Tierärztliche Hochschule Hannover
Ultrasonografische Untersuchungen
zur uterinen und ovariellen Hämodynamik sowie zur uterinen Kontraktionsaktivität bei der Stute unter besonderer
Berücksichtigung der Besamungsfrequenz
INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades
eines Doktors der Veterinärmedizin - Doctor medicinae veterinariae -
(Dr. med. vet.)
vorgelegt von Johannes Risse
Hagen am Teutoburger Wald
Hannover 2011
Wissenschaftliche Betreuung: Apl. Prof. Dr. S. Meinecke-Tillmann Institut für Reproduktionsbiologie
1. Gutachter: Apl. Prof. Dr. S. Meinecke-Tillmann
2. Gutachter: Prof. Dr. C. Wrenzycki
Tag der mündlichen Prüfung: 27.04.2011
Meinen Eltern
Inhaltsverzeichnis Seite
Abkürzungsverzeichnis ...
1 Einleitung ... 01
2 Literaturübersicht ... 03
2.1 Anatomie der Geschlechtsorgane der Stute... 03
2.1.1 Uterus ... 03
2.1.2 Ovarien ... 03
2.2 Gefäßversorgung der Geschlechtsorgane der Stute ... 03
2.2.1 Gefäßversorgung des Uterus ... 03
2.2.2 Arterien und Venen am Ovar ... 05
2.3 Die Dopplersonografie ... 05
2.3.1 Physikalische Grundlagen ... 05
2.3.1.1 Prinzip der Dopplersonografie ... 05
2.3.1.2 Dopplereffekt ... 06
2.3.1.3 Gerätetechnologie ... 06
2.3.1.4 Colour-Angio-Mode... 07
2.4 Auswertung von Daten aus Doppleranalysen ... 07
2.4.1 Die Dopplerkurve. ... 08
2.4.2 Blutflussgeschwindigkeit ... 08
2.4.3 Blutflussvolumen ... 09
2.4.4 Quantitative, semiquantitative und qualitative Analyse ... 10
2.5 Anwendung der Dopplersonografie in der Gynäkologie ... 11
2.5.1 Humanmedizin ... 11
2.5.1.1 Untersuchung der A. uterina und der A. ovarica ... 11
2.5.1.2 Fertilitätsdiagnostik ... 12
2.5.2 Veterinärmedizin ... 13
2.5.2.1 Farbdoppler-Darstellung und Untersuchung der A. uterina und der A. ovarica . 14
2.5.2.2 Untersuchung der perifollikulären Durchblutung ... 15
2.5.2.3 Colour-Angio-Mode-Untersuchung der Gefäße am Ovarhilus ... 16
2.6 Uterusmotorik während der Rosse und nach Insemination ... 17
2.6.1 Uterusmotorik während der Rosse ... 17
2.6.2 Uterusmotorik bei der Stute nach der Insemination... 19
2.6.2.1 „Insemination“ unterschiedlicher Samendosen ... 19
2.6.2.2 „Insemination“ mit Verdünnermedium ... 20
2.6.2.3 „Insemination“ mit Seminalplasma ... 20
2.7 Die künstliche Besamung... 21
2.7.1 Inseminationstechniken ... 21
2.7.2 Besamungsdosen ... 22
2.7.3 Besamungsfrequenz ... 22
2.8 Physiologie der postinseminatorischen uterinen Entzündungsprozesse ... 26
3 Material und Methoden ... 28
3.1 Stuten... 28
3.1.1 Auswahl ... 28
3.1.2 Einteilung in Untersuchungsgruppen ... 28
3.2 Untersuchungszeitraum und Versuchsvorbereitung ... 31
3.3 Versuchsaufbau ... 31
3.3.1 Allgemeine Voruntersuchung ... 31
3.3.2 Transrektale Palpation... 32
3.4 Sonografische Untersuchungen ... 32
3.4.1 Geräte und Sonden ... 32
3.4.2 Dopplersonografie der A.uterina und der A. ovarica ... 32
3.4.2.1 Farbdopplersonografie der A. uterina ... 32
3.4.2.2 Farbdopplersonografie der A. ovarica ... 33
