Strategische hormonelle Fruchtbarkeitsprogramme bei Kühen
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95 Übersichtsartikel Strategische hormonelle Fruchtbarkeitsprogramme bei Kühen Teil 2: Präsynchronisation und Resynchronisation C. Schmidt1; Z. Gajewski2; A. Wehrend3 1Tierärztliche Klinik Dr. Eller, Hofheim i. Ufr.; 2Department of Large Animal Diseases with the Clinic, Faculty of Veterinary Medicine, Warsaw University of Life Sciences, Warsaw, Poland; 3Klinikum Veterinärmedizin, Klinik für Geburtshilfe, Gynäkologie und Andrologie der Groß- und Kleintiere mit Tierärztlicher Ambulanz, Justus-Liebig-Universität Gießen Schlüsselwörter Key words Kuh, Fruchtbarkeit, Präsynchronisation, Resynchronisation Cow, fertility, presynchronization, resynchronization Zusammenfassung Summary Gegenstand und Ziel: Beschreibung der Methoden der hormonellen Präsynchronisation und Resynchronisation beim Rind. Material und Methode: Literaturübersicht. Ergebnisse: Da die Trächtigkeitsrate von Kühen, die ein Ovsynch-Programm durchlaufen, entscheidend davon abhängt, in welchem Zyklusstadium sich die Tiere zu Beginn des Programms befinden, wurden verschiedene Methoden der Präsynchronisation entwickelt, die auf dem Einsatz von PGF2α oder dem kombinierten Einsatz von PGF2α und GnRH-Analoga beruhen. Ein weiteres Problem stellt die schnellstmögliche Besamung nicht tragender Kühe nach dem Ovsynch-Programm dar. Als Lösung wird die Behandlung aller Tiere nach der Besamung 7 Tage vor der Trächtigkeitsuntersuchung empfohlen. Stellt sich eine Kuh am Tag der Trächtigkeitsuntersuchung als nicht tragend dar, wird ihr PGF2α verabreicht, um möglichst schnell eine erneute Insemination durchführen zu können. Klinische Relevanz: Durch den Einsatz von Programmen zur Präsynchronisation und Resynchronisation kann die Fruchtbarkeitsleistung einer Milchviehherde gesteigert werden. Objective: Description of hormonal presynchronization and resynchronization methods in cattle. Material and methods: Review. Results: As the pregnancy rate of cows treated with the Ovsynch program primarily depends on the stage of the oestrous cycle at the time of program initiation, different methods of presynchronization based on the use of PGF2α and combinations of PGF2α and gonadotropinreleasing hormone analogues have been developed. An additional problem includes the earliest possible insemination of open cows following the Ovsynch program. As a solution to this problem a postinsemination treatment of all animals seven days before the scheduled date of the pregnancy examination is recommended.If a cow is found not to be pregnant by the pregnancy examination, it will be treated with PGF2α to enable a further insemination as soon as possible thereafter. Clinical relevance: By utilizing presynchronization and resynchronization programs, the reproductive performance of a dairy herd can be increased. Korrespondenzadresse Prof. Dr. Axel Wehrend, Dipl. ECAR Klinikum Veterinärmedizin, Klinik für Gynäkologie, Geburtshilfe und Andrologie der Groß- und Kleintiere mit Tierärztlicher Ambulanz Justus-Liebig-Universität Gießen Frankfurter Straße 106 35392 Gießen E-Mail: [email protected] Strategic hormonal reproductive programs in cows. Part 2: Presynchronization and resynchronization Tierärztl Prax 2013; 41 (G): 95–104 Eingegangen: 6. März 2012 Akzeptiert nach Revision: 2. November 2012 Einleitung Strategische hormonelle Fruchtbarkeitsprogramme werden in der Milchviehhaltung zunehmend eingesetzt, um den Aufwand der Brunstbeobachtung zu minimieren und die physiologische Streuung der Brunstzyklen zu synchronisieren. Die größte Bedeutung hat in diesem Zusammenhang das Ovsynch-Programm, das in Teil 1 der Literaturübersicht erläutert wurde (58). In diesem Teil der Übersicht werden die Methoden der Präsynchronisation und Resynchronisation vorgestellt. Mithilfe der Präsynchronisation soll der Anteil der Tiere erhöht werden, der sich zum Zeitpunkt der ersten GnRH-Injektion des Ovsynch-Programms in einem für dessen Initiation günstigen Zyklusstadium befindet. Durch die Resynchronisation sollen nicht tragende Tiere ohne Zeitverlust erneut in ein Hormonprogramm integriert werden. Ziel dieser beiden Vorgehensweisen ist, die Fruchtbarkeit gegenüber dem Ovsynch-Programm zu verbessern und die Zwischenbesamungszeit zu verkürzen. © Schattauer 2013 Tierärztliche Praxis Großtiere 2/2013 Downloaded from www.tieraerztliche-praxis.de on 2017-10-30 | IP: 88.99.70.242 For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved. 96 C. Schmidt et al.: Hormonprogramme beim Rind Präsynchronisation Im Ovsynch-Programm variiert der Anteil der Tiere, die am Ende der Behandlung ein zurückgebildetes Corpus luteum aufweisen und nach der zweiten GnRH-Gabe ovulieren (Ovulationssynchronisationsrate von 80–91%) (22, 50, 72). Da nicht synchronisierte Tiere die