Zusammenhang zwischen uterinem Blutfluss und fetalen und

Das Blutflussvolumen erscheint aufgrund seiner relativ deutlichen Veränderungen in der zweiten Hälfte der Gravidität und aus biologischer Sicht der bedeutendste von den erhobenen Parametern bei der Beurteilung der uterinen Blutversorgung zu sein.

Deshalb wurde dieser Parameter herangezogen, um ihn auf eventuell bestehende Zusammenhänge zu maternalen bzw. fetalen Faktoren zu überprüfen.

Es bestanden positive Zusammenhänge zwischen dem uterinen Blutflussvolumen einerseits und dem Geburtsgewicht der Kälber andererseits. Das uterine

Blutflussvolumen korrelierte zunächst in den Graviditätswochen 21 bis 37 nur mäßig mit dem Geburtsgewicht der Kälber. Erst in der 39. Graviditätswoche zeigte sich ein mittelgradiger Zusammenhang (r = 0,60) zwischen diesen beiden Faktoren.

PANARACE et al. (2006) ermittelten in ihrer Studie nur eine mäßige Korrelation (r = 0,34), wobei die Autoren leider keine Angaben darüber machten, für welchen Zeitpunkt der Gravidität sie die Korrelation berechnet haben. Im Gegensatz zu der Aussage von FERRELL und FORD (1980), nach der die Versorgung des Fetus maßgeblich durch die uterine Blutversorgung gedeckt wird, waren also die Zusammenhänge zwischen uterinem Blutflussvolumen und Geburtsgewicht des Kalbes nicht sehr hoch. Hierbei ist zu beachten, dass in der vorliegenden Studie die uterinen Blutflussvolumina zu den jeweiligen Untersuchungszeitpunkten nicht mit den aktuellen Gewichten der Feten, sondern nur mit deren Gewicht zum Zeitpunkt der Geburt korreliert wurden. Da anhand der Ergebnisse einiger Studien bekannt ist, dass die Gewichtszunahme der Feten nicht immer gleich ist, sondern in Abhängigkeit von dessen Genetik (GREGORY et al. 1990, FERRELL 1991a) bzw. dem Gewicht der Mütter (FERRELL 1991a, HOLLAND u. ODDE 1992) variiert, könnten diese Variabilitäten Ursachen für die nur geringen Korrelation zwischen uteriner Blutversorgung und Geburtsgewicht der Kälber in den Gestationswochen 21 bis 37 sein. Diese Variabilitäten würden auch erklären, warum der Korrelationskoeffizient in der 39. Gestationswoche am höchsten war, da das fetale Geburtsgewicht zu diesem Zeitpunkt am ehesten dem Geburtsgewicht der Kälber entspricht. In nachfolgenden Studien sollte das uterine Blutflussvolumen kurz vor der Geburt untersucht werden, um zu überprüfen, inwieweit Zusammenhänge zwischen uteriner Blutversorgung und dem Körpergewicht der Feten bestehen. Man könnte aber auch versuchen, mittels B-Bild Sonographie eine Fetometrie (KÄHN u. LEIDL 1984, GINTHER 1998) durchzuführen und so das Körpergewicht der Kälber zu bestimmen, um zu testen, inwieweit das uterine Blutflussvolumen mit dem Gewicht der Feten zusammenhängt.

Da die Zusammenhänge zwischen uterinem Blutflussvolumen und dem Geburtsgewicht des Kalbes zwischen der 21. und 37. Graviditätswoche über alle Kühe hinweg betrachtet nur gering bis mäßig waren, wurde überprüft, welche fetalen

und maternalen Faktoren die Entwicklung des uterinen Blutflusses während der zweiten Hälfte der Gravidität beeinflussen könnten. Dazu wurden die Kälber und Muttertiere in Abhängigkeit von der Ausprägung des jeweiligen Merkmals in jeweils etwa zwei gleich große Gruppen eingeteilt und die Entwicklung des Blutflusses dieser Gruppen miteinander verglichen (Tab. 4.1).

