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

Neuroendokrine Regulation der männlichen Geschlechtsorgane Hafez/Hafez, 2000

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

Hormone, die die Sexualfunktion beim männlichen Tier steuern (1) Herkunft Wirkungsebene Hauptwirkung GnRH Hypothalamus Adenohypophyse FSH-, LH- Freisetzung LH Hoden (Leydig-Zellen) Stimulierung der Testosteronproduktion FSH (Sertoli-Zellen) Funktion der Sertoli- Zellen Prolactin Hoden, Gehirn kann maternales Verhalten hervorrufen Oxytocin (OT) Hypothalamus, Neurohypophyse gl. Muskulatur v. N-H-Schwanz, Samenleiter, Samenleiterampulle PGF2α-Synthese, präejakulatorische Spermienmotilität

Hormone, die die Sexualfunktion beim männlichen Tier steuern (2) Herkunft Wirkungsgewebe Hauptwirkung Estradiol (E2) Sertoli-Zellen Gehirn Sexualverhalten Testosteron (T4) Leydig-Zellen Anhangdrüsen, Tunica dartus, Hodenparenchym, Skelettmuskulatur Wachstum, fördert Spermatogenese und Anhangdrüsensekretion Inhibin Gonadotropine der Hypophyse hemmt FSH-Sekretion Prostaglandine (PGF2α) Samenblasen-drüse Nebenhoden metabolische Spermienaktivität, NH-Kontraktion

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

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

Endokrine Regulation - Spermatogenese 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.

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

Dauer der Spermatogenese (im Durchschnitt) bei einigen Haustieren und dem Menschen Gattung Dauer (Tage) Bulle 61 Eber 38 Hengst 57 Bock 47 Hund 54 Mensch 64

Untermodul 4 - 3 Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009 Spermaproduktion Spermientransport im weiblichen Genitale Paarungsreflexkette

Spermaproduktion bei Haustieren und Menschen Spezies Hodenmasse, beide (Gramm) Spermienzahl pro Gramm testikuläres Gewebe 1 Spermienzahl pro Tag 2 Bulle, Milchrasse 650 18 x 10 6 10 x 10 9 Fleischrasse 500 8 x 10 Schafbock 3 550 26 x 1 14 x 10 Eber 750 30 x 10 25 x 10 Hengst 165 3 x 10 Mensch 40 4,25 x 10 45 – 207 x 10 1 “spermatogenic efficiency“ 2 “daily spermatozoal production“ 3 während der Zuchtsaison Nach Senger, 1997

Normale Ejakulatvolumen und Spermiendichte bei Haustieren und Menschen Spezies Ejakulatvolumen (ml) Spermienkonzentration ( x106/ml) Bulle 3 – 15 5 500 – 2500 1000 Schafbock 0,3 – 2,0 1,5 2000 – 4000 3000 Eber 100 – 500 150 50 –300 100 Hengst 25 – 200 60 30 – 800 120 Rüde 2 – 15 9 60- 300 Mensch 2 – 6 3 20 – 250 80

Spermientransport im weiblichen Genitale

Spermientransport im weiblichen Genitale 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.

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

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

Spermientransport unterschieden: 1. initialer schneller Transport, 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, physiko-chemische und mechanische Barrieren können die Vorwärtsbeweglichkeit der Samenzellen verhindern. Innerhalb von mehreren Stunden siedeln sich befruchtungskompetente Spermien im Eileiter ein.

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

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 Senger, 1997 Pferd Senger,1997 Rind

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.

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

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)

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