thumb|200px|Leche de vaca en un vaso
La leche es una secreción nutritiva de color blanquecino opaco producida por las células secretoras de las glándulas mamarias de los mamíferos, incluidos los monotremas.Barros, C., y Buenrostro, M. (2016, enero 5). «Leches» La Jornada, columna «Itacate», sección Cultura, p. 6a, suplemento «La jornada de enmedio». Consultado el 6 de enero de 2016. Su principal función es la de nutrir a las crías hasta que sean capaces de digerir otros alimentos, además de proteger su tracto gastrointestinal contra patógenos, toxinas e inflamación y contribuir a su salud metabólica regulando los procesos de obtención de energía, en especial el metabolismo de la glucosa y la insulina. Esta capacidad es una de las características que definen a los mamíferos. Es el único fluido que ingieren las crías de los mamíferos (niño de pecho en el caso de los seres humanos) hasta el destete. La secreción láctea de una hembra en los días anteriores y posteriores al parto se llama calostro.
La leche de algunos de los mamíferos domésticos (de vaca, principalmente, pero también de búfala, oveja, cabra, yegua, camella, alce, cerda y otros) forman parte de la alimentación humana corriente en algunas culturas, base de numerosos productos lácteos, como la mantequilla, el queso y el yogur, entre otros. Es muy frecuente el empleo de derivados de la leche en las industrias agroalimentarias, químicas y farmacéuticas, como la leche condensada, la leche en polvo, la caseína o la lactosa. La leche de vaca se utiliza también en la alimentación animal. Está compuesta principalmente por agua, iones (sal, minerales y calcio), glúcidos (lactosa), materia grasa y proteínas. Hay evidencias de que, además, en la leche de casi todos los mamíferos (incluidos los humanos) se pueden formar por rotura de las caseínas péptidos bioactivos denominados casomorfinas, que actúan como agonistas de los receptores de opioides, mimetizando el efecto biológico de la morfina. La suposición de que una de ellas, la está implicada en el desarrollo de autismo o enfermedades cardiovasculares carece de evidencias científicas. La leche de los mamíferos marinos, como las ballenas (por ejemplo), es mucho más rica en grasas y nutrientes que la de los mamíferos terrestres.Alais, C. 1971. Ciencia de la leche. Cía. Editorial, México, DF.
Una parte de la población presenta intolerancia al azúcar de la leche (la lactosa). Puede ser de origen genético (intolerancia a la lactosa primaria) o debida a enfermedades que dañan el intestino delgado (intolerancia a la lactosa secundaria o adquirida). Cualquier persona con intolerancia genética cuyo intestino está sano es capaz de consumir al menos 12 g de lactosa en cada comida (la cantidad contenida en una taza de leche) sin experimentar ningún síntoma o solo síntomas leves. El consumo de productos lácteos por parte de personas con intolerancia a la lactosa no produce daños en el tracto gastrointestinal, sino que se limita a molestias digestivas transitorias. Las reacciones a cantidades más pequeñas de lácteos no se explican por una intolerancia de tipo genético, sino que indican la existencia de una enfermedad intestinal no diagnosticada (principalmente la enfermedad celíaca y la sensibilidad al gluten no celíaca) o alergia a las proteínas de la leche. Etiquetar a una persona simplemente con intolerancia a la lactosa sin realizar un exhaustivo estudio incluyendo todas las pruebas médicas necesarias, provoca con frecuencia largos retrasos en el diagnóstico de enfermedades subyacentes graves, causantes de la malabsorción de lactosa, la más frecuente la enfermedad celíaca.
