A. uterina dextra
5.2 Durchblutung, Durchmesser und hormonelle Aktivität des Corpus luteum
Die Gelbkörperdurchblutung wurde im Color-Angio-Mode erfasst. Dabei wird nicht die Blutflussgeschwindigkeit, sondern die Blutflussintensität farblich kodiert. Es wurde in verschiedenen Studien gezeigt, dass dieses Verfahren der herkömmlichen Farbdopplersonographie bei der Darstellung geringer Blutflüsse überlegen ist (BUDE et al. 1994; RUBIN et al. 1994; MIYAZAKI et al. 1998). Da am Corpus luteum diese Voraussetzungen erfüllt waren, wurde hier dieses Verfahren, das auch in vorangegangenen Studien bei der Stute eingesetzt worden war (BOLLWEIN et al.
2002a; HENDRIKS et al. 2006), gewählt. Als Einschränkung muss jedoch erwähnt werden, dass weder die Blutflussgeschwindigkeit, noch die Richtung des Blutflusses ermittelt werden können.
In Übereinstimmung mit MAYER (1999) und BOLLWEIN (2002a) konnten Korrelationen zwischen der Gelbkörperdurchblutung und der Plasmaprogesteronkonzentration ermittelt werden.
Widersprüchliche Ergebnisse wurden jedoch bezüglich des Einflusses von Doppelovulationen auf die Gelbkörperdurchblutung und den Plasmaprogesteronspiegel erzielt. MAYER (1999) beobachtete in seinem Versuch drei Doppelovulationen und stellte fest, dass die Durchblutung der einzelnen Gelbkörper bei Doppelovulationen geringer war als bei Einzelovulationen. Nach Meinung des Autors ergebe sich zwischen der gesamten (addierten) lutealen Durchblutung bei Doppelovulationen kein Unterschied zur Durchblutung bei Einzelovulationen. Diese Beobachtungen konnten nicht bestätigt werden, da zwischen die luteale Durchblutung in Abhängigkeit der Gelbkörperzahl kontinuierlich zunahm (s Abb. 16, S. 62). Diese Ergebnisse sind zum einen durch die höhere Anzahl beobachteter Doppelovulationen, zum anderen aber auch durch die zuvor angesprochene Korrelation zwischen Gelbkörperdurchblutung und Plasmaprogesteronkonzentration als glaubwürdig einzustufen.
Bezüglich der Plasmaprogesteronkonzentration stimmen die Ergebnisse von MAYER (1999) mit den Beobachtungen der vorliegenden Studie überein. In beiden Untersuchungen konnten bei Doppelovulationen signifikant höhere Plasmaprogesteronwerte gemessen werden als bei Einzelovulationen.
5.3 Ovarieller Blutfluss
Das Vorhandensein eines Corpus luteum hatte einen positiven Einfluss auf den ovariellen Blutfluss. So wurden in Übereinstimmung mit anderen Autoren (BOLLWEIN et al. 2002b) eine Zunahme des Gefäßdurchmessers und somit ein höheres ovarielles Blutflussvolumen (ovBFV) sowie ein geringerer ovarieller Blutflusswiderstand (ovPI) in der ipsilateral zum Corpus luteum gelegenen A. ovarica gemessen als auf der contralateralen Seite (s. Abb. 17, S. 65). Diese Beobachtungen werden sowohl durch die Unterschiede zwischen den Superovulations- und Kontollgruppen (s. Abb. 18, S. 66) als auch durch die Zunahme des Gefäßdurchmessers der A. ovarica und somit des ovariellen Blutflussvolumens sowie durch die Abnahme des ovariellen Blutflusswiderstandes bei steigenden Gelbkörperzahlen verdeutlicht (s. Abb. 19, S. 68).
Nicht nur die Lokalisation, sondern auch die Größe des Corpus luteum stand an den Tagen 0 bis 5 post ov. in Zusammenhang mit dem ovariellen Blutfluss. So bestanden hohe Korrelationen zwischen dem ovariellen BFV und der Durchblutung sowie der maximalen Querschnittsfläche des Corpus luteum (s. Tab. 9, S. 67). Der ovarielle PI wies hingegen nur geringe Korrelationen zur Durchblutung sowie zur maximalen Querschnittsfläche des Corpus luteum auf. Diese Beobachtung könnte durch die Hypothese von WILTBANK et al. (1989), dass intraluteale Gefäße maximal dilatiert und nicht zur Autoregulation fähig sind, erklärt werden. Unter diesen Voraussetzungen herrscht wahrscheinlich unabhängig von der Gelbkörpergröße ein ähnlicher Widerstand im Organ. Somit konnte in Übereinstimmung mit den Ergebnissen früherer Studien beim Rind (LAMOND und DROST 1974, FORD und CHENAULT 1981) gezeigt werden, dass die höhere Blutversorgung eines größeren Corpus luteum bzw. mehrerer Corpora lutea primär durch die Zunahme des
Durchmessers der zuführenden Gefäße und somit einer Steigerung des Blutflussvolumens gewährleistet wird.
