Vorlesung 7. Semester, WS 2007/08 Andrologie und künstliche Besamung 5. Spermatologische Untersuchung

Spermatologische Untersuchung Methodisches Vorgehen Spermatologische Nomenklatur Diagnostische Aussagen von spermatologischen Befunden

Ziel der spermatologischen Untersuchung Die Befruchtungsfähigkeit der Samenzellen ermitteln • Natives Sperma • Verdünntes Sperma • Besamungsportion Die präsumptive Befruchtungsfähigkeit der Samenzellen erfassen

Bei jeder Spermauntersuchung zu beachten: Sie ist lediglich eine Information über die zu erwartende Fertilität der Spermien. Es wird nur ein Teil des Ejakulates (oder der Besamungsportion) untersucht und bewertet. Die Untersuchung eines einzigen Ejakulates dient zur Orientierung, ist aber nicht ausreichend für eine diagnostische Aussage. Erneute Untersuchung (n), wenn notwendig, je nach Tierart nach 3 – 5 Tagen.

Samenuntersuchungen: bei Besamungstieren: Mindestanforderungen und/oder Grenzwerte bei Decktieren: o.g.Mindestanforderungen gelten nur als Bezugsgröße bei Vatertieren für die Arterhaltung: Beurteilung anhand der Grenzwerte

Spermatologische Untersuchungsverfahren Die biologische Samenuntersuchung umfasst: makroskopisch mikroskopisch chemisch - physikalisch · Volumen · Konzentration · pH - Wert · Farbe · Beweglichkeit · Osmolarität · Konsistenz · Massenbewegung · Geruch · Vorwärtsbewegung · Beimischungen · Anteil lebender Spermien · Resistenztests · Agglu tination · Abnorme Spermien · Fremdzellen und andere Beimengungen

Makroskopische Untersuchung Volumen (Menge, ml)  tierartspezifisch  abhängig von Alter, Rasse, Jahreszeit, Absamtechnik  Bei Eber und Hengst wird das Ejakulat zunächst filtriert und dann das Volumen ermittelt.

Makroskopische Untersuchung Aussehen  Farbe  elfenbeinfarben (Schaf, Ziege, Rind)  weißlich (Rind, Pferd, Schwein)  weißlich-gelb (Rind  gelblich (Rind)  weißlich-grau (Pferd)  veränderte Farben  rötlich (Hinweis auf frisches Blut)  bräunlich (Hinweis auf altes Blut o. Schmutz)  grau o. grünlich (Hinweis auf Eiterbeimengungen

Aussehen  Konsistenz  lässt erste Rückschlüsse auf Spermiendichte zu  wird nur geschätzt, dient lediglich zur Groborientierung  lässt erste Rückschlüsse auf Spermiendichte zu  je spermienreicher das Ejakulat ist, desto konsistenter ist es ! rahmig (Geflügel, Schaf, Ziege, Rind milchig (Rind, Pferd, Schwein, Hund) molkig (Pferd, Schwein, Hund) wässrig: abnorm, Hinweis auf  Oligozoospermie oder  Azoospermie

Samenstauung (Spermiostasis) Wichtigste Sterilitätsursache der Böcke von Milchziegenrassen

Makroskopische Untersuchung Geruch - natives Sperma nahezu geruchlos - Harngeruch, fauliger Geruch, stark tierspezifischer Geruch:  zu beanstanden Beimengungen - Kotpartikel, Haare u.a. im Ejakulat: Ausdruck mangelhafter Hygiene beim Absamen  Ejakulate verwerfen

Mikroskopische Untersuchung(1) Spermienkonzentration • Def. Anzahl der Spermien pro Volumeneinheit Millionen Spermien pro l, mm3, ml • Methoden: Auszählen der Spermien in einer Zählkammer (Hämozytometer) • sehr gute und zuverlässige Methode, vor allem für Unterscheidung zwischen Spermien und ejakulatfremden Zellen • für die Routine arbeits- und zeitaufwendig!

