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Untermodul 4 - 2 Andrologie und KB 6. Semester 2009 Hormonale Regulation der Gonadenfunktion beim männlichen Tier Spermatogenese 1.

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Untermodul Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2008 Spermaproduktion Spermientransport im weiblichen Genitale Paarungsreflexkette 1.

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1 Untermodul Andrologie und KB 6. Semester 2009 Hormonale Regulation der Gonadenfunktion beim männlichen Tier Spermatogenese 1

2 Neuroendokrine Regulation der männlichen Geschlechtsorgane Hafez/Hafez, 2000

3 Die Beziehungen zwischen GnRH-, LH- und FSH-Sekretion Nach Senger, 1997 Die Beziehungen zwischen LH- und T-Konzentration im peripheren Blut

4 Hormone, die die Sexualfunktion beim männlichen Tier steuern (1) HormonHerkunftWirkungsebeneHauptwirkung GnRHHypothalamusAdenohypophyseFSH-, LH- Freisetzung LHAdenohypophyseHoden (Leydig-Zellen) Stimulierung der Testosteronproduktion FSHAdenohypophyseHoden (Sertoli-Zellen) Funktion der Sertoli- Zellen ProlactinAdenohypophyseHoden, Gehirnkann maternales Verhalten hervorrufen Oxytocin (OT) Hypothalamus, Neurohypophyse gl. Muskulatur v. N-H- Schwanz, Samenleiter, Samenleiterampulle PGF 2α -Synthese, präejakulatorische Spermienmotilität

5 Hormon HerkunftWirkungsgewebeHauptwirkung Estradiol (E 2 )Sertoli-ZellenGehirnSexualverhalten Testosteron (T 4 ) Leydig-ZellenAnhangdrüsen, Tunica dartus, Hodenparenchym, Skelettmuskulatur Wachstum, fördert Spermatogenese und Anhangdrüsensekretion InhibinSertoli-ZellenGonadotropine der Hypophyse hemmt FSH-Sekretion Prostaglandine (PGF 2α ) Samenblasen- drüse Nebenhodenmetabolische Spermienaktivität, NH-Kontraktion Hormone, die die Sexualfunktion beim männlichen Tier steuern (2)

6 Hormonelle Regulation der Fortpflanzung beim Hengst Exogene Reize: Tageslichtlänge, Temperatur, Ernährung, sexuelle Stimulierung, Rangordnung Testosteronsekretion: jahreszeitliche Schwankungen In den Leydig-Zellen werden neben Androgenen große Mengen an Östrogenen synthetisiert Knottenbelt, 2003

7 Funktionen der Androgene Testosteron-Funktionen - Haarwuchs - Knochenstoffwechsel - Muskelaufbau - Stimulierung und Erhaltung des Geschlechtstriebes - Funktion der männlichen Geschlechtsorgane Östrogene - Eber: synergistische Rolle mit Testosteron für das Paarungs- verhalten und Funktion der Anhangdrüsen Nieschlag, 1996

8 Bei einem männlichen zuchtreifen Tier ist eine ungestörte normale Samenzellbildung abhängig von: adäquater GnRH-Produktion durch den Hypothalamus ausreichender FSH- und LH-Sekretion durch die Hypophyse ausreichender Sekretion von Steroidhormonen durch die Gonaden. Endokrine Regulation - Spermatogenese

9 Spermatogenese Vorgang der Bildung männlicher Gameten Sie beginnt mit der Teilung von Stammzellen und endet mit der Bildung von Spermien. Phasen der Keimzellreifung: - Mitotische Proliferation und Differenzierung der diploiden Keimzellen (Spermatogonien) - Meiotische Reifeteilung der tetraploiden Keimzellen (Spermatozyten) - Transformation der haploiden Keimzellen (Spermatiden) in Spermien Schnorr/Kerstin, 2006

10 Dauer der Spermatogenese (im Durchschnitt) bei einigen Haustieren und dem Menschen GattungDauer (Tage) Bulle61 Eber38 Hengst57 Bock47 Hund54 Mensch64

11 Untermodul Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009 Spermaproduktion Spermientransport im weiblichen Genitale Paarungsreflexkette 11

12 Spermaproduktion bei Haustieren und Menschen 1 spermatogenic efficiency 2 daily spermatozoal production 3 während der Zuchtsaison Nach Senger, 1997

13 Normale Ejakulatvolumen und Spermiendichte bei Haustieren und Menschen SpeziesEjakulatvolumen (ml) Spermienkonzentration ( x10 6 /ml) Bulle3 – – Schafbock0,3 – 2,0 1, – Eber100 – – Hengst25 – – Rüde2 – Mensch2 – –

14 Spermientransport im weiblichen Genitale

15 Voraussetzung für eine Befruchtung der Eizelle(n) ist vor allem, dass befruchtungsfähigen Spermien sich in der Eileiterampulle befinden und zwar in ausreichender Anzahl und zum richtigen Zeitpunkt im Bezug auf Belegungs- bzw. Besamungszeitpunkt.