5.4 Uteriner Blutfluss
Zu Stimulationsbeginn unterschieden sich das uterine Blutflussvolumen (utBFV) und der uterine Blutflusswiderstand (utPI) weder zwischen den Körperseiten noch zwischen den ipsi- und contralateral zum Corpus luteum gelegenen Seiten. Diese Beobachtungen stimmen mit den Ergebnissen von BOLLWEIN et al. (2002b), die den genitalen Blutfluss während des spontan ablaufenden Zyklus bei der Stute untersuchten, überein.
Am Ovulationstag (D 0) und einen Tag post ov. nach hormoneller Stimulation mit eFSH® konnten sowohl beim utBFV als auch beim utPI signifikante Unterschiede zu den Kontrollgruppen aufgezeigt werden. An den darauffolgenden Tagen (D 2 - 5) waren zwischen den Gruppen keine Unterschiede mehr nachzuweisen. BOLLWEIN et al. (2002b) konnten eine negative Korrelation zwischen dem uterinen PI und der Plasmaöstrogenkonzentration während des Östrus nachweisen. Durch vorhandene Östrogen-Rezeptoren in der Wand der Aa. uterinae handelt es sich nach Meinung der Autoren dabei wahrscheinlich um einen direkten Effekt.
In der vorliegenden Studie konnten jedoch bei steigenden Gelbkörperzahlen infolge der Superovulationsbehandlung an den Tagen 0 bis 5 post ov. signifikante Zunahmen des Gefäßdurchmessers der A. uterina und somit des uterinen Blutflussvolumens gemessen werden, wogegen der uterine PI keine kontinuierliche Abnahme erkennen ließ (s. Abb. 21, S. 72).
Somit tragen die Aa. uterinae wahrscheinlich über ihre Rami ovarici zur ovariellen Durchblutung bei, so dass neben der Plasmaöstradiolkonzentration bei der uterinen Blutfluss-Regulation auch andere Faktoren eine Rolle spielen müssen. Diese Hypothese stellten auch BOLLWEIN et al. (2002b) auf, da sie im Interöstrus keine Korrelationen zwischen den uterinen PI-Werten und der Plasmaöstradiolkonzentration finden konnten.
5.5 Vorhersagbarkeit der Ovarreaktion
Zu Beginn der hormonellen Stimulation wurde die Lokalisation der CL bestimmt, um zu untersuchen, ob sich auf der ipsilateral zum CL gelegenen Seite nach hormoneller Stimulation mehr oder weniger Follikel anbilden als auf der contralateralen. In der vorliegenden Arbeit herrschte zu Beginn der eFSH®-Behandlung eine ausgeglichene Verteilung der Corpora lutea auf die rechte und linke Körperseite, wobei die Lokalisation der Corpora lutea weder einen Einfluss auf die Ovarreaktion noch auf das Spülergebnis ausübte. Auch SCHWAB (2000) konnte beim Rind in Abhängigkeit von der Lokalisation des Corpus luteum keine Unterschiede in der Gelbkörper- sowie Embryonenzahl feststellen. Die Ergebnisse sind konform mit den Beobachtungen anderer Autoren, die keine Beziehung zwischen der Lage des Corpus luteum und der Follikelaktivität im Zyklus des Rindes (GINTHER et al. 1989) bzw. der Follikelentwicklung nach hormoneller Stimulation (PURWANTARA et al. 1993) feststellten.
Auch die Größe des Corpus luteum hätte durch eine Korrelation zur Progesteronkonzentration einen Einfluss auf die Ovarreaktion haben können, da höhere Progesteronkonzentrationen möglicherweise eine Voraussetzung für eine synchrone Follikelentwicklung sein könnten Es bestanden jedoch keine Zusammenhänge zwischen der CL-Größe und der Plasmaorogesteronkonzentration und die Fläche des maximalen Gelbkörperdurchmessers zu Stimulationsbeginn hatte weder einen Einfluss auf die Ovarreaktion noch auf das Anzahl gewonnener Embryonen. Dies stimmt mit den Resultaten ähnlicher Studien beim Rind überein, in denen retrospektiv die Gelbkörperfläche zwischen Reagenten (> 2 CL) und Nichtreagenten (1 – 2 CL) (PURWANTARA et al. 1993) bzw. Tieren mit positivem (> 1 Embryo) und negativem (0 Embryonen) Spülergebnis (BARTMANN 1992) verglichen wurde. Auch die Ergebnisse von SCHWAB (2000) zeigten retrospektiv keine signifikanten Unterschiede der Gelbkörper- und Embryonenzahl in Abhängigkeit von der Größe des Gelbkörpers zu Beginn der hormonellen Stimulation.