Mikroskopische Ejakulatuntersuchung - Dichte Zählkammer nach Bürker-Türk Zählkammer nach Thoma neu

Mikroskopische Ejakulatuntersuchung - Dichte 0,5 1,01 Aufziehen von Sperma in die Blutzellpipette bis zur Marke 0,5; anschließend aqua dest. bis zur Marke 1,01 (Verdünnung 1:200) Durchmischen des Spermas mit aqua dest. durch Schütteln der Pipette

Mikroskopische Ejakulatuntersuchung - Dichte Vorbereitung der Zählkammer: Deckgläschen auf Zählkammer auflegen und fest andrücken bis Newton‘sche Farbringe sichtbar werden Einen Tropfen des Sperma-aqua dest.-Gemisches wird auf die Zählkammer direkt vor dem Deckglas aufgebracht und gelangt dann durch Kapillarkräfte gleichmäßig in die Vertiefung der Zählkammer mit den Quadraten Einige Tropfen verwerfen, Pipettenspitze abtupfen und nächsten Tropfen auf vorbereitete Zählkammer auftragen

Mikroskopische Ejakulatuntersuchung - Dichte - Auszählung bei 40-facher Vergrößerung - es werden nur Spermien gezählt, deren Köpfe innerhalb eines Quadrates oder auf der Begrenzungslinie unten und links liegen - gezählt werden 5 große Quadrate, ein großes Quadrat besteht aus je 16 kleinen Quadraten - die 5 großen Quadrate dürfen nicht direkt benachbart sein 1 4 1 5 16 2 3 4

Mikroskopische Ejakulatuntersuchung - Dichte Gesamtzahl ausgezählter Spermien (A) Fläche x Kammerhöhe x Verdünnungsgrad D = in l = A x 10000 in Mio./ml = A x 10 Berechnung der Dichte

Mikroskopische Untersuchung(1) Spermienkonzentration • Methode: Auszählen der Spermien mit fotoelektrischen Geräten:  Fotometer (Kolorimeter) • Weitere Methoden:  Coulter counter elektronischer Teilchenzählgerät  Durchflusszytometer Messung von fluoreszenzfarbstoff- markierten Spermien

Mikroskopische Untersuchung (2) Spermienmotilität subjektive Methoden:  Massenbewegung  Einzelbewegung • Massenbewegung - fischzugartige, wellen- oder schwarmförmige Bewegung der Gesamtheit der Samenzellen - sie wird durch Konzentration und Vitalität der einzelnen Samenzellen verursacht - Untersuchung: Ein linsengroßer Spermatropfen auf einem Objektträger ohne Deckglas bei 80-100-facher Vergrößerung

Beurteilung der Massenbewegung der Spermien bei Wiederkäuern Bewegung Bewertung keine Wellenbewegungen 0 langsame Wellenbewegungen + lebhafte Wellenbewegungen ++ intensive Wellen- und Wirbelbildung +++

Mikroskopische Untersuchung(2) Spermienmotilität • Einzelbewegung, in % differenziert nach: - vorwärtsbeweglichen Spermien (V) - ortsbeweglichen Spermien (O) - unbeweglichen Spermien (U) • Untersuchung: Ein senfkorngroßer Tropfen auf einem Objekträger mit Deckglas (200-400-fache Vergrößerung)

Vorwärtsbewegung der Samenzellen Anforderung: Ein gutes Sperma soll unmittelbar nach der Gewinnung vorwärtsbewegliche Spermien aufweisen wie folgt:   Wiederkäuer  70% Eber  50% Hengst  50% Rüde  75%

Bildauswertesystem für Motilitätsmessungen an Spermatozoen

Spermatozoenspuren farbig dargestellt

Bildschirmausdruck der Messergebnisse

Mikroskopische Untersuchung (2) Anteil lebender Spermien - Feststellung mit Hilfe von Färbeverfahren - Eosin-Nigrosin-Färbung:  lebende Spermien ungefärbt  tote Spermien gefärbt (geschädigte Plasmamembran)  Lebend-Tot-Rate (L –T – R) Anforderung: 75 - 25%