So war in der 21. Graviditätswoche (GW) zwischen den Kühen, die schwere bzw.

leichte Kälber bekamen, kein Unterschied hinsichtlich des uterinen Blutflussvolumens festzustellen. Im Untersuchungszeitraum stieg das Blutflussvolumen bei Kühen mit schweren Kälbern stärker an als bei Tieren, die leichte Kälber gebaren. Somit scheint sich das Blutflussvolumen bei Kühen mit leichten und schweren Kälbern erst in der Phase des starken fetalen Wachstums, in der auch der Nährstoffbedarf sehr stark ansteigt (FERRELL et al. 1976, PRIOR u. LASTER 1979), unterschiedlich stark zu entwickeln. FERRELL (1991b) beobachtete in seinen Studien, dass das Wachstum von Feten von Rinderrassen mit einem genetisch hohem (Charolais) und niedrigem (Brahman) Körpergewicht bis zum 232. Tag der Gravidität unabhängig davon war, ob sich die Feten in Müttern des eigenen oder des anderen Genotyps entwickelten. Das lässt darauf schließen, dass der fetale Genotyp eine wichtige Komponente in der Regulierung des fetalen Wachstums darstellt (FERRELL 1991a). Weiterhin ist auch bekannt, dass das Vatertier über seinen Genotyp einen Einfluss auf die Entwicklung des Feten ausübt (BOURDON u. BRINKS 1982).

Betrachtet man die Entwicklung des uterinen Blutflusses in Abhängigkeit von dem Gewicht des Muttertieres, so zeigt sich, dass bei schweren Kühen bereits in der 21.

GW das Blutflussvolumen höher war als bei leichten Kühen. Dieses Ergebnis ist nicht überraschend, da bei Kühen mit höherem Gewicht auch davon auszugehen ist, dass die Organe und damit auch die entsprechenden Gefäße größer sind als bei leichten Tieren (ELLENBOGEN 1929). Ob diese unterschiedliche Blutversorgung bereits in der Mitte der Gravidität Auswirkungen auf das Gewicht der Kälber hat ist unwahrscheinlich, da in den Studien von FERREL (1991a) festgestellt wurde, dass in diesem Stadium das fetale Gewicht von dessen Genotyp und nicht von Umweltfaktoren wie der Größe des Muttertieres beeinflusst wird.

Im weiteren Verlauf nahm die Differenz in der uterinen Blutversorgung zwischen schweren und leichten Kühen weiter zu. Diese Entwicklung könnte durchaus das Gewicht der Feten beeinflussen, da in den Studien von FERREL (1991b, 1991a) sich auch zeigte, dass die Gewichtsentwicklung des Fetus in späteren Stadien der Gravidität von maternalen Umweltfaktoren abhängt.

Bei der Analyse der eigenen Ergebnisse fiel auf, dass die beiden Faktoren Geburtsgewicht des Kalbes und Körpergewicht der Kuh voneinander abhingen, d.h.

schwere Kühe bekamen mehr schwere Kälber und umgekehrt. Um die Bedeutung der Faktoren hinsichtlich der Entwicklung des uterinen Blutflusses miteinander vergleichen zu können, wurden die Tiere in folgende vier Gruppen geteilt: schwere Kühe mit schweren Kälbern, schwere Kühe mit leichten Kälbern, leichte Kühe mit schweren Kälbern und leichte Kühe mit leichten Kälbern. Es zeigte sich dabei, dass die Entwicklung des uterinen Blutflusses vor allem mit dem Geburtsgewicht der Kälber zusammenhing und weniger mit dem Körpergewicht der Kuh. Das heißt, dass bei Tieren, die schwere Kälber gebaren im Verlauf der zweiten Hälfte der Gravidität ein stärkerer Anstieg des Blutflussvolumens stattfand, als bei Tieren mit leichten Kälbern, unabhängig vom Körpergewicht des Muttertieres.

Diese Beobachtungen zeigen zwar, dass ein gewisser Einfluss der Mutter auf das fetale Wachstum besteht, der Einfluss des Feten auf die uterine Durchblutung und somit auch auf sein Wachstum jedoch stärker ist. REYNOLDS und REDMER (1995) sehen in Anti-Angiogenese-Faktoren, die von der fetalen Plazenta produziert werden (REYNOLDS u. REDMER 1988, MILLAWAY et al. 1989), eine Möglichkeit des Fetus die plazentare Gefäßentwicklung mitzuregulieren. Der Umfang der Produktion dieser Faktoren durch das fetale Gewebe könnte nach Angaben der Autoren auch genetisch determiniert sein. Neuere Studien, die bisher jedoch nur an knockout-Mäusen durchgeführt wurden, zeigen die Bedeutung von sogenannten „imprinted genes“ bei der Kontrolle sowohl des fetalen als auch des plazentaren Wachstums (CONSTANCIA et al. 2002, REIK et al. 2003, MYATT 2006). Ihre Expression wird vom Elternteil, der es zum fetalen Genpool beigetragen hat, determiniert. So fördern

„imprinted genes“ von der paternalen Seite (z.B. Insulin-like-growth factor II) das

plazentare Wachstum und konsekutiv auch das fetale Wachstum, während maternale „imprinted genes“ (z.B. p57kip2) exprimiert werden, um den Nährstofftransfer zu limitieren und somit die mütterliche Versorgung zu sichern.

