Untermodul 4 - 10 Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009 Die instrumentelle Samenübertragung beim Pferd

Die instrumentelle Samenübertragung beim Pferd Allgemeines Pferdebesamungsstationen Züchterische Bewertung des Pferdes Tierseuchenrechtliche und zuchthygienische Anforderungen an Besamungshengste Sexualverhalten des Hengstes Samengewinnung Samenbeurteilung Samenaufbereitung- und konservierung Insemination

Die Samenübertragung beim Pferd erfolgte sehr früh. Allgemeines Entwicklung der Pferdebesamung in der Welt Die Samenübertragung beim Pferd erfolgte sehr früh. Wissenschaftlich beschäftigte sich Spallanzani (Ende des 18. Jh.) mit der Kühlung des Pferdesamens Bereits Ende des 19. Jh. wurden Stuten in den USA und Europa besamt. Als Methode für die Praxis gewann die Pferdebesamung im 20. Jh. an Bedeutung (v.a. in UdSSR, Japan, USA, China). Allerdings breitete sich die Besamung sehr langsam aus: Bedeutung des Pferdes in der Gesellschaft unterschiedlich Fortpflanzungsphysiologie des Pferdes noch wenig bekannt Haltung der Züchter: Zurückhaltung, Skepsis, Ablehnung

Die instrumentelle Samenübertragung wird in den USA nicht zugelassen von: Jockey Club for Thoroughbreed Standard Jack & Jennet Registry of America American Miniature Horse Association The objections to AI by the Thoroughbreed registration authorities ………….. ………………………………….objection is now eliminated by blood testing. Die Vollblutzucht-Behörde in Großbritanien haben wahrscheinlich deshalb Bedenken gegenüber der KB, weil diese es ermöglich, eine übergroße Zahl von Fohlen eines einzelnen Hengstes in die Welt zu setzen. Außerdem besteht theoretisch die Möglichkeit, das System zu missbrauchen und Fohlen als Nachkommen des falschen Hengstes auszuweisen. Letzteres kann heute durch Bluttests ausgeschlossen werden.

Nach dem 2. Weltkrieg wurde sie genutzt, um die Allgemeines Entwicklung der Besamung in Deutschland Nach dem 2. Weltkrieg wurde sie genutzt, um die Deckseuchen zu bekämpfen. Heutzutage ist sie eine sehr wichtige biotechnische Methode in der Pferdezucht. Nachdem die sog. Frischsamenübertragung in den 80er Jahren in der Reitpferdezucht eingeführt worden ist, ist die Anwendung der Besamung sprunghaft gestiegen

Voraussetzungen für die weitere Entwicklung der Pferdbesamung Allgemeines Voraussetzungen für die weitere Entwicklung der Pferdbesamung Die Konzeptionsrate muss durch die KB steigern. Der Aufwand für die Besamung soll zumindest gleich, besser jedoch geringer sein als beim natürlichen Deckakt.

Bedeutung der künstlichen Besamung beim Pferd aus zuchthygienischer Sicht Effiziente Nutzung des Samens von sehr gefragten Hengsten Vermeidung von Krankheiten, die durch den Deckakt übertragen werden können Vermeidung des Risikos von Verletzungen während der natürlichen Paarung Regelmäßige Spermakontrolle Hengste können während der Decksaison im Leistungssport bleiben Überbrückung von geographischen Entfernungen Bevorratung von Samen genetisch wertvoller Hengste Nutzung von subfertilen Stuten und Hengsten

Pferdebesamungsstationen 2. Pferdebesamungsstationen Z.Z. mehr als 120 Stationen nach EU-Recht zugelassen Träger: Landgestüte, private Hengsthaltung Bereiche: Spermagewinnung, Spermaaufbereitung, Insemination Sprungraum - Grundfläche: > 6 x 6 m - Höhe > 4 m trittsicher kleiner separater Raum für Reinigung und Desinfektion von genutzten Materialien Klug/Sieme , 2003

Züchterische Bewertung des Pferdes Es gibt kein Besamungszuchtprogramm Wandlung der Zuchtziele ▪ früher Pferdehaltung für die Arbeit und fürs Militär ▪ heute hauptsächlich für den Sport (Leistung- und Freizeitsport Deutsche Reiterliche Vereinigung (FN, Fédération Equestre Nationale): Dachorganisation für den Pferdesport, Pferdehaltung und Pferdezucht

Thein, Ahlswede, 1986

Nach EU-Richtlinien zu untersuchende Infektionen 4. Ursprungsbestand Quarantäne Station Status Untersuchung auf Untersuchung auf Bestand ist • Infektiöse Anämie • Infektiöse Anämie amtlich frei von • Equine Arteritis • Equine Arteritis • Beschälseuche • Taylorella equi- • Taylorella equi- • Rotz genitalis genitalis • Pferdeencephalo- myelitis • Infektiöser Anämie • Stomatitis vesicularis • Tollwut • Milzbrand • (Pferdepestfreie Region) Bestand ist klinisch frei von: • Equiner Arteritis • Kontagiöser Equiner Metritis