16 Rind Schaf Schaf Schwein Schwein Pferd Pferd Mensch Mensch Samendeponierung bei der Kopulation Das Samenablegen in weiblichen Genital ist speziesabhängig: Nach Sorensen, 1982

17 Einteilung der Vatertiere nach dem Ort des Spermaablegens Scheidenbesamer: Bulle, Schafbock, Ziegenbock Uterusbesamer:Hengst, Eber, Rüde

18 Spermientransport Es werden drei Phasen des Samenzellentransportes unterschieden: 1. initialer schneller Transport, 2. Besiedlung der Spermienreservoirs (vorwiegend aktiv) 3. langsame Ablösung und Transport der Spermien (vorwiegend aktiv).

19 Phasen des Spermientransportes Zu 1. Er findet sofort nach der Belegung statt, nimmt min in Anspruch, die Mizellen des Zervikalschleims erleichtern das Eindringen der Spermien in die Zervikalkrypten, Er wird durch die kontraktile Aktivität des Myometrium und Mesosalpinx gefördert. Zu 2. In den Zervikalkrypten herrscht ein spermienfreundliches Milieu (Wiederkäuer, Mensch; Hund?) Zu 3. Die Spermien werden hauptsächlich durch retrograden Transport, Leukozyteninfiltration und Spermiophagie abgestoßen. Immunologische Abwehrvorgänge, physiko-chemische und mechanische Barrieren können die Vorwärtsbeweglichkeit der Samenzellen verhindern. Innerhalb von mehreren Stunden siedeln sich befruchtungskompetente Spermien im Eileiter ein.

20

21 Spermienanzahl: Ort der Ablage - Ort der Befruchtung Bullenejakulat Von der großen Anzahl der Spermien, die beim Deckakt in die Fornix vaginae plaziert werden, gelangt nur ein sehr geringer Anteil in den Eileiter. Hunter und Greve, 1998

22 Spermienreservoir im kaudalen Eileiteristhmus Der kaudale Isthmus fungiert als Spermienreservoir bei den Wiederkäuern Pferd und Schwein beim Hund: ? (Uterindrüsen als Spermienspeicher ?) Aufgaben des Isthmus: Selektion der intakten Spermien Sicherstellung des Überlebens der Spermien Kapazitation der Spermien Begrenzung der Spermienzahl am Befruchtungsort Rind Senger,1997 Pferd Senger, 1997

23 Kapazitation und Akrosomreaktion Kapazitation ist der Reifungsprozess der Spermien im weiblichen Genitaltrakt Erst nach der Kapazitation haben die Spermien die Fähigkeit, die Eihüllen ( Cumulus oophorus, Corona radiata u. Zona pellucida) zu durchdringen und so die Befruchtung zu ermöglichen Es handelt sich um Veränderungen im Akrosom und um Veränderungen des Bewegungsmusters (Hyperaktivierung). Die Dauer der Kapazitation hängt vom Intervall Insemination - Ovulation ab (beträgt einige Stunden). Kapazitierte Spermien sind kurzlebig und instabil Transport zur Ampulle und Befruchtung müssen unmittelbar erfolgen.

24 Paarungsreflexkette (Sexuelle Reflexkette) Der Begattungsakt (Kopulation) stellt eine Aufeinanderfolge von sich wiederholenden Handlungen dar. Die Reflexkette unterliegt genetischer Veranlagung und neuroendokrinen Mechanismen.

25 Ablauf der Begattung beim Bullen Für die klinischen Belange wird der Ablauf der Begattung wie folgt unterteilt: Vorspiel (Excitatio) mit Versteifung (Erectio) und Ausschachten (Emissio) des Gliedes Aufsprung auf den Deckpartner (Ascensus) Umklammerung (Circumplexio) Suchbewegungen (Adjustatio) Einführen (Intromissio) des Gliedes in die Scheide Nachstoß (Propulsus) mit Samenausstoßung (Eiaculatio) Absprung (Descensus)

26 Ablauf der sexuellen Reflexkette Vorspiel Präkoitale Phase mit Versteifung und Ausschachten des Penis Paarung Koitale Phase mit Aufsprung, Umklammerung, Suchbewegungen, Einführen des Penis, Friktionsbewegungen bzw. Nachstoß mit Ejakulation Nachspiel Postkoitale Phase Abstieg vom Paarungspartner mit Peniserschlaffung und Rückverlagerung in das Präputium


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