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Untermodul 4 - 9 Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009 Die instrumentelle Samenübertragung beim Rind 1.

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1 Untermodul Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009 Die instrumentelle Samenübertragung beim Rind 1

2 Die instrumentelle Samenübertragung beim Rind Gliederung Aufbau von Bullenbesamungsstationen Tierseuchenrechtliche und zuchthygienische Anforderungen Spermagewinnung Spermabeurteilung Spermaverarbeitung Spermakonservierung Insemination 2

3 Besamungsstation - eine Einrichtung, in der männliche Zuchttiere zur Gewinnung, Behandlung und Abgabe von Samen zur künstlichen Besamung gehalten werden, - bedarf einer staatlichen Betriebserlaubnis, - unterliegt der staatlichen Überwachung - auf züchterischem Gebiet, - auf veterinärhygienischem Gebiet; Träger kann sein: - Besamungsgenossenschaft - GmbH - Privatperson - eingetragener Verein - usw. Trend: internationale kommerzielle Organisationen 3 AGTK Wehrend, 2007

4 Aufbau von Bullenbesamungsstationen Stallbereich Samenentnahmebereich Laborbereich Spermadepot Verwaltungsbereich 4

5 Aufbau von Bullenbesamungsstationen Stallbereich Bullenställe mit Stand- und Boxenhaltung Bewegungskarussell Lagerräume für Material und Futter Behandlungsraum 5

6 Bereich Haltung der Zuchttiere - räumlich getrennt von anderen Bereichen - keine offenen Luftverbindungen zu anderen Stallungen - keine anderen Tierarten - keine kreuzenden Wege auf dem Weg zum Absambereich - räumlich getrennter Quarantänebereich 6 AGTK Wehrend, 2007

7 Haltung von Zuchtbullen Boxenhaltung (Boxengröße 4 x 4 m) Boxenbegrenzung: durch Stahlrohrgitter, deren Abstände Fluchtmöglichkeiten für das Personal bieten 7 AGTK Wehrend, 2007

8 Haltung von Zuchtbullen Vorschriften der Unfallverhütungsvorschrift Tierhaltung von der Landwirtschaftlichen Berufsgenossenschaft (Auszug) - über 12 Monate Nasenring - Leitstange: mindestens 1,4 Meter lang mit sicher schließbarem Anhängesystem - wenn Bulle in Einzelbox, muss diese über Fluchtmöglich- keiten und Personenschlupf verfügen 8 AGTK Wehrend, 2007

9 Aufbau von Bullenbesamungsstationen Samenentnahmebereich Sprung-/Spermagewinnungsraum Warteraum für Bullen Wasch- und Trockenraum für Bullen 9

10 Sprungraum - überdacht - Bodenbelag trittsicher - Wandbeschichtung wasserabweisend - ausreichend groß - Boden und Wände leicht zu reinigen und zu desinfizieren - rückstaugeschützter Wasserabfluss 10 AGTK Wehrend, 2007

11 Aufbau von Bullenbesamungsstationen Laborbereich Laboratorien für Spermauntersuchung, -verarbeitung und – konservierung Wasch- und Sterilisationslabor Vorbereitungsraum für künstliche Vaginen Containerraum Umkleide- und Lagerräume 11

12 Laborbereich - separat von der Samenentnahme (meist direkt benachbart) - Arbeitseinheiten für Samen- untersuchung, -verdünnung, -konfektionierung - bei Arbeiten mit flüssigem Stickstoff ausreichende Belüftung Beispiele für die apparative Ausstattung: - Mikroskop mit Heiztisch - Zentrifuge - Wasserbad - Abfüll- und Dosierungsvorrichtungen - Heißluftsterilisator 12

13 Bereich Spermadepot - ausreichende Lüftung - Unfallverhütungsvorschriften zum Umgang mit flüssigem Stickstoff 13 AGTK Wehrend, 2007

14 Nach EU-Richtlinien zu untersuchenden Infektionen Ursprungsbestand Status Untersuchung auf Quarantäne Untersuchung auf Station Untersuchung auf Bestand ist amtlich frei von: -Brucellose - Leukose - Tuberkulose -Brucellose -Leukose -Tuberkulose -BHV-1-Infektion - BVD/MD-Virus- Infektion -Brucellose - BHV-1-Infektion -BVD/MD-Virus- Infektion -Bovine genitale Campylo- bacteriose -Trichomonaden- seuche -Brucellose - Leukose - Tuberkulose - BHV-1-Infektion - BVD/MD-Virus- Infektion - Bovine genitale Campylo- bacteriose -Trichomonaden- seuche 14

