Progesteron und Oozytenqualität
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Tierwissenschaftliches Seminar 2007 Weihenstephan 04. Juli 2007 Embryonale Mortalität Hauptursache für Fertilitätsstörungen bei Hochleistungsrindern Heinrich Bollwein Entwicklung der Milchleistung und der Fruchtbarkeit im Verlauf der letzten Jahrzehnte in den USA Milchleistung [kg/Jahr] 5000 50 1000 Trächtigkeitsrate [%] 100 9000 10 1951 1975 1985 1996 2001 BUTLER, 2003 Milchleistung und der NRR 90 zwischen 1997 und 2005 in Sachsen 8.375 6.096 44,9 kg Milch NR 90 (Kühe) 52,9 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Müller (2006) Entwicklung der Milchleistung der Kühe der Osnabrücker Herdbuchgesellschaft 12 8 6 4 2 25 20 20 20 15 20 10 20 03 20 00 20 95 19 90 19 85 19 80 19 75 0 19 Milch (in 1000 kg) 10 Reproduktions- u. Milchleistung eines Betriebes über mehrere Jahre 9.000 500 Milchleistung [Liter] 8.500 400 350 8.000 300 7.500 250 200 7.000 150 100 6.500 50 6.000 0 91-92 92-93 93-94 94-95 Abkalbesaison (Juni bis Mai) 95-96 96-97 Zwischenkalbezeit [Tage] 450 Bedeutung verschiedener Faktoren für Trächtigkeitsverluste 60 Anteil [%] 50 40 embryonale Mortalität 57% Späte Plazentation 30 Bulle 20 10 12% 10% 0 Gametentransport Letalgene 8% Frühe Plazentation fetale Mort. Nachbesamung 4% 5% 3% 1% modfiziert n. Inskeep u. Daily (2005) Hauptursachen für erhöhte embryonale Mortalität - Spätes Eintreten der ersten Ovulation p.p. - Progesteronmangel - vermehrtes Auftreten entzündlicher Erkrankungen - zu hoher Proteinanteil in der Futterration Hauptursachen für erhöhte embryonale Mortalität - Spätes Eintreten der ersten Ovulation p.p. - Progesteronmangel - vermehrtes Auftreten entzündlicher Erkrankungen - zu hoher Proteinanteil in der Futterration Milchleistung, Futteraufnahme und Energiebilanz Frühlaktation Laktationsmitte Laktationsende Trockenstehphase Futteraufnahme Energie Milch-Produktion Körperenergiereserven 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Monat post partum 9 10 11 12 Milchleistung Geburt 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 （Tag postpartum） Energiestatus negativer Energiestatus nach der Geburt ＋ － Verzögertes Wiedereinsetzen der Ovarfunktion (Miyamoto, 2006) IGF-1 Östrogen LH-Peak Ovulation LH Peak liver Ovulation CL IGF-1 Geburt 3 W pp Ö Anovulation IGF-1 Ö IGF-1 Östrogen kein LH-Peak keine Ovulation Auftreten des Eisprungs innerhalb der ersten 3 Wo p.p. in Abhängigkeit vom Gesundheitsstatus der Kühe Eisprung Kein Eisprung 60 32.8% (18 Kühe) 67.2% (39 Kühe) （Kühe） 50 40 30 20 （60％） 38 Kühe （40％） 10 0 gesund 57Kühe gesund 頭 39.5% 60.5% (15 Kühe) (23％） Kühe) krank krank (Miyamoto, 2006) Fruchtbarkeit in Abhängigkeit vom Auftreten der ersten Ovulation Eisprung in den ersten 3 Wo. p.p ja nein erste Besamung ndG [Tag] 68 95 50 17 71 58 110 150 Trächtigkeitsrate in den ersten 100 Tagen ndG [%] Trächtigkeitsrate in den ersten 180 Tagen ndG [%] Güsttage (Miyamoto, 2006) Ursachen für die erhöhte embryonale Mortalität bei Insemination im ersten Zyklus post partum Ovulation nach Azyklie CL uterine Progesteronrezeptoren PGF2α im Uterus Luteales PGF2α modifiziert n. Inskeep (2005) Auswirkungen eines erniedrigten Progesteronspiegels auf die mittels Oxytocin induzierte uterine PGF2a Sekretion im folgenden Zyklus Shaham-Albalancy et al., 2001 Hauptursachen für erhöhte embryonale Mortalität - Spätes Eintreten der ersten Ovulation p.p. - Progesteronmangel - vermehrtes Auftreten entzündlicher Erkrankungen - zu hoher Proteinanteil in der Futterration Zusammenhänge zwischen CL-Volumen und dem Progesteronspiegel bei Färsen sowie nichtlaktierenden und laktierenden Kühen Plasmaprogesteron [ng/ml] 6 5 4 3 2 1 0 1 2 4 6 8 10 CL-Volumen [cm3] 12 14 Sartori et al., 2002 Zusammenhang zwischen der Leberdurchblutung Progesteronabbau Progesteron-Clearence [ng/min/kg KGW0,75] 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Leberdurchblutung [l/min/kg KGW0,75] 0,30 120 400 200 0 12 * 80 8 40 4 0 0 A Lut ProgesteronäquivalenteP4) [pmol/ml] Fläche der Farbpixel (Lut) [mm²] Querschnittsfläche (Q) [mm²] Größe und Durchblutung des CL sowie Progesteronspiel bei laktierenden und nichtlaktierenden Kühen 16 laktierend 16 ,# p=0,04 *,#: nicht laktierend 0 # 600 P4 Progesteron und Oozytenqualität