Allgemeine Follikulogenese

Als Ovarfollikel (im weiteren „Follikel“ genannt) wird die funktionelle Einheit aus der Oozyte und den sie umgebenden Schichten somatischer Zellen bezeichnet (KNIGHT u. GLISTER 2006).

Die Follikulogenese ist der Entwicklungsprozess, in dem sich ein präovulatorischer Follikel aus einem Pool von Primordialfollikeln entwickelt (SPICER u.

ECHTERNKAMP 1986). Diese Entwicklung geht mit der Differenzierung der Eizelle und der sie umgebenden Zellen einher.

In Abbildung 4 ist die Follikulogenese beispielhaft am Rinderovar im Diöstrus dargestellt. Nicht abgebildet auf Grund des Zyklusstadiums ist der frisch ovulierte

Abbildung 4: Schematische Darstellung der Funktionsgebilde im Ovar des Rindes im Stadium des Diöstrus

(RÜSSE u. SINOWATZ 1998)(RÜSSE u. SINO WATZ 1998)

1= Primordialfollikel, 2= Primärfollikel, 3= junger Sekundärfollikel, 4= reifer Sekundärfollikel, 5= Antrumbildung im jungen Tertiärfollikel, 6= großer Tertiärfollikel, 7= Cumulus oophorus, 8= Eizelle, 9= Follikelzellen, 10= Theka folliculi, 11= atretischer Follikel, 12= Corpus luteum

im Blütestadium, 13= Arteria ovarica, 14= Vena ovarica, 15= Lymphgefäße, 16= Nervenfasern des vegetativen Nervensystems

Je nach Erscheinungsbild werden verschiedene Follikelstadien unterschieden. Der Primordialfollikel ist das erste Stadium in der Follikelentwicklung. Er entsteht beim Rind bereits pränatal und besteht aus der Oozyte und dem sie umgebenden

Im Primärfollikel ist das Wachstum der Eizelle bereits aktiviert, das Follikelepithel hat eine isoprismatische Form (RÜSSE u. SINOWATZ 1998).

Der Sekundärfollikel besteht aus der Eizelle und der sie umgebenden Zona pellucida.

Die die Zona pellucida umgebende Zellschicht ist nun kubisch und mehrschichtig und wird als Stratum granulosum oder Granulosazellschicht bezeichnet. Darauf folgt zentrifugal eine Basalmembran und eine zweischichtige Theka folliculi oder Thekazellschicht. Diese wird unterteilt in die Theca interna, die vornehmlich aus Kapillarnetzen und epitheloiden Zellen besteht und die Theca externa, die sich aus kollagenen Fasern und Stromafibrozyten aufbaut (RÜSSE u. SINOWATZ 1998).

Der Tertiärfollikel zeichnet sich durch die Follikelhöhle aus, die durch Granulosazellsekretion entsteht. Die Eizelle befindet sich in der Follikelhöhle randständig und ist ferner von (Kumulus-) Zellen des so genannten Cumulus oophorus oder Eihügels umgeben. Die zunächst breitflächige Verbindung des Cumulus oophorus zur Follikelwand wird zur Ovulation hin bis auf einen dünnen Stiel reduziert (SCHNORR u. KRESSIN 2001).

Frühe Stadien des Follikelwachstums werden reguliert von intrafollikulären [z.B. FSH (follikelstimulierendes Hormon) und Östrogene] und ovariellen Faktoren (BODENSTEINER et al. 1999).

Es wird grundsätzlich davon ausgegangen, dass alle wachsenden und gesunden Follikel die theoretische Fähigkeit besitzen, dominant zu werden (GINTHER et al.

1996). Die Follikel jedoch, die die kompetente Phase passieren, ohne dabei eine Stimulation zu erfahren, werden atretisch und durch eine Serie kleiner Follikel ersetzt (MARION et al. 1968).

Der spätere DF befindet sich wahrscheinlich durch seine Größe oder vermehrte Blutversorgung im Vorteil gegenüber den anderen Follikeln und kann vermutlich besser auf den Anstieg von FSH im Blut mit erhöhter E2-Produktion reagieren.

Anerkannt ist die Hypothese, dass E2 sich negativ auf die FSH-Konzentration im Blut auswirkt (GINTHER et al. 1996) und dass die erhöhte E2-Produktion des DF die zunächst erhöhte Konzentration an FSH im Blut auf ein basales Niveau zurückgeführt (FORTUNE et al. 2001).

Aufzufinden per Ultraschall ist der spätere DF bereits mit einer Größe von 1 mm und 6-12 Stunden vor den später subordinaten Follikel der gleichen Welle (JAISWAL et al. 2004). Er ist meist schon nach Tag 2 des Ovarzyklus der größte Follikel (SUNDERLAND et al. 1994) und besitzt durchschnittlich an Tag 2,8 eine Größe von 8,5 mm (GINTHER et al. 1996). Die subordinaten Follikel erreichen ihre maximale Größe von 6-8 mm an Tag drei bis vier des Ovarzyklus, erhalten sie noch für ca. drei Tage und verkleinern sich danach wieder (ASSEY et al. 1994).