15 In der Besamungsstation werden gehalten: Produktionsbullen: Bullen mit Zuchtwert im Alter von 4,5 – 8 Jahren Prüfbullen: Testbullen im Alter von 1,0 –1,8 Jahren mit begrenzter Produktion von Sperma für Prüfanpaarungen Verwahrbullen: Wartebullen im Alter von 1,8 – 4,5 Jahren in Warte- oder Verwahrhaltung bis Zuerkennung des Zuchtwertes 15

16 Anforderung an Zuchtbullen für den Einsatz in der KB und an Deckbullen - bei Mängelanzeige tierärztliches Fachgutachten - Verkäufer gewährleistet die angegebene Abstammung des Bullen - Verkäufer haftet für das Freisein von erkennbaren Mängeln und solchen Mängeln, die zum Zeitpunkt der Übergabe mit geeigneten diagnostischen Methoden erfasst werden können. - Zum Zeitpunkt der Übergabe gewährleistet der Verkäufer das Freisein von Erkrankungen außerhalb des Geschlechtsapparates, die die Zuchtverwendung einschränken oder ausschließen. -Physiologisch ausgebildete und nicht krankhaft veränderte Geschlechtsorgane (insbesondere Freisein von Genitalinfektionen) sind bis zu 12 Wochen nach der Übergabe durch den Verkäufer zu gewähleisten. - Der Verkäufer haftet für eine Reaktionszeit bis zum ersten Aufsprung von maximal 10 Minuten sowie einen physiologischen Ablauf der Paarungsreflexe und die Annahme der künstlichen Vagina (Frist 12 Wochen nach Ablauf der Quarantäne. aus: ADR-Empfehlung 8.2,

17 Anforderung an Zuchtbullen für den Einsatz in der künstlichen Besamung und für Deckbullen Befruchtungsfähigkeit (Frist: 4 Monate ab Beginn des Einsatzes): - Erfüllung der Mindestanforderungen des Ejakulates (s. u.!) - Beurteilungsgrundlage: drei Ejakulatuntersuchungen in einem Abstand von 3 – 5 Tagen; bei Nichterfüllung der Mindestanforderungen in mindestens einem Ejakulat – Untersuchung von zwei weiteren Ejakulaten im Abstand von nicht weniger als 14 Tagen und nicht mehr als 4 Wochen – Die Gewährfrist für die Spermaqualität beträgt 12 Wochen nach Abschluß der Quarantäne - Sonderegelung Deckbullen (Frist: 12 Wochen nach Einstallung): Potentia coeundi: - Mangelnde Libido sexualis ist frühestens zwei Wochen nach Verbringung anzeigbar. -- Nach einer Deckruhe von einem Tag müssen zwei Drittel der dem Bullen vorgestellten paarungsbereiten Tiere gedeckt werden. -Potentia generandi: - Von sechs einmal gedeckten Rindern sollen vier erfolgreich befruchtet werden. ADR-Empfehlung 8.2,

18 Methoden der Samengewinnung bei Bullen Künstliche Vagina: Methode der Wahl Elektroejakulation: Methode nur für Sonderfälle, in Deutschland 18

19 Samengewinnung mittels der künstlichen Vagina Erstmals bei Bullen durch Milowanow (SU, 1931) verwendet Im Laufe der Jahre zahlreiche Modellmodifikationen entstanden Sehr häufig genutzt: das dänische Modell Sprungpartner: Zuchtbulle, fixes oder bewegliches Phantom 19 Minitüb, 1998

20 Samengewinnung durch Elektroejakulation Weit verbreitetes Verfahren in Ländern mit extensiver Rinderhaltung, vor allem bei Fleischrassen Durch Stromstöße wechselnder Stromstärke und Spannung im Bereich der Anhangdrüsen kommt es zu Kontraktion der samen- ableitenden Wege und der Samenblasendrüsen (0 auf 200 mA, Volt, Reizdauer: 3-5 sec) Erektion Ejakulation; auch Ejakulation ohne Erektion 20 Elmore, 1985 Minitüb, 2003

21 Samengewinnung durch Elektroejak ulation In der deutschen Rinderzucht nicht zulässig bei Bullen mit Störungen der Begattungsfähigkeit oder mit schwacher Libido sexualis anwendbar beispielsweise beim Verdacht, dass die schlechte Konzeption von Färsen/Kühen einer Herde (Fleischrasse) durch den Deckbullen hervorgerufen wurde nein ja 21 Parsons, 2003 Walker, 1991