Folglich scheint das Zusammenspiel von fetalen „Aktionen“ und maternalen

„Gegenmaßnahmen“ eine entscheidende Rolle in der Ausbildung der Plazenta und in der uterinen Perfusion zu spielen. Diese Erkenntnisse unterstützen in Bezug auf die vorliegende Studie die Theorie, dass der Fetus neben der Mutter ebenso einen Einfluss auf die Höhe des uterinen Blutflussvolumens ausüben kann.

In dieser Studie wurde bei einem Tier ein Zwilling geboren. Das Gesamtgewicht beider Kälber des Zwillings war im Vergleich zu den anderen Geburtsgewichten am zweithöchsten; einzeln betrachtet gehörten die Kälber aber zu den drei leichtesten Tieren. Hinsichtlich des Blutflussvolumens gehörte die Kuh zu den 25% der Tiere mit den höchsten Werten. Das Blutflussvolumen pro Fetus unterschied sich nicht auffällig von den anderen Tieren. In der Literatur ist zu finden, dass das uterine Blutflussvolumen bei Kühen mit Zwillingen höher ist als bei Einlingen. Pro Fetus betrachtet ist es bei Zwillingen um 78 % niedriger als bei Einlingen (FERRELL u.

REYNOLDS 1992). Demzufolge resultiert das geringere Geburtsgewicht pro Fetus bei Zwillingen (BELLOWS et al. 1990, GREGORY et al. 1990, KERTZ et al. 1997) aus der reduzierten uterinen Blutversorgung und einer demzufolge reduzierten Nährstoffversorgung (FERRELL u. REYNOLDS 1992).

Zur Abhängigkeit der uterinen Blutversorgung von der Milchleistung der Kühe gibt es bisher keine Studien, da die Studien meist an nichtlaktierenden Tieren (FERRELL u.

FORD 1980, REYNOLDS u. FERRELL 1987, NISHIDA et al. 2001, BOLLWEIN et al.

2002, NISHIDA et al. 2006, PANARACE et al. 2006) bzw. Fleischrindern (FERRELL u. FORD 1980, REYNOLDS u. FERRELL 1987, PANARACE et al. 2006) durchgeführt wurden. Man könnte aber vermuten, dass eine Konkurrenzsituation zwischen der Durchblutung des Euters und des Uterus besteht. Bekanntlich sind für die Synthese eines Liters Milch etwa 500 Liter Blut erforderlich, was bei einer Milchleistung von 45 Litern pro Tag einer Perfusion von 22.500 Litern Blut pro Tag

entspricht (BREVES u. RODEHUTSCORD 1999, GÜRTLER u. SCHWEIGERT 2000), d.h. die Perfusion des Euters ist sehr hoch. In der vorliegenden Studie unterschied sich der Blutfluss zum Euter aber nur in den Gestationswochen 29 und 33. Zu diesen Zeitpunkten war die uterine Blutversorgung bei Tieren mit guter Milchleistung höher als bei Kühen mit relativ niedriger Milchleistung. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Perfusion des Euters keine nachteiligen Einflüsse auf die Blutversorgung des Uterus hatte, da ansonsten die Uterusversorgung bei Tieren mit niedriger Milchleistung gegenüber der anderen Tiergruppe hätte erhöht sein müssen.

Ähnliche Verhältnisse waren hinsichtlich der Abhängigkeit des Blutflusses von der Trockenstehzeit gegeben. Eigentlich würde man erwarten, falls die Euterdurchblutung den uterinen Blutfluss beeinflusst, dass dieser bei länger trockenstehenden Tieren höher sein müsste, insbesondere am Ende der Gravidität.