Voraussetzungen für eine erfolgreiche terminorientierte Besamung nicht erfüllen, zieht eine Verbesserung der Ovulationssynchronisationsrate in der Regel auch höhere Konzeptionsraten nach sich. Vasconcelos et al. (72), Bello et al. (5) sowie Galvão und Santos (25) stellten fest, dass die Ovulationsrate nach der zweiten GnRHGabe im Ovsynch-Programm davon abhängt, wie viele Tiere nach der ersten GnRH-Applikation ovuliert haben. Da die Follikelentwicklung zwischen Rekrutierung einer neuen Follikelwelle und der Ausbildung eines dominanten Follikels 7–10 Tage dauert (27), ist ein durch die erste GnRH-Injektion induzierter dominanter Follikel zum Zeitpunkt der zweiten GnRH-Gabe 9 Tage später mit hoher Wahrscheinlichkeit noch ovulationsfähig. Demgegenüber reagiert ein innerhalb von 3 Tagen vor Beginn des Ovsynch-Programms entstandener dominanter Follikel gegenüber der ersten GnRH-Injektion refraktär und unterliegt zum Zeitpunkt der zweiten GnRH-Gabe bereits der Atresie. Somit steht die Ovulationsrate nach der ersten GnRH-Injektion mit dem Entwicklungsstand des dominanten Follikels zum Zeitpunkt des Programmstarts in Zusammenhang (72). Startet das Ovsynch-Programm zu einem beliebigen Zeitpunkt des Zyklus, variiert sie zwischen 64 und 90% (51, 72). Demgegenüber wiesen Kühe, bei denen ein OvsynchProgramm am Tag 5–9 des Zyklus begann, nicht nur eine höhere Ovulationsrate nach der ersten GnRH-Injektion, sondern auch eine bessere Trächtigkeitsrate auf als Tiere, die früher oder später im Zyklus behandelt wurden (37, 72). Ähnliche Ergebnisse wurden bei Färsen zwischen den Zyklustagen 5 und 10 erzielt (44). Für die höhere Ovulationssynchronisationsrate bei Behandlung im frühen Diöstrus ist auch das zeitgleich vorhandene Corpus luteum verantwortlich, das seine Funktionalität bis zum Zeitpunkt der PGF2α-Injektion behält. So reduziert sich durch diesen Gelbkörper die Gefahr einer vorzeitigen Ovulation und der dominante Follikel der GnRH-induzierten Follikelwelle kann sich bis zum Zeitpunkt der zweiten GnRH-Injektion ungestört entwickeln. Die schlechteren Resultate bei Behandlung außerhalb dieses Zeitfensters sind darauf zurückzuführen, dass zum Zeitpunkt der zweiten Doublesynch PGF2α → GnRH 2 Tage → PGF2α 7 Tage → → GnRH 2 Tage Besamung 10–16 Stunden Presynch PGF2α → PGF2α 14 Tage → GnRH 12 Tage → PGF2α 7 Tage → → GnRH 2 Tage Besamung 10–16 Stunden Presynch-10 PGF2α → PGF2α 14 Tage → GnRH 10 Tage → PGF2α 7 Tage → → GnRH 2 Tage Besamung 10–16 Stunden Presynch-11 PGF2α → PGF2α 14 Tage → GnRH 11 Tage → PGF2α 7 Tage → → GnRH 2 Tage Besamung 10–16 Stunden Presynch-14 PGF2α → PGF2α 14 Tage → GnRH 14 Tage → PGF2α 7 Tage → → GnRH 2 Tage Besamung 10–16 Stunden Double-Ovsynch GnRH → 7 Tage PGF2α → 2 Tage GnRH → GnRH 7 Tage → 7 Tage PGF2α → GnRH 2 Tage → Besamung 10–16 Stunden Abb. 1 Zusammenfassende Darstellung verschiedener Protokolle zur Präsynchronisation von Kühen (Erläuterungen im Text); PGF2α = Applikation von Prostaglandin F2α bzw. Analoga; GnRH = Applikation von Gonadotropin-Releasing-Hormon-Analoga Fig. 1 Summary of different presynchronization protocols in cows (explanations in the text). PGF2α = application of prostaglandin F22α or its analogues; GnRH = application of gonadotropin releasing hormone analogues. Tierärztliche Praxis Großtiere 2/2013 © Schattauer 2013 Downloaded from www.tieraerztliche-praxis.de on 2017-10-30 | IP: 88.99.70.242 For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved. C. Schmidt et al.: Hormonprogramme beim Rind GnRH-Injektion entweder kein funktionales Corpus luteum oder kein ovulationsfähiger Follikel vorliegt. Bei einem Beginn des Ovsynch-Programms am Anfang des Zyklus (Tag 1–4) ist der dominante Follikel aufgrund einer unzureichenden Ausprägung von LH-Rezeptoren zumeist nicht ovulationsfähig (57). Da die nächste Follikelwelle nach 7–10 Tagen und damit etwa zum Zeitpunkt der zweiten GnRH-Injektion entsteht (27), kann auch der daraus entstandene dominante Follikel nicht auf GnRH ansprechen, sodass eine Ovulation erst mehrere Tage nach dem Ende des Protokolls auftritt. Ab Tag 10 des Zyklus hängt die Ovulationsfähigkeit des dominanten Follikels zudem vom Zeitpunkt des Auftretens der zweiten Follikelwelle (72) und damit von der tierindividuell unterschiedlichen Anzahl an Follikelwellen ab (60). Wird das Ovsynch-Programm in einem späteren Zyklusstadium (Tag 13–17) begonnen, steigt die Gefahr einer spontanen Luteolyse (44, 72), wodurch eine vorzeitige Ovulation des dominanten Follikels vor der zweiten GnRH-Injektion ausgelöst wird. Demgegenüber führt die Initiierung des Ovsynch-Programms am Ende des Zyklus (Tag 18–21) dazu, dass die PGF2αinduzierte Regression des Corpus luteum nicht in jedem Fall vollständig erfolgt (44). Um den Anteil der Tiere, die sich zu Beginn des Ovsynch-Programms im frühen Diöstrus (Tag 5–9) befinden, zu steigern