22 Künstliche Vagina - Mantelrohr, z. B. aus Hartgummi - Innenschlauch, z. B. aus Latex - Samenauffangglas - Gummiringe - Ventil - Gleitmittel - Latextrichter 22 Minitüb, 2003

23 Künstliche Vagina Schlüsselreize: - Temperatur (zwischen °C) - Druck - Gleitvermögen - Wärmeschrank (Cave: Keimvermehrung) - Wasser (Cave: spermizid) - alternativ: Luft 23

24 Absamvorgang - geschlechtliche Stimulation - Entwicklung von Routinen -Präputium erfassen und Penis ablenken - Vagina anbieten Eingangsöffnung der Vagina wird an die Penisspitze geführt - Suchbewegungen - der Bulle stößt aktiv in die Vagina Fehler: - Penis erfassen - Vagina überstülpen 24 Busch/Löhle/Peter, 1991

25 Hygienische Samengewinnung garantiert keimarmes Sperma 25 Top Agrar, 1994

26 Spermabeurteilung – Richtwerte Ejakulat (unverdünntes Sperma) Parameterbis 2 Jahreüber 2 Jahre Konsistenzrahmig bis milchig Farbeelfenbeinfarben bis weiß Massenbewegunggute Massenbewegung, lebhafte Wellen- und Schwarmbewegungen mit dunklen Verdichtungen Vorwärtsmotilität 70 % Veränderte Spermien< 20 %, 5 Kopf-, 10 Kopfkappenveränderungen pH-Wert6,4 - 7 Dichte/ml Volumen/ml 2 4 Gesamtzahl x 10 9 durchschnittlich bei 6 ADR-Empfehlung 8.2,

27 Spermakonservierung beim Rind TRIS-Eidotter-Citronensäure-Fructose-Glycerol: für Pailletten VerfahrenT: °CVerdünnerBefruchtungs- fähigkeit Flüssigsperma+5Na-Zitrat, TRIS-Puffer, Milch-Glycerin mit oder Eidotter, Antibiotika 4 Tage Flüssigsperma+15 bis +25 Caprogenhaltiger V. + Glucose + Antibiotika 3 Tage TG-N2- Sperma - 196Na-Zitrat-Glycerin mit Fruktosezusatz, TRIS- Verdünner, Soja-Lecithine, Antibiotika unbegrenzt 27

28 Spermakonservierung beim Rind TRIS-Eidotter-Citronensäure-Fructose-Glycerol: für Pailletten VerfahrenT: °CVerdünnerBefruchtungs- fähigkeit Flüssigsperma+5Na-Zitrat, TRIS-Puffer, Milch-Glycerin mit oder Eidotter, Antibiotika 4 Tage Flüssigsperma+15 bis +25 Caprogenhaltiger V. + Glucose + Antibiotika 3 Tage TG-N2- Sperma - 196Na-Zitrat-Glycerin mit Fruktosezusatz, TRIS- Verdünner, Soja- Lecithine, Antibiotika unbegrenzt 28

29 Frischsperma-Konservierung Nutzung eines kaprogensäurehaltigen Verdünners Besamungsdosis: Mio. Spermien! Begasung der Inseminationsportion mit Stickstoff Befruchtungsfähigkeit der Samenzellen etwa 3 Tage Anwendung z.Z. in Gegenden mit hoher Rinder- konzentration (z.B. Nordwestdeutschland, Bayern) oder bei hohem Bedarf an Sperma eines Spitzenbullen 29

30 Spermabeurteilung Anforderung an flüssigkonserviertes Sperma Gesamtzahl mindestens 3 Mio. Spermien mindestens 50 % Vorwärtsbeweglichkeit bis 72 Std. nach der Gewinnung bei sachgerechter Lagerung ADR-Empfehlung

31 Kryokonservierung (TG-Sperma ) Wichtigste Methode der Spermaverarbeitung beim Rind Eidotter ist in verschiedenen Verdünnermedien nach wie vor sehr gebräuchlich Anzahl der Spermien pro Dosis: Mio., nach Auftauen etwa 10 Mio. lebende Spermien (Schwellenwert) Neuer Verdünner: auf der Basis von Soja-Lecithinen Verdrängung des Eigelbs in den Verdünnern? 31

