Vorlesung: Andrologie und instrumentelle Samenübertragung Wintersemester 2006/7, 7. Fachsemester - Andrologische Untersuchung - Spermatologische Untersuchung.

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1 Vorlesung: Andrologie und instrumentelle Samenübertragung Wintersemester 2006/7, 7. Fachsemester - Andrologische Untersuchung - Spermatologische Untersuchung

2 Indikationen - Zuchttauglichkeitsuntersuchung (Ankaufsuntersuchung) - Erkrankungen der Geschlechtsorgane - Überwachungsuntersuchung bei Tieren, die im Zuchteinsatz stehen - zum größten Teil gesetzlich vorgeschrieben

3 Anforderungen an ein männliches Zuchttier (nach Merkt und Krause, 1977) - Erbgesundheit: Freisein von nutzungsbeschränkenden Erbfehlern - Allgemeingesundheit: Freisein von extragenitalen Erkrankungen, welche die Zuchtverwendung einschränken oder ausschließen - Geschlechtsgesundheit: Freisein von genitalen Erkrankungen - Begattungsfähigkeit (Potentia coeundi): Fähigkeit, den Paarungs- akt vollständig und ungestört auszuführen - Befruchtungsfähigkeit (Potentia generandi): normale Befruchtungsergebnisse nach Paarungsakt oder Verwendung des Spermas - Absamfähigkeit: Möglichkeit, Sperma mit technischen Hilfsmitteln zu gewinnen

4 Beispiel:Unterkieferverkürzung (Brachygnathia inferior) sehr variable Ausprägung möglich Erbgang: autosomal-rezessiv (Rind) autosomal-rezessiv und dominat (Pferd) Wichtig ist der Zuchtausschluss von Merkmal- und Anlageträgern Erbgesundheit: genitale und extragenitale Erbgesundheit

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6 Schwerpunkt liegt auf ansteckenden Erkrankungen Allgemeingesundheit

7 Geschlechtsgesundheit Merksatz: - Ist alles da? - Ist alles an der Stelle, wo es hingehört? - Ist die Ausprägung, dem Alter und der Geschlechtsaktivität entsprechend? - Funktioniert es? Morphologisch/anatomische Untersuchung Funktionelle Untersuchung

8 Tierartspezifische Besonderheiten Begattungsfähigkeit (Potentia coeundi)

9 - wird in der Regel nur indirekt erfasst - direkte Möglichkeit: Trächtigkeiten, Nachkommenanzahl - unterscheide In-vivo- und In-vitro-Befruchtungsfähigkeit Befruchtungsfähigkeit (Potentia generandi)

10 Formaler Ablauf der Andrologischen Untersuchung - Kennzeichen - Vorbericht - Allgemeine Untersuchung - Spezielle andrologische Untersuchung - äußere morphologische Untersuchung - innere morphologische Untersuchung - funktionelle Untersuchung - Entnahme von Proben für weitere Untersuchungen - Spermatologische Untersuchung - Mikrobielle Untersuchung - endokrine Untersuchung - Diagnose - Beurteilung

11 Kennzeichen - Rasse, Alter, Identität (Farbe, Chip, Tätowierung, Brandzeichen, u. a.) Vorbericht - Indikation - zielorientiert aber nicht einengend - Beispiele:- Deckeinsatz/Zuchtnutzung - Vorbehandlung/Vordiagnostik - Nachkommenzahl - Deckverhalten - Krankheiten - Erkrankungen anderer Tiere - Medikamenteneinsatz/Impfungen - Haltung - Fütterung

12 Allgemeine Untersuchung Mindestumfang: - Haltung - Verhalten - Ernährungszustand - Pflegezustand - Geschlechtstyp:- männlich - weiblich - kastratenhaft - Atemfrequenz - Puls - Temperatur - Bei Bedarf Erweiterung des Untersuchungsumfanges - häufig wird der Bewegungsapparat vergessen (Potentia coeundi)