wurden verschiedene Varianten zur Präsynchronisation des Zyklus entwickelt, die auf der Anwendung von PGF2α mit oder ohne GnRH basieren (5, 12, 38, 46, 49, 61). Präsynchronisation auf der Basis von PGF2α Eine einmalige PGF2α-Injektion 3, 10 oder 12 Tage vor Beginn des Ovsynch-Programms induzierte nur bei etwa 70% der Tiere eine Brunst und scheint daher als Präsynchronisation mit dem Ziel der Verbesserung der Trächtigkeitsrate ungeeignet (15, 38, 43). Erfolgte die PGF2α-Behandlung 2 Tage vor Start des Ovsynch-Programms (Doublesynch; ▶ Abb. 1), verbesserte sich die Trächtigkeitsrate im Vergleich zu der nicht präsynchronisierten Kontrollgruppe erheblich (72,8 vs. 29,8%) (48). Mithilfe von zwei PGF2α-Injektionen im Abstand von 14 Tagen als Teil der Präsynchronisation lässt sich der Anteil der brünstigen Kühe auf etwa 90% erhöhen und eine bessere Synchronisation der Follikelentwicklung erreichen (21). Wird 12 Tage nach der zweiten PGF2α-Gabe ein Ovsynch-Programm initiiert, befinden sich die Tiere zum Zeitpunkt des Programmstarts wie beabsichtigt am Tag 5–9 ihres Zyklus. Presynch Die zweimalige Gabe von PGF2α im Abstand von 14 Tagen, der nach weiteren 12 Tagen ein Ovsynch-Programm folgt, wird als Presynch bezeichnet (46) (▶ Abb. 1). Aus arbeitswirtschaftlichen Gründen schlugen Navanukraw et al. (47) zunächst einen Abstand von 14 statt 12 Tagen (Presynch-14) bis zum Beginn des OvsynchProgramms vor, da so vier der insgesamt fünf Injektionen auf den gleichen Wochentag fallen. Andere Autoren stellten jedoch fest, dass dieser Vorteil mit niedrigeren Ovulationsraten nach der ersten GnRH-Injektion und niedrigeren Trächtigkeitsraten im Vergleich zu Presynch-11 verbunden ist (24). Durch Presynch werden um bis zu 12% höhere Trächtigkeitsraten als mit dem Ovsynch-Programm ohne Präsynchronisation erzielt (19, 46, 47). In einigen Fällen trifft dies jedoch nicht vorbehaltlos zu. Als Beispiel seien die Ergebnisse einer neueren Arbeit von Stevenson (68) genannt. Er nutzte verschiedene Abstände (10, 12 und 14 Tage) zwischen der zweiten PGF2α-Injektion und dem Beginn der Behandlung im Rahmen von Cosynch (vgl. unten). Sowohl die Ovulations-, Luteolyse- und Ovulationssynchronisationsraten als auch die erzielten Trächtigkeitsraten waren im Vergleich zu der nicht präsynchronisierten Kontrollgruppe gleich. Bei der zeitlichen Gestaltung von Presynch und nachfolgenden Synchronisationsprogrammen ist neben dem Zyklusstadium auch die postpartale Phase zu berücksichtigen. Heuwieser et al. (35) beobachteten, dass puerperale Uteruserkrankungen durch zwei PGF2α-Injektionen im Abstand von 14 Tagen erfolgreich behandelt werden können. Darauf basierend entschieden López-Gatius et al. (41), den Beginn von Presynch in die freiwillige Wartezeit (Tag 22 p. p.) zu verlegen. Danach wurden sowohl präsynchronisierte Tiere als auch solche ohne Vorbehandlung dem Ovsynch-Programm unterzogen. Durch die Präsynchronisation stieg die Ovulationsrate nach der zweiten GnRH-Injektion des Ovsynch-Programms an, während die Anzahl der Tiere mit Endometritiden und Ovarialzysten am Tag 50 p. p. abnahm. Bei azyklischen Kühen kann Presynch nicht funktionieren, da bei ihnen zum Zeitpunkt der zweiten PGF2α-Injektion kein Corpus luteum vorliegt (12). So ist es nicht verwunderlich, dass beispielsweise Moreira et al. (46) erst nach Ausschluss dieser Tiere aus der statistischen Analyse eine Verbesserung der Trächtigkeitsrate durch Presynch feststellten. Vermutlich sind die schlechteren Ergebnisse von Primipara nach Presynch ähnlich geartet, da diese Tiere im Vergleich zu älteren Kühen häufiger zu Behandlungsbeginn eine Azyklie aufweisen (12, 19, 34). Präsynchronisation auf der Basis von PGF2α und GnRH Die Anwendung von Presynch verbessert bei zyklischen, nicht aber bei azyklischen Tieren die Trächtigkeitsrate im Vergleich zum Ovsynch-Programm ohne Präsynchronisation (12, 19, 34, 46). Da GnRH bereits erfolgreich zur Stimulation des Follikelwachstums sowohl zyklischer als auch azyklischer Tiere Anwendung fand (34, 64, 70), erschien es zunächst logisch, dieses Hormon anstelle von PGF2α zur Präsynchronisation einzusetzen. Um die Ovulationsrate nach der ersten GnRH-Injektion des Ovsynch-Programms positiv zu beeinflussen, muss eine präsynchronisierende GnRH-Injektion in einem klar definierten Zeitraum erfolgen. Da ein Follikel während der ersten 3 Tage der Dominanzphase aufgrund einer unzureichenden Ausprägung von LH-Rezeptoren gegenüber der durch GnRH induzierten hypophy- © Schattauer 2013 Tierärztliche Praxis Großtiere 2/2013 Downloaded from www.tieraerztliche-praxis.de on 2017-10-30 | IP: 88.99.70.242 For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved. 97 98 C. Schmidt et al.: Hormonprogramme beim Rind sären LH-Ausschüttung refraktär ist (57), kann der dominante Follikel einer neuen, GnRH-induzierten Follikelwelle