Es lagen aber auch hier genau entgegengesetzte Verhältnisse vor. Der Blutfluss stieg bei den Tieren, die nur kurz trockengestellt worden waren, deutlicher an als bei den Tieren mit langer Trockenstehdauer. In der 37. Woche war das uterine Blutflussvolumen bei Tieren mit kurzer Trockenstehdauer höher als bei derjenigen mit kurzer Trockenperiode. Die Ursachen dafür, dass die uterine Durchblutung bei Tieren mit hoher Milchleistung bzw. kurzer Trockenstehdauer teilweise höher war als bei den jeweiligen anderen Gruppen, könnte darin liegen, dass auch Abhängigkeiten zwischen diesen beiden Parametern und dem Körpergewicht der Kühe bestanden und, wie bereits erwähnt, bei schweren Kühen die uterine Blutversorgung höher ist als bei leichten.

5.5 Uteriner Blutfluss im Zusammenhang mit der Plasmaöstrogen-konzentration

Da biologisch aktive Östrogene eine vasodilatatorische Wirkung aufweisen (FORD 1995) und somit in der Lage sind, die Durchblutung von Uterus und Plazenta zu steigern (RESNIK et al. 1974), wurde in dieser Studie ein möglicher Zusammenhang zwischen der Gesamtöstrogenkonzentration bzw. der Konzentration der freien

Östrogene und dem Blutflussvolumen untersucht.

Sowohl die Gesamtöstrogenkonzentration (gÖ), als auch die Konzentration der freien Östrogene (fÖ) zeigte im untersuchten Zeitraum einen exponentiellen Anstieg, wobei die Werte von gÖ bzw. fÖ, um das 7-fache bzw. das 3-fache anstiegen. Der stärkste Anstieg war zwischen der 33. und 39. GW zu beobachten. Die in dieser Studie erhaltenen Werte und auch der daraus resultierende Verlauf der Östrogenkonzentrationen stimmen mit den Angaben in der Literatur überein (HOFFMANN 1993, HOFFMANN et al. 1997, PATEL et al. 1999, ZHANG et al.

1999). Der Anstieg der Östrogenkonzentration unterschied sich in seinem Muster von dem des Blutflussvolumens, welches, wie bereits erwähnt, zwischen der 21. und 39.

Graviditätswoche linear um das 5,5-fache zunahm. FERRELL und FORD (1980), die bereits ab der 17. Graviditätswoche den Blutfluss und die Östrogenspiegel gemessen haben, konnten ebenfalls zwischen dem uterinen Blutflussvolumen und der Konzentration freier Östrogene keinen Zusammenhang nachweisen. Die Autoren beobachteten aber einen Anstieg der Östrogenspiegel bis Tag 140, der dann zunächst wieder abfiel, und vermuteten, dass dieser die Zunahme des Blutflusses im weiteren Verlauf induzieren könnte. In der eigenen Studie wurden die Untersuchungen erst ab der 21. Woche durchgeführt, so dass dieser Anstieg in den Östrogenspiegeln nicht beobachtet werden konnte. Es fiel aber auf, dass in den letzten Wochen der Gravidität die Östrogenspiegel viel deutlicher anstiegen als die Blutflussvolumina. Es erscheint daher zweifelhaft, dass ausgeprägte Abhängigkeiten zwischen den Änderungen in den Plasmaöstrogenkonzentrationen und den Blutflussvolumina bestehen.

In dieser Studie konnte zwischen dem Geburtsgewicht der Kälber und den Östrogenkonzentrationen nur eine schwache bis mittelgradige Korrelation (r = 0,31 bis 0,57) in der 25., 29. und 33. Graviditätswoche nachgewiesen werden. ZHANG et al. (1999) beschreiben ähnliche Zusammenhänge zwischen der maternalen Plasmakonzentration von Östronsulfat und dem Geburtsgewicht der Kälber ab dem 210. Tag der Trächtigkeit. In ihren Studien stiegen zwischen Tag 210 und der Geburt die Korrelationskoeffizienten von 0,42 auf 0,65 an. Zwischen dem uterinen Blutflussvolumen einerseits und den Konzentrationen an Gesamtöstrogenen und

freien Östrogenen andererseits konnten nur in den Graviditätswochen 21, 25 und 33 Korrelationen nachgewiesen werden. Diese waren nur mäßig ausgeprägt (r = 0,33 bis 0,48). Da, wie oben bereits erwähnt, auch Zusammenhänge zwischen dem Geburtsgewicht der Kälber und den Östrogenkonzentrationen bestanden, muss diese Korrelation zwischen Blutfluss- und Östrogenwerten nicht unbedingt kausal bedingt sein, sondern könnte alleine dadurch zurückzuführen sein, dass eine Abhängigkeit zwischen dem Geburtsgewicht der Kälber und dem uterinen Blutfluss besteht.