Die Progesteronkonzentration im Plasma zu eFSH®-Behandlungsbeginn wies ebenfalls keine Zusammenhänge zur Ovarreaktion auf. Über den Einfluss der
Progesteronkonzentration zu Stimulationsbeginn auf den Superovulationserfolg wird in Studien am Rind kontrovers diskutiert. Laut GREVE et al. (1983) ist das Vorhandensein eines funktionellen, Progesteron-sezernierenden Corpus luteum zu Stimulationsbeginn ein wichtiger Faktor für die Erfolgsaussichten der Superovulation.
Das aktive Corpus luteum sichere die synchrone Entwicklung der Follikel und verhindere einen Anstieg der endogenen LH-Sekretion. Andere Autoren konnten zu Stimulationsbeginn keine Zusammenhänge zwischen der Progesteronkonzentration im Plasma und der Stimulationsantwort feststellen (SAUMANDE 1980; HONNENS et al. 2006).
Eine statistisch bedeutsame Korrelation (r = 0,45, p ≤ 0,05) bestand zwischen der Gelbkörperzahl zu Stimulationsbeginn und der Ovarreaktion nach hormoneller Stimulation, was darauf hindeutet, dass Stuten, bei denen natürlicherweise Doppelovulationen vorkommen besser auf die hormoneller Stimulation ansprechen als Stuten mit singulärer Ovulation.
5.6 Vorhersagbarkeit der Anzahl zu gewinnender Embryonen
Vor der hormonellen Stimulation konnten aufgrund der Fläche des maximalen Gelbkörperquerschnittes, der durchbluteten Gelbkörperfläche und der Plasmaprogesteronkonzentration keine Zusammenhänge zur Anzahl gewonnener Embryonen aufgezeigt werden. Hätten diese Parameter Hinweise auf die Anzahl der Ovulationen gegeben, hätte man unter Umständen auch die Zahl der zu gewinneneden Embryonen abschätzen können.
In ähnlichen Studien am Rind hatte die Fläche des maximalen Gelbkörperquerschnttes ebenfalls keinen Einfluss auf das Spülergebnis (BARTMANN 1992; SCHWAB 2000; HONNENS 2006).
Niedrige Plasmaprogesteronkonzentrationen zu Stimulationsbeginn beim Rind sind laut CHAGAS E SILVA et al. (2000) mit einer geringen Zahl transfertauglicher Embryonen assoziiert. BARTMANN (1992) stellte fest, dass Tiere mit positivem Spülergebnis (> 1 Embryo) zu Beginn der hormonellen Stimulation höhere Progesteronkonzentrationen im Blutplasma aufwiesen als Tiere mit negativem Spülergebnis (0 Embryonen, 16,9 vs. 10,2 nmol/l). Andere Autoren konnten
diesbezüglich keine Zusammenhänge nachweisen (LINDSELL et al. 1986; WALTON und STUBBINGS 1986; ROBERTS et al. 1994).
Nach der hormonellen Stimulation bestanden schon am Ovulationstag (D 0) Zusammenhänge zwischen der Anzahl der Ovulationen und der Anzahl 6,5 Tage post ovulationem gewonnener Embryonen (r = 0,78, p ≤ 0,01), so dass in der Regel bei hohen Ovulationszahlen auch mehr Embryonen gewonnen werden konnten.
Ähnliche Ergebnisse erzielte HONNENS (2006). In ihrer Studie konnte die Zahl der gewonnenen Embryonen anhand der Zahl vorhandener Corpora lutea abgeschätzt werden.
Erst bei mehr als 6 Ovulationen war eine Abnahme der Embryonengewinnungsrate zu verzeichnen. Diese Beobachtung stimmt mit Angaben aus der Literatur überein (SQUIRES und MCCUE 2007).
