2. Fortpflanzungsbiologische Grundlagen der künstlichen Besamung Andrologie und Haustierbesamung 2. Fortpflanzungsbiologische Grundlagen der künstlichen Besamung Zum Sexualverhalten und zum Absamvorgang

Anforderungen an männliche Zuchttiere vor dem Einsatz in der künstlichen Besamung Die Tiere müssen klinisch und geschlechtsgesund sein. Sie müssen ein ungestörtes Paarungsverhalten aufweisen.

Wie wird das Paarungsverhalten beim männlichen Tier ausgelöst? In der freien Natur, in der Herde ist die Mitwirkung des sich im Proöstrus oder im Östrus befindenden weiblichen Tieres entscheidend.

Wie wird das Paarungsverhalten beim männlichen Tier ausgelöst? Signale - Hypotha- Mittel- Medulla Rücken- - lamus hirn oblog. mark - - - T  E2 (Extero- zeptive - Neuro Impulse Impulse Impulse Reize) transmitter Lordose- reflex

Auslösung des Paarungsverhaltens beim männlichen Tier durch Reize oder Stimuli olfaktorisch: - Harn-, Vaginalschleimkosten, "Flehmen" akustisch: - Brüllen (Kuh), Meckern (Ziege), Grunzen (Sau)   optisch oder visuell: - "Torbogenschema" (Büchelmann, 1950) taktil: - Kopfauflegen aufs Becken, Belecken der Lendengegend, Stösse auf die Flanke, Beißen der Mähne, Laufschläge

Vomeronasales Organ (VNO) akzessorisches olfaktorisches Organ besteht aus blind endenden Schläuchen, deren Öffnungen mit Nase- und Rachenhöhle in Verbindung stehen das Lumen des VNO enthält olfaktorische Rezeptorzellen

Sexualpheromone bei Mammalia Beispiele: Eber: 3-Androstenol und 5-Androstenon (Moschus-ähnlicher Geschlechtsgeruch)   Mann: 5-Androst-16-en-3on

Interspezies-Effekte von Schaf- und Ziegenbockpheromonen nach Over 1992

Auslösung des Paarungsverhaltens beim männlichen Tier durch Reize oder Stimuli olfaktorisch: - Harn-, Vaginalschleimkosten, "Flehmen" akustisch: - Brüllen (Kuh), Meckern (Ziege), Grunzen (Sau)   optisch oder visuell: - "Torbogenschema" (Büchelmann, 1950) taktil: - Kopfauflegen aufs Becken, Belecken der Lendengegend, Stösse auf die Flanke, Beißen der Mähne, Laufschläge

Auslösung des Paarungsverhaltens beim männlichen Tier durch Reize oder Stimuli olfaktorisch: - Harn-, Vaginalschleimkosten, "Flehmen" akustisch: - Brüllen (Kuh), Meckern (Ziege), Grunzen (Sau)   optisch oder visuell: - "Torbogenschema" (Büchelmann, 1950) taktil: - Kopfauflegen aufs Becken, Belecken der Lendengegend, Stösse auf die Flanke, Beißen der Mähne, Laufschläge

Zu visuellen oder optischen Sinneseindrücken: Ein wichtiger Schlüsselreiz für das paarungsbereite männliche Tier ist der Umriss des Hinterteiles des weiblichen Partners   Büchelmann (1950): Torbogenschema (Torbogenreflex)   "Der Umriß des Hinterteiles ist eine Art Runddach mit Stütze,ähnlich einem Torbogen."

Auslösung des Paarungsverhaltens beim männlichen Tier durch Reize oder Stimuli olfaktorisch: - Harn-, Vaginalschleimkosten, "Flehmen" akustisch: - Brüllen (Kuh), Meckern (Ziege), Grunzen (Sau)   optisch oder visuell: - "Torbogenschema" (Büchelmann, 1950) taktil: - Kopfauflegen aufs Becken, Belecken der Lendengegend, Stösse auf die Flanke, Beißen der Mähne, Laufschläge

Paarungsverhalten und 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 und Abstieg vom Paarungspartner   Nachspiel  Postkoitale Phase mit völliger Peniserschlaffung und Rückverlagerung in das Präputium

Zur Ejakulation wie kommt sie zustande? Modell: Bulle vor allem Temperatursignale über Nervenendungen an der Penisspitze Signale werden über einen Reflexbogen zum Erotisierungs- zentrum geleitet von da aus werden Impulse geleitet  zum Samenleiter  zur Harnröhre Ejakulation  zu den Anhangsdrüsen über N. iliohypogastricus  Kontraktionen der M. urethralis ischiocavernosus und bulbospongiosus

Einteilung der Vatertiere nach dem Ort des Spermaablegens Scheidenbesamer: Bulle, Schafbock, Ziegenbock   Zervixbesamer: Hengst, Rüde   Gebärmutterbesamer: Eber Eileiterbesamer: Erpel

Rind Schaf Schwein Pferd Mensch

Einteilung des Deckvorganges nach der Ejakulationsweise Einphasig (= Synchronabsamung) - Bulle, Schafbock, Ziegenbock Mehrphasig (= Asynchronabsamung) - Hengst, Eber, Rüde

Zum Absamvorgang Zweck der sexuellen Stimulierung des abzusamenden Vatertieres schnelles Absamen Ejakulat mit hoher Spermiendichte Maßnahmen Vatertier zurückhalten (Bulle, Hengst) sog. Blindsprung durchführen (Bulle, Bock)

Mayors steps in sexual preparation resulting in transport of spermatozoa from the tail of the epidydimis into the pelvis urethra.

