Untermodul Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009

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1 Untermodul 4 - 11 Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009
Die instrumentelle Samenübertragung beim Schwein

2 Die instrumentelle Samenübertragung beim Schwein
Allgemeines Besamungsstationen Zuchtwertschätzung der KB-Eber Tierseuchenrechtliche und zuchthygienische Anforderungen an Besamungseber Sexualverhalten des Ebers Spermagewinnung Spermabeurteilung Spermaverarbeitung und –konservierung Insemination

3 Allgemeines beim Schwein weltweit mehr und mehr an Bedeutung.
Mit der Intensivierung der Schweinehaltung gewinnt die KB beim Schwein weltweit mehr und mehr an Bedeutung. Unter den modernen Produktionsbedingungen stellt sie einen wesentlichen Bestandteil des Reproduktionsprogramms dar. Auch in kleinen Betrieben (beispielsweise ohne Zyklus- steuerung der Sauen) spielt sie eine wichtige Rolle. Erst ab fand die Schweinebesamung in Deutschland ihre Anwendung in der Praxis, vorwiegend im ehemaligen Gebiet der DDR (Rothe).

4 Eberbesamungsstationen
Betriebe der Schweinezuchtorganisationen Das Prinzip der Einrichtungen entspricht dem der Bullenstationen Bereiche Stallbereich Absamraum Laborbereich Verwaltungsbereich Neben den Besamungsstationen gibt es betriebseigene Besamungsstationen.

5 Stallbereich Absambereich Laborbereich Labor
Eberbesamungsstationen Stallbereich Einzelhaltung in Boxen (Fläche: mindestens 6 m2), Einstreu: Stroh- oder Sägemehlmatten Bewegungsmöglichkeit durch Auslaufhaltung Absambereich Absamraum mit Absamboxen Wasch- und Behandlungsraum (mit Behandlungsstand) Trocknungsraum Vaginenlabor Laborbereich Labor Wasch- und Sterilisationsraum Depotlagerung der Besamungsportionen Materiallagerräume Pausenraum und Sanitärräume fürs Laborpersonal

6 Zuchtwertschätzung beim Eber
Top-Genetik-Programme: Selektion von KB-Ebern mit überdurchschnittlichen Zuchtwerten (seit 1990) Busch/Waberski, 2007

7 Selektion von Besamungsebern
Selektionskriterien: körperliche Gesundheit Rücken– und Seitenspeckdicke (US-Verfahren) tägliche Zunahmen Futteraufwand je kg Zuwachs von 100 ausgewählten Ebern werden 3 – 5 Zuchteber Abgangsursachen: mangelhafte Zunahmen < 400 g pro Tag Mängel im Sexualverhalten Mängel in der Spermaqualität Erkrankungen

8 Schweinebesamung in Deutschland 2007
Besamungsdichte: % Erstbesamungen: 5,6 Mio. Besamungen nach Rasse bzw. Zucht-Herkunft der Eber (2007), in %: PI deutsches Piétrain BHZP PIC DL deutsche Landrasse LW Large White DE deutsches Edelschwein) Sonstige 72,0 14,7 5,2 2,3 1,6 0,7 3,5 ZBS – Schweineproduktion 2009

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12 Gewährschaftsbestimmungen über Anforderungen an Besamungseber1
Abstammungsicherheit: Gewährfrist 12 Wochen Seuchenfreiheit: Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum Geschlechtsgesundheit: Verkäufer haftet dafür, dass der Eber normal entwickelte Geschlechtsorgane aufweist Deckvermögen: Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum (guter Geschlechtstrieb, einwandfreie Annahme des Phantoms und Samenabgabe) Spermaqualität: Gewährfrist 4 Monate; Beurteilungsgrundlage:  2 Ejakulate (Entnahmeabstand: mind. 4 d, max. 10 d) 1 Zentralverband der Deutschen Schweineproduktion (ZDS e.V.), 2005

13 Deckvermögen: Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum (guter Geschlechtstrieb, einwandfreie Annahme des Phantoms und Samenabgabe) Busch/Holzmann, 2001

14 Nach EU-Richtlinien zu untersuchenden Infektionen
Ursprungsbestand Status Untersuchung auf Quarantäne Station Bestand ist amtlich frei von: Brucellose Aujeszkyscher Krankheit Klassischer Schweinepest keine Impfung gegen MKS Aujeszkysche

15 Paarungsvorgang beim Eber
Vorspiel Erektion und Ausschachten Aufsprung und Umklammerung Suchbewegungen Einführen des Gliedes in die Scheide Friktionsbewegungen Ejakulation (mehrphasig) Absprung Begattungsdauer: 5 – 20 min Ejakulationsdauer: 2-4 min Busch/Holzmann, 2001

16 Samengewinnung Sie erfolgt mit einem Phantom als Sprungpartner
Methoden: Mit Hilfe einer künstlichen Vagina Mit der Hand ("gloved hand methode") Automatisierte Samengewinnung Minitüb, 2003

