Der Gelbkörper ist eine temporäre endokrine Drüse, die vor allem Progesteron produziert (KÖNIG und PROBST 2005).
Die Bildung des Gelbkörpers beginnt bereits kurz vor der Ovulation, indem die zwischen Granulosazellen und Theka follicularis interna gelegene Basalmembran aufbricht und Kapillaren aus der Theka interna und Arteriolen aus der Theca externa zwischen den Granulosazellen eindringen können. Aus den Granulosa- und Thekazellen formen sich die Luteinzellen des Corpus luteum (KÖNIG und PROBST 2005). Die Kapillardichte nimmt während der späteren Anbildungsphase des Gelbkörpers noch weiter zu (HEES et al. 1988).
Die luteale Angiogenese im Rahmen der Gelbkörperentwicklung sowie die darauf folgende Gefäßregression zum Zeitpunkt der Gewebeinvolution verlaufen parallel mit der Entwicklung und der Regression des nichtvaskulären Gewebes (FERREIRA-DIAS und MATEUS 2003). Diese Abläufe werden durch zahlreiche Faktoren reguliert. Im equinen CL wird die Produktion von angiogenen Faktoren und Prostaglandin E2, welche für die vaskuläre und nichtvaskuläre Entwicklung während der Gelbkörperanbildung von Bedeutung sind, möglicherweise durch den Tumor Nekrose Faktor α (TNFα) und Stickoxid (NO) stimuliert. Die ansteigende Mikrovaskularisierung verläuft parallel zu der Synthese von P4, einer Zunahme der Anzahl P4-Rezeptoren sowie großer Luteinzellen (FERREIRA-DIAS und SKARZYNSKI 2008).
Aufgrund deutlicher Größenunterschiede und ultrastruktureller Merkmale unterscheidet man zwei Luteinzellpopulationen (Abb. 2), die als große und kleine Luteinzellen bezeichnet werden (NISWENDER et al. 1985; REYNOLDS et al. 1994).
Obwohl beide Zelltypen die gleiche enzymatische Ausstattung besitzen, sind sie in unterschiedlichem Ausmaß zur Progesteronsynthese befähigt (NISWENDER et al.
1994). Untersuchungen beim Pferd (FERREIRA-DIAS und SKARZYNSKI 2008) geben Anlass zur Vermutung, dass die großen Luteinzellen für die autokrine / parakrine Regulation der P4-Synthese im equinen CL von Bedeutung sind. In einer histochemischen bzw. immunhistochemischen Untersuchung an post mortem entnommenem Gelbkörpergewebe von Stuten im frühen, mittleren und späten Interöstrus war die Anzahl großer Luteinzellen im Corpus hämorrhagicum (CH) geringer als in den anderen Gruppen (p < 0,05), wohingegen die Anzahl und Größe der kleinen Luteinzellen nicht variierte. Lediglich in den großen Luteinzellen konnten P4-Rezeptoren nachgewiesen werden. Im Vergleich zur mittleren und späten Gelbkörperphase war die Plasma-P4-Konzentration sowohl in der Follikel- als auch in der CH-Phase erniedrigt (p < 0,05, FERREIRA-DIAS und MATEUS 2003). Diese Ergebnisse weisen laut der Autoren darauf hin, dass das Gefäßwachstum und die Entwicklung von nicht vaskularisiertem Gewebe innerhalb des zyklischen Gelbkörpergewebes der Stute in einem direktem Zusammenhang zu stehen scheinen, wodurch eine P4-Synthese in der frühen Gelbkörperphase ermöglicht
werde. Es sei sehr wahrscheinlich, dass dieses Hormon überwiegend von den großen Luteinzellen synthetisiert werde, da die Anzahl dieser Zellen und die nachgewiesene Plasma-P4-Konzentration in einer direkten Beziehung zueinander stünden (FERREIRA-DIAS und MATEUS 2003).
Abb. 2: Immunhistochemisches Bild eines equinen CL mit kleinen und großen Luteinzellen,
entnommen aus FERREIRA-DIAS und MATEUS (2003)
Die Lebensspanne und Funktion des Gelbkörpers wird durch komplexe Interaktionen zwischen stimulierenden (luteotropen) und hemmenden (luteolytischen) Mediatoren reguliert (BACHELOT und BINART 2005).