frühestens nach 4 Tagen durch eine zweite GnRH-Gabe zur Ovulation gebracht werden. Dieses Intervall ist somit der minimale Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden GnRH-Injektionen. Andererseits darf ein maximales Intervall von 9 Tagen nicht überschritten werden, da der dominante Follikel dann zum Zeitpunkt der zweiten GnRH-Injektion bereits der Atresie unterliegt (28). Peters und Pursley (49) verabreichten Kühen eine PGF2α- und GnRH-Injektion 10 und 7 Tage vor Beginn eines Ovsynch-Programms zur Präsynchronisation. Obwohl durch dieses Vorgehen der Anteil der Tiere, die sich zum Zeitpunkt des Programmstarts am Tag 5–9 des Zyklus befanden, erhöht werden konnte, war zwischen den Trächtigkeitsraten der Präsynchronisations- und Kontrollgruppe kein Unterschied feststellbar. Auch DeJarnette und Marshall (17) erreichten weder mit einer PGF2α- und GnRHInjektion 14 und 7 Tage vor dem Beginn der Ovulationssynchronisation noch mit einer alleinigen GnRH-Gabe 7 Tage zuvor höhere Trächtigkeitsraten als mit Presynch-14. Darauf basierend empfahlen sie alle drei Protokolle gleichermaßen zur Präsynchronisation bei Milchkühen. Bello et al. (5) verabreichten dagegen GnRH bereits 2 Tage nach einer PGF2α-Injektion und 4, 5 bzw. 6 Tage vor der ersten GnRH-Injektion des Ovsynch-Programms (G4G-, G5G- und G6G-Gruppe). Sie fanden in der G6G-Gruppe eine höhere Ovulationsrate nach der ersten GnRH-Injektion des Ovsynch-Programms sowie eine tendenziell höhere Trächtigkeitsrate, während sich die G4G- und G5G-Gruppe diesbezüglich nicht von der nicht präsynchronisierten Kontrollgruppe unterschieden. Aus diesem Grund empfahlen Bello et al. (5) einen 6-tägigen Abstand zwischen einer GnRH-Gabe im Rahmen der Präsynchronisation und dem Beginn des Ovsynch-Programm. Durch das Ovsynch-Programm wird bei 88% der azyklischen Tiere ein Zyklus induziert (34). Basierend auf dieser Erkenntnis schlugen Souza et al. (61) vor, zur Präsynchronisation ein komplettes Ovsynch-Programm 7 Tage vor der eigentlichen Ovulationssynchronisation durchzuführen (Double-Ovsynch; ▶ Abb. 1). Mit diesem Vorgehen erreichten sie eine höhere Trächtigkeitsrate (49,7%) als mit der Kombination aus Presynch und einem nachfolgenden Ovsynch-Programm (41,7%). Resynchronisation Als Resynchronisation wird die erneute Synchronisation nach vorausgegangener Brunst- oder Ovulationssynchronisation bezeichnet. Sie dient dazu, bereits besamte, nicht tragende Tiere schnellstmöglich auf die nächste Insemination vorzubereiten. Aus Gründen der Zeitersparnis kann die Resynchronisation bereits vor der Trächtigkeitsuntersuchung beginnen. In diesem Fall ist eine Differenzierung zwischen tragenden und nicht tragenden Tieren zu Behandlungsbeginn nicht möglich, sodass zunächst auch tragende Tiere in die Resynchronisation einbezogen werden. Bis zum Vorliegen des Ergebnisses der Trächtigkeitsuntersuchung können daher nur die trächtigkeitskompatiblen Wirkstoffe GnRH (11) und Progesteron (71), außerhalb der Europäischen Union auch in Kombination mit Östrogenen (20), Anwendung finden. Keinesfalls darf PGF2α eingesetzt werden, da dieses Hormon abortauslösend wirkt. Erfolgt bereits vor der Erstbesamung eine Brunst- oder Ovulationssynchronisation, führt diese bei den nicht tragenden Tieren theoretisch zu einem ähnlichen Zyklusstadium (42), sodass diese etwa zur gleichen Zeit wieder in die Brunst kommen sollten. Tat- Resynch Besamung → GnRH → → TU negativ 7 Tage PGF2α am gleichen Tag → GnRH 2 Tage → Besamung 10–16 Stunden Cosynch Besamung → GnRH → → TU negativ 7 Tage PGF2α am gleichen Tag → GnRH + Besamung 3 Tage Rapid Resynch Besamung → TU negativ → am gleichen Tag → PGF2α 2 Tage GnRH → Besamung 10–16 Stunden Abb. 2 Zusammenfassende Darstellung verschiedener Protokolle zur Resynchronisation der Ovulation von Kühen nach negativem Ergebnis der Trächtigkeitsuntersuchung (TU negativ). Nicht berücksichtigt wurden Protokolle, bei denen den Tieren Östrogenderivate erabreicht werden, da diese in der Europäischen Union nicht zulässig sind (Erläuterungen im Text). PGF2α = Applikation von Prostaglandin F2α bzw. Analoga; GnRH = Applikation von Gonadotropin-Releasing-Hormon-Analoga Fig. 2 Summary of different protocols for the resynchronization of ovulation in cows after non-pregnancy diagnosis (TU negativ). Protocols including the application of estrogen derivatives have not been considered, as their use is prohibited in the European Union (explanations in the text). PGF2α = application of prostaglandin F2α or its analogues; GnRH = application of gonadotropin releasing hormone analogues. Tierärztliche Praxis Großtiere 2/2013 © Schattauer 2013 Downloaded from www.tieraerztliche-praxis.de on 2017-10-30 | IP: 88.99.70.242 For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved. C. Schmidt et al.: Hormonprogramme beim Rind sächlich aber variiert der