32 Spermakonservierung beim Rind TRIS-Eidotter-Citronensäure-Fructose-Glycerol: für Pailletten VerfahrenT: °CVerdünnerBefruchtungs- fähigkeit Flüssigsperma+5Na-Zitrat, TRIS-Puffer, Milch-Glycerin mit oder Eidotter, Antibiotika 4 Tage Flüssigsperma+15 bis +25 Caprogenhaltiger V. + Glucose + Antibiotika 3 Tage TG-N2- Sperma - 196Na-Zitrat-Glycerin mit Fruktosezusatz, TRIS- Verdünner, Soja-Lecithine, Antibiotika unbegrenzt 32

33 Spermabeurteilung – Anforderung an aufgetautes Tiefgefriersperma - Auftauen unter kontrollierten Bedingungen: - 38°C im Wasserbad für 10 Sekunden - mindestens 50 % Vorwärtsbeweglichkeit - pro Besamungsportion mindestens 6 Mio. vorwärtsbewegliche Spermien ADR-Empfehlung 8.2 Bedenke: - 30 – 50 % der Spermien überleben das Einfrieren und Auftauen nicht – daher muss mehr rein als rauskommen soll - bei den überlebenden Spermien ist die Überlebenszeit verkürzt 33

34 Neuer Verdünner für das Bullensperma Biociphos: Soja-Lecithine anstatt Eigelb 34

35 Kommerzielle Verdünner Eidotterhaltige Verdünner Eidotterfreie Verdünner Triladyl (Minitüb) Biociphos Plus (IMV) Trilutor (BIOLAB) BioXCell (IMV) Laiciphos (IMV) AndroMed (Minitüb ) 35

36 Verschiedene Verpackungsformen für Sperma: Ampulle, Pellet mit Auftaulösung, Minitüb, mittlere Paillette 36 Top Agrar, 1994

37 Pailletten ( Straws) Entwicklung aus Frankreich, die sich seit den sechziger Jahren weltweit verbreitet hat. Polyvinylchlorid, verschiedene Farben Verschiedene Größen: - große Pailletten (Makrotübs): Länge 240 mm; 5 mm, Inhalt 4 ml - mittlere Pailletten: Länge 133 mm; 2,9 mm, Inhalt 0,5 ml - feine Pailletten:Länge 133 mm; 2 mm, Inhalt 0,25 ml - Modell Minitüb:Länge 65 mm; 3 mm, Inhalt 0,25 ml Vorteile der Miniaturisierung: - rationelle Lagerung - Veränderung des Verhältnisses von Oberfläche zu Inhalt Nachteile der Miniaturisierung: - bei einigen Tieren müssen mehrere Pailletten eine Besamungsportion ergeben (Pferd) 37

38 Spermalagerung - in flüssigem Stickstoff (N 2 ) - Temperatur -196 Grad Celsius - Eigenschaften: - farblos - geruchlos - chemisch nicht aggressiv - schwerer als Luft - Siedepunkt: -196 °C 38

39 Gefahr durch flüssigen Stickstoff - N 2 muss verdampfen können - Explosionsgefahr bei festem Verschluss - Erstickungsgefahr in verschlossenen Räumen - Erfrierungen - besondere Gefahr: Augenverletzungen Merke: - Container vor Umkippen schützen, auch im Auto - Augen schützen (Schutzbrille tragen) - Container nicht in schlecht belüfteten Räumen lagern (Keller, Abseiten, u.a.) - Container müssen regelmäßig aufgefüllt werde n 39

40 40 AGTK Wehrend, 2007

41 Sollte nicht im Fahrgastraum transportiert werden. 41 AGTK Wehrend, 2007

42 Sofortmassnahmen bei Unfällen mit flüssigen Stickstoff - Kleidung und Schuhe ausziehen, wenn N 2 zwischen Kleidung und Haut - Augen: mit Wasser spülen - Bei Blasenbildung nicht reiben betroffene Stellen mit Verbandsmaterial abdecken - Räume lüften 42 AGTK Wehrend, 2007

43 Entnahme einer Besamungsportion Prinzip - Nur die Portion entnehmen, die gebraucht wird - die anderen Portionen nicht schädigen - die entnommene Portion unverzüglich dem Auftauprozess zuführen Vorgehen - Kanister soweit anheben, dass Paillette mit Pinzette erfasst werden kann - obere Kante der Pailletten darf Niveau der Containeröffnung nicht überragen - Paillette kurz schwenken - Kanister absenken - Paillette ins Auftaugerät überführen 43