Tritt keine Gravidität ein, wird das Corpus luteum cyclicum kurz nach Erreichen des Blütestadiums durch endometriale Sekretion von PGF2α zurückgebildet. Nach Abschluss der Angiogenese im Gelbkörper scheint eine Langzeiteinwirkung von Progestagenen die proliferative, angiogene Aktivität zu hemmen. PGF2α induziert vermutlich die luteale (und vaskuläre) Regression im equinen CL. Darüber hinaus bereitet möglicherweise eine NO- und P4-abhängige Inhibition der Produktion angiogener Faktoren den Gelbkörper auf die funktionelle und strukturelle Regression vor. Im Gegensatz zur frühen Lutealphase induzieren NO und Zytokine in der späten
Lutealphase eventuell einige Abläufe, die zur Regression des equinen CL führen (FERREIRA-DIAS und SKARZYNSKI 2008).
Beim Zustandekommen einer Gravidität erfolgt die Rückbildung des Gelbkörpers (Corpus luteum gravitatis) erst im Verlauf der Trächtigkeit (NISWENDER et al. 2000).
Eine Progesteronkonzentration von > 1 ng/ml weist stets auf das Vorhandensein eines endokrin aktiven Gelbkörpers hin. Maximale Werte liegen bei der Stute im Interöstrus zwischen 10 und 14 ng/ml (HOPPEN und NIEDERSTUCKE 2008).
2.2.2 Zyklische Veränderungen und die Bedeutung der Durchblutung des Corpus luteum
2.2.2.1 Frau
TINKANEN (1994) untersuchte bei Frauen die Durchblutung des Corpus luteum (CL) während des Zyklus. Ab dem 2. Tag nach der Ovulation war ein lutealer Blutfluss messbar, der am 5. Tag nach der Ovulation die höchsten Werte erreichte und danach kontinuierlich bis zum Ende der Lutealphase wieder abnahm.
Bei Frauen mit einer Gelbkörperinsuffizienz konnte nachgewiesen werden, dass der Blutflusswiderstand in den Gefäßen des CL signifikant höher war als bei Frauen mit physiologischer Lutealphase. Außerdem war der Blutflusswiderstand um so höher, je niedriger die Plasmaprogesteronwerte lagen (GLOCK und BRUMSTED 1995).
ZALUD und KURJAK (1990) untersuchten die luteale Durchblutung bei Frauen mit physiologischen und pathologischen Schwangerschaften früher Stadien. Die Autoren zeigten, dass der Blutflusswiderstand im CL bei Frauen mit intrauteriner Schwangerschaft am höchsten und bei nicht schwangeren Frauen am niedrigsten war. Bei Patientinnen mit einer Bauchhöhlenschwangerschaft lagen die Blutflusswerte zwischen denen der beiden anderen Gruppen.
Auch im Rahmen von In-vitro-Fertilisationsprogrammen wurde die Blutversorgung des CL bestimmt. Bei Frauen, die nach einem Embryotransfer schwanger geworden waren, war der Blutflusswiderstand am 3. Tag nach dem Transfer signifikant niedriger als bei nicht schwangeren Frauen. Bei einem Blutflusswiderstand (RI = Resistance Index) > 0,5 konnte keine Schwangerschaft erzielt werden (BABER
et al. 1988). Die Autoren schlossen daraus, dass mit der transvaginalen Farbdopplerultraschallsonographie früher als bisher eine Prognose über den Ausgang eines In-vitro-Fertilisationsprogrammes möglich ist.
2.2.2.2 Rind
Baumgartner (1998) quantifizierte die Durchblutung des CL anhand der im Dopplermodus darstellbaren Farbpixel. Die Durchblutung des heranwachsenden CL stieg bis Tag 7 post ov. kontinuierlich an, verblieb während dessen Blütephase auf einem hohen Niveau und fiel in den letzten fünf Tagen vor der nächsten Ovulation wieder auf niedrige Werte ab.
ACOSTA et al. (2002) untersuchten die luteale Perfusion unmittelbar vor und bis zu 48 Stunden nach Injektion einer luteolytischen Dosis PGF2α. Die Durchblutung des CL stieg initial zwischen einer halben und zwei Stunden nach der PGF2α -Gabe an, reduzierte sich nach vier Stunden auf das Niveau, das vor der Injektion herrschte, und fiel dann in den folgenden 48 Stunden noch weiter ab.
Die Veränderungen des lutealen Blutflusses anhand der durchbluteten Fläche während der spontanen Luteolyse im normalen Zyklus untersuchten SHIRASUNA et al. (2004) sowie MIYAMOTO et al. (2005). Die Autoren stellten auch hier zunächst einen Anstieg der lutealen Durchblutung fest, der nach deren Ergebnissen an den Tagen 17 bis 18 mit der pulsatilen Ausschüttung von PGF2α aus dem Uterus zusammenfällt.
