Vorlesung 7.Semester, WS 2007-08Andrologie und Künstliche Besamung
10. Die instrumentelle Samenübertragung beim Pferd
Die instrumentelle Samenübertragung beim Pferd
• Allgemeines• Pferdebesamungsstationen• Zuchtwertschätzung der Hengste• Tierseuchenrechtliche und zuchthygienische Anforderungen an Besamungshengste• Sexualverhalten des Hengstes• Samengewinnung• Samenbeurteilung• Samenaufbereitung- und konservierung• Insemination
• Das Pferd gehört zu den Species, bei denen die Samenübertragung schon sehr früh erfolgte
• Im 20. Jahrhundert gewann die KB an Bedeutung als eine Methode für die Praxis vor allem in der Sowjetunion, in Japan, in den USA und in China
• Allerdings setzte sie sich sehr langsam durch.
Gründe dafür: Wirtschaftliche Bedeutung des Pferdes in der
gesellschaftlichen Entwicklung unterschiedlich
Fortpflanzungsphysiologische Besonderheiten des Pferdes waren nicht genau bekannt
Haltung der Züchter oder Zuchtverbände: Zurückhaltung, Skepsis oder sogar Ablehnung
Allgemeines
Die instrumentelle Samenübertragung wird in den USA nicht zugelassen von:
● Jockey Club for Thoroughbreed
● Standard Jack & Jennet Registry of America
● American Miniature Horse Association
The objections to AI by the Thoroughbreed registration authorities ………….. ………………………………….objection is now eliminated by blood testing.Die Vollblutzucht-Behörde in Großbritanien haben wahrscheinlich deshalb Bedenken gegenüber der KB, weil diese es ermöglich, eine übergroße Zahl von Fohlen eines einzelnen Hengstes in die Welt zu setzen. Außerdem besteht theoretisch die Möglichkeit, das System zu missbrauchen und Fohlen als Nachkommen des falschen Hengstes auszuweisen. Letzteres kann heute durch Bluttests ausgeschlossen werden.
Allgemeines
Entwicklung der Besamung in Deutschland
• Nach dem 2. Weltkrieg wurde sie genutzt, um die Deckseuchen zu bekämpfen.• Heutzutage ist sie eine sehr wichtige biotechnische Methode in der Pferdezucht.• Nachdem die sog. Frischsamenübertragung in den 80er Jahren in der Reitpferdezucht eingeführt wurde, ist die Anwendung der Besamung sprunghaft gestiegen
Entwicklung verschiedener Reproduktionstechniken in der Reitpferdezucht 1
1 FN, Jahresbericht 2004
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
1985 1990 1995 2000 2005
Frisch-Sp.
Tiefgefrier-Sp.
Natursprung
Embryotransfer
573
40996
0 0 0 0 0
11399
37792
33586
846
28696
766
33162
14214
1038
36219
9366
915 309
Bedeutung der künstlichen Besamung beim Pferd aus zuchthygienischer Sicht
• Effiziente Nutzung des Samens von sehr gefragten Hengsten
• Vermeidung von Krankheiten, die durch den Deckakt übertragen werden können
• Vermeidung des Risikos von Verletzungen während der natürlichen Paarung
• Regelmäßige Spermakontrolle
• Hengste können während der Decksaison im Leistungssport bleiben
• Überbrückung von geographischen Entfernungen
• Bevorratung von Samen genetisch wertvoller Hengste
• Nutzung von subfertilen Stuten und Hengsten
Pferdebesamungsstationen
• Z.Z. mehr als 120 Stationen nach EU-Recht zugelassen• Träger: Landgestüte, private Hengsthaltung• Bereiche: Spermagewinnung, Spermaaufbereitung,
Insemination
Sprungraum- Grundfläche: > 6 x 6 m- Höhe > 4 m- trittsicher- kleiner separater Raum für Reinigung und Desinfektion
