Untermodul 4 - 2

Andrologie und KB6. Semester 2009

Hormonale Regulation der Gonadenfunktion beim männlichen Tier

Spermatogenese

1

Neuroendokrine Regulation der männlichen Geschlechtsorgane

Hafez/Hafez, 2000

Die Beziehungen zwischen GnRH-, LH- und FSH-Sekretion

Nach Senger, 1997

Die Beziehungen zwischen LH- und T-Konzentration im peripheren Blut

Hormone, die die Sexualfunktion beim männlichen Tier steuern (1)

Hormon Herkunft Wirkungsebene Hauptwirkung

GnRH Hypothalamus Adenohypophyse FSH-, LH- Freisetzung

LH Adenohypophyse Hoden

(Leydig-Zellen)

Stimulierung der Testosteronproduktion

FSH Adenohypophyse Hoden

(Sertoli-Zellen)

Funktion der Sertoli- Zellen

Prolactin Adenohypophyse Hoden, Gehirn kann maternales Verhalten hervorrufen

Oxytocin

(OT)

Hypothalamus,

Neurohypophyse

gl. Muskulatur v. N-H-Schwanz, Samenleiter,

Samenleiterampulle

PGF2α-Synthese, präejakulatorische Spermienmotilität

Hormon Herkunft Wirkungsgewebe Hauptwirkung

Estradiol (E2) Sertoli-Zellen Gehirn Sexualverhalten

Testosteron(T4)

Leydig-Zellen Anhangdrüsen,Tunica dartus, Hodenparenchym, Skelettmuskulatur

Wachstum,fördert Spermatogenese undAnhangdrüsensekretion

Inhibin Sertoli-Zellen Gonadotropine der Hypophyse

hemmt FSH-Sekretion

Prostaglandine(PGF2α)

Samenblasen-drüse

Nebenhoden metabolische Spermienaktivität,NH-Kontraktion

Hormone, die die Sexualfunktion beim männlichen Tier steuern (2)

Hormonelle Regulation der Fortpflanzung beim Hengst

• Exogene Reize: Tageslichtlänge, Temperatur, Ernährung, sexuelle Stimulierung, Rangordnung • Testosteronsekretion: jahreszeitliche Schwankungen• In den Leydig-Zellen werden neben Androgenen große Mengen an Östrogenen synthetisiert

Knottenbelt, 2003

Funktionen der Androgene

Testosteron-Funktionen - Haarwuchs- Knochenstoffwechsel- Muskelaufbau- Stimulierung und Erhaltung des Geschlechtstriebes- Funktion der männlichen Geschlechtsorgane

Östrogene - Eber: synergistische Rolle mit

Testosteron für das Paarungs- verhalten und Funktion der Anhangdrüsen

Nieschlag, 1996

Bei einem männlichen zuchtreifen Tier ist eine ungestörte normale Samenzellbildung abhängig von:

adäquater GnRH-Produktion durch den Hypothalamus ausreichender FSH- und LH-Sekretion durch die Hypophyse ausreichender Sekretion von Steroidhormonen durch die

Gonaden.

Endokrine Regulation - Spermatogenese

Spermatogenese

Vorgang der Bildung männlicher Gameten

Sie beginnt mit der Teilung von Stammzellen und endet mit der Bildung von Spermien.

Phasen der Keimzellreifung:

- Mitotische Proliferation und Differenzierung der diploiden Keimzellen (Spermatogonien)

- Meiotische Reifeteilung der tetraploiden Keimzellen (Spermatozyten)

- Transformation der haploiden Keimzellen (Spermatiden) in Spermien

Schnorr/Kerstin, 2006

Dauer der Spermatogenese (im Durchschnitt) bei einigen Haustieren und dem Menschen

Gattung Dauer (Tage)

Bulle 61

Eber 38

Hengst 57

Bock 47

Hund 54

Mensch 64

Untermodul 4 - 3Andrologie und KB6. Semester (Sommersemester) 2009

SpermaproduktionSpermientransport im weiblichen Genitale

Paarungsreflexkette

11

Spermaproduktion bei Haustieren und Menschen

1 “spermatogenic efficiency“2 “daily spermatozoal production“3 während der Zuchtsaison

Spezies Hodenmasse, beide

(Gramm)

Spermienzahl pro Gramm

testikuläres Gewebe 1

Spermienzahl pro Tag 2

Bulle, Milchrasse

650 18 x 106 10 x 109

Bulle, Fleischrasse

500 18 x 106 8 x 109

Schafbock3 550 26 x 106 14 x 109 Eber 750 30 x 106 25 x 109 Hengst 165 18 x 106 3 x 109 Mensch 40 4,25 x 106 45 – 207 x 106

Nach Senger, 1997

Normale Ejakulatvolumen und Spermiendichtebei Haustieren und Menschen

Spezies Ejakulatvolumen(ml)

Spermienkonzentration ( x106/ml)

Bulle 3 – 155

500 – 25001000

Schafbock 0,3 – 2,01,5

2000 – 40003000

Eber 100 – 500150

50 –300100

Hengst 25 – 20060

30 – 800120

Rüde 2 – 159

60- 300100

Mensch 2 – 63

20 – 25080

Spermientransport im

weiblichen Genitale

Spermientransport im weiblichen Genitale

Voraussetzung für eine Befruchtung der Eizelle(n)

ist vor allem, dass

befruchtungsfähigen Spermien sich in der Eileiterampulle befinden und zwar

in ausreichender Anzahl und

zum richtigen Zeitpunkt im Bezug auf

Belegungs- bzw. Besamungszeitpunkt.

