Untermodul 4 - 11 Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009 Die instrumentelle...

Untermodul 4 - 11Andrologie und KB6. Semester (Sommersemester) 2009

Die instrumentelle Samenübertragung beim Schwein

1

Die instrumentelle Samenübertragung beim Schwein

Allgemeines Besamungsstationen Zuchtwertschätzung der KB-Eber

Tierseuchenrechtliche und zuchthygienische Anforderungen an Besamungseber Sexualverhalten des Ebers

Spermagewinnung

Spermabeurteilung

Spermaverarbeitung und –konservierung

Insemination

2

Allgemeines

Mit der Intensivierung der Schweinehaltung gewinnt die KB beim Schwein weltweit mehr und mehr an Bedeutung. Unter den modernen Produktionsbedingungen stellt sie einen

wesentlichen Bestandteil des Reproduktionsprogramms dar. Auch in kleinen Betrieben (beispielsweise ohne Zyklus-

steuerung der Sauen) spielt sie eine wichtige Rolle. Erst ab 1963-1965 fand die Schweinebesamung in Deutschland

ihre Anwendung in der Praxis, vorwiegend im ehemaligen

Gebiet der DDR (Rothe).

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Eberbesamungsstationen

• Betriebe der Schweinezuchtorganisationen

• Das Prinzip der Einrichtungen entspricht dem der Bullenstationen

• Bereiche Stallbereich

Absamraum

Laborbereich

Verwaltungsbereich

• Neben den Besamungsstationen gibt es betriebseigene Besamungsstationen.

4

Eberbesamungsstationen

Stallbereich- Einzelhaltung in Boxen (Fläche: mindestens 6 m2), Einstreu: Stroh- oder Sägemehlmatten- Bewegungsmöglichkeit durch Auslaufhaltung

Absambereich - Absamraum mit Absamboxen- Wasch- und Behandlungsraum (mit Behandlungsstand)- Trocknungsraum- Vaginenlabor

Laborbereich- Labor- Wasch- und Sterilisationsraum- Depotlagerung der Besamungsportionen- Materiallagerräume- Pausenraum und Sanitärräume fürs Laborpersonal

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Zuchtwertschätzung beim Eber

Top-Genetik-Programme: Selektion von KB-Ebern mit überdurchschnittlichen Zuchtwerten (seit 1990)

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Busch/Waberski, 2007

Selektion von Besamungsebern

Selektionskriterien: - körperliche Gesundheit - Rücken– und Seitenspeckdicke (US-Verfahren) - tägliche Zunahmen - Futteraufwand je kg Zuwachs

von 100 ausgewählten Ebern werden 3 – 5 Zuchteber

Abgangsursachen: - mangelhafte Zunahmen < 400 g pro Tag - Mängel im Sexualverhalten - Mängel in der Spermaqualität - Erkrankungen

7

Besamungsdichte: 85 - 87%

Erstbesamungen: 5,6 Mio.

Besamungen nach Rasse bzw. Zucht-Herkunft der Eber (2007), in %:

Schweinebesamung in Deutschland 2007

PIdeutsches

Piétrain

BHZP PIC DL deutsche Landrasse

LWLargeWhite

DEdeutsches

Edelschwein)

Sonstige

72,0 14,7 5,2 2,3 1,6 0,7 3,5

8

ZBS – Schweineproduktion 2009

9

10

11

  • Abstammungsicherheit: Gewährfrist 12 Wochen

• Seuchenfreiheit: Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum

• Geschlechtsgesundheit: Verkäufer haftet dafür, dass der Eber normal entwickelte Geschlechtsorgane aufweist

• Deckvermögen: Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum (guter Geschlechtstrieb, einwandfreie Annahme des Phantoms und Samenabgabe)

• Spermaqualität: Gewährfrist 4 Monate; Beurteilungsgrundlage: 2 Ejakulate (Entnahmeabstand: mind. 4 d, max. 10 d)

Gewährschaftsbestimmungen über Anforderungen an Besamungseber1

1 Zentralverband der Deutschen Schweineproduktion (ZDS e.V.), 2005

12

Deckvermögen: Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum (guter Geschlechtstrieb, einwandfreie Annahme des

Phantoms und Samenabgabe)

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Busch/Holzmann, 2001

Nach EU-Richtlinien zu untersuchenden Infektionen

Ursprungsbestand

Status Untersuchung auf Quarantäne

Untersuchung auf

Station

Untersuchung auf

Bestand ist amtlich

frei von:

-Brucellose

- Aujeszkyscher

Krankheit

- Klassischer

Schweinepest

keine Impfung

gegen MKS

-Brucellose

- Aujeszkysche

Krankheit

- Klassischer

Schweinepest

-Brucellose

- Aujeszkysche

Krankheit

-Brucellose

- Aujeszkysche

Krankheit

- Klassischer

Schweinepest

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Paarungsvorgang beim Eber

Vorspiel Erektion und Ausschachten Aufsprung und Umklammerung Suchbewegungen Einführen des Gliedes in die Scheide Friktionsbewegungen Ejakulation (mehrphasig) Absprung

Busch/Holzmann, 2001

Begattungsdauer: 5 – 20 minEjakulationsdauer: 2-4 min

15

 Samengewinnung

Sie erfolgt mit einem Phantom als Sprungpartner Methoden:

Mit Hilfe einer künstlichen Vagina

Mit der Hand ("gloved hand methode")

Automatisierte Samengewinnung

16

Minitüb, 2003

Samengewinnung mit Hilfe der künstlichen Vagina (KV)

Die Gestaltung der KV muss die Besonderheit der Ejakulation beim Eber berücksichtigen:

geeignete Wasser-Luft-Polster und Temperatur (38 - 42°C)

Druckregulierung auf die Penisspitze: entscheidender ejakulationsauslösender

Faktor (Blasebalg)

17

Minitüb, 1996

Schaetz, 1963

Handmethode der Samengewinnung

• wenig aufwendig

• keimarme Ejakulatgewinnung

• fraktionierte Samengewinnung

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Busch/Waberski, 2007

Samengewinnung mit der Hand

Technik

• Glans penis erfassen und ausziehen

• Kontinuierlicher Druck auf die Glans penis

Fehler:

Präputialöffnung erfassen

Zu wenig oder zu starker Druck auf den Penis

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Bakterien im Ebersperma

Bedeutung

- Herabsetzung der Lagerungsfähigkeit- Verbrauch von Nährstoffen- Veränderung des Milieus

- Spermienschädigung- herabgesetzte Motilität (v. a. durch E. coli)- Zunahme der Spermienagglutination- Membranschädigungen

- Entwicklung von Antibiotikaresistenzen- USA: Nachweis von multiresistenten Keimen im

Ebersperma - schlechte Erfahrungen mit Streptomycin (One-step-Type)- meist eingesetztes Antibiotikum zur Zeit Gentamicin (Multiple- step-Type)

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AutoMate

Automatisierte Samengewinnung, im Hochstand

Ziel der neuen Methode:

• standardisierte Samenentnahme

• Gewinnung keimarmer Ejakulate

1. Der Penis wird

mechanisch durch eine enge

Manschette komprimiert,

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Collectis

Automatisierte Samengewinnung, im

Hochstand

2. Der Penis wird elektronisch gesteuert komprimiert

Die Ejakulat-hauptfraktion wird getrennt aufgefangen

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Vorsekret Spermienreiche Fraktion

Spermienarme Fraktion

Sekret der Sekret der BulbourethraldrüsenBulbourethraldrüsen

Ejakulatfraktionen

20-30 ml 40 – 80 ml 80 – 200 ml 20 – 40 ml20-30 ml 40 – 80 ml 80 – 200 ml 20 – 40 ml

Weitze 200323

Merkmale der einzelnen Ejakulationsphasen beim Eber

Phase Zeitdauer(min)

Volumen(ml)

FarbeKonsistenz

Zusammensetzung

Vorphase 1 - 2 10 - 15 wässrigschleimig

Urethral-drüsensekret

Hauptphase 1 - 3 120 - 350 grau-weissmilchig

NebenhodenspermaProstatasekret

SamenblasensekretCowpersches Sekret

Nachphase 1 - 5 20 - 80 g grau-weisssagoartige

Flocken

SamenblasensekretCowpersches Sekret

ganz geringe Mengen Spermien

Phase Zeitdauer(min)

Volumen(ml)

FarbeKonsistenz

Zusammensetzung

Vorphase 1 - 2 10 - 15 wässrigschleimig

Urethral-drüsensekret

Hauptphase 1 - 3 120 - 350 grau-weissmilchig

NebenhodenspermaProstatasekret

SamenblasensekretCowpersches Sekret

Nachphase 1 - 5 20 - 80 g grau-weisssagoartige

Flocken

SamenblasensekretCowpersches Sekret

ganz geringe Mengen Spermien

PhasePhase Zeitdauer(min)

Zeitdauer(min)

Volumen(ml)

Volumen(ml)

FarbeKonsistenz

FarbeKonsistenz

ZusammensetzungZusammensetzung

VorphaseVorphase 1 - 21 - 2 10 - 1510 - 15 wässrigschleimigwässrig

schleimigUrethral-

drüsensekretUrethral-

drüsensekret

HauptphaseHauptphase 1 - 31 - 3 120 - 350120 - 350 grau-weissmilchig

grau-weissmilchig

NebenhodenspermaProstatasekret

SamenblasensekretCowpersches Sekret

NebenhodenspermaProstatasekret

SamenblasensekretCowpersches Sekret

NachphaseNachphase 1 - 51 - 5 20 - 80 g20 - 80 g grau-weisssagoartige

Flocken

grau-weisssagoartige

Flocken

SamenblasensekretCowpersches Sekret

ganz geringe Mengen Spermien

SamenblasensekretCowpersches Sekret

ganz geringe Mengen Spermien

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Spermaqualität von Besamungsebern1, Teil 1

Merkmal Mindestanforderung

Farbe grauweiß, weiß, gelbweiss

Konsistenz molkig bis milchig

Beimengungen (Harn,

Blut, Eiter)

keine

Verschmutzungen (Kot, Haare) keine

Geruch neutral

Volumen ohne Bulbourethralsekret (ml)

100

Spermienkonzentration (106/ml)

Alter d. Ebers: 9 Mo.:150 Mio.

> 9 Mo.: 200 Mio.2

Spermiengesamtzahl SGZ- (109/Ejakulat)

Alter d. Ebers: 9 Mo.: 15 Mrd.

> 9 Mo.: 20 Mrd.

2Wenn Volumen > 250 ml ist, kann dieser Wert bis zu 20% unterschritten werden25

Merkmal Mindestanforderung

Motile Spermien (%)

70

Morphologisch anomale Spermien + Spermien mit Plasmatropfen (%)

25

Spermien mit Kopfveränd. (%) 5

Spermien mit Kopfkappenveränd.(%)

10

Spermien mit Plasmatropfen (%) 15

Spermien mit Schleifen (%) 15

Andere morphol. Abweichungen (%) 15

Keimgehalt im ersten untersuchten Ejakulat

keine für Tier und Mensch spezif. pathogenen Keime

Spermaqualität von Besamungsebern1, Teil 2

1Gewährschaftsbestimmungen des ZBS e.V. (Stand 20.10.2005) 26

 Spermaaufbereitung und -konservierung

Flüssigkonservierung

(Standardverfahren)

Tiefgefrierkonservierung

Verfahren:

27

 Flüssigkonservierung des Eberspermas

Glucose-Natriumcitrat mit zahlreichen Modifikationen

+ Antibiotika

Verdünner:

28

Bestandteile(g/l)

Beltsville ThawingSolution (BTS)

Kiew/Merkt I + II

Androhep1

GlucoseEDTANatriumcitratNatriumhydro-gencarbonatKaliumchloridHEPESBovines Serum-Albumin

37,0 1,25 6,0

1,25

0,75

60,0 3,7 3,7 1,2

26,0 2,4 8,0 1,2

9,0 2,5

Zusammensetzung von Verdünnern

llaaoo

1Langzeitverdünner29

 Flüssigkonservierung des Eberspermas

Glucose-Natriumcitrat mit zahlreichen Modifikationen

+ Antibiotika

Verdünner:

wichtiger Bestandteil: EDTA

bindet toxische Stoffwechselprodukte und Schwermetallionen

wirkt membranstabilisierend

wirkt antimikrobiell

30

31

Verdünnungsvorgang

Spermaportionen oder Spermatuben

Besamungsvolumen Spermiendosis

80 - 100 ml1,5 – 2,5 Mrd. Spermien

Aufbewahrung ·  Temperatur ·  Lebensdauer

16 - 18°C2 - 3 Tage

("Langzeitverdünner": 6 Tage)

...

Citrate

Bicarbonate

EDTA

Glucose

32

Klimabox für Ebersamen

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Tiefgefrierkonservierung

• Nur spermienreiche Fraktion des Ejakulates genutzt• Vorverdünnung mit Flüssigspermaverdünner• langsame T°-Anpassung und Zentrifugation• Resuspension mit eigelbhaltigem Kühlverdünner • weitere Abkühlung auf 5°C und Zusatz von Glycerin und Ovus ES Paste • Inseminationsportion: Pailletten oder Flag bags• Inseminationsdosis: 4 Mrd. Spermien• Auftauen der Besamungsportion: aufwendig• Inseminationszeitpunkt: möglichst ovulationsnah (4 h davor)

• Gründe für geringen Einsatz: Niedrigere Abferkelrate (55-60%) Große Variation der Eberfertilität

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Problematik des TG-Spermas

Ursachen für die geringe Akzeptanz des tiefgefrorenen Spermas in der Schweinezucht sind vor allem:

• Aufwendiges Konservierungsverfahren: Das große Ejakulat-

volumen muss vor dem Einfrieren verringert werden.