5.7 Ausblick
Die schlechte Vorhersagbarkeit der ovariellen Reaktion und der Anzahl gewonnener Embryonen im Rahmen der Superovulationsbehandlung bei der Stute stellt nach wie vor einen limitierenden Faktor dar. Es werden weitere Studien, die die Gründe der unterschiedlichen ovariellen Reaktion einzelner Stuten untersuchen, benötigt.
Ebenso bleibt die Ursache niedrigerer Embryonengewinnungsraten bei hohen Ovulationszahlen ungeklärt. Untersuchungen an den Ovarien und Eileitern nach Superovulation geschlachteter Stuten könnten neue Erkentnisse bringen.
6 Zusammenfassung
Christine Baackmann
Untersuchungen zur Superovulation bei der Stute:
Einfluss von equinem FSH (eFSH®) auf die genitale Durchblutung unter besonderer Berücksichtigung der lutealen Durchblutung
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, mit Hilfe der Farbdopplersonographie bei der Stute erstmals die luteale und genitale Durchblutung nach einer Superovulationsbehandlung zu bestimmen und mit der lutealen und genitalen Durchblutung unbehandelter Zyklen zu vergleichen. Weiterhin sollte überprüft werden, ob der Erfolg der Superovulationsbehandlung anhand der Perfusionsverhältnisse des inneren Genitales abgeschätzt werden kann. Dazu wurden 6 Stuten über 5 Zyklen untersucht, wobei es sich bei den Zyklen 1, 3 sowie 5 um Kontrollzyklen und bei den Zyklen 2 und 4 um mit eFSH® stimulierte Zyklen handelte. Die Stuten wurden zu Beginn der hormonellen Stimulation zur Superovulation in den Zyklen 2 und 4 sowie am Tag der Ovulation (D 0) und den Tagen 1 bis 5 post ov. aller Zyklen (1 - 5) sonographisch untersucht. Die Untersuchungen beinhalteten die Bestimmung des Blutflussvolumens (BFV) und des Blutflusswiderstandes (PI) in den Aa. ovaricae und Aa. uterinae sowie die Erfassung von Anzahl und Größe der Corpora lutea sowie deren Durchblutung (= Anzahl der Farbpixel im Color-Angio-Mode). Die Ovarreaktion wurde durch die post ov.
festgestellten Corpora lutea charakterisiert. Das Ergebnis der Embryonengewinnung 6,5 Tage post ov. wurde durch die Zahl gewonnener Embryonen definiert.
Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:
1. In den mit eFSH® stimulierten Zyklen konnte im Vergleich zu den Kontrollzyklen sowohl die Anzahl der Ovulationen (4,4 + 3,1 vs. 1,3 + 0,5) als auch die Anzahl gewonnener Embryonen (2,9 + 1,7 vs. 1,2 + 0,4) gesteigert werden (p ≤ 0,05). Die Embryonengewinnungsrate (Embryonen/Ovulation) lag
in den Superovulationszyklen unter der der Kontrollzyklen (66,0 vs. 87,5 %). In den mit eFSH® stimulierten Zyklen war sowohl in Bezug auf die Anzahl der Ovulationen (2 - 10) als auch in Bezug auf die Zahl gewonnener Embryonen (1 - 6) eine individuelle Stutenvariation zu verzeichnen.
2. Die durchblutete Gelbkörperfläche aller CL pro Tier (ACLdurchblutet) korrelierte am Tag der Ovulation (D 0) und den Tagen 1 bis 5 post ov. sowohl mit der Fläche des maximalen Gelbkörperquerschnittes aller CL pro Tier (ACLgesamt, r = 0,82, p ≤ 0,01) als auch mit der Plasmaprogesteronkonzentration (P4, r = 0,57, p ≤ 0,01). ACLdurchblutet, ACLgesamt als auch P4 unterschieden sich post ov. an allen Messtagen hoch signifikant (p ≤ 0,01) zwischen den Superovulations- und Kontrollzyklen.
3. Das ovarielle Blutflussvolumen (ovBFV) erreichte am Tag der Ovulation (D 0) und den Tagen 1 bis 5 post ov. in den Superovulationszyklen höhere Werte als in den Kontrollzyklen (p ≤ 0,05); wogegen beim uterinen Blutflussvolumen (utBFV) nur am Tag der Ovulation (D0) und dem darauffolgenden Tag (D1) ein Unterschied (p ≤ 0,05) zwischen den Superovulations- und Kontrollzyklen nachzuweisen war.