17 Samengewinnung mit Hilfe der künstlichen Vagina (KV)
Die Gestaltung der KV muss die Besonderheit der Ejakulation beim Eber berücksichtigen: geeignete Wasser-Luft-Polster und Temperatur ( °C) Druckregulierung auf die Penisspitze: entscheidender ejakulationsauslösender Faktor (Blasebalg) Minitüb, 1996 Schaetz, 1963

18 Handmethode der Samengewinnung
Busch/Waberski, 2007 wenig aufwendig keimarme Ejakulatgewinnung fraktionierte Samengewinnung

19 Samengewinnung mit der Hand
Technik Glans penis erfassen und ausziehen Kontinuierlicher Druck auf die Glans penis Fehler: Präputialöffnung erfassen Zu wenig oder zu starker Druck auf den Penis

20 Bakterien im Ebersperma Bedeutung
- Herabsetzung der Lagerungsfähigkeit - Verbrauch von Nährstoffen - Veränderung des Milieus - Spermienschädigung - herabgesetzte Motilität (v. a. durch E. coli) - Zunahme der Spermienagglutination - Membranschädigungen - Entwicklung von Antibiotikaresistenzen - USA: Nachweis von multiresistenten Keimen im Ebersperma - schlechte Erfahrungen mit Streptomycin (One-step-Type) - meist eingesetztes Antibiotikum zur Zeit Gentamicin (Multiple- step-Type)

21 Automatisierte Samengewinnung, im Hochstand
Ziel der neuen Methode: standardisierte Samenentnahme Gewinnung keimarmer Ejakulate 1. Der Penis wird mechanisch durch eine enge Manschette komprimiert, AutoMate

22 Automatisierte Samengewinnung, im
Hochstand Die Ejakulat-hauptfraktion wird getrennt aufgefangen 2. Der Penis wird elektronisch gesteuert komprimiert Automatisierte Samengewinnung im Hochstand Collectis

23 Spermienreiche Fraktion Spermienarme Fraktion
Vorsekret Spermienreiche Fraktion Spermienarme Fraktion Ejakulatfraktionen Sekret der Bulbourethraldrüsen 20-30 ml – 80 ml – 200 ml – 40 ml Weitze 2003

24 Merkmale der einzelnen Ejakulationsphasen beim Eber

25 Spermaqualität von Besamungsebern1, Teil 1
Merkmal Mindestanforderung Farbe grauweiß, weiß, gelbweiss Konsistenz molkig bis milchig Beimengungen (Harn, Blut, Eiter) keine Verschmutzungen (Kot, Haare) Geruch neutral Volumen ohne Bulbourethralsekret (ml) 100 Spermienkonzentration (106/ml) Alter d. Ebers:  9 Mo.:150 Mio. > 9 Mo.: 200 Mio.2 Spermiengesamtzahl SGZ- (109/Ejakulat) Alter d. Ebers:  9 Mo.: 15 Mrd. > 9 Mo.: 20 Mrd. 2Wenn Volumen > 250 ml ist, kann dieser Wert bis zu 20% unterschritten werden

26 Spermaqualität von Besamungsebern1, Teil 2
Merkmal Mindestanforderung Motile Spermien (%) 70 Morphologisch anomale Spermien + Spermien mit Plasmatropfen (%)  25 Spermien mit Kopfveränd. (%)  5 Spermien mit Kopfkappenveränd.(%) 10 Spermien mit Plasmatropfen (%) 15 Spermien mit Schleifen (%) Andere morphol. Abweichungen (%) Keimgehalt im ersten untersuchten Ejakulat keine für Tier und Mensch spezif. pathogenen Keime 1Gewährschaftsbestimmungen des ZBS e.V. (Stand )

27 Spermaaufbereitung und -konservierung
Verfahren: Flüssigkonservierung (Standardverfahren) Tiefgefrierkonservierung

28 Flüssigkonservierung des Eberspermas
Verdünner: Glucose-Natriumcitrat mit zahlreichen Modifikationen + Antibiotika

29 Zusammensetzung von Verdünnern
Bestandteile (g/l) Beltsville Thawing Solution (BTS) Kiew/ Merkt I + II Androhep1 Glucose EDTA Natriumcitrat Natriumhydro-gencarbonat Kaliumchlorid HEPES Bovines Serum-Albumin 37,0 1,25 6,0 0,75 60,0 3,7 1,2 26,0 2,4 8,0 9,0 2,5 1Langzeitverdünner lao

30 Flüssigkonservierung des Eberspermas
Verdünner: Glucose-Natriumcitrat mit zahlreichen Modifikationen + Antibiotika wichtiger Bestandteil: EDTA bindet toxische Stoffwechselprodukte und Schwermetallionen wirkt membranstabilisierend wirkt antimikrobiell

31 Verdünnungsvorgang

32 Spermaportionen oder Spermatuben
Besamungsvolumen Spermiendosis ml 1,5 – 2,5 Mrd. Spermien Aufbewahrung ·  Temperatur ·  Lebensdauer °C 2 - 3 Tage ("Langzeitverdünner": 6 Tage) Glucose Citrate Bicarbonate EDTA ...