2.2.2.3 Stute
Mit Hilfe der transrektal durchgeführten Farbdopplersonographie haben BOLLWEIN et al. (2002a) den lutealen Blutfluss bei Stuten während des Zyklus untersucht. Die Autoren zeigten, dass zyklische Veränderungen und individuelle Unterschiede in der Vaskularisation der Gelbkörper bestehen. Weiterhin konnten sie eine hohe Korrelation zwischen den zyklischen Veränderungen des lutealen Blutflusses und der Plasmaprogesteronkonzentration nachweisen. Beide Parameter stiegen in den ersten Tagen nach der Ovulation nahezu parallel an, wobei die
Gelbkörperdurchblutung (Anzahl der Farbpixel im Gelbkörper) 5 Tage und das Plasmaprogesteron 7 Tage post ov. ihr Maximum erreichten. Auch die Abnahme des Plasmaprogesterons und der Rückgang des lutealen Blutflusses liefen parallel zueinander ab.
Ähnliche Ergebnisse erhielten GINTHER et al. (2007). Auch sie berichten von einer parallelen Zu- und Abnahme der Gelbkörperdurchblutung und des Plasmaprogesterons, wobei sie die maximale Gelbkörperdurchblutung 10 Tage und die höchsten Progesteronwerte 8 Tage nach der Ovulation messen konnten.
HENDRIKS et al. (2006) untersuchten die Auswirkungen von PGF2α und hCG, die 7 Tage post ov. verabreicht wurden, auf den lutealen Blutfluss. Die luteale Durchblutung ging in den ersten 30 Minuten nach der Applikation von PGF2α
kontinuierlich zurück, wobei sich bei den Plasmaprogesteronwerte nach 2 Stunden eine Abnahme messen ließ und nach 48 - 72 Stunden Östruswerte erreichten wurden. Im Widerspruch zu den Ergebnissen einer Studie von ARRUDA und FLEURY (2005), die nach hCG-Gabe von einer Stimulation der lutealen Progesteronsekretion berichten, konnten HENDRIKS et al. (2006) weder einen Effekt auf die Progesteronkonzentration noch auf die luteale Durchblutung feststellen.
2.2.3 Einfluss des Corpus luteum auf die ovarielle Reaktion im Rahmen der Superovulationsbehandlung beim Rind
Anders als beim Pferd wurden beim Rind in den vergangenen Jahren zahlreiche Studien durchgeführt, in denen der Einfluss des Gelbkörpers auf die ovarielle Reaktion im Gefolge einer Superovulationsbehandlung untersucht wurde.
PUWANTARA et al. (1993) beschäftigten sich mit der Fragestellung, ob die Lokalisation (rechtes, linkes Ovar) und die Größe des CL den Erfolg einer Superovulationsbehandlung beim Rind beeinflussen können. Die Tiere wurden vier Tage zweimal täglich mit 35 mg FSH behandelt und erhielten 72 Stunden nach der initialen FSH Gabe Cloprostenol zur Luteolyse. Die Lokalisation des CL hatte keinen Einfluss auf die Entwicklung der Follikel. Zudem unterschied sich der Durchmesser des CL bei Stimulationsbeginn nicht zwischen Reagenten (> 2 Ovulationen) und Nichtreagenten (0 - 2 Ovulationen).
Auch SCHWAB (2000) konnte weder einen Einfluss der Lokalisation noch der Querschnittsfläche des CL bei Stimulationsbeginn auf die Ovarreaktion bei Rindern feststellen, die zwischen dem 7. und 14. Zyklustag beginnend vier Tage lang zweimal täglich mit FSH stimuliert wurden und am 4. Stimulationstag zweimal Cloprostenol erhielten.
Diese Ergebnisse wurden durch Untersuchungen von HONNENS (2006) bestätigt, in denen die Tiere 10 Tage post ov. mit eCG stimuliert und denen 3 Tage später PGF2α
injiziert wurde. In dieser Studie hatte die Größe des CL keinen Einfluss auf die Ovarreaktion. So unterschied sich weder die maximale Querschnittsfläche des CL noch die Fläche des Lutealgewebes am Tag der eCG-Applikation zwischen den jeweiligen Reaktionsgruppen.
Das Vorhandensein eines funktionellen, Progesteron sezernierenden CL zu Stimulationsbeginn ist laut GREVE et al. (1983) ein wichtiger Faktor für die Erfolgsaussichten der Superovulation. Das aktive CL sichere die synchrone Entwicklung der Follikel und verhindere einen Anstieg der endogenen LH-Sekretion.