Eintritt der nächsten Brunst von Tag 18 bis 24 post inseminationem (p. insem.) mit einem Maximum im Zeitraum von Tag 20 bis 24 p. insem. (14). Eine stärkere Konzentration der brünstigen Tiere auf ein engeres Zeitintervall (14, 20, 54) durch Resynchronisation der Brunst wird mithilfe einer mehrtägigen Progesteronsubstitution erreicht, da dadurch eine effektive Unterdrückung der Brunst bzw. ihrer Symptome für die Dauer der Behandlung erfolgt (12). Gelegentlich wurde empfohlen, Progesteron ab Tag 12 bis 17 p. insem. über einen Zeitraum von 5–7 Tagen mittels eines vaginalen Wirkstofffreisetzungssystems zu verabreichen (CIDR, controlled internal drug-releasing insert; PRID, progesterone-releasing intravaginal device) (12, 14, 39, 55, 71). Chenault et al. (14) fanden nach einer CIDR-Behandlung (Tag 14–21 p. insem.) eine um etwa 15% höhere Brunstsynchronisationsrate und eine Steigerung der Return-Rate im Vergleich zur Kontrollgruppe, in der keine Resynchronisation erfolgte. Dieser positive Effekt auf die Return-Rate ließ sich jedoch in anderen Studien nicht bestätigen (12, 20, 39, 54). Bei einer Resynchronisation der Brunst liegen in Bezug auf die Trächtigkeitsraten kontroverse Ergebnisse vor (14, 20, 54, 73). So ermittelten Xu und Burton (73) nach einer 5-tägigen, am Tag 16 p. insem. begonnenen CIDR-Behandlung eine niedrigere Trächtigkeitsrate als in der nicht resynchronisierten Kontrollgruppe, während Rivera et al. (54) nach einer ebenfalls bei Färsen durchgeführten 6-tägigen Applikation (Tag 14–20 p. insem.) ein besseres Ergebnis in der Resynchronisationsgruppe dokumentierten (47 vs. 26%). Demgegenüber konnten weder Chenault et al. (14) noch El-Zarkouny und Stevenson (20) nach einer am Tag 14 (14) bzw. 13 (20) p. insem. begonnenen 7-tägigen CIDR-Behandlung Unterschiede in den Trächtigkeitsraten zwischen Resynchronisationsund Kontrollgruppe feststellen. Um die Effektivität der Brunstresynchronisation zu steigern, kombinierten einige Autoren (20, 66) die CIDR-Behandlung mit der zweimaligen intramuskulären Applikation von Östradiolbenzoat (EDB) bzw. Östradiolcypionat (ECP). Die östrogenhaltigen Präparate wurden jeweils am Anfang und am Ende der CIDR-Behandlung appliziert. Diesem Konzept liegt die Idee zugrunde, dass durch die gleichzeitig mit dem Einlegen der CIDR-Vaginalspange erfolgende Initialbehandlung bei Mutterkühen (6) und nichtlaktierenden Milchkühen (7) eventuell vorhandene dominante Follikel zur Atresie gebracht werden und eine neue Follikelwelle induziert wird. Dadurch soll nicht nur der Entstehung persistenter Follikel vorgebeugt, sondern auch eine synchronere Follikelentwicklung erreicht werden. Die Behandlung 24 Stunden nach Entfernung der CIDR-Spange (Terminalbehandlung) soll dagegen den LH-Peak und die Brunst induzieren. Ferner wird erwartet, dass die Brunstsymptome deutlicher sind, sodass die Brunstbeobachtung erleichtert wird (42). Genau diesen Aspekten widmeten sich El-Zarkouny und Stevenson (20). Sie untersuchten, ob sich durch die Kombination einer CIDR-Behandlung (Tag 13–20 p. insem.) mit zwei Östrogengaben (Tag 13 und 21 p. insem.) die Resynchronisation der Brunst gegenüber der alleinigen CIDR-Applikation verbessert. Durch die Östrogensubstitution ließ sich der Anteil der Tiere, der zwischen Tag 20 und 26 p. insem. in die Brunst kam, nicht steigern. Obwohl das durchschnittliche Intervall bis zum Brunsteintritt durch die beiden Östrogengaben um 14–24 Stunden verkürzt werden konnte, unterschieden sich die mit Östrogenen behandelten Tiere in Bezug auf die Dauer und Ausprägung der Brunstsymptome nicht von den Kontrolltieren. Auch die Konzeptionsrate verbesserte sich durch die Östrogensubstitution nicht. Dementsprechend scheinen zwei zusätzliche Östrogengaben gegenüber der alleinigen CIDRBehandlung zur Resynchronisation der Brunst keine praktischen Vorteile zu bieten.1 Durch eine mehrtägige Progesteronbehandlung im Rahmen der Brunstresynchronisation kann vor allem in Betrieben mit unzureichender Brunsterkennung die Brunstnutzungsrate verbessert werden (66). Basierend auf Untersuchungen des Progesterongehalts in der Milch beobachteten Cavalieri et al. (9) allerdings, dass etwa 25% der mit Progesteron resynchronisierten, nicht tragenden Tiere nicht bis zum Tag 25 p. insem. in die Brunst kamen. Tiere, die bis zum Tag 25 p. insem. keine Brunstanzeichen aufweisen, werden gewöhnlich irrtümlich als tragend angesehen und deshalb auch als „phantom cows“ bezeichnet (8). Über eine Verlängerung der Güstzeit beeinträchtigen sie maßgeblich die Fruchtbarkeit (8). Um auch „phantom cows“ zu erfassen, wäre eine Resynchronisation der Ovulation und nicht nur der Brunst sinnvoll, da diese den Vorteil einer terminorientierten Besamung mit sich brächte. Hierzu eignen sich sowohl das Ovsynch-Programm (Resynch; ▶ Abb. 2) als auch dessen Modifikationen Cosynch