von genutzten Materialien
Zuchtwertschätzung von Besamungshengsten
• es gibt kein Besamungszuchtprogramm• Wandlung der Zuchtziele ▪ frühe Pferdehaltung für die Arbeit und fürs Militär ▪ heute hauptsächlich für den Sport (Leistung- und Freizeitsport• Deutsche Reiterliche Vereinigung (FN, Fédération Equestre
Nationale) : Dachorganisation für den Pferdesport, Pferdehaltung und Pferdezucht
Nach EU-Richtlinien zu untersuchende Infektionen beim Hengst
Ursprungsbestand Quarantäne Station
Status Untersuchung auf Untersuchung auf
Bestand ist • Infektiöse Anämie • Infektiöse Anämie
amtlich frei von • Equine Arteritis • Equine Arteritis
• Beschälseuche • Taylorella equi- • Taylorella equi- • Rotz genitalis genitalis
• Pferdeencephalo- myelitis
• Infektiöse Anämie • Stomatitis vesicularis • Tollwut • Milzbrand • Pferdepestfreie Region
Bestand ist klinisch frei von: • Equiner Arteritis • Kontagiöser Equiner Metritis
Stallion AI-Stud EC (92/65; 95/176
Genitalerkrankungen beim Hengst
Spezifische Genitalinfektionen• Beschälseuche (Dourine)• CEM (Kontagiöse equine Endometritis)• Bläschenauschlag (Koitalexanthem)• Equine virale Arteritis (EVA)
Unspezifische Genitalinfektionen durch:• -hämolysierende Streptokokken• Pseudomonas aeruginosa• Klebsiella pneumoniae• E. coli• Salmonella abortus equi• Pilze
Beschälseuche (Dourine)
(Erreger: Trypanosoma equiperdum)
Bläschenausschlag (Koitalexanthem)
(Erreger: EHV-3)
Sexualverhalten des Hengstes (I)
In Anwesenheit einer rossigen Stute• präkoitale Phase ▪ Nach Kontakt mit der Stute Emisio penis und Erektion des Penisschwellkörpers innerhalb von 1-3 min. ▪ Flehmen
▪ Beriechen von Harn- und Kot- ansammlungen
Sexualverhalten des Hengstes (I)
In Anwesenheit einer rossigen Stute• präkoitale Phase ▪ scharrende, auch schlagende Bewegung der Vorderhand
▪ Hindrängen zur Stute
Sexualverhalten des Hengstes (II)
● Koitale Phase
▪ Aufsprung ▪ Umklammerung der Stute mit der Vorderhand
▪ Suchbewegungen
▪ Einführen des Gliedes
▪ Friktionsbewegungen: 6-8 Beckenschüben
▪ Ejakulation: Dauer etwa 20 – 30 sec.
● Postkoitale Phase
Ablauf der Paarungsreflexkette beim Hengst
• Vorspiel
• Versteifung des Gliedes mit extrapräputialer Verlagerung
• Aufsprung auf den Deckpartner mit Umklammerung
• Suchbewegungen
• Einführung des Gliedes in die Scheide
• Friktionsbewegungen
• Ejakulation (mehrphasisch)
• Absteigen mit Erschlaffung und Einschachten des Gliedes
Samengewinnung(I)
Sprungpartner:
gut rossige Stute (möglichst keine Maidenstute)
Pferdeattrappe (Phantom)
Methode der Wahl: Anwendung der künstlichen Vagina
Samengewinnung(II)
● Hannover-Modell● Missouri-Modell● Colorado-Modell● Krakower-Modell
Alternativmethoden: - Nutzung eines Kondoms - manuelle Massage der Glans penis - Pharmaka-Anwendung (Xylazin, Imipramin, PGF2ἇ
Modell Hannover
Modell Colorado
Missouri Vagina
Modell Krakow
Ejakulation beim Hengst
Fraktion Konsistenz Zusammensetzung
1. Fraktion wässrig spermafrei (fast!)Bulbourethraldrüsensekret
2. Fraktion milchig NebenhodenspermaSamenleiterampullensekret
3. Fraktion gallertartig Samenblasendrüsensekret
Spermawerte beim Hengst und Mindestanforderungen für den Einsatz in der KB
Parameter Schwankungsbreite Mindestanford.