Mikroskopische Untersuchung (3) Resistenztests - Überprüfung der Lebensdauer des verdünnten Spermas bei Belastung (Routinediagnostik)  Verringerung der Spermienmotilität • Haltetest: 72 h Lagerung bei bestimmter T°   • Thermoresistenztest: mehrere Std. bei 38°C • HOS-Test (hypoosmotischer Schwelltest) • Tiefgefrierung

Mikroskopische Untersuchung (3) Agglutination Im normalen Ejakulat keine Zusammenklumpung der Samenzellen Fremdzellen und andere Beimengungen  - Epithel-, Blutzellen, Vorstufen der Spermien (Rund- zellen),Schmutzpartikel - Sperma ist nie keimfrei

Agglutination bei Ebersperma (Farelli-Färbung)

Mikroskopische Untersuchung (3) Abnorme Spermien - im normalen Ejakulaten treten morphologisch abweichende Spermienformen auf - keine verminderte Befruchtungsfähigkeit der Spermien, wenn sie 20% nicht überschreitet! Ätiologische Klassifikation der abnormen Samenzellen  primäre Veränderungen  sekundäre Veränderungen  tertiäre Veränderungen  

Schema für die Klassifizierung missgebildeter Spermien (nach Leidl et al. 1971)

Schema für die Klassifizierung missgebildeter Spermien (nach Leidl et al. 1971)

Schematische Darstellung der verschiedenen Spermiendefekte

Schematische Darstellung der verschiedenen Spermiendefekte

Spermatologische Untersuchungsverfahren Die biologische Samenuntersuchung umfasst: makroskopisch mikroskopisch chemisch - physikalisch · Volumen · Konzentration · pH - Wert · Farbe · Beweglichkeit · Konsistenz · Massenbewegung · Geruch · Vorwärtsbewegung · Beimischungen · Anteil lebender Spermien · Resistenztests · Agglu tination · Abnorme Spermien · Fremdzellen und andere Beimengungen

Chemisch-physikalische Untersuchung ph-Wert  Messung, um metabolische Aktivität der Spermien zu erfassen  Indikatorpapier (in der Routineuntersuchung  ph-Meter (für exakte Messung) Osmolarität  bei normalen Ejakulaten liegt der Wert zwischen 280 – 300 mOsmol (isotonischer Bereich)

pH-Wert des Spermas bei verschiedenen Haustieren Tierart Schwankungsbereich Bulle 6,2 - 6,8 Bock 6,2 - 6,9 Eber 6,8 - 7,8 Hengst 6,8 - 7,4 Rüde 6,7 - 6,8

Spezielle Spermatologie Indikationen: Subfertilität bei klinisch unauffälligen Befunden und Normospermie Qualitätskontrolle von konserviertem Sperma Ermittlung der Konservierfähigkeit von Sperma einzelner Vatertiere Wissenschaftliche Forschung vor allem über Spermienphysiologie und Spermakonservierung Einige Verfahren: CASA, Durchflusszytometrie, Spermienchromatinstruktur-Assay (SCSA), Membran- integrität, In-Vitro- Kapazitationstests u. a.

Spermatologische Nomenklatur Normospermie Alle Spermabefunde erfüllen Mindestforderungen. Dysspermie Ein oder mehrere Spermabefunde weisen gering bis mittelgradige Abweichungen von den Mindestanforderungen auf. Pathospermie Ein oder mehrere Spermabefunde weisen hochgradige Abweichungen von den

Diagnostische Aussagen von spermatologischen Befunden (1) Normospermie  entspricht mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit der Potentia generandi Dysspermie  entspricht einer herabgesetzten Pathospermie  entspricht völliger oder partieller Impotentia generandi

Diagnostische Aussagen von spermatologischen Befunden (2) Die Qualität des Ejakulates kann Auskunft über die Funktionsfähigkeit des Genitaltraktes geben Die Aussagen der Spermabefunde sollten immer im Zusammenhang mit den klinischen Befunden erfolgen Normospermie  Potentia generandi  zuchttauglich Dysspermie  herabgesetzte Potentia generandi  bedingt zuchttauglich Pathospermie völlige o. partielle Impotentia generandi  zuchtuntauglich