4. Zwischen der genitalen Durchblutung zu eFSH®-Stimulationsbeginn und der Ovarreaktion nach hormoneller Stimulation waren keine Zusammenhänge festzustellen (p > 0,05). Nach der hormonellen Stimulation bestand eine hohe Korrelationen zwischen der Anzahl der post ov. festgestellten Corpora lutea und der Anzahl gewonnener Embryonen (r = 0,88, p ≤ 0,01). ACLdurchblutet aller CL pro Tier stand in gutem Zusammenhang zum Spülergebnis (r = 0,78, p ≤ 0,01). Das BFV der Aa. ovaricae und Aa. uterinnae korrelierten post ov.
mittelgradig (r = 0,65, p ≤ 0,01) bzw. geringgradig (r = 0,31, p ≤ 0,05) mit der Zahl gewonnener Embryonen.
Die Ergebnisse dieser Studie beschreiben unseres Wissens nach erstmals den Einfluss von eFSH® auf die luteale und genitale Durchblutung bei der Stute am Ovulationstag (D 0) und den Tagen 1 bis 5 post ov.. Es werden Zusammenhänge zwischen der Durchblutung des inneren Genitales einerseits und der Ovarreaktion und der Anzahl gewonnener Embryonen andererseits aufgezeigt.
7 Summary
Christine Baackmann
Superovulation in mares:
Effects of equine FSH (eFSH®) on the genital blood flow in mares with special regard to the luteal blood flow
The aim of this study was to compare the luteal and the genital blood flow of mares after a superovulation treatment vs. untreated cycles using colour Doppler sonography - to our knowledge the first study on this topic in the mare. Furthermore, it was tested whether the success of the superovulation treatment can be assessed via the perfusion ratio of the genital organs. For this purpose 6 mares were followed during 5 oestrous cycles. Cycles 1, 3 and 5 served as control cycles while cycles 2 and 4 were stimulated with eFSH®. At the start of eFSH® treatment to induce superovulation as well as on the day of ovulation (D 0) and on days 1 to 5 post ovulation (post ov.) rectal exams and scans of uterine, ovarian and luteal blood flow were carried out. Examinations included determination of the blood flow volume (BFV) and the blood flow resistance - expressed as pulsatility index (PI); the number and the size of the corpora lutea and their blood perfusion (= number of pixel obtained by color-angio-mode) were also determined. Ovarian reaction was characterized by number of corpora lutea post ov.; embryo recovery rate was determined after uterine flush on day 6,5 post ovulation.
The following results have been achieved:
1. The number of ovulations (4.4 + 3,1 vs. 1.3 + 0,5) and the number of collected embryos (2.9 + 1,7 vs. 1.2 + 0,4) increased significantly in cycles stimulated with eFSH® (p ≤ 0,05). However, the embryo recovery rate (embyos/ovulation) was lower in eFSH®-stimulated cycles than in control cycles (66.0 % vs.
87.5 %). During eFSH® treated cycles an individual variation in the mares with
respect to the number of ovulations (2 - 10) and the number of collected embryos (1 - 6) could be shown.
2. The area perfused with blood of all corpora lutea per mare (ACLperfused) correlated with the maximal cross section area of all corpora lutea per mare (ACLtotal, r = 0,82, p ≤ 0,01) and with the plasma progesterone concentration (P4, r = 0,57, p ≤ 0,01) on the day of ovulation (D 0) and on days 1 to 5 post ov.. ACLperfused, ACLtotal and P4 differed significantly between superovulation and control cycles on all days of measurements (p ≤ 0,001).
3. The ovarian blood flow volume (ovBFV) showed higher values in superovulation cycles when compared to control cycles on the day of ovulation (D 0) and on days 1 to 5 post ov. (p ≤ 0,05), whereas significant differences between superovulation and the control cycles of the uterine blood flow volume (utBFV) were only observed on the day of ovulation (D0) and the subsequent day (D1) (p ≤ 0,05).
4. Between the genital blood flow at the beginning of hormonal stimulation with eFSH® and the reaction of the ovary after hormonal stimulation no correlations were determined (p > 0,05). A high correlation between the number of post ov.
detected copora lutea and the number of collected embryos was observed after hormonal stimulation (r = 0,88, p ≤ 0,01). ACLperfused of all CL per mare showed positive correlation with the number of collected embryos (r = 0,78, p
≤ 0,01). The BFV of the Aa. ovaricae and the Aa. uterinae correlated moderate (r 0,65, p ≤ 0,01) to mild (r = 0,31, p ≤ 0,05) with the number of obtained embryos respectively.
To our knowledge the results of this study are the first describing the effects of eFSH® on luteal and genital blood flow in the mare on the day of ovulation (D 0) and on days 1 to 5 post ov.. Relationships between genital blood flow and ovarian response as well as number of recovered embryos were examined.
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