Volumen 20 –120 ml 40 ml
Farbe milchweiß bis bläulich-grau Konsistenz molke- bis milchähnlichpH-Wert 6,5 – 7,3Spermienkonzentration 80 – 330 x 106/ml 100 x 106/ml Gesamtspermienzahl 5 –12 x 109 6 x 109
Gesamtmotilität 60 – 90 % 70Vorwärtsmotilität 30 – 60% 50 %Anteil lebender Spermien 70 –90 % 80 %morphol. intakte Spermien 60 – 80 % 70 %
•
Ejakulatmerkmale bei Miniaturhengsten (<86,5 cm) und Ponys (<96,5 cm)1
Volumen (ml) 24,18 0,76 Spermiendichte (Mio./ml) 233,60 11,43 Motilität
Vorwärtsbeweglichkeit (%)
63,8 0,7 Gesamtspermienzahl (Mrd./Ejakulat) 4,94 0,22 Morphologisch intakte Spermien (%) 54,28 1,05
1Nach Paccamonti et al. (1999)
Spermaaufbereitungsformen
• Nativsperma (Frischsperma)• flüssigkonserviertes Sperma• tiefgefrierkonserviertes Sperma
Nativsperma
● Hengstspermien sind in unverdünntem Zustand
kurze Zeit befruchtungsfähig
Insemination 15 – 20 min. nach
Spermagewinnung durchführen
● Besamungsportion: 1 – 5 ml (abhängig von der
Spermienkonzentration)
● Besamungsdosis: 250 Mio. vorwärtsbewegliche
Spermien
● > 80% Trächtigkeitsrate
Flüssigkonservierung • Die Konservierungsfähigkeit des Hengstspermas in flüssigem Zustand ist begrenzt.• Die meisten Verdünner enthalten Milch bzw. Milch- produkte oder Eidotter als Zusätze.• Für eine kurzfristige Spermakonservierung (bis zu 12 Std.) wird das Verdünnen in ein Verhältnis von 3:1 vorgenommen. Die Besamungsdosis ist bei > 300 x 10 vorwärtsbeweglich Spermien einzustellen; die Besamungsportion sollte 10-20 ml betragen.• Für eine längerfristige Spermakonservierung ( bis zu 24- 36 Std.) wird das verdünnte Sperma zentrifugiert, resuspendiert und erneut verdünnt. Die Besamungsdosis liegt bei 600 x 10 vorwärtsbewegliche Spermien; die Besamungsportion beträgt 5-15 ml.
Spermaverdünner
• Magermilch-Verdünner (nach Kenney)
Trockenmagermilch 2,4 gGlucose 4,9 gAqua bidest. 92,0 ml
Na-bicarbonat 1,6 mlGentamycin-Sulfat 100 mg
Konservierungsdauer: 12-24 Stunden
• Glycin-Eidotter-Verdünner
• Verdünner mit Sojabohnenlecithin
Kenney-Magermilch-Verdünner Verdünner mit Sojabohnenlecithin
Aufbewahrung des Flüssigspermas
• Frischsperma ▪ +18 - +20°C
▪ aerob• Versandsperma ▪ + 5°C
▪ anaerob
Versandbehälter
Tiefgefrierkonservierung• sie wird vorwiegend für den Samenexport genutzt,• aber auch für den Samen von Hengsten, die nicht dauern in der Zucht eingesetzt werden,
• oder für die Bevorratung von Spermareserven
• Die Spermaaufbereitung erfolgt fast genauso wie für die des Versandspermas.
• Die Besamungsportion wird in 0,5 Pailletten hergestellt.
• Die Abkühlung und Tiefgefrieren erfolgt in Stickstoffdampf und die Lagerung in Containern mit flüssigen Stickstoff.• Eine Besamungsportion enthält 800 x 10 vorwärtsbewegliche Spermien.