Tiere, deren Plasmarogesteronkonzentration bei Beginn der Gonadotropintherapie (PMSG bzw. FSH) unter 1,59 nmol/l lag, zeigten nach Prostaglandin-Applikation weder Brunstsymptome noch einen LH-Anstieg und eine niedrigere Ovulationsrate (GREVE et al. 1983). Laut SAUMANDE (1980) und GREVE et al. (1983) besteht jedoch keine Beziehung zwischen der Höhe der Progesteronkonzentration zum Zeitpunkt des Stimulationsbeginns im Diöstrus und der Ovulationsrate.
HONNENS (2006) konnte keine Zusammenhänge zwischen der Progesteronkonzentration im Plasma am Tag der eCG-Applikation und der Stimulationsantwort feststellen.
2.2.4 Einfluss des Corpus luteum auf die Anzahl und Qualität der Embryonen im Rahmen der Superovulationsbehandlung beim Rind
Widersprüchliche Ergebnisse existieren nicht nur in Bezug auf die ovarielle Reaktion (s. Kap. 2.2.3, S. 20 f), sondern auch in Bezug auf die Quantität und Qualität gewonnener Embryonen.
BARTMANN (1992) untersuchte den Einfluss des sonographisch darstellbaren Querschnittes des CL des vorausgehenden Zyklus auf den Erfolg der Embryonengewinnung. Am Tag vor Einleitung der Superovulation, d.h. 10 Tage nach festgestellter Brunst, unterschied sich die Fläche des CL der Tiere mit positivem Spülergebnis (> 1 Embryo) nicht signifikant von der Fläche der Tiere mit einem negativen Spülergebnis (0 Embryonen). Entsprechend war am Tag der Prostaglandininjektion kein Unterschied zwischen Donoren mit positivem und negativem Spülergebnis festzustellen.
SCHWAB (2000) konnte ebenfalls keinen signifikanten Einfluss des Gelbkörperquerschnittes vor Stimulationsbeginn auf die Anzahl gewonnener Embryonen nachweisen. In ihrer Untersuchung an 170 Kühen wurden insgesamt 192 Corpora lutea sonographisch dargestellt. Die Größe des CL wurde ermittelt, indem die Länge und Breite bzw. die Fläche des größten CL-Querschnittes im Ultraschallbild berechnet wurde. Tiere mit größeren Gelbkörpern wiesen tendenziell eine höhere Gesamtzahl gewonnener Embryonen und mehr transfertaugliche Embryonen auf.
Auch HONNENS (2006) konnte keine Zusammenhänge zwischen der Größe des Corpus luteum am Tag der eCG-Applikation und dem Spülergebnis aufzeigen.
BARTMANN (1992) beobachtete weiterhin, dass geringe Plasmaprogesteronkonzentationen zu Beginn eines Superovulationsprogrammes (Stimulation mittels PMSG bzw. FSH) zu schlechten Spülergebnissen führten. Er untersuchte Rinder während des Diöstrus vor und nach der Stimulationsbehandlung.
Am ersten Untersuchungstag besaßen Spendertiere mit positivem Spülergebnis (> 1 Embryo) eine höhere Progesteronkonzentration im Blutplasma (16,9 nmol/l) als Spendertiere mit negativem Ergebnis (0 Embryonen, 10,2 nmol/l). Auch unmittelbar vor der Prostaglandingabe (72 und 84 Stunden nach Superovulationsbehandlung)
unterschied sich der Progesteronspiegel deutlich zwischen den beiden Gruppen (25,1 vs. 18,8 nmol/l).
Ebenso stellten CHAGAS E SILVA et al. (2000) fest, dass bei Spenderkühen hohe Porgesteronwerte zu Beginn der Superovulationsbehandlung sowie steilere Progesteronanstiege post ovulationem mit einer höheren Zahl gewonnener Embryonen und transfertauglicher Embryonen einherging.
Im Gegensatz dazu konnten andere Autoren keinen Zusammenhang zwischen der Progesteronkonzentration zum Zeitpunkt der Einleitung der Stimulationsbehandlung und der Quantität und Qualität der gewonnenen Embryonen feststellen (LINDSELL et al. 1986; WALTON und STUBBINGS 1986; ROBERTS et al. 1994).
Nach der Stimulation, d.h sieben Tage post ov. konnte die Zahl der im Rahmen einer Embryonenspülung zu gewinnenden Embryonen laut HONNENS (2006) anhand der Zahl vorhandener Corpora lutea abgeschätzt werden. Die Zahl der bestimmten Gelbkörper korrelierte in der Studie mit der Anzahl gewonnener Embryonen.
Zusätzlich korrelierte die Progesteronkonzentration sieben Tage post ovulationem in fast gleichem Maße mit der Zahl der Corpora lutea (r = 0,58) und der Zahl gewonnener Embryonen (r = 0,55).
2.3 Gefäßversorgung des inneren Genitals der Stute