RindRind

SchafSchaf

SchweinSchwein

PferdPferd

MenschMensch

Samendeponierung bei der Kopulation

Das Samenablegen in weiblichen Genital ist speziesabhängig:

Nach Sorensen, 1982

Einteilung der Vatertiere nach dem Ort des Spermaablegens

Scheidenbesamer: Bulle, Schafbock, Ziegenbock

Uterusbesamer: Hengst, Eber, Rüde

Spermientransport

Es werden drei Phasen des Samenzellentransportes

unterschieden:

1. initialer schneller Transport,

2. Besiedlung der Spermienreservoirs (vorwiegend aktiv)

3. langsame Ablösung und Transport der Spermien (vorwiegend aktiv).

Phasen des Spermientransportes

Zu 1. Er findet sofort nach der Belegung statt, nimmt 2 -.10 min in Anspruch,

die Mizellen des Zervikalschleims erleichtern das Eindringen der Spermien in die Zervikalkrypten,

Er wird durch die kontraktile Aktivität des Myometrium und Mesosalpinx gefördert.

 Zu 2. In den Zervikalkrypten herrscht ein spermienfreundliches Milieu (Wiederkäuer,

Mensch; Hund?)

 Zu 3. Die Spermien werden hauptsächlich durch retrograden Transport, Leukozyteninfiltration und Spermiophagie abgestoßen. Immunologische Abwehrvorgänge, physiko-chemische und mechanische Barrieren können die Vorwärtsbeweglichkeit der Samenzellen verhindern. Innerhalb von mehreren Stunden siedeln sich befruchtungskompetente

Spermien im Eileiter ein.

„Schicksal“ der Spermien nach der Samenablage bei der Kopulation

Vagina• Spermienabstoßung• Phagozytose• Eintritt in die Zervix/Uterus

Zervix• „privilegierte“ Passage• Beseitigung unbeweglicher Spermien

• Beseitigung abnormer SpermienUterus• beginnende Kapazitation• Phagozytose

Ovidukt• vollendete Kapazitation• hyperaktive Motilität

Ovulation• Akrosomreaktion• Spermium-Penetration• Bildung des weibl. + männl. Vorkernes

Nach Senger,1997

Spermienanzahl: Ort der Ablage - Ort der Befruchtung

Bullenejakulat

Von der großen Anzahl der Spermien, die beim Deckakt in die Fornix vaginae plaziert werden, gelangt nur ein sehr geringer Anteil in den Eileiter.

Hunter und Greve, 1998Hunter und Greve, 1998

Spermienreservoir im kaudalen Eileiteristhmus Der kaudale Isthmus fungiert als Spermienreservoir bei

den Wiederkäuern Pferd und Schwein beim Hund: ? (Uterindrüsen als Spermienspeicher ?)

Aufgaben des Isthmus: Selektion der intakten Spermien Sicherstellung des Überlebens der Spermien Kapazitation der Spermien Begrenzung der Spermienzahl am Befruchtungsort

Rind

Senger,1997

Pferd

Senger, 1997

Kapazitation und Akrosomreaktion

Kapazitation ist der Reifungsprozess der Spermien im weiblichen Genitaltrakt Erst nach der Kapazitation haben die Spermien die Fähigkeit, die

Eihüllen (Cumulus oophorus, Corona radiata u. Zona pellucida) zu

durchdringen und so die Befruchtung zu ermöglichen Es handelt sich um Veränderungen im Akrosom und um Veränderungen des Bewegungsmusters (Hyperaktivierung). Die Dauer der Kapazitation hängt vom Intervall Insemination -

Ovulation ab (beträgt einige Stunden). Kapazitierte Spermien sind kurzlebig und instabil Transport

zur Ampulle und Befruchtung müssen unmittelbar erfolgen.

Paarungsreflexkette(Sexuelle Reflexkette)

•Der Begattungsakt (Kopulation) stellt eine Aufeinanderfolge von sich wiederholenden Handlungen dar.• Die Reflexkette unterliegt genetischer Veranlagung und neuroendokrinen Mechanismen.

Ablauf der Begattung beim Bullen

Für die klinischen Belange wird der Ablauf der Begattung wie folgt unterteilt:

• Vorspiel (Excitatio) mit Versteifung (Erectio) und Ausschachten

(Emissio) des Gliedes

• Aufsprung auf den Deckpartner (Ascensus)

• Umklammerung (Circumplexio)

• Suchbewegungen (Adjustatio)

• Einführen (Intromissio) des Gliedes in die Scheide

• Nachstoß (Propulsus) mit Samenausstoßung (Eiaculatio)

• Absprung (Descensus)

Ablauf der sexuellen Reflexkette

Vorspiel Präkoitale Phase

mit Versteifung und Ausschachten des Penis

Paarung Koitale Phase

mit Aufsprung, Umklammerung, Suchbewegungen, Einführen des Penis, Friktionsbewegungen bzw. Nachstoß mit Ejakulation

  Nachspiel Postkoitale Phase

Abstieg vom Paarungspartner mit Peniserschlaffung und Rückverlagerung in das Präputium