Progesteron LHFrequenz Follikelwellen Östrogenphase Oozytenqualität Progesteron LHFrequenz Follikelwellen Östrogenphase Oozytenqualität modifiziert INSKEEP (2004) Trächtigkeitsrate in Abhängigkeit von der Zahl der Follikelwellen Zweiwelliger Zyklus 62.5 % (45/72) Dreiwelliger Zyklus 81.2%* (26/32) Townson et al., 2002 Zusamenhänge zwischen Progesteronspiegel, Größe u. Produktion von Interferon τ des Embryos 20 000 9 15 000 6 10 000 3 5 000 Interferon (Einheit/Uterus) Progesteron (ng.ml-1) 12 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Großer Kleiner Embryo Embryo Tag 16 Interferon t Mann et al., 1999 Effekt eines verkürzten Östrus auf die follikuläre und luteale Durchblutung 1.GnRH 7d PGF2α 2.GnRH 40h 60h US Follikulärer Blutfluss im Östrus ,7 ,6 * US Lutealer Blutfluss im Diöstrus 1,8 1,6 A rot Durchschnitt A rot Durchschnitt 1,4 ,5 1,2 ,4 ,3 ,2 1 ,8 ,6 ,4 ,1 ,2 0 8d 0 * Luteale Durchblutung bei zyklischen, nichtgraviden und graviden Kühen Farbpixelfläche [ cm² ] 3,0 2,5 zyklisch ( n = 14 ) nicht-gravid ( n = 14 ) 2,0 1,5 gravid ( n = 18 ) 1,0 0,5 0 3 6 9 11 13 15 18 21 Tag des Zyklus/ Tag der Gravidität 25 Therapie Erhöhung des Progesteronspiegels - Hormonelle Behandlung 5, 10 oder 15 Tage nach der Besamung: - Pogesteron - hCG - GnRH - unterschiedl. Ergebnisse zum Effekt der Behandlungen Fig. 8-7 Applikation von hCG zur Induktion akzessorischer Corpora lutea hCG Effekt von hCG am Tag 5 auf die Fertilität in Abhängigkeit von der Körperkondition Trächtigkeitsrate [%] 60 hCG 50 40 K hCG K 30 hCG K 20 10 Zunahme Unverändert Änderungen des BCS Abnahme (>1) Hauptursachen für erhöhte embryonale Mortalität - Spätes Eintreten der ersten Ovulation p.p. - Progesteronmangel - vermehrtes Auftreten entzündlicher Erkrankungen - zu hoher Proteinanteil in der Futterration Auftreten von Krankheiten in Abhängigkeit von der Milchleistung Krankheitsinzidenz [in %] Mastitiden Klauenerkrankungen Ovarialzysten Metritiden Retentio secundinarum Milchfieber Milchleistung [in 1000 kg] ( Fleischer et al. 2001 ) Embryonale Mortalität infolge erhöhter PGF2a-Synthese Inflammation PGF2α Embryo Ovar CL Progesteron Einfluss von Flunixin Meglumin (FM) auf die Trächtigkeitsrate beim Rind TrächtigkeitsDiagnose Guzeloglu et al., 2007 Einfluss von Flunixin Meglumin auf die Trächtigkeitsrate beim Rind Tag 29 Trächtigkeitsrate [%] Tag 65 a= P < 0.04 b= P < 0.09 Kontrollgruppe Guzeloglu et al., 2007 Therapie Hemmung der PGF2α-Synthese mittels Omega-3-Fettsäuren Omega-3 FS Inflammation PGF2α CL Progesteron Embryo Ovar Beeinflussung der Prostaglandinsynthese durch Fütterung unterschiedlicher Fette Omega-6-Fettsäuren Omega-3-Fettsäuren C18:2n6 Linolsäure C18:3n3 α-Linolensäure Desaturase C18:3n6 Linolensäure C18:4n3-Stearidonsäure Elongase C20:3n6 Dihomo-γ-Linolensäure C20:4n3-Eicosatetraenolsäure Desaturase C20:4n6-Arachidonsäure C20:5n3-Eicosapentaenolsäure Prostaglandine der Serie 1 Cyclooxygenase Prostaglandine der Serie 2 (bes. PGF2α) Prostaglandine der Serie 3 (bes. PGF3α) Effekt der Fütterung von Fischöl auf die Prostaglandinfreisetzung des Uterus 400 Kontrollgruppe 350 PGFM [ng/ml] 300 Omega-3-Fütterung 250 200 150 100 50 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Stunden nach Oxytocingabe (Mattos et al. 2002, Petit et al. 2002, Mattos et al. 2004) Hauptursachen für erhöhte embryonale Mortalität - Spätes Eintreten der ersten Ovulation p.p. - Progesteronmangel - vermehrtes Auftreten entzündlicher Erkrankungen - zu hoher Proteinanteil in der Futterration Harnstoffgehalte in der Milch bzw. im Plasma und Trächtigkeitsraten Trächtigkeitsate (%) 75 Studie A n =160 Studie B n =155 P = 0.02 50 P = 0,02 25 0 < 19 > 19 PUN (mg/dL) < 19 > 19 MUN (mg/dL) (Butler et al., 1996) uteriner pH-Wert Zusamenhang zwischen Plasmaharnstoff und uterinem pH-Wert Plasmaharnstoff [mg/dl] Butler and Gilbert, unveröffentlicht Zusammenfassung - die erhöhte embryonale Mortalität ist die Hauptursache der Fertilitätsstörungen bei Hochleistungskühen - die erhöhte embryonale Mortalität ist vorwiegend auf peripartale Stofwechselstörungen zurückzuführen - durch entsprechende prophylaktische und therapeutische Maßnahmen ist eine Reduzierung der embryonalen Mortalität zu errreichen Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !
