Vorlesung 7.Semester, WS 2007-08Andrologie und Künstliche Besamung

10. Die instrumentelle Samenübertragung beim Pferd

Die instrumentelle Samenübertragung beim Pferd

• Allgemeines• Pferdebesamungsstationen• Zuchtwertschätzung der Hengste• Tierseuchenrechtliche und zuchthygienische Anforderungen an Besamungshengste• Sexualverhalten des Hengstes• Samengewinnung• Samenbeurteilung• Samenaufbereitung- und konservierung• Insemination

• Das Pferd gehört zu den Species, bei denen die Samenübertragung schon sehr früh erfolgte

• Im 20. Jahrhundert gewann die KB an Bedeutung als eine Methode für die Praxis vor allem in der Sowjetunion, in Japan, in den USA und in China

• Allerdings setzte sie sich sehr langsam durch.

Gründe dafür: Wirtschaftliche Bedeutung des Pferdes in der

gesellschaftlichen Entwicklung unterschiedlich

Fortpflanzungsphysiologische Besonderheiten des Pferdes waren nicht genau bekannt

Haltung der Züchter oder Zuchtverbände: Zurückhaltung, Skepsis oder sogar Ablehnung

Allgemeines

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.

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 wurde, ist die Anwendung der Besamung sprunghaft gestiegen

Entwicklung verschiedener Reproduktionstechniken in der Reitpferdezucht 1

1 FN, Jahresbericht 2004

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

1985 1990 1995 2000 2005

Frisch-Sp.

Tiefgefrier-Sp.

Natursprung

Embryotransfer

573

40996

0 0 0 0 0

11399

37792

33586

846

28696

766

33162

14214

1038

36219

9366

915 309

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

• 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

Zuchtwertschätzung von Besamungshengsten

• es gibt kein Besamungszuchtprogramm• Wandlung der Zuchtziele ▪ frühe 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

Nach EU-Richtlinien zu untersuchende Infektionen beim Hengst

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

• Infektiöse Anämie • Stomatitis vesicularis • Tollwut • Milzbrand • Pferdepestfreie Region

Bestand ist klinisch frei von: • Equiner Arteritis • Kontagiöser Equiner Metritis

Stallion AI-Stud EC (92/65; 95/176

Genitalerkrankungen beim Hengst

Spezifische Genitalinfektionen• Beschälseuche (Dourine)• CEM (Kontagiöse equine Endometritis)• Bläschenauschlag (Koitalexanthem)• Equine virale Arteritis (EVA)

Unspezifische Genitalinfektionen durch:• -hämolysierende Streptokokken• Pseudomonas aeruginosa• Klebsiella pneumoniae• E. coli• Salmonella abortus equi• Pilze

Beschälseuche (Dourine)

(Erreger: Trypanosoma equiperdum)

Bläschenausschlag (Koitalexanthem)

(Erreger: EHV-3)

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

Sexualverhalten des Hengstes (I)

In Anwesenheit einer rossigen Stute• präkoitale Phase ▪ scharrende, auch schlagende Bewegung der Vorderhand

▪ Hindrängen zur Stute

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

Ablauf der Paarungsreflexkette beim Hengst

• Vorspiel

• Versteifung des Gliedes mit extrapräputialer Verlagerung

• Aufsprung auf den Deckpartner mit Umklammerung

• Suchbewegungen

• Einführung des Gliedes in die Scheide

• Friktionsbewegungen

• Ejakulation (mehrphasisch)

• Absteigen mit Erschlaffung und Einschachten des Gliedes

Samengewinnung(I)

Sprungpartner:

gut rossige Stute (möglichst keine Maidenstute)

Pferdeattrappe (Phantom)

Methode der Wahl: Anwendung der künstlichen Vagina

Samengewinnung(II)

● Hannover-Modell● Missouri-Modell● Colorado-Modell● Krakower-Modell

Alternativmethoden: - Nutzung eines Kondoms - manuelle Massage der Glans penis - Pharmaka-Anwendung (Xylazin, Imipramin, PGF2ἇ

Modell Hannover

Modell Colorado

Missouri Vagina

Modell Krakow

Ejakulation beim Hengst

Fraktion Konsistenz Zusammensetzung

1. Fraktion wässrig spermafrei (fast!)Bulbourethraldrüsensekret

2. Fraktion milchig NebenhodenspermaSamenleiterampullensekret

3. Fraktion gallertartig Samenblasendrüsensekret

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 milchähnlichpH-Wert 6,5 – 7,3Spermienkonzentration 80 – 330 x 106/ml 100 x 106/ml Gesamtspermienzahl 5 –12 x 109 6 x 109

Gesamtmotilität 60 – 90 % 70Vorwärtsmotilität 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 (Frischsperma)• flüssigkonserviertes Sperma• tiefgefrierkonserviertes Sperma

Nativsperma

● Hengstspermien sind in unverdünntem Zustand

kurze Zeit befruchtungsfähig

Insemination 15 – 20 min. nach

Spermagewinnung durchführen

● Besamungsportion: 1 – 5 ml (abhängig von der

Spermienkonzentration)

● Besamungsdosis: 250 Mio. vorwärtsbewegliche

Spermien

● > 80% Trächtigkeitsrate

Flüssigkonservierung • Die Konservierungsfähigkeit des Hengstspermas in flüssigem Zustand ist begrenzt.• Die meisten Verdünner enthalten Milch bzw. Milch- produkte oder Eidotter als Zusätze.• Für eine kurzfristige Spermakonservierung (bis zu 12 Std.) wird das Verdünnen in ein Verhältnis von 3:1 vorgenommen. Die Besamungsdosis ist bei > 300 x 10 vorwärtsbeweglich Spermien einzustellen; die Besamungsportion sollte 10-20 ml betragen.• Für eine längerfristige Spermakonservierung ( bis zu 24- 36 Std.) wird das verdünnte Sperma zentrifugiert, resuspendiert und erneut verdünnt. Die Besamungsdosis liegt bei 600 x 10 vorwärtsbewegliche Spermien; die Besamungsportion beträgt 5-15 ml.

Spermaverdünner

• Magermilch-Verdünner (nach Kenney)

Trockenmagermilch 2,4 gGlucose 4,9 gAqua bidest. 92,0 ml

Na-bicarbonat 1,6 mlGentamycin-Sulfat 100 mg

Konservierungsdauer: 12-24 Stunden

• Glycin-Eidotter-Verdünner

• Verdünner mit Sojabohnenlecithin

Kenney-Magermilch-Verdünner Verdünner mit Sojabohnenlecithin

Aufbewahrung des Flüssigspermas

• Frischsperma ▪ +18 - +20°C

▪ aerob• Versandsperma ▪ + 5°C

▪ anaerob

Versandbehälter

Tiefgefrierkonservierung• sie wird vorwiegend für den Samenexport genutzt,• aber auch für den Samen von Hengsten, die nicht dauern in der Zucht eingesetzt werden,

• oder für die Bevorratung von Spermareserven

• Die Spermaaufbereitung erfolgt fast genauso wie für die des Versandspermas.

• Die Besamungsportion wird in 0,5 Pailletten hergestellt.

• Die Abkühlung und Tiefgefrieren erfolgt in Stickstoffdampf und die Lagerung in Containern mit flüssigen Stickstoff.• Eine Besamungsportion enthält 800 x 10 vorwärtsbewegliche Spermien.

Mittlere Pailletten (0,5 ml)

Insemination

• Schwerpunkt ist die Prüfung der Rosse: Nutzung des Abprobierhengstes

• Rektale Untersuchung: Ovaraktivität, Nutzung der Sonographie

Insemination

• Zeitpunkt der Insemination: ▪ nach Brunstverhalten: Sie erfolgt ab dem 3. Tag der Rosse jeden 2. Tag (o. auch alle 36 Std.), bis die Stute den Probierhengst 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

Insemination

• Beste Inseminationsergebnisse: ( bei einmaliger Besamung)

Frischsperma: 36 Stunden a. ov. bis 8 Stunden p.ov. Versandsperma: 24 Stunden a. ov. bis 8 Stunden p. ov. TG-Sperma: 12 Stunden a. ov. bis 8 Stunden p. ov.

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.

MAREMARE

InseminationstechnikenOrt der Samendeponierung

Ort der Sameneinführung

● Unter Sichtkontrolle

• Sameneinführung unter manueller Führung der Inseminationspipette

Einführung der Pipette in die Vagina

Passage durch den Zervikalkanal

Ort der Sameneinführung

• tief intrakornuale Samendeponierung

▪ Nutzung von verlängerten flexiblen Besamunsinstrumenten

▪ Unter transrektaler manueller Kontrolle

▪ Ort der Deponierung:

- im Bereich der Uterusspitze

- endoskopisch an der uterotubalen Verbindung

▪ Ziel der neuen Technik: Reduzierung der Spermienzahl (« low-dose-insemination »)

▪ Schwellenwert bei 5 x 10 vorwärtsbewegliche Spermien

Auftauen des Tiefgefrierspermas beim Pferd

• Pailletten 37° C 30 sec.

• Makrotüb 50° C 40 sec.

11. Die instrumentelle Samenübertragung beim Schaf und

bei der Ziege

Künstliche Besamung beim Schaf und bei der Ziege

Allgemeines• Die KB beim Schaf gilt als eine der ältesten Methoden der Biotechnik

der Fortpflanzung.• Anfang des 20. Jahrhunderts starke Verbreitung der KB in der Praxis

in der damalige SU (1936: mehr als 6,5 Mio. Schafe wurden besamt).• Die tatsächliche Ausdehnung der ovinen KB in der Welt ist

unbekannt.Sie wird in manchen Ländern im Rahmen von Zuchtprogrammen und Leistungsprüfungen angewendet.

• Die kaprine KB entwickelte sich später als beim Schaf. In Deutschland wurde in den 40er Jahren damit begonnen. Ende der 50er Jahre wurden in Leipzig bis 30.000 Ziegen besamt!

• Die KB bei der Ziege hat in einigen Ländern einen hohen Stellenwert: Japan, Frankreich, in der Schweiz, in den USA.

• In der deutschen Schafzucht ist die KB kaum von Bedeutung, höchstens bei den Milchschafen.

Künstliche Besamung in der deutschen Ziegenzucht

In den letzen 10 – 12 Jahren wurde ihre Nutzung insbesondere in den neuen Bundesländern angestrebt.Zweck:

-Aufbau eines Systems der Nachkommenschaftsprüfung

wertvoller Vatertiere

-Leistungserhöhung vor allem in der Milchleistung und im Milchfettgehalt

Tierart ► Schafbock Ziegenbock Mindest-Parameter ▼ anforderungen

Volumen (ml) 1,0 (0,3 – 3,0) 1,5 (0,5 – 3,0) 0,5

Farbe, elfenbein-gelblich elfenbein-gelblichKonsistenz milchig-rahmig milchig-rahmig

Konzentration 3,0 (1,5 – 5,0) 3,0 (2,5 – 5,0) 1,5 (x 109/ml)

Massenbewegung + - +++ + - +++ ++(Skala: + - +++)

Vorwärtsbewegliche 70 (50 – 85) 75 (40 – 80) >60Spermien (%)

Abnorme Spermien (%) max. 20

Spermawerte beim Schaf- und Ziegenbock und Mindestanforderungen für den Einsatz in der Besamung

Flüssigkonservierung des Spermas beim Schafbock

Verdünner Konservierungs- Einsatzdauer temperatur (°C) (Std.)

Eidotter-Glucose-Citrat 2 - 5 bis 24Eidotter-CitratEidotter-TRIS-Fructose

Pasteurisierte Milch 18 - 22 bis 8Trockenmagermilch

Spermaverarbeitung(Schönower Verfahren)

KB-Ziege

• Zentrifugieren des Gesamtejakulates + Verdünner1

• Resuspendieren des Dekantats mit Verdünner• Ermittlung der Paillettenzahl• Äquilibrierung des verdünnten Ejakulates• Füllen der Pailletten (0,25 ml Fassungsvermögen)

• Einfrieren der Pailletten (LN2-Dampf)

• Tiefgefrieren der Pailletten (LN2)1Triladyl (Na-Citrat, TRIS, Fructose, Glycerol, Antibiotika)

Durchführung der intrazervikalen Insemination (schematisch)

Zeichnung: J. Breitmeier

ewe

Konzeptionsergebnisse nach Insemination von Merinoschafen in

Abhängigkeit vom dabei beobachteten vaginal-zervikalem Schleimtyp1

1Nach Entwistle und Martin (1972)

Art und Menge des Schleimes

Anzahl der besamten Schafe

Trächtigkeits-ergebnis (%)

klar und wenig 152 38,1 klar und viel 340 64,1 milchig und viel 192 59,9 käsig 107 38,3

Insemination beim Schaf

(flüssigkonserviertes Sperma)

Besamungsportion

Volumen: 0,25 ml

Dosis: 80 Mio.vorwärtsbewegliche Spermien

Besamungszeitpunkt

12 – 14 Stunden nachFeststellung der Brunst (mit Bock)

 

Nutzung von Vaginalspangen (EAZI-Breed CIDR, Inter Ag Hamilton, Neuseeland), Wirkstoff 0,33 g Progesteron und/ oder Vaginalschwämmchen (Chronogest, Internet International B.V. Boxmeer Holland), Wirkstoff 40 mg FGA

Entfernung der Vaginalspangen bzw. -schwämmchen nach14 Tagen und Applikation von 300 I.E. PMSG (Pregmagon "Dessau", Dessau-Tornau) i.m.

Brunstsynchronisation

Methode: Deponieren des Spermas intrazervikal oder intrauterin

Zeitpunkt: KB1 45-48 Stunden nach der PMSG-Applikation

KB2 24 Stunden nach der KB1 

Auftautemperatur der Besamungsdosis: 70°C für 5 sec. 

Besamungsinstrumente: Spreizspekulum mit Lichtquelle Besamungsgerät f. Kleinwiederkäuer

Insemination

Insemination bei der Milchziege

(TG-Sperma)

Besamungsportion

Volumen: 0,25 ml

Dosis: 100-200 Mio. vorwärtsbewegliche

Spermien

Besamungszeitpunkt

15 – 24 Stunden nachFeststellung der Brunst (mit Bock)

Samenübertragung bei der Ziege

Parameter: 

Zahl der Stunden nach Brunstbeginn Intensität der Brunst - keine Brunst

+ schwache Brunst++ mittelstarke Brunst+++ starke Brunst

Beschaffenheit des Brunstschleimes S0 kein Schleim

S1 glasklarer Schleim

S2 rauchig-

getrübter SchleimS3 käsig-rahmiger

Schleim Öffnung der Cervix C0 Cervix geschlossen

C1 Cervix für

Besamungspistole passierbar

C2 Cervix weit offen 

Gute Besamungsergebnisse sind zu erwarten, wenn folgende Parameterkombination vorliegt:

22 Std. / +++ / S2 / C1

 Aus Bay,F.:KB bei Ziegen, 1997, Stuttgart