3.4.2.3 Colour-Angio-Mode-Analyse der Gefäße am Ovarhilus ... 34
3.4.2.4 Verarbeitung von Bilddaten ... 35
3.4.3 Uterine Kontraktionsaktivität ... 36
3.5 Auswertung der Ultraschalldaten... 38
3.5.1 Auswertung der Messung der Uterusmotorik ... 38
3.5.2 Auswertung der Messung der farbdopplersonografischen Untersuchungen ... 38
3.5.3 Perfusionsquantifizierung ... 40
3.6 Besamungsmanagement ... 41
3.7 Blutprobenentnahme und Bestimmung der Konzentrationen von Progesteron (P4) und Estradiol-17ß (E2) im Blutplasma ... 44
3.7.1 Blutprobenentnahme und Aufbereitung ... 44
3.7.2 Hormonanalysen: P4 und E2... 44
3.8 Entnahme und Untersuchung von Endometriumsbiopsien ... 45
3.8.1 Instrumente und Entnahmetechnik... 45
3.8.2 Analyse der Biopsie- Proben ... 45
3.8.3 Kategorisierung der Biopsie- Proben ... 47
3.9 Statistische Methoden ... 47
4 Ergebnisse ... 48
4.1 Reproduktionsdaten der Versuchstiere ... 48
4.1.1 Trächtigkeitsraten in den Besamungsgruppen ... 49
4.2 Ergebnisse der Blutflussmessungen in den Besamungsgruppen ... 50
4.2.1 Blutflussparameter der A. uterina ... 50
4.2.1.1 Gesamtbetrachtung der Ergebnisse in den Besamungsgruppen ... 50
4.2.1.2 Blutflussparameter der A. uterina in Gruppe A ... 55
4.2.1.3 Blutflussparameter der A. uterina in Gruppe B ... 57
4.2.1.4 Blutflussparameter der A. uterina in Gruppe C ... 58
4.2.1.5 Blutflussparameter der A. uterina in Gruppe D ... .59
4.2.2 Blutflussparameter der A. ovarica ... 61
4.2.2.1 Gesamtbetrachtung der Ergebnisse in den Besamungsgruppen ... 61
4.2.2.2 Blutflussparameter der A. ovarica in Gruppe A ... 66
4.2.2.3 Blutflussparameter der A. ovarica in Gruppe B ... 67
4.2.2.4 Blutflussparameter der A. ovarica in Gruppe C ... 69
4.2.2.5 Blutflussparameter der A. ovarica in Gruppe D ... 70
4.3 Uterine Kontraktionsaktivität ... 72
4.3.1 Gesamtbetrachtung der Ergebnisse in den Besamungsgruppen ... 72
4.3.2 Ergebnisse in Gruppe A ... 75
4.3.3 Ergebnisse in Gruppe B ... 76
4.3.4 Ergebnisse in Gruppe C ... 77
4.3.5 Ergebnisse in Gruppe D ... 77
4.4 Ergebnisse der Hormonanalysen ... 78
4.4.1 Gesamtbetrachtung der Ergebnisse der Messung der Hormonkonzentrationen (E2/ P4) in den Besamungsgruppen ... 78
4.4.2 Konzentration der Hormone E2 und P4 in den einzelnen Besamungsgruppen .... 79
4.5 Kategorisierung der Endometriumsbiopsien ... 82
4.5.1 Betrachtung des Endometrosegrades ... 82
4.5.2 Ergebnisse unter Berücksichtigung der Stärke der postinseminatorischen Entzündungsreaktion ... 83
4.6 Einfluss des Reproduktionsstatus auf die Untersuchungsparameter ... 88
4.6.1 Einfluss der Untersuchungsparameter Alter, Parität und Fohlen ... 88
4.6.2 Einfluss zwischen Hormon- und Blutwerten ... 90
4.7 Ergebnisse der Untersuchungen in der Kontrollgruppe (Gruppe K, Zyklusuntersuchungen) ... ..91
4.7.1 Blutflussparameter der A. uterina ... ..91
4.7.2 Blutflussparameter der A. ovarica ... ..95
4.7.3 Uterine Kontraktionsaktivität bei den kontrollstuten während des Zyklus und am Tag der Ovulation ... ..96