Mittlere Pailletten (0,5 ml)
Insemination
• Schwerpunkt ist die Prüfung der Rosse: Nutzung des Abprobierhengstes
• Rektale Untersuchung: Ovaraktivität, Nutzung der Sonographie
Insemination
• Zeitpunkt der Insemination: ▪ nach Brunstverhalten: Sie erfolgt ab dem 3. Tag der Rosse jeden 2. Tag (o. auch alle 36 Std.), bis die Stute den Probierhengst für Anwendung des Frischspermas vertretbar
▪ nach Follikelkontrolle: Sie erfolgt, wenn der Graafsche Follikel weich ist, oder post ovulationem (Stute wird also alle 6 Std. rektal untersucht)
vor allem für die TG-Sperma-Nutzung geeignet
Insemination
• Beste Inseminationsergebnisse: ( bei einmaliger Besamung)
Frischsperma: 36 Stunden a. ov. bis 8 Stunden p.ov. Versandsperma: 24 Stunden a. ov. bis 8 Stunden p. ov. TG-Sperma: 12 Stunden a. ov. bis 8 Stunden p. ov.
Vorkehrungen vor der Insemination
Die Stute wird in den Inseminationsstand geführt
oder die Hinterbeine werden ausgespannt.
Bei Stuten mit Fohlen bei Fuß soll das Fohlen am
Kopf der Stute gehalten werden oder in Box
unmittelbar neben der Stute.
MAREMARE
InseminationstechnikenOrt der Samendeponierung
Ort der Sameneinführung
● Unter Sichtkontrolle
• Sameneinführung unter manueller Führung der Inseminationspipette
Einführung der Pipette in die Vagina
Passage durch den Zervikalkanal
Ort der Sameneinführung
• tief intrakornuale Samendeponierung
▪ Nutzung von verlängerten flexiblen Besamunsinstrumenten
▪ Unter transrektaler manueller Kontrolle
▪ Ort der Deponierung:
- im Bereich der Uterusspitze
- endoskopisch an der uterotubalen Verbindung
▪ Ziel der neuen Technik: Reduzierung der Spermienzahl (« low-dose-insemination »)
▪ Schwellenwert bei 5 x 10 vorwärtsbewegliche Spermien
Auftauen des Tiefgefrierspermas beim Pferd
• Pailletten 37° C 30 sec.
• Makrotüb 50° C 40 sec.
11. Die instrumentelle Samenübertragung beim Schaf und
bei der Ziege
Künstliche Besamung beim Schaf und bei der Ziege
Allgemeines• Die KB beim Schaf gilt als eine der ältesten Methoden der Biotechnik
der Fortpflanzung.• Anfang des 20. Jahrhunderts starke Verbreitung der KB in der Praxis
in der damalige SU (1936: mehr als 6,5 Mio. Schafe wurden besamt).• Die tatsächliche Ausdehnung der ovinen KB in der Welt ist
unbekannt.Sie wird in manchen Ländern im Rahmen von Zuchtprogrammen und Leistungsprüfungen angewendet.
• Die kaprine KB entwickelte sich später als beim Schaf. In Deutschland wurde in den 40er Jahren damit begonnen. Ende der 50er Jahre wurden in Leipzig bis 30.000 Ziegen besamt!
• Die KB bei der Ziege hat in einigen Ländern einen hohen Stellenwert: Japan, Frankreich, in der Schweiz, in den USA.
• In der deutschen Schafzucht ist die KB kaum von Bedeutung, höchstens bei den Milchschafen.
Künstliche Besamung in der deutschen Ziegenzucht
In den letzen 10 – 12 Jahren wurde ihre Nutzung insbesondere in den neuen Bundesländern angestrebt.Zweck:
-Aufbau eines Systems der Nachkommenschaftsprüfung
wertvoller Vatertiere
-Leistungserhöhung vor allem in der Milchleistung und im Milchfettgehalt
Tierart ► Schafbock Ziegenbock Mindest-Parameter ▼ anforderungen
Volumen (ml) 1,0 (0,3 – 3,0) 1,5 (0,5 – 3,0) 0,5
Farbe, elfenbein-gelblich elfenbein-gelblichKonsistenz milchig-rahmig milchig-rahmig
Konzentration 3,0 (1,5 – 5,0) 3,0 (2,5 – 5,0) 1,5 (x 109/ml)
Massenbewegung + - +++ + - +++ ++(Skala: + - +++)
Vorwärtsbewegliche 70 (50 – 85) 75 (40 – 80) >60Spermien (%)
Abnorme Spermien (%) max. 20
Spermawerte beim Schaf- und Ziegenbock und Mindestanforderungen für den Einsatz in der Besamung
Flüssigkonservierung des Spermas beim Schafbock
Verdünner Konservierungs- Einsatzdauer temperatur (°C) (Std.)
