Vorlesung: Fortpflanzung Wintersemester 2006/7, 5. Fachsemester - Grundlagen der Gravidität und Graviditätsstörungen, Geschlechtsdifferenzierung und deren.

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1 Vorlesung: Fortpflanzung Wintersemester 2006/7, 5. Fachsemester - Grundlagen der Gravidität und Graviditätsstörungen, Geschlechtsdifferenzierung und deren Störungen

2 Ovulation Follikeldurchmesser Zyklus Übergang zum Trächtigkeitsgelbkörper (tierartliche Unterschiede) Gelbkörper

3 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)

4 - 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)

5 Progesteronkonzentration bei der zyklischen Hündin Prolaktinkonzentration bei der zyklischen Hündin 0 10 20 30 40 50 60 -442468101214 Tage Wochen Progesteron ng/ml 0 1 2 3 4 -442468101214 Tage Wochen Prolaktin ng/ml Die Prolaktinkonzentration steigt an, wenn die Progesteron- konzentration abfällt.

6 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

7 Nomenklatur des Gelbkörper Corpus luteum periodicum - Corpus luteum cyclicum Corpus luteum graviditatis Corpus luteum accessorium (nur Pferd) Corpus luteum pseudograviditatis Hund – Metöstrus bei Tieren mit induzierter Ovulation: - sterile Bedeckung - Spontanovulation bei ingraviden Tieren mit spontaner Ovulation als Reproduktionsstörung

8 Östradiol 17ß später Anöstrus Prä-Proöstrus Proöstrus Östrus Metöstrus Progesteron Der präovulatorische Progesteronanstieg wird zur Deckzeitpunktbestimmung bei der Hündin genutzt.

9 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 graviditatis Beispiel: Rind, Schwein Übergang von Corpus luteum auf die Plazenta Beispiel: Pferd, Schaf

10 Ort der Progesteronsynthese während der Gravidität Schaf: bis zum 60. Tag Corpus luteum graviditatis dann Progesteron plazentären Ursprungs Katze: bis zum 50. Tag Corpora lutea graviditates dann Progesteron plazentären Ursprungs? Hund: Corpora lutea graviditates

11 Ort der Progesteronsynthese während der Gravidität Rind: Corpus luteum graviditatis zwischen Tag 180. – 250. zusätzlich Progesteron plazentären Ursprungs Ziege: Corpus luteum graviditatis Schwein: Corpus luteum graviditatis natürliche Alterung der Corpora lutea (130 – 150 Tage)

12 Ort der Progesteronsynthese während der Gravidität Pferd: bis zum 35. Tag Corpus luteum graviditatis ab 35. bis zum 130. Tag zusätzliche Corpora lutea auxilliaria zwischen 50. – 80. Tag Beginn der plazentären Progesteronsynthese ab 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 cups Syntheseende durch immunologische Abwehrreaktion

13 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)

14 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 - Elongation Rind: Tag 13 sphäroid 3mm 25 cm filimentös an Tag 17 Prinzip: antiluteolytische Wirkung beruht auf der Unterdrückung der Oxytozinsynthese in den großen Luteinzellen

15 Entwicklung des Rinderembryos (nach Leiser, 1975) A. 16./17. Tag post inseminationem B. 18./19. Tag post inseminationem - Implantationsbeginn C. 22. Tag post inseminationem D. 27. Tag post inseminationem

16 Entwicklung des ovinen Embryos (Rüsse, 1998)

17 Erkennung der Gravidität – Schwein - Synthese von Östrogenen: 1. Phase: Tag 11 und 12 2. 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

18 Erkennung der Gravidität – Fleischfresser - wohl kein frühembryonales Signal zur Aufrechterhaltung der Trächtigkeit notwendig - Genaues weiß man nicht.

19 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.

20 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

21 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

22 Embryonale Mortalität (Frühträchtigkeitsverlust) Abbruch der Trächtigkeit bis zum 42. Tag Befruchtungsrate 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

23 1. Woche: - 10 % 2. Woche: - 10 % 3. Woche: - 15 % 3 – 4 Kühe rindern um.

24 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

25 OvulationGeburt Progesteron LH Prolaktin Verlauf von Progesteron und Prolaktin bei der Hündin (Schema)

26 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

27 1.Genetisches Geschlecht: Zum Zeitpunkt der Befruchtung durch das haploide Spermium festgelegt indifferente Geschlechtsanlage – basic female auf dem Y-Chromosom ist der Testis-determinierender Faktor (TDF) kodiert Geschlechtsentwicklung Aus: Drews, 1993

28 SRY = Gen, welches den Testis-determinierenden Faktor kodiert. SRY = Sex determining region of the Y chromosome Geschlechtsentwicklung Aus: Passarge, 1994

29 2.Gonadales Geschlecht: Differenzierung der fetalen Keimdrüsen Beim weiblichen Individuum keine Produktion von Androgenen 3.Somatisches Geschlecht:Ausbildung der Geschlechtsorgane Aus: Drews, 1993

30 4.Psychisches Geschlecht: Determination des Gehirns durch 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

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32 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, Samenleiter Samenbläschendrüse Samenleiterampulle Uterovagina masculina Prostata, Bulbourethraldrüse Pars 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, Vestibulum Bartholinschen Drüsen Klitoris, Labien Labialwülste beim Flf.

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