4.7.4 Hormonkonzentrationen während des Zyklus ... ..99
4.7.5 Biopsieergebnisse... 100
5 Diskussion ... 101
5.1 Methodische Umsetzung ... 101
5.2 Trächtigkeitsraten im Zusammenhang mit den Biopsieergebnissen und der Besamungsfrequenz ... 102
5.3 Blutflussparameter... 106
5.4 Zusammenhänge zwischen Blutflussparametern und Besamungsfrequenz ... 107
5.5 Zusammenhang zwischen Besamungsfrequenz und uteriner Kontraktionsaktivität ... 109
6 Zusammenfassung... 114
7 Summary ... 117
8 Literaturverzeichnis ... 120
9 Anhang ... 141
A. Arteria
Abb. Abbildung
AI Artifizielle Insemination
AG Altersgruppe
BFV Blutflussvolumen
B-Mode Brightness Mode
bzw. beziehungsweise
c Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls
ca. circa
CAM Colour-Angio-Mode
CF Colour-Flow
cm Zentimeter
Cos Cosinus
CW Continuous Wave
d dies
Diss. Dissertation
EIA Enzym-Immuno-Assay
et al. et alii (und andere)
evt. eventuell
E2 Estradiol-17ß
Fa. Firma
Fak. Fakultät
ff. fortfolgende
f(d) Frequenzverschiebung
FSH Follikelstimulierendes Hormon
ggr. geringgradig
GnRH Gonadotropin-releasing-Hormon hCG humanes Choriongonadotropin
hgr. hochgradig
Hgst. Hengst
hMG humanes Menopausengonadotropin
Hochsch Hochschule
hys hysteroskopisch
IU internationale Einheit (IE)
IVF In-vitro-Fertilisation KA Kontraktionsaktivität
Kap. Kapitel
k.A. keine Angaben
KB künstliche Besamung
kg Kilogramm
l Liter
LH Luteinisierendes Hormon
Lig. Ligamentum
max. maximal
mgr. mittelgradig
MHz Megahertz
min Minute
Mio. Million
m Meter
ml Milliliter
mm Millimeter
M-Mode Motion Mode
mPI mittlere Perfusionsintensität
n Anzahl
ng Nanogramm
Nr. Nummer
o.g. oben genannt
Ov Ovulation
P Irrtumswahrscheinlichkeit (Probabilität) PBS Phosphat buffered system
pg Pikogramm
PGFM Prostaglandinmetaboliten PGF2α Prostaglandin-F2alpha
PI Pulsatility Index
PPI Peak Pulsatility Index p. o. post ovulationem
pmn polymorphkernige neutrophile Granulozyten pms progressiv motile Spermien
PRF Pulsed Repetition Frequency
PW Pulsed Wave
P4 Progesteron
R. Ramus
RIA Radio-Immuno-Assay
RI Resistance Index
ROI Region of Interest
s
Standardabweichungsec Sekunde
signif. signifikant
s.o. siehe oben
sog. so genannt
s.u. siehe unten
Tab. Tabelle
TAMV Time Averaged Maximum Velocity TG-Sperma Tiefgefriersperma
u.a. unter anderem
u. und
V. Vena
Vmax maximale systolische Geschwindigkeit Vend enddiastolische Geschwindigkeit
Vmean durchschnittliche Blutflussgeschwindigkeit Vmin minimale systolische Geschwindigkeit
vs. versus
x± s Mittelwert ± Standardabweichung
z.B. zum Beispiel
Z. Zona
°C Grad Celsius
µg Mikrogramm
µl Mikroliter
µm Mikrometer
≤, ≥ kleiner - gleich, größer - gleich
X
2 Chiquadrat1 Einleitung
Die Dopplersonografie stellt in der Reproduktionsmedizin u. a. eine wichtige Methode zur Beurteilung von Risikograviditäten und Infertilität dar. Dabei können Blutflüsse am Eierstock, an der Gebärmutter und dem Fetus effektiv untersucht werden.