Das Größenwachstum des DF der 1. Follikelwelle ist ab dem zweiten Tag des Ovarzyklus und der Stillstand des Wachstums an Tag 10 mit der Konzentration von E2 in der Follikelflüssigkeit assoziiert (BODENSTEINER et al. 1996). Teilweise konnte die gesteigerte Fähigkeit zur E2-Produktion sogar als erste intrafollikuläre Veränderung beobachtet werden, mit der sich der DF von der Kohorte abhebt (AUSTIN et al. 2001), wohingegen die reine Expression von Aromatasen zur Steroidhormonproduktion nicht mit der Selektion des DF assoziiert sein muss (XU et al. 1995). Eine weitere Fähigkeit eines Follikels, die für das fortschreitende Wachstum und die Dominanz benötigt wird, ist die Forcierung der Aromatase-Aktivität in der Steroidhormonproduktion als Reaktion auf FSH und LH (JOLLY et al.

1994).

Daher scheint die Forderung durchaus berechtigt, dass die Größe nicht das einzige Kriterium für Dominanz sein, sondern auch das Verhältnis von E2 und P4 in der Follikelflüssigkeit für die Bestimmung herangezogen werden sollte (SUNDERLAND et al. 1994). Diese Forschergruppe definiert den Abschluss der Selektion oder Dominanzbildung mit dem Zeitpunkt, an dem ein östrogenaktiver Follikel sein eigenes Wachstum unterstützt und das der anderen unterdrückt.

Die Unterdrückung des Wachstums kleinerer Follikel und die Einleitung der Atresie jener im Rind wurde bereits 1981 erkannt (MATTON et al. 1981). Die bisher unbekannten Substanzen, die diese Unterdrückung bewirken, sind anscheinend in der Follikelflüssigkeit vorhanden. Steroide und Inhibin konnten als alleinige Ursache ausgeschlossen werden (LAW et al. 1992).

Die eingeschränkten physiologischen Fähigkeiten der subordinaten Follikel zeigen sich unter anderem an Tag vier des Ovarzyklus in einer geringeren Zahl an

Granulosa-Zellen, LH- und FSH-Rezeptoren und einer geringeren E2-Konzentration in der Follikelflüssigkeit (BODENSTEINER et al. 1996).

Die Atresie, der die subordinaten Follikel anheim fallen, wird als ein limitierender Faktor für die Anzahl ovulierender Follikel in jedem Zyklus angesehen (GOUGEON 1986). Allgemein kann die Follikelatresie in jedem Stadium der Follikelentwicklung einsetzen (MARION et al. 1968; MARKSTROM et al. 2002). Während in Primordial- und präantralen Follikeln die Eizelle als erste Struktur der Atresie anheim fällt (DRIANCOURT u. THUEL 1998), ist sie im Antralfollikel hingegen als letzte Struktur von der Atresie betroffen (HAY et al. 1976).

Da alle Stadien des Follikelwachstums mit Atresie assoziiert sind (HSUEH et al.

1994), ist auf dem bovinen Ovar zu jedem Zeitpunkt ein gewisser Anteil der Follikeln atretisch (SILVÁN et al. 1993). Auch auf Basis der einzelnen Follikel gesehen, zeigen 76% der morphologisch als nicht atretisch klassifizierten Follikel apoptotische Granulosazellen (JOLLY et al. 1994).

Die durch die Atresie bedingten strukturellen Veränderungen am Follikel während einer Follikelwelle können bereits ab dem dritten Tag jener Welle gesehen werden, sie manifestieren sich aber erst ab dem fünften Tag (ASSEY et al. 1994). Die Elimination atretischer Follikel braucht mindestens ein bis zwei Wochen (HENDRIKSEN et al. 2000).

Kruip und Dieleman führten in ihren Untersuchungen eine graduelle Einteilung der Atresie ein. Nach dieser sind im so genannten frühen oder primären Stadium die Veränderungen auf die Granulosazellen beschränkt. Veränderungen an der Theka interna, der Basallamina, dem Kumulus und der Eizelle traten erst in den sekundären und tertiären Atresie-Stadien auf (KRUIP u. DIELEMAN 1982).

Zwischen der Erscheinung eines Follikels und der aus ihm post mortem herausgelösten Eizelle konnte folgender Zusammenhang gefunden werden: Oozyten mit kompaktem und kompletten Kumulus stammen aus gesunden oder gering atretischen Follikeln und jene mit inkomplettem oder expandierten Kumulus aus atretischen Follikeln (BLONDIN u. SIRARD 1995). Zu den degenerativen Veränderungen an den Kumulus-Oozyten-Komplexen (KOK) führten Assey et al.

zwischen den strukturellen Veränderungen während der Degeneration der Eizelle und jenen, die vor und während der Reifung des DF auftreten. Andere Autoren äußern jedoch, dass eine morphologische Selektion nicht ausreicht, um auf nicht apoptotische KOK zu selektieren (ANGUITA et al. 2007). (ASSEY et al. 1994)

In Untersuchungen an Ratten-KOK wurde festgestellt, dass an KOK aus ovulatorischen Follikeln bis zur Fertilisation größtenteils gesunde Kumuluszellen vorhanden sind (SZOLTYS et al. 2000).

Weitere Untersuchungen zur Atresie an Rinder-KOK konnten in den Oozyten nach der IVM keine Hinweise auf eine vorliegende Atresie feststellen (IKEDA et al. 2003).