Genitalerkrankungen beim Hengst Spezifische Genitalinfektionen Beschälseuche (Dourine) CEM (Kontagiöse equine Endometritis) Bläschenausschlag (Koitalexanthem) Equine virale Arteriitis (EVA) Unspezifische Genitalinfektionen durch: -hämolysierende Streptokokken Pseudomonas aeruginosa Klebsiella pneumoniae E. coli Salmonella abortus equi Pilze

Beschälseuche (Dourine) (Erreger: Trypanosoma equiperdum) Hussel et al., 1966

Bläschenausschlag (Koitalexanthem) (Erreger: EHV-3) McKinnon, 1996 Pycock, 1997

Sexualverhalten des Hengstes (I) In Anwesenheit einer rossigen Stute Präkoitale Phase ▪ Nach Kontakt mit der Stute Emisio penis und Erektion des Penisschwellkörpers innerhalb von 1-3 min. ▪ Flehmen ▪ Beriechen von Harn- und Kot- ansammlungen ▪ scharrende, auch schlagende Bewegung der Vorderhand ▪ Hindrängen zur Stute

Sexualverhalten des Hengstes (II) 5. Sexualverhalten des Hengstes (II) ● Koitale Phase ▪ Aufsprung ▪ Umklammerung der Stute mit der Vorderhand ▪ Suchbewegungen ▪ Einführen des Gliedes ▪ Friktionsbewegungen: 6-8 Beckenschüben ▪ Ejakulation: Dauer etwa 20 – 30 sec. ● Postkoitale Phase Absprung

Samengewinnung (I) Sprungpartner: 6. Samengewinnung (I) Sprungpartner: gut rossige Stute (möglichst keine Maidenstute) Pferdeattrappe (Phantom) Pycock, 1997 Stallion AI-Stud EC (92/65; 95/176

Minitüb, 2005

Samengewinnung(II) Methode der Wahl: Anwendung der künstlichen Vagina ● Hannover-Modell ● Missouri-Modell ● Colorado-Modell ● Krakower-Modell Alternativmethoden: - Nutzung eines Kondoms - manuelle Massage der Glans penis - Pharmaka-Anwendung (Xylazin, Imipramin, PGF2ἇ

Modell Hannover Missouri-Modell Modell Colorado

Nutzung der Missouri-Vagina beim Absamen eines Percheron-Hengstes

Nutzung der Colorado-Vagina beim Absamen eines sächsischen Kaltblut-Hengstes

Modell Krakow (offene Vagina) Minitüb, 1996

Busch,/Lühle/Peter, 1991

Busch/Löhle/Peter, 1991

Ejakulation beim Hengst Fraktion Konsistenz Zusammensetzung 11. Fraktion. Fraktion wässrig Spermafrei (fast!) (fast!) BulbourethraldrüsensekretBulbourethraldrüsensek 22. Fraktion. Fraktion milchig Nebenhodensperma Samenleiterampullensekretamenleiterampullensekr 3. 33.3.Fraktion gallertartig SamenblasendrüsensekretSamenblasendrüsensekret

3. Fraktion des Ejakulates

Spermawerte beim Hengst und Mindestanforderungen für den Einsatz in der KB Parameter Schwankungsbreite Mindestanford. Volumen 20 –120 ml 40 ml Farbe milchweiß bis bläulich-grau Konsistenz molke- bis milchähnlich pH-Wert 6,5 – 7,3 Spermienkonzentration 80 – 330 x 106/ml 100 x 106/ml Gesamtspermienzahl 5 –12 x 109 6 x 109 Gesamtmotilität 60 – 90 % 70 Vorwärtsmotilität 30 – 60% 50 % Anteil lebender Spermien 70 –90 % 80 % morphol. intakte Spermien 60 – 80 % 70 %

Ejakulatmerkmale bei Miniaturhengsten (<86,5 cm) und Ponys (<96,5 cm)1 Volumen (ml) 24,18  0,76 Spermiendichte (Mio./ml) 233,60  11,43 Motilität (%) Vorwärtsbeweglichkeit 63,8  0,7 Gesamtspermienzahl (Mrd./Ejakulat) 4,94  0,22 Morphologisch intakte Spermien (%) 54,28  1,05 1Nach Paccamonti et al. (1999)

Spermaaufbereitungsformen Nativsperma flüssigkonserviertes Sperma tiefgefrierkonserviertes Sperma

Nativsperma (unverdünnter Frischsamen) Hengstspermien in unverdünntem Zustand kurze Zeit befruchtungsfähig  Insemination 15 – 20 min. nach Sperma- gewinnung durchführen Spermiendosis: 250 x 106 vorwärtsbewegliche Spermien Inseminationsvolumen: Gesamtejakulat dividiert durch Anzahl der Empfängerstuten > 80% Trächtigkeitsrate

