fabricación de leche a través de su membrana basal y basolateral, que serían: iones, glucosa, ácidos grasos y aminoácidos. En rumiantes también se utiliza el acetato y el β-hidroxibutirato como precursores. Algunas proteínas, en especial las inmunoglobulinas también pueden traspasar esta barrera. La leche es expulsada por la membrana apical. Los lípidos de la leche se sintetizan en el retículo endoplásmico liso, en tanto que la caseína debe madurar en el aparato de Golgi, donde también tiene lugar la biosíntesis de la lactosa.
Histología
Desde el punto de vista histológico, la leche se produce en las glándulas mamarias, que son una evolución por hipertrofia de las glándulas sudoríparas apocrinas asociadas al pelo, lo cual aún se evidencia en los ornitorrincos. La glándula mamaria activa está compuesta por lóbulos, cada uno de los cuales posee numerosos lobulillos y éstos a su vez pequeños alvéolos con células epiteliales cilíndricas altas o bajas, dependiendo del ciclo de actividad, que son las encargadas de producir la leche. Entre éstas y la lámina basal del alvéolo se encuentran algunas células mioepiteliales estrelladas. El epitelio de los conductos entre los lobulillos es un ejemplo destacado de epitelio biestratificado cúbico (Bloom-Fawcet, 1999).
El consumo humano de la leche de origen animal comenzó hace unos 11.000 años con la domesticación del ganado durante el llamado óptimo climático. Este proceso se dio en especial en oriente medio, impulsando la revolución neolítica. El primer animal que se domesticó fue la vaca, a partir del Bos primigenius, después la cabra, aproximadamente en las mismas fechas, y finalmente la oveja, entre 9000 y 8000 a. C. (ver apartado siguiente). Existen hipótesis, como la del genotipo ahorrador, que afirman que esto supuso un cambio fundamental en los hábitos alimentarios de las poblaciones cazadoras-recolectoras, que pasaron de alimentarse con ingestas abundantes pero esporádicas a recibir aportes diarios de carbohidratos. Según esta teoría, este cambio hizo que las poblaciones euro-asiáticas se volviesen más resistentes a la diabetes tipo 2 y más tolerantes a la lactosa en comparación con otras poblaciones humanas que sólo más recientemente conocieron los productos derivados de la ganadería. Sin embargo esta hipótesis no ha podido ser verificada e incluso su propio autor, James V Neel la ha refutado, alegando que las diferencias observadas en poblaciones humanas podrían deberse a otros factores ambientales.Respecto a la capacidad de los adultos para tolerar los productos lácteos sin fermentar, en especial la leche, se han esgrimido varias hipótesis. Una de ellas es que el gen responsable de la lactasa (enzima que hidroliza la lactosa), un gen raro y poco frecuente en las poblaciones europeas del Neolítico, posiblemente se ha conservado como consecuencia de incluir los productos lácteos en la alimentación humana. Habría aparecido hace 7.500 en una zona centrada alrededor de la actual Hungría, y aunque este gen compensaría la deficiente síntesis de vitamina D en latitudes septentrionales, éste no parece un factor imprescindible para su aparición.
Durante la Edad Antigua y la Edad Media, la leche era muy difícil de conservar y, por esta razón, se consumía fresca o en forma de quesos. Con el tiempo se fueron añadiendo otros productos lácteos como la mantequilla. La revolución industrial en Europa, alrededor de 1830, trajo la posibilidad de transportar la leche fresca desde las zonas rurales a las grandes ciudades gracias a las mejoras en los transportes. Con el tiempo, han ido apareciendo nuevos instrumentos en la industria de procesado de la leche. Uno de los más conocidos es el de la pasteurización, sugerida para la leche por primera vez en 1886 por el químico agrícola alemán Franz von Soxhlet. Estas innovaciones han conseguido que la leche tenga un aspecto más saludable, unos tiempos de conservación más predecibles y un procesado más higiénico.
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