13 Spezielle andrologische Untersuchung - äußere morphologische Untersuchung - Adspektion, Palpation - ggf. Sonographie, Vermessung der Hoden, Tonometer - vergleichend bei paarigen Organanlagen - Skrotum - Hoden - Nebenhoden - Samenstränge z. B.: Symmetrie, Verschieblichkeit, Inhalt z. B.: Größe, Form, Symmetrie, Lage, Konsistenz, Schmerzhaftigkeit z. B.: Größe, Form, Symmetrie, Konsistenz, Schmerzhaftigkeit

14 Spezielle andrologische Untersuchung - äußere morphologische Untersuchung - Präputium - Penis z. B.: Umfangsvermehrungen, Ausfluss im Ruhezustand und nach Vorlagerung/Erektion

15 Spezielle andrologische Untersuchung - innere morphologische Untersuchung - Palpation - Hengst und Bulle: rektale manuelle palpatorische Untersuchung - andere: rektale digitale Palpation - ggf. Sonographie - akzessorische Geschlechtsdrüsen - innere Darmbeinlymphknoten z. B.: Ausprägung

16 Spezielle andrologische Untersuchung - funktionelle Untersuchung - Ziel: Untersuchung der Begattungsfähigkeit - Methode: Beobachtung bei der Samengewinnung - Phantom - natürlicher Geschlechtspartner

17 Spezielle andrologische Untersuchung - funktionelle Untersuchung - Untersuchungsparameter: Ablauf der Paarungsreflexkette/ Paarungsverhalten - Geschlechtslust (Libido sexualis) Reaktionszeit: Zeit zwischen erster Kontaktaufnahme mit dem Sexualpartner und erstem Aufsprungversuch/Emission/Erektion - Ablauf des Paarungsvorganges - Annahme der künstlichen Vagina - Anzahl der erforderlichen Aufsprünge

18 Paarungsreflexkette/Paarungsverhalten Reflexkette:geordneter Ablauf von angeborenen (unbedingten) und erworbenen (bedingten) Reflexen Die Ausführung einer Handlung führt zur Veränderung der einwirkenden Reize, die wiederum als Auslöser für die nächste Handlung dienen. Prägung:Vorgang, bei dem Objekte eine Bedeutung erhalten, die weitgehend irreversibel ist. Prägungsphasen - Prägung auf den Artgenossen - Prägung auf den Sexualpartner Paarungsverhalten:-Prägung auf den Sexualpartner - angeborene Reflexe werden durch Erfahrung ergänzt

19 Paarungsverhalten Prägung: - sensible Phase - Nestflüchter und Schwein: erste 3. Monate - Hund: zwischen 3. und 12. Woche nach der Geburt - fehlerhafte Artprägung bedeutet fehlerhafte Sexualpartnerprägung - Doppelprägung bei Haustieren Aus: Bostedt und Dedie, 2001

20 Einflüsse auf das Paarungsverhalten - Saison - Tierarten mit saisonaler Paarungszeit - Hitze wirkt fruchtbarkeitsdepressiv - Genetik - Bulle: Heritabilität der Libido sexualis bei 0,59 0,16 - Nutzung - Hierarchie - Erfahrung

21 Spezielle andrologische Untersuchung - Entnahme von Proben für weitere Untersuchungen - Spermatologische Untersuchung - Ejakulatgewinnung (gesamt oder fraktioniert) - Transport/Lagerung bis zur Untersuchung - Untersuchung - wichtige Störgrößen sind Zeit und Temperatur

22 Spermatologische Untersuchung - Mindestanforderungen als Beurteilungsgrundlage - Berücksichtigung der Umstände: - Nativsperma oder konfektioniertes Sperma - Alter des Vatertieres - Nutzung der Vatertieres - Angaben aus dem Vorbericht zur Potentia generandi - Lagerung - Methodisches Vorgehen - makroskopische Untersuchung - mikroskopische Untersuchung - funktionelle Tests (z. B.: Penetrationstests, Bindungstests, IVF) - mikrobiologische Untersuchung