• Niedrige Ausbeute an Besamungsportionen pro Ejakulat: Eine Besamungsdosis beträgt 4 Mrd. Samenzellen. • 30% der Spermien sollten nach dem Auftauen beweglich sein.

• Hohe Kälteschocksensibilität: Bei der Kühlung des Samens

unter +15°C stirbt ein hoher Anteil der Spermien ab (etwa 50%).

• Rolle des Seminalplasmas: zusätzliche Seminalplasmazugaben

können die Befruchtungsergebnisse positiv beeinflussen.

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Auftauen von TG-Sperma

Verdünner im Wasserbad bis auf 20°C erwärmen

TG-Sperma (Makrotüb oder Tubette) im Wasserbad

bei 50°C 45 sec lang erwärmen

Aufgetautes Sperma dem Verdünner zugeben

36

37

Paarungszeitpunkt

Zeitpunkt der Besamung

Hintergrund: - Ovulationen ( Dauer. 4-6 Std.) erfolgen im letzten

Brunstdrittel

- Kapazitation der Spermien: 4 - 6 Std.

- Befruchtungs- u. Entwicklungsfähigkeit d. Eizellen: 6 - 10 Std.

- Besamung sollte 0 – 16 Std. vor den Ovulationen erfolgen

befruchtungsfähige Spermien sollen auf die Eizellen im Eileiter warten

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Bestimmung des optimalen Besamungszeitpunktes

Exakte Sauenbeobachtung ist Voraussetzung

Brunstkontrolle mit geschlechtsaktivem Eber zweimal täglich (Abstand 8- 12 Stunden) Bestimmung des Duldungseintrittes

Einsatz von Ebergeruchsspray anstatt des Ebers: positiver Stimulationseffekt während der Brunstkontrolle und bei der Insemination

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Festlegung des Inseminationszeitpunktes

Duldungsorientierte Insemination

KB1 24 Std. nach Feststellung des Duldungsreflexes

KB2 12 – 18 Std. nach KB1

wenn Duldungsreflex 48 Std. anhält,

KB3 12 Std. nach KB2

Terminorientierte Insemination (OS-Verfahren)

KB1 24 Std. nach ovulationsauslösender Injektion

KB2 12 – 16 Std. nach KB

- bei Jungsauen nicht später als 40 Std. nach Injektion!

- bei Altsauen nicht später als 42 Std. nach Injektion!

40

Zeitpunkt der Besamung bei Altsauen nach dem Ferkelabsetzen

Duldungsorientierte Besamung

frühzeitiger Brunsteintritt - vermutlich lange Brunstdauer - KB 1 – KB 3 - KB 1: später als 24 Stunden nach Brunstbeginn

mittlerer Brunsteintritt

- KB 1 – KB 2

- KB 1: 8 - 18 Stunden nach Brunstbeginn

später Brunsteintritt

- häufig nur KB1

- KB 1: unmittelbar nach Brunstbeginn

41

Spiralkatheter Gummi „Melrose“

Spirette, Spiralkatheter Andere Katheter-Modelle

42

Insemination

43

Senger, 2001

Belstra, 2002

Inseminationstechnik

Deponierung der Spermaportion im kranialen Teil der Zervix (konventionelles Verfahren) Wenn die Sau „richtig steht“ (also duldet), wird das Sperma von der Gebärmutter „angesaugt.“

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Besamungsgurte:

- Gurte, die um die Flanke geschnürt werden verstärken den Duldungsreflex- Halterung für die Besamungspipette

Besamungsbügel

- werden von oben auf die Sau gesteckt- verstärken den Duldungsreflex- Halterung für die Besamungspipette

45

Ort der Deponierung einer Besamungsportion

46

Belstra, 2002

47

Belstra, 2002

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Verschiedene Modelle von Besamungskatheternmit Innenkatheter für die intrauterine Insemination

Ursachen für einen mangelhaften Besamungserfolg

unzureichende Brunstkontrolle

zu geringe Anzahl von Besamungen pro Rausche

falscher Besamungszeitpunkt

Fehler in der Besamungstechnik

Mängel der Besamungsportion (Lagerungstemperatur, Keime)

zu geringes Volumen der Besamungsportion

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