In der Humanmedizin wird diese Technik schon lange angewendet und ist ein etabliertes Routineverfahren in der Schwangerschaftsdiagnostik, das mittlerweile aber auch in der Veterinärmedizin in verschiedenen Fachgebieten Anwendung findet. Die ersten Doppler- sonografischen Untersuchungen in der Veterinärgynäkologie führten BOLLWEIN et al.
(1998) und POULSEN-NAUTRUP (1998) durch. Mit der Beschreibung und Untersuchung der Arteria uterina bei der Stute konnten die in der Vergangenheit üblichen invasiven Untersuchungsverfahren durch ein nicht invasives abgelöst werden (BOLLWEIN et al.
1998). In der equinen Reproduktionsmedizin sind seitdem Untersuchungen zum uterinen und ovariellen Blutfluss durchgeführt worden, die sowohl physiologische, wie auch patho- physiologische Prozesse im Rahmen des Zyklus, der Konzeption und der Trächtigkeit zum Inhalt haben. Dabei konnten Schwankungen im Blutfluss während des Zyklus festgestellt werden (BOLLWEIN et al. 2000), die einerseits hormonabhängig sind, andererseits durch individuelle Parameter der Stute beeinflusst werden. BOLLWEIN et al. stellten 1998 nach der Besamung der Stute einen Anstieg des Blutflusses in der A. uterina und der A. ovarica fest. Dieser Effekt wird 1 h nach Besamung deutlich und sei für 24 h nachweisbar. Die Autoren machen dafür unter anderem Bestandteile des Seminalplasmas verantwortlich, die die Durchblutung in uterinen Gefäßen erhöhen sollen.
Insbesondere wurden auch Veränderungen im Blutflussprofil beim Endometritis/Endometrose-Komplex untersucht (BLAICH 1999) sowie die Beeinflussung des Blutflusses und damit wahrscheinlich der Fertilität durch bestimmte Medikamente (PETZOLD 1999; STEFFEN 2000; BOLLWEIN et al. 2002; RATJEN 2003).
Ein wichtiger Mechanismus bei der Fruchtbarkeit und Selbstreinigung der Gebärmutter ist die Fähigkeit nach Paarung oder Besamung, aber auch allgemein aufgrund von Reizen, mit Kontraktionsbewegungen zu reagieren, wobei einerseits eine effektive Durchmischung des Ejakulates mit den Sekreten des Uterus erreicht wird (KATILA 2001) und andererseits durch Elimination von Flüssigkeit und Spermien über die Zervix das Gebärmuttermilieu beeinflusst und die postinseminatorische Entzündungsreaktion reguliert wird (SINNEMAA et al. 2005).
Ob durch Steigerung der Besamungsfrequenz Veränderungen im uterinen und ovariellen Blutfluss nachweisbar sind und ob diese in einem Zusammenhang mit der Kontraktionsaktivität stehen, ist Hauptanliegen der vorliegenden Studie.
2 Literaturübersicht
2.1 Anatomie der Geschlechtsorgane der Stute 2.1.1 Uterus
Der equine Uterus teilt sich auf in den Gebärmutterkörper, Corpus uteri, und die daraus hervorgehenden Gebärmutterhörner, Cornua uteri, die über Serosadoppellamellen, Ligg.
lata uteri, in Höhe des dritten bis vierten Lendenwirbels aufgehängt sind (LEISER 1999).