Physiologie der Fortpflanzung 5.Semester (WS) 2005/06 Spermientransport im weiblichen Genitale bei landwirtschaftlichen Nutztieren

Spermientransport im weiblichen Genitale bei landwirtschaftlichen Nutztieren Grundsatz: Voraussetzung für eine Befruchtung der Eizelle(n) ist vor allem, dass befruchtungsfähigen Spermien sich in der Eileiterampullen befinden und zwar in ausreichender Anzahl und zum richtigen Zeitpunkt im Bezug auf Belegungs- bzw. Besamungszeitpunkt.

Spermienablage und -transport Durch wellenförmige Kontraktionen der Uterus gelangen die Samenzellen in den Befruchtungsort (überwiegend passiv). Je nachdem wo die Spermien bei der Ejakulation deponiert werden, spielt die eigene Motilität eine wichtige Rolle. 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).

Phasen des Spermientransportes Zu 1. Er findet sofort nach der Belegung statt, nimmt 2 -.10 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 sowie physiko-chemische und mechanische Barrieren können außerdem die Vorwärtsbeweglichkeit der Samenzellen verhindern.

Seminalplasma Während der Ejakulation werden die Spermien mit den Sekreten der Anhangdrüsen (Seminalplasma) gemischt Das Seminalplasma dient als Nähr- und Transportsubstanz. Die Sekretion der akzessorischen Geschlechtsdrüsen wird durch das Testosteron gesteuert. Wichtige Sekretionsprodukte sind im Seminalplasma enthalten wie: - hohe Konzentrationen an: Askorbinsäure, Aminosäuren, Peptide, Proteine, Lipide, Fettsäuren, zahlreiche Enzyme - antimikrobielle Bestandteile: Immunoglobuline (IgA) - Hormone: Androgene, Prostaglandine, Östrogene, FSH, LH, Insulin, Prolaktin usw.

Sekretvolumina der akzessorischen Geschlechtsdrüsen 1 Spezies Volumen (ml) (Variationsbreite) Mittleres Herkunft der Hauptfraktionen Rind 2 - 10 4 Samenleiterampullen, Samenblasendrüsen Pferd 30 - 300 70 Samenleiterampullen Schwein 150 - 300 250 Prostata Bulbourethraldrüsen Schaf 0,7 - 2 1 Ziege 0,2 - 0,5 Hund 2 - 15 19 1nach Mann u. Lutwak-Mann (1981) u. Kolb (1984)

Wichtigste Bestandteile des Seminalplasma Komponente (mg/100 ml) Bulle Bock Eber Hengst Proteine (g/100ml) 6,8 5,0 3,7 1,0 Fruktose 460 -600 250 9 2 Sorbitol 10 - 140 26 -170 6 -18 20 –60 Zitronensäure 620 – 806 110 - 260 173 8 - 53 Inositol 25 - 46 7 - 14 380 – 630 20 –47 Glyzerolphospho- rylcholin 100 – 500 1100- 2100 110 – 240 40 - 100 Ergothionein 17 40 - 110

Spermienanzahl: Ort der Ablage - Ort der Befruchtung Von der großen Anzahl der Spermien, die beim Deckakt in die Fornix vaginae plaziert werden, gelangt nur ein sehr geringer Anteil in den Eileiter. Beispiel Bulle: verloren gehen an der Fornix vaginae: 1010 Samenzellen im Uterus: 106 " im kaudalen Isthmus: 104 " in der Eileiterampulle 102 "

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

Kapazitation und Akrosomreaktion Kapazitation ist der Reifungsprozess der Spermien im weiblichen Genitaltrakt Ejakulierte Spermien, obwohl sie befruchtungsfähig sind, müssen eine "Aktivierungsphase" durchlaufen, um die Eizelle befruchten zu können. 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. Nur in kapazitierten Spermien wird durch Kontakt mit der Zona pellucida die Akrosomreaktion ausgelöst.

Binding to zona pellucida Postcapacitation sequence of events leading to fertilization and pronuclei formation Hyperactive motility  Binding to zona pellucida Acrosomal reaction Penetration of zona pellucida Sperm-oocyte membran fusion Sperm engulfed Decondensation of sperm nucleus Formation of male pronucleus