und Heatsynch (1, 2, 4, 56, 63, 67) (▶ Abb. 2). Im Gegensatz zum OvsynchProgramm findet bei Cosynch die terminorientierte Besamung zeitgleich mit der zweiten GnRH-Injektion statt. Heatsynch zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite GnRH-Injektion des Ovsynch-Programms durch die Gabe eines Östradiol-17β-Derivats ersetzt wird und die Besamung entweder brunstorientiert im Anschluss an die Östrogengabe oder terminorientiert 48 Stunden nach dieser erfolgt. Aufgrund des europaweiten Verbots der Anwendung östrogenhaltiger Präparate bei lebensmittelliefernden Tieren spielt Heatsynch in Deutschland jedoch derzeit keine Rolle, wurde aber der Vollständigkeit halber erwähnt. Resynch Die Durchführung des Ovsynch-Programms zur Resynchronisation der Ovulation wird als Resynch bezeichnet (23). Bereits Pursley et al. (52, 53) schlugen vor, zur Verkürzung der Zwischenbesamungszeit mit dem Ovsynch-Programm behandelte, nicht tragende Tiere erneut einem Ovsynch-Programm zu unterziehen. Sie initiierten Resynch am Tag 32 p. insem. bei zuvor mittels transrektaler Sonographie als nicht tragend identifizierten Kühen (52). Bei Tieren, die nach der auf die Resynchronisation folgenden terminorientierten Besamung nicht trächtig wurden, erfolgte eine zweite 1 Hinweis: Der Einsatz von östrogenhaltigen Präparaten bei lebensmittelliefernden Tieren ist in der EU verboten. © Schattauer 2013 Tierärztliche Praxis Großtiere 2/2013 Downloaded from www.tieraerztliche-praxis.de on 2017-10-30 | IP: 88.99.70.242 For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved. 99 100 C. Schmidt et al.: Hormonprogramme beim Rind Resynchronisation. In der Resynch-Gruppe wurden bei einer deutlich kürzeren Zwischenbesamungszeit ähnliche Trächtigkeitsraten aus beiden Besamungen erzielt wie in der nicht resynchronisierten Kontrollgruppe. Wenn die erste GnRH-Injektion und die transrektale sonographische Trächtigkeitsuntersuchung gleichzeitig am Tag 32 p. insem. stattfinden (52), kann die Zwischenbesamungszeit mit Resynch nicht unter 42 Tagen liegen. Moreira et al. (45) versuchten, die Zwischenbesamungszeit zu verkürzen, indem sie den Start des Resynch 7 Tage (Tag 20 p. insem.) vor den Termin der ebenfalls vorgezogenen Trächtigkeitsuntersuchung verlegten. Auf diese Weise erfolgte die erste GnRH-Injektion des Protokolls bei Tieren mit unbekanntem Trächtigkeitsstatus. Unerwarteterweise lag die embryonale Mortalitätsrate zwischen Tag 20 und 27 p. insem. in der Resynch-Gruppe höher als in der nicht resynchronisierten Kontrollgruppe. Daher wurde von einer GnRH-Applikation bei Tieren mit unbekanntem Trächtigkeitsstatus zunächst abgeraten. In weiteren Studien fanden Fricke et al. (23) bzw. Chebel et al. (11) jedoch keine Hinweise darauf, dass die Vorverlegung von Resynch 7 Tage (Tag 19 bzw. 21 p. insem.) vor den Termin der Trächtigkeitsuntersuchung mit einem erhöhten Risiko embryonaler Mortalität einhergeht. Mehrere Autoren verglichen unterschiedliche Zeitpunkte für den Beginn von Resynch (23, 56, 62). Fricke et al. (23) führten Resynch am Tag 19, 26 und 33 p. insem. durch (D19-, D26- und D33-Gruppe). Während in der D19-Gruppe die geringste Anzahl tragender Tiere vorlag, wiesen die anderen beiden Gruppen vergleichbare Trächtigkeitsraten auf. Auch Sani et al. (56) fanden keine Unterschiede in den Konzeptionsraten von Tieren, bei denen Resynch am Tag 24 bzw. 31 p. insem. initiiert worden war. Im Gegensatz dazu beobachteten Sterry et al. (62) nach dem Beginn von Resynch am Tag 26 bzw. 33 p. insem. (D26- und D33-Gruppe) eine höhere Trächtigkeitsrate in der D33-Gruppe. Sie führten dieses Ergebnis auf den zum Zeitpunkt der ersten GnRH-Injektion höheren Anteil diöstrischer Tiere in der D33-Gruppe zurück. Wird eine Zyklusdauer von 21–24 Tagen zugrunde gelegt, findet die erste GnRH-Injektion eines am Tag 33 p. insem. initiierten Resynch am Tag 9–12 des Zyklus statt. Wie bereits im Abschnitt zur Präsynchronisation erläutert, beeinflusst das Zyklusstadium zu Beginn des Ovsynch-Programms die Fruchtbarkeitsergebnisse (44, 72). Auch mit Resynch werden höhere Trächtigkeitsraten erzielt, wenn zum Zeitpunkt der ersten GnRH-Injektion ein Corpus luteum vorliegt (23). Tatsächlich wird jedoch nur bei 78–84% der Tiere am Tag 33 p. insem. ein Gelbkörper gefunden (23, 62), was signifikante Unterschiede im Zyklusstadium bzw. -status der einzelnen Kühe widerspiegelt (59). Um den Anteil der Tiere mit einem Corpus luteum zum Zeitpunkt der ersten GnRH-Injektion zu erhöhen, schlugen Silva et al. (59) eine einmalige präsynchronisierende PGF2α-Injektion 12 Tage (Tag 34 p. insem.) vor Beginn von Resynch vor. Dabei akzeptierten sie, dass sich die Zwischenbesamungszeit deutlich verlängert. Obwohl sie keinen Einfluss der Präsynchronisation auf den Anteil der Tiere mit einem Gelbkörper zum Zeitpunkt der ersten GnRH-In- jektion