33 Klimabox für Ebersamen

34 Tiefgefrierkonservierung
Nur spermienreiche Fraktion des Ejakulates genutzt Vorverdünnung mit Flüssigspermaverdünner langsame T°-Anpassung und Zentrifugation Resuspension mit eigelbhaltigem Kühlverdünner weitere Abkühlung auf 5°C und Zusatz von Glycerin und Ovus ES Paste Inseminationsportion: Pailletten oder Flag bags Inseminationsdosis: 4 Mrd. Spermien Auftauen der Besamungsportion: aufwendig Inseminationszeitpunkt: möglichst ovulationsnah (4 h davor) Gründe für geringen Einsatz: Niedrigere Abferkelrate (55-60%) Große Variation der Eberfertilität

35 Problematik des TG-Spermas
Ursachen für die geringe Akzeptanz des tiefgefrorenen Spermas in der Schweinezucht sind vor allem: Aufwendiges Konservierungsverfahren: Das große Ejakulat- volumen muss vor dem Einfrieren verringert werden. Niedrige Ausbeute an Besamungsportionen pro Ejakulat: Eine Besamungsdosis beträgt 4 Mrd. Samenzellen.  30% der Spermien sollten nach dem Auftauen beweglich sein. Hohe Kälteschocksensibilität: Bei der Kühlung des Samens unter +15°C stirbt ein hoher Anteil der Spermien ab (etwa 50%). Rolle des Seminalplasmas: zusätzliche Seminalplasmazugaben können die Befruchtungsergebnisse positiv beeinflussen.

36 Auftauen von TG-Sperma
Verdünner im Wasserbad bis auf 20°C erwärmen TG-Sperma (Makrotüb oder Tubette) im Wasserbad bei 50°C 45 sec lang erwärmen Aufgetautes Sperma dem Verdünner zugeben

37 Paarungszeitpunkt

38 Zeitpunkt der Besamung
Hintergrund: Ovulationen ( Dauer. 4-6 Std.) erfolgen im letzten Brunstdrittel Kapazitation der Spermien: Std Befruchtungs- u. Entwicklungsfähigkeit d. Eizellen: Std. - Besamung sollte 0 – 16 Std. vor den Ovulationen erfolgen  befruchtungsfähige Spermien sollen auf die Eizellen im Eileiter warten

39 Bestimmung des optimalen Besamungszeitpunktes
Exakte Sauenbeobachtung ist Voraussetzung Brunstkontrolle mit geschlechtsaktivem Eber zweimal täglich (Abstand Stunden)  Bestimmung des Duldungseintrittes Einsatz von Ebergeruchsspray anstatt des Ebers: positiver Stimulationseffekt während der Brunstkontrolle und bei der Insemination

40 Festlegung des Inseminationszeitpunktes
Duldungsorientierte Insemination KB Std. nach Feststellung des Duldungsreflexes KB – 18 Std. nach KB1 wenn Duldungsreflex  48 Std. anhält, KB Std. nach KB2 Terminorientierte Insemination (OS-Verfahren) KB Std. nach ovulationsauslösender Injektion KB – 16 Std. nach KB - bei Jungsauen nicht später als 40 Std. nach Injektion! - bei Altsauen nicht später als 42 Std. nach Injektion! Ovulationskontrolle: sonographisch

41 Zeitpunkt der Besamung bei Altsauen nach dem Ferkelabsetzen
Duldungsorientierte Besamung  frühzeitiger Brunsteintritt vermutlich lange Brunstdauer KB 1 – KB KB 1: später als 24 Stunden nach Brunstbeginn  mittlerer Brunsteintritt KB 1 – KB KB 1: Stunden nach Brunstbeginn  später Brunsteintritt häufig nur KB KB 1: unmittelbar nach Brunstbeginn

42 Spiralkatheter Gummi „Melrose“
Spirette, Spiralkatheter Andere Katheter-Modelle

43 Insemination Belstra, 2002 Senger, 2001

44 Inseminationstechnik
Deponierung der Spermaportion im kranialen Teil der Zervix (konventionelles Verfahren) Wenn die Sau „richtig steht“ (also duldet), wird das Sperma von der Gebärmutter „angesaugt.“

45 Besamungsgurte: - Gurte, die um die Flanke geschnürt werden verstärken den Duldungsreflex - Halterung für die Besamungspipette Besamungsbügel - werden von oben auf die Sau gesteckt - verstärken den Duldungsreflex - Halterung für die Besamungspipette

46 Ort der Deponierung einer Besamungsportion
Belstra, 2002

47 Belstra, 2002

48 Verschiedene Modelle von Besamungskathetern
mit Innenkatheter für die intrauterine Insemination

49 Ursachen für einen mangelhaften Besamungserfolg
unzureichende Brunstkontrolle zu geringe Anzahl von Besamungen pro Rausche falscher Besamungszeitpunkt Fehler in der Besamungstechnik Mängel der Besamungsportion (Lagerungstemperatur, Keime) zu geringes Volumen der Besamungsportion