23 Makroskopische Ejakulatuntersuchung - Volumen: Uterusbesamer > Scheidenbesamer - Aussehen: Farbe, Konsistenz - Beimengungen: keine - Geruch: nahezu geruchlos Volumen: - saisonal bzw. nutzungsabhängige Schwankungen - Hauptvolumenanteil ist das Sekret der akkzessorischen Geschlechts- drüsen - Oligospermie: - vermindertes Ejakulatvolumen - zu starke Nutzung (Exhaustion) - Saisoneinflüsse - Aspermie:- kein Ejakulat - Verlegung der samenableitenden Wege

24 Makroskopische Ejakulatuntersuchung Aussehen:Farbe und Konsistenz - Farbe - grauweiß bis elfenbeinfarbig - bei Wdk. teilweise gelblich-grünliche Farbe durch Riboflavingehalt - Abweichungen: - Rot- und Braunfärbung: Hämospermie - Konsistenz - abhängig von der Spermiendichte, Beschaffenheit des Seminalplasmas, Beimengungen - Wdk.: höchste Dichte, rahmähnliche Konsistenz Hengst und Eber: molkeähnlich - Abweichungen: - Pyospermie - Urospermie - Oligozoospermie: verminderte Spermiengesamtzahl - Azoospermie: völliges Fehlen von Spermien

25 Makroskopische Ejakulatuntersuchung Geruch - Farbe - Abweichungen: - Urospermie - Pyospermie

26 Mikroskopische Ejakulatuntersuchung - Beweglichkeit - Spermiendichte - Anteil lebender Samenzellen - Lebensdauer bei Belastung - Agglutination - Fremdzellen und andere Beimengungen - morphologisch veränderte Spermien

27 Mikroskopische Ejakulatuntersuchung Spermienbeweglichkeit (Motilität) - Massenbewegung: Beurteilung am nativen Wdk.-Sperma linsengroßer Tropfen, ohne Deckgläschen, Hellfeld vorgewärmter Objektträger, 100fache Vergrösserung fischschwarmartige Verdichtungszonen Beurteilung im Zentrum des Tropfens (Randphänomen) - Einzelbeweglichkeit: - Schätzverfahren unter dem Lichtmikroskop - Computergesteuerte Videomikrografie (CASA) - Abweichungen:- Asthenozoospermie: verminderte Beweglichkeit - Akinozoospermie: keine Beweglichkeit

28 Mikroskopische Ejakulatuntersuchung Spermienbeweglichkeit (Motilität) - Grundlage: Bei der Beurteilung der Motilität zwischen Objektträger und Deckgläschen herrschen semianaerobe Bedingungen - anaerobe Stoffwechselbedingungen Wdk.: ausgeprägte Fruktolyse – starke Motilität Eber:ineffektive Anaerobier – nur vibrierende oder oszillierende Bewegungen - Gefahr der iatrogenen Pathospermie: konstante Wärmequelle 40°C - Unterscheide:- Massenbewegung - Einzelbewegung:- vorwärtsbeweglich - ortsbeweglich - unbeweglich - Linearität - Geschwindigkeit - Aufrechterhaltung der Beweglichkeit unter Belastung

29 Mikroskopische Ejakulatuntersuchung Spermiendichte - Bestimmung: - Zählkammer nach Verdünnung - Schätzung anhand der Konsistenz gibt Anhalte - fotoelektrische Geräte (Fotometer, Kolorimeter) und Teilchenzähler - Abweichungen: - Oligozoospermie: verminderte Spermienzahl - Azoospermie: Fehlen von Spermien

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

31 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 0,5 1,01

32 Mikroskopische Ejakulatuntersuchung - Dichte Einige Tropfen verwerfen, Pipettenspitze abtupfen und nächsten Tropfen auf vorbereitete Zählkammer auftragen Vorbereitung der Zählkammer: Deckgläschen auf Zählkammer auflegen und fest andrücken bis Newtonsche 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