Historia
El consumo humano de la leche de origen animal comenzó hace unos once mil años con la domesticación del ganado durante el llamado óptimo climático. Este proceso se dio en especial en Oriente Medio, impulsando la revolución neolítica. Albano Beja-Pereira, Giorgio Bertorelle y otros: «The origin of European cattle: Evidence from modern and ancient DNA». PNAS, May 2006; . El primer animal que se domesticó fue la vaca, a partir del uro, después la cabra, aproximadamente en las mismas fechas, y finalmente la oveja, entre 9000 a. C. y 8000 a. C. Existen hipótesis, como la del genotipo ahorrador, que afirman que este 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 solo 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. Burge, J., Kirchner, M., Bramanti, B., Haak, W. y Thomas, M. G. 2007. «Absence of the lactase-persistence-associated allele in early Neolithic Europeans». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 104 (10): . Habría aparecido hace siete mil quinientos años en una zona centrada alrededor de la actual Hungría, y aunque este gen compensaría la deficiente síntesis de vitamina D en latitudes septentrionales, este no parece un factor imprescindible para su aparición.Itan, Yuval; Adam Powell, Mark A. Beaumont, Joachim Burger, Mark G. Thomas. 2009. «The Origins of Lactase Persistence in Europe». PLOS Computational Biology Vol. 5(8), e1000491. Nota en español sobre el artículo en Madrid+d . Consultado el 22 de agosto de 2009.
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. Asimismo, 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.
Biología de la leche
thumb|left|250px|El mamífero Eomaia fue un ancestro común de los mamíferos y se cree que contaba con la capacidad de producir leche como los mamíferos en la actualidad. La producción de leche para nutrir a las crías pudo ser un rasgo evolutivo asociado a la hormona prolactina. Se sabe que algunas especies de peces del género Symphysodon nutren a sus crías con un fluido semejante a la leche.
La llamada «leche de buche» está presente en diversos grupos de aves, como las palomas, los flamencos o los pingüinos. Desde el punto de vista biológico se trata de una verdadera leche, secretada por glándulas especializadas.Artículo citado por la universidad de Stanford.
Sin embargo, es en los mamíferos donde esta adaptación evolutiva se hace característica. Se cree que estos proceden de un grupo cercano a los tritelodóntidos de finales del periodo triásico. Estas mismas fuentes creen que ya mostraban signos de lactancia.
Entre las muchas teorías existentes, se ha propuesto que la producción de leche surgió porque los antepasados sinápsidos de los mamíferos tenían huevos con cáscara blanda, como los actuales monotremas, lo cual provocaba su rápida desecación. La leche sería de ese modo una modificación de la secreción de las glándulas sudoríparas destinada a transferir agua a los huevos. Otros autores, en una teoría que puede ser complementaria de la anterior, opinan que las glándulas mamarias proceden del sistema inmunitario innato y que la lactación sería, en parte, una respuesta inflamatoria al daño tisular y la infección. Aunque existen dificultades, varios enfoques aproximan la fecha de aparición en la historia evolutiva: thumb|250px|La necesidad evolutiva de alimentar a las crías se ve satisfecha en la producción de leche propia de los mamíferos. En primer lugar, la caseína tiene una función, comportamiento e incluso motivos estructurales similares a la vitelogenina. La caseína apareció hace entre 200 y 310 ma. Se observa que, aunque en monotremas aún existe esta proteína, fue sustituida progresivamente por la caseína, permitiendo un menor tamaño de los huevos y finalmente su retención intrauterina. Por otra parte, se observan modificaciones anatómicas en los cinodontos avanzados que solo se explican por la aparición de la lactancia, como el pequeño tamaño corporal, huesos epipúbicos y bajo nivel de reemplazo dental.
El fósil más antiguo de los mamíferos placentarios descubierto hasta la fecha es Eomaia scansoria, un pequeño animal que exteriormente se asemejaba a los roedores actuales y vivió hace ciento veinticinco millones de años durante el periodo Cretácico. Es casi seguro que este animal produjo leche como los mamíferos placentarios actuales.Ji et al. (2002), «The earliest known eutherian mammal». Nature (416), pp. .
Genética, histología y citología
left|300px|thumb|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 , , C/EBP, Gr, , YY1, , y la proteína de unión al promotor CCAAT. 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 (clústeres) 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 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 interprotéicas 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 cien genes.