Vorlesung: FortpflanzungWintersemester 2006/7, 5. Fachsemester

- Grundlagen der Gravidität und Graviditätsstörungen,

Geschlechtsdifferenzierung und deren Störungen

Ovulation

Ovulation

Fol

likel

durc

hmes

ser

Zyklus

Übergang zum Trächtigkeitsgelbkörper (tierartliche Unterschiede)

Gelbkörper

Zyklus

Phase der Anbildung

Phase der Blüte

Phase der Regression

Gravidität

Verminderte/ keine Ansprechbarkeit für PGF 2

Teilweise geht die Progesteronsynthese auf die Plazenta über (Pferd, Schaf)

- temporäre Synthesequelle von Gestagenen- diese Aufgabe geht bei einigen Tierarten während der Gravidität temporär oder endgültig auf die Plazenta über

- erst autark, später abhängig von luteotropen Faktoren

- Schaf, Ratte, Maus, Frettchen, Hund: LH und Prolaktin- Kuh: LH- Meerschweinchen: FSH- Hamster: FSH und Prolaktin- Kaninchen: Östrogene und Prolaktin

Corpus luteum (Gelbkörper)

Progesteronkonzentration bei der zyklischen Hündin

Prolaktinkonzentration bei der zyklischen Hündin

0

10

20

30

40

50

60

-4 4 2 4 6 8 10 12 14Tage Wochen

Pro

ges

tero

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l

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Die Prolaktinkonzentration steigt an, wenn die Progesteron-konzentration abfällt.

Aufbau des Gelbkörper

Kleine Luteinzellen- stammen von den Thecazellen ab- LH-Rezeptoren – aber nicht funktionell- bedeutende Progesteronsynthese

Große Luteinzellen- stammen von den Granulosazellen ab- LH-Rezeptoren – LH ist luteotrop- geringe Progesteronsynthese, aber

Oxytozinsynthese

LH-Rezeptor

Progesteron

LH-Rezeptor

Oxytozin Progesteron

Nomenklatur des Gelbkörper

Corpus luteum periodicum - Corpus luteum cyclicum

Corpus luteum graviditatis

Corpus luteum accessorium (nur Pferd)

Corpus luteum pseudograviditatisHund – Metöstrus bei Tieren mit induzierter Ovulation: - sterile Bedeckung

- Spontanovulation

bei ingraviden Tieren mit spontaner Ovulation alsReproduktionsstörung

Östradiol 17ß

später Anöstrus Prä-Proöstrus Proöstrus Östrus Metöstrus

Progesteron

Der präovulatorische Progesteronanstieg wird zur Deckzeitpunktbestimmung bei der Hündin genutzt.

Erkennung der Gravidität

- geht immer vom Embryo aus

Prinzip: Signal des Embryos/der Embryonen teilt dem maternalen Organismus seine/ihre Anwesenheit mit

Der mit dem Abbau der Gelbkörpers verbundene Progesteronabfall wird vermieden.

Übergang von Corpus luteum cyclicum zum Corpus luteum graviditatisBeispiel:Rind, Schwein

Übergang von Corpus luteum auf die PlazentaBeispiel:Pferd, Schaf

Ort der Progesteronsynthese während der Gravidität

Schaf: bis zum 60. Tag Corpus luteum graviditatisdann Progesteron plazentären Ursprungs

Katze: bis zum 50. Tag Corpora lutea graviditatesdann Progesteron plazentären Ursprungs?

Hund: Corpora lutea graviditates

Ort der Progesteronsynthese während der Gravidität

Rind: Corpus luteum graviditatiszwischen Tag 180. – 250. zusätzlich Progesteron plazentären Ursprungs

Ziege:Corpus luteum graviditatis

Schwein: Corpus luteum graviditatis„natürliche Alterung“ der Corpora lutea (130 – 150 Tage)

Ort der Progesteronsynthese während der Gravidität

Pferd: bis zum 35. Tag Corpus luteum graviditatisab 35. bis zum 130. Tag zusätzliche Corpora lutea auxilliariazwischen 50. – 80. Tag Beginn der plazentären Progesteronsyntheseab 130. Tag Progesteron alleinig plazentären Ursprungs

Equines Choriongonadotropin (eCG, ehemals PMSG)- Bildung ab dem 35. Tag- maximale Werte zwischen 70. – 80. Tag - Abfall bis zum 120. Tag- luteinisierender Faktor

- Synthese: fetale Zellen, die in das Endometriums einwandern, Bildung der Endometrial cupsSyntheseende durch immunologische Abwehrreaktion

Erkennung der Gravidität

Wie verhindert der Embryo den Progesteronabfall?

- Synthese und Freisetzung von Molekülen

- Mindestanzahl von Embryonen (Schwein)

- Verteilung des Erkennungssignales im Uterus (Migration,Elongation)

Erkennung der Gravidität – Wiederkäuer

- Synthese von embryonales Interferon (Interferon tau)andere Bezeichnung ovines Trophoblastin, caprines, bovines Trophoblastin

- Schaf: Synthese ab Tag 12 bis 21- Kuh: Tag 16 bis Tag 19

- ElongationRind: Tag 13 sphäroid 3mm 25 cm filimentös an Tag 17

Prinzip:antiluteolytische Wirkung beruht auf der Unterdrückung der Oxytozinsynthese in den großen Luteinzellen

Entwicklung des Rinderembryos (nach Leiser, 1975)

A. 16./17. Tag post inseminationemB. 18./19. Tag post inseminationem - ImplantationsbeginnC. 22. Tag post inseminationemD. 27. Tag post inseminationem

Entwicklung des ovinen Embryos (Rüsse, 1998)

Erkennung der Gravidität – Schwein

- Synthese von Östrogenen: 1. Phase: Tag 11 und 122. Phase: Tag 14 bis Tag 30

- Elongation: bis zu 30 mm/Std.- Mindestanzahl von 2 Embryonen pro Uterushorn

Prinzip:keine Unterdrückung der Prostaglandinsynthese, sondern Unterbrechung des Transportweges zu den Gelbkörpern

Endometrium

Uterusvene

Ovararterie

Corpus luteum

Endometrium

Uterusvene

Uterusarterie

Uteruslumen

ingravid gravid

Erkennung der Gravidität – Fleischfresser

- wohl kein frühembryonales Signal zur Aufrechterhaltung der Trächtigkeit notwendig

- Genaues weiß man nicht.