33 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 2 3 4 5 4 16 1

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

35 Mikroskopische Ejakulatuntersuchung Anteil lebender Spermien - Prinzip: Einsatz von Farbstoffen, die unterschiedlich in lebende und tote Spermien eindringen und oder in diesen verbleiben - Abweichungen:- Nekrozoospermie: ausschließlich tote Spermien Lebend-Tot-Färbung mittels Eosinausstrich - geschädigte Plasmamembran ist durchlässig für Eosin - Färbelösung: 2 g Eosin-B und 3 g Natriumcitrat ad 100 ml Aqua dest. - Auf einen Objektträger: kleiner Spermatropfen + doppelt so großer Tropfen Färbelösung - 20 Sekunden mischen - Ausstreichen - Auszählung von 200 Spermien

36 Mikroskopische Ejakulatuntersuchung - Abweichungen:- Nekrozoospermie: ausschließlich tote Spermien Agglutination und Fremdbeimengungen - Agglutination: Zusammenlagern von Spermienköpfen - Fremdbeimengungen: - unreife männliche Keimzellen (Rundzellen) - Epithelzellen - Erythrozyten - Leukozyten - Schmutzpartikel

37 Mikroskopische Ejakulatuntersuchung Spermienmorphologie - immer Abweichungen von der Morphologie zu finden - zur Beurteilung ist eine Immobilisierung der Samenzellen notwendig - nachgeschaltete Färbungen - Beurteilung bei 1000 facher Vergrößerung - Auszählung von 200 Spermien Färbemethoden: - Eosin-Ausstrich - Kopfkappenveränderungen sind nur schlecht (gar nicht) zu beurteilen - Formolcitrat-Flüssigfixierung - Spermac-Färbung - kommerziell erhältliche Färbelösungen - unterschiedliche Anfärbung von Akrosom, Kern, Äquatorialsegment, Geißel - Schnellfärbung mit Testsimplets

38 Mikroskopische Ejakulatuntersuchung Spermienmorphologie - immer Abweichungen von der Morphologie zu finden - zur Beurteilung ist eine Immobilisierung der Samenzellen mit Formol- Zitrat-Lösung notwendig - nachgeschaltete Färbungen Einteilung der morphologischen Spermienveränderungen - primäre Spermienveränderungen - sekundäre Spermienveränderungen - tertiäre Spermienveränderungen - Abweichungen: - Teratozoospermie: veränderte Spermienmorphologie

39 Funktionelle Tests - Migrationstest Prinzip: - Überschichtungsverfahren - motile Spermien schwimmen in das Medium ein (swim-up) - Penetrationstest Prinzip:- Beurteilung der Spermien-Mukus-Interaktion - Überprüfung der Membranstabilität Beispiel: Hypoosmotischer Schwelltest - Spermien werden in eine schwach hypoosmotische Lösung verbracht - vermehrte Wassaufnahme - Vergrößerung des Zellvolumens - Aufrollung des Schwanzes - geschädigte Spermien: keine charakteristischen Veränderungen - Fertilisationstest

40 Endokrinologische Diagnostik Testosteronkonzentrationen schwanken beim männlichen Tier stark. Mittel der Wahl ist ein Stimulationstest, d. h., die Leydigzellen werden durch hormonelle Stimulation zur Androgensynthese angeregt. Prinzip der Methode: Basalwert: Probe vor endokriner Stimulation Stimulation: Gabe des Hormones, welches die Androgensynthese anregen soll (hCG, GnRH) Stimulationsproben: Entnahme mehrere Proben, um den Anstieg der Androgenkonzentration darzustellen

41 Endokrinologische Diagnostik Hypothalamus Hypophysenvorderlappen Sertolizelle Leydigzelle GnRH FSH LH Inhibin Testosteron Östrogene, GnRH z. B. in Form von Buserelin hCG Leydigzellfunktion: Testosteron Hypophysenvorder- lappenfunktion: LH

42 Testosteronfreisetzung nach GnRH-Gabe