feststellten, konnten sie die embryonale Mortalitätsrate im Vergleich zu der nicht präsynchronisierten Kontrollgruppe senken (7,6 vs. 17,1%) und die Trächtigkeitsrate steigern (35,2 vs. 25,6%). Ähnliches wurde bereits bei Einsatz von Presynch beschrieben (46, 47). Werden Tiere, die sich in anderen Zyklusstadien und nicht in der Lutealphase befinden, mit GnRH im Rahmen von Resynch behandelt, reicht die initiale GnRH-Behandlung zur Stimulation der Bildung eines Corpus luteum bis zu jenem Zeitpunkt, an dem PGF2α appliziert werden soll (4). Analog dazu sollte auch eine 7 Tage zuvor stattfindende Präsynchronisation mit GnRH den Anteil der Tiere mit einem Corpus luteum zu Beginn der Resynchronisation erhöhen. Obwohl Alkar et al. (1) und Dewey et al. (18) dies bestätigen konnten, differieren die Ergebnisse in Bezug auf die Trächtigkeitsraten. So beobachteten Dewey et al. (18) eine höhere Trächtigkeitsrate im Vergleich zu der nicht präsynchronisierten Kontrollgruppe (33,6 vs. 24,6%), während Alkar et al. (1), die anstelle von Resynch Cosynch zur Resynchronisation verwendeten, keine Verbesserung der Trächtigkeitsrate durch die Präsynchronisation feststellten. Bartolome et al. (2–4) gelang es schließlich, durch eine gezielte Zuordnung von Tieren mit unterschiedlichem Zyklusstadium bzw. -status zu verschiedenen Resynchronisationsprogrammen die Trächtigkeitsraten zu verbessern. So erzielten sie bei diöstrischen Tieren im Zeitraum von Januar bis Mai mit Resynch eine höhere Trächtigkeitsrate als mit einer modifizierten Heatsynch-Variante (Quicksynch; ▶ Abb. 2), bei der auf die initiale GnRH-Behandlung verzichtet wurde. Vermutlich war die Follikelentwicklung der Tiere der Quicksynch-Gruppe weniger gut synchronisiert (3). Bei metöstrischen Tiere ergab sich nach Resynch eine niedrigere Trächtigkeitsrate als nach einer Resynchronisation mit Heatsynch, da der Einfluss des nicht idealen Zyklusstadiums (Tag 1–4 p. insem.) durch die im Heatsynch mögliche brunstorientierte und dadurch teilweise frühere Besamung kompensiert werden kann (2). Auch Tiere mit Ovarialzysten lassen sich mit Resynch effektiv behandeln. Verglichen mit Heatsynch scheint der Behandlungserfolg sogar besser zu sein (2). Der Grund hierfür liegt darin, dass Kühe mit Ovarialzysten durch eine Störung der positiven Rückkopplung des Östrogenspiegels auf die hypophysäre LH-Ausschüttung (36) auch auf die Östrogengabe des Heatsynch schlechter ansprechen. Erfolgt bei Tieren mit Ovarialzysten zusätzlich 8 Tage vor Beginn von Resynch eine präsynchronisierende GnRH-Injektion, verbessert dies nochmals die Trächtigkeitsrate gegenüber der alleinigen Resynchronisation mit Resynch (3). Bartolome et al. (3) vermuteten, dass dieses Ergebnis auf die höhere Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein eines Corpus luteum zum Zeitpunkt der PGF2α-Injektion in der mit GnRH präsynchronisierten Gruppe zurückzuführen ist. Rapid Resynch Rapid Resynch unterscheidet sich von Resynch dadurch, dass auf die erste GnRH-Injektion verzichtet wird (42, 65). Gleiches wird im Programm Quicksynch durchgeführt (10). In beiden Program- Tierärztliche Praxis Großtiere 2/2013 © Schattauer 2013 Downloaded from www.tieraerztliche-praxis.de on 2017-10-30 | IP: 88.99.70.242 For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved. C. Schmidt et al.: Hormonprogramme beim Rind men soll dadurch die Zwischenbesamungszeit verkürzt werden. Die initiale GnRH-Behandlung kann deshalb unterbleiben, da die zur Erstbesamung führende Ovulationssynchronisation bei der Mehrzahl der Tiere ein ähnliches Zyklusstadium hervorruft (42). Tiere mit zwei Follikelwellen weisen zu jeweils zwei Zeitpunkten des Zyklus sowohl einen ovulationsfähigen dominanten Follikel als auch ein auf PGF2α ansprechendes Corpus luteum auf, weshalb für die Durchführung von Rapid Resynch pro Zyklus zwei Zeitfenster in Betracht kommen (Tag 5–9 und 18–21). Die meisten nicht tragenden Tiere beginnen nach vorausgegangener Ovulationssynchronisation am Tag 20 bis 24 p. insem. einen neuen Zyklus (14), sodass das erste Zeitfenster dieses Zyklus dann zwischen Tag 25 und 33 p. insem. liegt. Da es sich bei der ersten Injektion von Rapid Resynch um eine PGF2α-Gabe handelt, die bei bestehender Trächtigkeit abortauslösend wirkt, darf das Protokoll jedoch nur bei eindeutig nicht tragenden Tieren durchgeführt werden. Deshalb ist es notwendig, tragende Tiere möglichst frühzeitig zu detektieren. Allerdings existiert bisher unter Praxisbedingungen kein zuverlässiges Verfahren zur sehr frühen Trächtigkeitsdiagnostik (< Tag 27 p. insem.), sodass die Anwendbarkeit von Rapid Resynch limitiert ist. Wird Rapid Resynch mit der transrektalen Sonographie zur Trächtigkeitserkennung ab Tag 27 p. insem. kombiniert, ist der Verzicht auf die erste GnRH-Injektion ohne Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit möglich (43, 65). So ermittelten Stevenson et al. (65) nach Rapid Resynch eine um 23 Tage verkürzte Güstzeit sowie eine der unbehandelten Kontrollgruppe vergleichbare Trächtigkeitsrate. Meyer et al. (43) verglichen ein am Tag 29 p. insem. begonnenes Rapid Resynch mit einem 7 Tage zuvor initiierten Resynch. Auch sie fanden in beiden Gruppen vergleichbare Trächtigkeitsraten. Eine noch frühzeitigere Trächtigkeitsdiagnostik ist durch Nutzung biochemischer Testverfahren möglich, die auf dem Nachweis trächtigkeitsspezifischer Proteine beruhen (PAG, pregnancy-associated glycoproteins) (29). Green et al. (33) führten Rapid Resynch bei am Tag 25 p. insem. mittels PAG-ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) als nicht tragend identifizierten Tieren durch. Neben einer Trächtigkeitsrate, die derjenigen der mittels transrektaler Sonographie am Tag 32 p. insem. untersuchten Kontrolltiere entsprach, ließ sich eine Zwischenbesamungszeit von 28 Tagen erreichen. Da die unterste Grenze für eine Trächtigkeitsuntersuchung mittels PAG-ELISA bei Tag 25 p. insem. liegt (30), konnte das frühestmögliche Zeitfenster für die Initiierung von Rapid Resynch (Tag 18–21 p. insem.) zunächst nicht genutzt werden. Green et al. (32) gelang jedoch, den indirekten Nachweis von Interferon-τ (IFN-τ), eines weiteren, bereits ab Tag 14 p. c. gebildeten Produkts des Konzeptus (69), zur Trächtigkeitserkennung heranzuziehen. Downloaded from www.tieraerztliche-praxis.de on 2017-10-30 | IP: 88.99.70.242 For personal or educational use only. No other uses without permission. All rights reserved. 101 102 C. Schmidt et al.: Hormonprogramme beim Rind Das von ihnen entwickelte Testverfahren basiert auf dem Nachweis verschiedener Interferon-stimulierter Gene (ISG), die als Reaktion auf den Kontakt mit INF-τ durch im Blut zirkulierende Leukozyten vermehrt exprimiert werden (26). Green et al. (31) erzielten durch die Kombination dieses Verfahrens am Tag 18 p. insem. mit einem am Tag 19 p. insem. begonnenen Rapid Resynch bei Färsen nicht nur eine der unbehandelten Kontrollgruppe vergleichbare Trächtigkeitsrate, sondern erstmalig auch eine der physiologischen Zyklusdauer entsprechende Zwischenbesamungszeit von 21 Tagen. Schlussbetrachtung Das Ovsynch-Programm stellt ein strategisches hormonelles Fruchtbarkeitsprogramm dar, das durch die Synchronisation der Ovulation innerhalb eines 8-stündigen Zeitintervalls eine terminorientierte Besamung ermöglicht. Erfolgt die Initiation des Ovsynch-Programms in einem beliebigen Zyklusstadium, bleiben die erzielten Trächtigkeitsraten oftmals hinter den Erwartungen zurück. Darüber hinaus führt bei den aus der Synchronisation nicht tragenden Tieren das Warten auf die nächste Brunst häufig zu einer Verlängerung der Zwischenbesamungszeit und damit auch der Güstzeit. Um diese Defizite auszugleichen, wurden die dem Ovsynch-Programm vor- und nachgeschalteten Methoden der Präsynchronisation und Resynchronisation entwickelt. Neben dem deutlich höheren Kostenund Arbeitsaufwand für den Tierhalter besteht der wesentliche Nachteil beider Verfahren darin, dass die Tiere ohne Berücksichtigung tierindividueller Gegebenheiten innerhalb kurzer Zeit einer ganzen Serie von Hormonbehandlungen unterzogen werden. So erhält ein vor der Erstbesamung mit Presynch behandeltes Tier, bei dem aufgrund eines negativen Ergebnisses der Trächtigkeitsuntersuchung eine Resynchronisation mit Resynch durchgeführt wird, bis zur Zweitbesamung je vier GnRH- und PGF2α-Injektionen. Auch im Sinne des Verbraucherschutzes liegt es daher in der Verantwortung des bestandsbetreuenden Tierarztes, jeweils im Einzelfall abzuwägen, ob der potenzielle Nutzen der Präsynchronisation und Resynchronisation zur Verbesserung der Herdenfruchtbarkeit diesen Mehraufwand rechtfertigt. Interessenkonflikt Die Autoren bestätigen, dass kein Interessenkonflikt besteht. Literatur 1. Alkar A, Tibary A, Wenz JR, Nebel RL, Kasimanickam R. Presynchronization with GnRH 7 days prior to resynchronization with CO-Synch did not improve pregnancy rate in lactating dairy cows. Theriogenology 2011; 76: 1036–1041. 2. Bartolome JA, Silvestre FT, Kamimura S, Arteche ACM, Melendez P, Kelbert D, McHale J, Swift K, Archbald LF, Thatcher WW. Resynchronization of ovulation and timed insemination in lactating dairy cows I: Use of the Ovsynch and Heatsynch protocols after non-pregnancy diagnosis by ultrasonography. Theriogenology 2005; 63: 1617–1627. 3. Bartolome JA, Sozzi A, McHale J, Melendez P, Arteche ACM, Silvestre FT, Kelbert D, Swift K, Archbald LF, Thatcher WW. Resynchronization of ovulation and timed insemination in lactating dairy cows, II: Assigning protocols according to stages of the estrous cycle, or presence of ovarian cysts or anestrus. Theriogenology 2005; 63: 1628–1642. 4. 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