Flüssigsamenkonservierung Konservierungsfähigkeit in flüssigem Zustand begrenzt Basis der meisten Verdünner: Milch bzw. Milchprodukte und/oder Eidotter Kurzfristige Spermakonservierung: bis zu 12 Std. Verdünnungsverhältnis 1:3 Spermiendosis  300 x 106 vorwärtsbewegliche Spermien Inseminationsvolumen: 10 -20 ml Lagerung bei Zimmertemperatur (18° -20°C) Längerfristige Spermakonservierung: 24- 48 Std. „Versandsperma“ Spermiendosis  600 x 106 vorwärtsbewegliche Spermien Inseminationsvolumen: 5-15 ml Lagerungstemperatur: + 5°C Spermienmotilität (bei beiden Konservierungsformen) unmittelbar vor der Insemination:  35%

Magermilchverdünner (Kenney-Verdünner) Spermaverdünner Magermilchverdünner (Kenney-Verdünner) Trockenmagermilch 2,4 g Glucose 4,9 g Gentamycin-Sulfat 100,0 mg 8,4% NaHCO3 1,6 ml Aqua bidest. 92,0 ml Minitüb, 2005 Verdünner mit Sojabohnenlecithin Kenney-Magermilch-Verdünner

Versandbehälter Styroporbehälter mit Kühlakku Equitainer-Container

Tiefgefrierkonservierung Vorwiegend für den Samenexport genutzt aber auch für den Samen von Hengsten, die nicht dauernd in der Zucht eingesetzt werden, oder für die Bevorratung von Spermareserven Spermaaufbereitung erfolgt fast genauso wie die des Versandspermas (Merck-1-Zentrifugationsverdünner oder Glycin-Eidotter-Verdünner; Gefrierverdünner: Merck- Laktose-Verdünner) Abfüllen des Spermas in 0,5ml Pailletten Abkühlung und Tiefgefrieren in Stickstoffdampf, Lagerung in Containern mit flüssigem Stickstoff Spermiendosis  800 x 106 vorwärtsbewegliche Spermien

Schwerpunkt ist die Prüfung der Rosse: Nutzung eines Abprobierhengstes Insemination (I) Schwerpunkt ist die Prüfung der Rosse: Nutzung eines Abprobierhengstes Rektale Untersuchung: Ovaraktivität, Nutzung der Sonographie Sorensen, 1982

vor allem für die TG-Sperma-Nutzung geeignet Insemination (II) Zeitpunkt der Insemination: ▪ nach Brunstverhalten: Sie erfolgt ab dem 3. Tag der Rosse jeden 2. Tag (oder auch alle 36 Std.), bis die Stute den Probierhengst abschlägt für Anwendung des Frischspermas vertretbar ▪ nach Follikelkontrolle: Sie erfolgt, wenn der Graafsche Follikel weich ist, oder post ovulationem (Stute wird also alle 6 Std. rektal untersucht) vor allem für die TG-Sperma-Nutzung geeignet Beste Ergebnisse: FS: 24 Std. vor bis 12 Std. nach Ovulation TG: 12 Std. vor bis 6 Std. nach Ovulation

Spermiendosis: Empfehlung der WBFSH (World Breeding Federation of Sport Horses) Klug/Sieme, 2003

Vorkehrungen vor der Insemination Die Stute wird in den Inseminationsstand geführt oder die Hinterbeine werden ausgespannt. Bei Stuten mit Fohlen bei Fuß soll das Fohlen am Kopf der Stute gehalten werden oder in Box unmittelbar neben der Stute.

Klug/Sieme, 2003 Senger, 1997

Sameneinführung ● Unter Sichtkontrolle Klug/Sieme, 2003

Sameneinführung unter manueller Führung der Inseminationspipette Einführung der Pipette in die Vagina Passage durch den Zervikalkanal Busch/Löhle, Peter, 1991

▪ Nutzung von verlängerten flexiblen Besamungsinstrumenten Sameneinführung tief intrakornuale Samendeponierung ▪ Nutzung von verlängerten flexiblen Besamungsinstrumenten ▪ Unter transrektaler manueller Kontrolle ▪ Ort der Deponierung: - Uterusspitze - endoskopisch: an der uterotubalen Verbindung ▪ Ziel der neuen Technik: Reduzierung der Spermienzahl (« low-dose-insemination ») ▪ Schwellenwert bei 5 x 106 vorwärtsbewegliche Spermien

Auftauen des Tiefgefrierspermas Pailletten 37° C 30 sec. Makrotüb 50° C 40 sec.

Klug/Sieme, 2003

Klug/Sieme, 2003

Klug/Sieme, 2003