44 Geräte für das Auftauen von Tiefgefriersperma 44 Minitüb, 2001

45 Vorbereitende Maßnahmen für die Insemination Auftauen der Paillete (38°C, Wasserbad) Feine Paillette: 10 sec. Minitüb: 20 sec. (Motilität der Samenzellen: 50%) Abtrocknen der Paillette Einlegen der Paillette in das Besamungsgerät Abschneiden der Paillettenspitze Ansetzen der Inseminationshülle 45

46 46 Top Agrar, 1995

47 47 Top Agrar 1995

48 Besamungszeitraum Ideale Bedingungen für eine Konzeption liegen dann vor, wenn bereits zum Zeitpunkt der Ovulation in der Eileiterampulle Spermien präsent sind. Die Lebensfähigkeit, vor allem die Befruchtungsfähigkeit der Spermien im Eileiter beträgt etwa 24 Stunden. Die Lebensdauer der Eizelle ist relativ kurz, etwa Stunden. Lebende Samenzellen sollten gegen Ende der Brunst im Eileiter befruchtungsbereit sein. 48

49 Der optimale Besamungszeitpunkt (I) Ovulation erfolgt durchschnittlich Stunden nach Ende der äußeren Brunstsymptome Kapazitation der Spermien dauert Stunden Optimaler Besamungszeitpunkt liegt in der zweiten Hälfte des Östrus, d.h. 12 bis 18 Stunden nach den ersten Brunstsymptomen Morgens-Abends-Regel (steht die Kuh morgens => Besamung abends) Fehlerquelle: Brunstfeststellung entspricht nicht dem Brunstbeginn 49

50 Samenablage in den Gebärmutterkörper intrauterine Spermadeponierung Samenablage in das vordere Drittel der Zervix intrazervikale Spermadeponierung - Samenablage in das ipsilaterale Horn tief intracornuale Spermadeponierung Samenablage in Genitaltrakt - Standardmethoden 50

51 In den Gebärmutterkörper: bei Erstbesamung und Nachbesamung, wenn deutliche Brunsterscheinungen auftreten und wenn eine Trächtigkeit mit Sicherheit auszuschließen ist, in das vordere Drittel der Zervix: bei Nachbesamung, wenn schwächere Brunstzeichen zu erkennen sind und wenn eine Trächtigkeit nicht mit Sicherheit auszuschließen ist, tief in das Horn: bei reduzierter Spermienzahl pro Inseminations- dosis und Besamung mit Sperma von Spitzenbullen mit niedriger Befruchtungsrate. Samenablage in Genitaltrakt 51

52 Samenablage im weiblichen Genitale Im Natursprung wird der Samen unmittelbar vor dem äußeren Muttermund abgesetzt (etwa 1-5 Mrd. Samenzellen) Bei der Insemination wird der Samen im kranialen Teil der Zervix oder im Uteruskörper abgesetzt (etwa Mio. Samenzellen) 52 Senger, 1997

53 53 Minitüb, 2001

54 Die Technik der Sameneinführung, die heute weltweit verwendet wird, ist die Insemination unter rektaler Kontrolle und Fixierung der Zervix Die Zervix wird nach kranial geschoben. Dadurch glättet sich die Schleimhaut der Vagina, die Besamungspipette kann leichter eingeführt werden. 54 AGTK Wehrend, 2007

55 Inseminationstechnik Samenablage unter rektaler Kontrolle Aufspreizen der Schamlippen Einführen des Besamungsgerätes tief in die Vagina Einführen des Armes in den Mastdarm Richtiger Zervixgriff und Zervixpassage Fingerkontrolle der richtigen Lage der Spitze des Besamungsgerätes Insemination intrazervikal intrauterin intrakornual Entfernung und Kontrolle des Besamungsgerätes Rektale Massage der Gebärmutter ( eventuelle Klitorismassage ) 55

56 56 Parey/Duplan 1987

57 Fehlerhafte Inseminationstechnik Wenn der Besamer die Zervix zu sich hin zieht, legt sich die Schleimhaut der Vagina in Falten, in denen sich das Besamungsgerät verfängt. 57 AGTK Wehrend 2007

58 Fehlerhafte Inseminationstechnik Wenn die Zervix zu weit kranial gefasst wird, knickt das Orificium externum ab und kann nicht gefunden werden. 58 AGTK Wehrend, 2007

59 Brunstverlauf und Reifung der Spermien bei zeitgerechter Besamung 59 Top Agrar, 2003


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