Eidotter-Glucose-Citrat 2 - 5 bis 24Eidotter-CitratEidotter-TRIS-Fructose
Pasteurisierte Milch 18 - 22 bis 8Trockenmagermilch
Spermaverarbeitung(Schönower Verfahren)
KB-Ziege
• Zentrifugieren des Gesamtejakulates + Verdünner1
• Resuspendieren des Dekantats mit Verdünner• Ermittlung der Paillettenzahl• Äquilibrierung des verdünnten Ejakulates• Füllen der Pailletten (0,25 ml Fassungsvermögen)
• Einfrieren der Pailletten (LN2-Dampf)
• Tiefgefrieren der Pailletten (LN2)1Triladyl (Na-Citrat, TRIS, Fructose, Glycerol, Antibiotika)
Durchführung der intrazervikalen Insemination (schematisch)
Zeichnung: J. Breitmeier
ewe
Konzeptionsergebnisse nach Insemination von Merinoschafen in
Abhängigkeit vom dabei beobachteten vaginal-zervikalem Schleimtyp1
1Nach Entwistle und Martin (1972)
Art und Menge des Schleimes
Anzahl der besamten Schafe
Trächtigkeits-ergebnis (%)
klar und wenig 152 38,1 klar und viel 340 64,1 milchig und viel 192 59,9 käsig 107 38,3
Insemination beim Schaf
(flüssigkonserviertes Sperma)
Besamungsportion
Volumen: 0,25 ml
Dosis: 80 Mio.vorwärtsbewegliche Spermien
Besamungszeitpunkt
12 – 14 Stunden nachFeststellung der Brunst (mit Bock)
Nutzung von Vaginalspangen (EAZI-Breed CIDR, Inter Ag Hamilton, Neuseeland), Wirkstoff 0,33 g Progesteron und/ oder Vaginalschwämmchen (Chronogest, Internet International B.V. Boxmeer Holland), Wirkstoff 40 mg FGA
Entfernung der Vaginalspangen bzw. -schwämmchen nach14 Tagen und Applikation von 300 I.E. PMSG (Pregmagon "Dessau", Dessau-Tornau) i.m.
Brunstsynchronisation
Methode: Deponieren des Spermas intrazervikal oder intrauterin
Zeitpunkt: KB1 45-48 Stunden nach der PMSG-Applikation
KB2 24 Stunden nach der KB1
Auftautemperatur der Besamungsdosis: 70°C für 5 sec.
Besamungsinstrumente: Spreizspekulum mit Lichtquelle Besamungsgerät f. Kleinwiederkäuer
Insemination
Insemination bei der Milchziege
(TG-Sperma)
Besamungsportion
Volumen: 0,25 ml
Dosis: 100-200 Mio. vorwärtsbewegliche
Spermien
Besamungszeitpunkt
15 – 24 Stunden nachFeststellung der Brunst (mit Bock)
Samenübertragung bei der Ziege
Parameter:
Zahl der Stunden nach Brunstbeginn Intensität der Brunst - keine Brunst
+ schwache Brunst++ mittelstarke Brunst+++ starke Brunst
Beschaffenheit des Brunstschleimes S0 kein Schleim
S1 glasklarer Schleim
S2 rauchig-
getrübter SchleimS3 käsig-rahmiger
Schleim Öffnung der Cervix C0 Cervix geschlossen
C1 Cervix für
Besamungspistole passierbar
C2 Cervix weit offen
Gute Besamungsergebnisse sind zu erwarten, wenn folgende Parameterkombination vorliegt:
22 Std. / +++ / S2 / C1
Aus Bay,F.:KB bei Ziegen, 1997, Stuttgart