Erkennung der Gravidität – Pferd

- Es gibt ein embryonales Signal, welches die Luteolyse unterdrückt – die genaue Struktur ist unbekannt. Östrogene und mehrere sekretorische Proteine

- Große Bedeutung hat die Wanderung des Embryos in der Gebärmutter

Zwischen Tag 10 und 16 wandert der Embryo bis zu 13mal am Tag hin und her

- Ab dem 16. Tag wird der Embryo im Uterus fixiert

- keine Bedeutung hat die Elongation

- Die sphäroide Form wird bis zum Tag 50 beibehalten.

Störungen der Gravidität

- embryonale Mortalität- vor maternaler Erkennung der Gravidität

- Zykluslänge ist nicht verändert- nach maternaler Erkennung der Gravidität

- Zykluslänge ist in der Regel verlängert

- fetale Mortalität- Abort- Mazeration- Mumifikation

- Frühgeburt

Embryonale Mortalität

Def.: Fruchtverlust vor Abschluss der Implantation

- Normale Rate liegt zwischen 25 – 40 %, wobei der Schwerpunkt zu Beginn der Gravidität liegt.

- biologisches Regulativ

- bei polytoken Spezies Angleichung der Embryonenzahl an die Uteruskapazität

Hürden für den frühen Embryo:- Aktivierung des eigenen Genoms- Zona-Schlupf- Elongation- Signalmolekülsynthese

Embryonale Mortalität(Frühträchtigkeitsverlust)

Abbruch der Trächtigkeit bis zum 42. TagBefruchtungsrate liegt bei 90 %

- bei 10 % gehen in der 1. Woche zugrunde- 10 % gehen in der 2. Woche zugrunde- 15 % sterben in der 3. Woche ab

1. Woche: - 10 %

2. Woche: - 10 %

3. Woche: - 15 %

3 – 4 Kühe rindern um.

Embryonale Mortalität

Ursachen (Beispiele):- endokrine Faktoren

- Verzögerungen im Übergang von Östrogen zu Progesteron„endokrine Imbalanz“

- Corpus-luteum-Insuffiziens (relativ oder absolut)

- Erkrankungen- Uteruserkrankungen (Endometritis, Zysten, Verwachsungen)- mangelhafter Zervixschluß

- nutritive Ursachen- Energiemangel- Proteinüberschuß- Spurenelemente

- chromosomale Abweichungen

Ovulation Geburt

ProgesteronLH

Prolaktin

Verlauf von Progesteron und Prolaktin bei der Hündin (Schema)

Abort

- spontaner Abort- artifizieller Abort oder induzierter Abort (Abortus artificialis)- Abortus incompletus: unvollvollständiger Abort- Abortus completus: vollständiger Abort

Mumifikation- nach dem ersten Drittel der Trächtigkeit vorkommende Austrocknung abgestorbener Früchte

Mazeration- Absterben und Zersetzung des Feten infolge autolytischer Vorgänge und bakterieller Aktivität

1. Genetisches Geschlecht: Zum Zeitpunkt der Befruchtung durch das haploide Spermium festgelegt

indifferente Geschlechtsanlage – basic femaleauf dem Y-Chromosom ist der Testis-determinierender Faktor (TDF) kodiert

Geschlechtsentwicklung

Aus: Drews, 1993

SRY = Gen, welches den Testis-determinierenden Faktor kodiert.SRY = Sex determining region of the Y chromosome

Geschlechtsentwicklung

Aus: Passarge, 1994

2. Gonadales Geschlecht: Differenzierung der fetalen KeimdrüsenBeim weiblichen Individuum keine

Produktion von Androgenen

3. Somatisches Geschlecht: Ausbildung der Geschlechtsorgane

Aus: Drews, 1993

4. Psychisches Geschlecht: Determination des Gehirnsdurch Gabe von Testosteron während der Gravidität können

somatisch weibliche Feten männlich geprägt werden.Das geschlechtstypische Verhalten tritt zum Zeitpunkt der Pubertät

hervor.

Aus: Drews, 1993

Der männliche Phänotyp stellt auf jeder Stufe der Differenzierung die induzierte Form dar.Zufuhr von androgen wirksamen Stoffen in der sensitiven Phase führen zur Virilisierung von weiblichen Embryonen.

Männlich

Hoden

Nebenhoden, SamenleiterSamenbläschendrüseSamenleiterampulle

Uterovagina masculina

Prostata, BulbourethraldrüsePars spongiosa urethrae

Penis, Pars spongiosum urethrae

Skrotum

Ausgangsstruktur

Bipotente Gonadenanlage

Wolfscher Gang

Müllerscher Gang

Sinus urogenitalis

Geschlechtshöcker

Geschlechtswülste

Weiblich

Ovar

Gärtnerscher Gang

Eileiter, Uterus, Zervix, Vagina

Urethra, VestibulumBartholinschen Drüsen

Klitoris, Labien

Labialwülste beim Flf.

Virilisierung weiblicher Hundefeten durch Gabe von androgen wirksamen Stoffen während der Gravidität an das Muttertier

Klitorishypertrophie