Den Übergang vom Gebärmutterkörper zur Scheide bildet der Gebärmutterhals, Cervix uteri, der sich zyklusabhängig öffnet und verengt und damit die Gebärmutter vor eindringenden Keimen schützt (BARTMANN et al. 2002). Während der Gebärmutterkörper und die Gebärmutterhörner zum größten Teil in der Bauchhöhle liegen, befindet sich die Cervix uteri im retroperitonealen Teil der Beckenhöhle und bildet zur Vagina hin die zapfenförmige Portio vaginalis (DYCE et al. 1991, LEISER 1999).
2.1.2 Ovarien
Die paarigen Eierstöcke sind in der Embryonalentwicklung in der dorsalen Beckenhöhle in Höhe des dritten und vierten Lendenwirbels caudal der Nieren angelegt (LEISER 1999).
Die Eierstöcke selbst werden von der Eierstocktasche (Bursa ovarica), die durch das Mesovar, die Mesosalpinx und das Lig. ovarii proprium gebildet wird, nicht vollständig umgeben. Bei der Stute stellt die Bursa ovarica im Gegensatz zu anderen Haussäugetierspezies eine nur flache, spaltförmige Tasche dar (DYCE et al. 1991, LEISER 1999).
2.2 Gefäßversorgung der Geschlechtsorgane der Stute 2.2.1 Gefäßversorgung des Uterus
Die arterielle Blutversorgung des Uterus erfolgt durch die Anteile dreier Gefäße, deren Verlauf von GINTHER et al. (1972), DYCE et al. (1991) und WAIBL et al. (1996) übereinstimmend beschrieben wird (Abb. 1). Zum einen erfolgt die arterielle Blutversorgung durch den Ramus uterinus der A. vaginalis sowie durch den Ramus uterinus der A. ovarica und zum anderen durch die A. uterina, die als stärkstes zuführendes Gefäß einen Hauptanteil an der uterinen Blutversorgung trägt. Die A. uterina der rechten und der linken Seite entspringt aus der A. iliaca externa, deren beiden Abgänge direkt aus der Aorta abdominalis hervorgehen (WAIBL et al. 1996). Die jeweilige A. uterina verläuft
im Lig. latum uteri und teilt sich 5 cm vom gleichseitigen Uterushorn in einen R. cranialis und einen R. caudalis auf (GINTHER et al. 1972), die je am mesometrialen Rand des Organs verlaufen und sowohl das Corpus uteri als auch die Cornua uteri versorgen. Der R.
caudalis anastomosiert mit dem R. uterinus der A. vaginalis und der R. cranialis anastomosiert mit dem R. uterinus der A. ovarica. Die Venen des Uterus verlaufen zusammen mit den Arterien und teilen sich in entsprechender Weise auf. Der venöse Abfluss erfolgt über den R. uterinus der V. vaginalis, über die V. uterina und den R.
uterinus der V. ovarica, welche den Hauptabfluss an diesem Organ übernimmt (WAIBL et al. 1996, Abb. 1).
Abbildung 1: Darstellung der Gefäßversorgung von Uterus und Ovarien bei der Stute.
oa = A. ovarica, ua = A. uterina, GINTHER (2007).
2.2.2 Arterien und Venen am Ovar
Die arterielle Blutversorgung des Ovars erfolgt durch die A. ovarica (Abb.1), die direkt aus der Aorta abdominalis hervorgeht. Ausgehend etwa von der Höhe des 4. Lendenwirbels verläuft die A. ovarica zunächst geradlinig, dann stark gewunden im Mesovar, um ovarnah einen Ast an den Uterus als R. uterinus und einen Ast zum Eileiter als R. tubarius abzugeben (WAIBL et al. 1996). Außerdem teilt sich die ovarnahe A. ovarica in einen R.
caudalis und einen R. cranialis auf, die in dichten Schleifen ein Konvolut am Ovar bilden (KÖNIG und RIES 1987).
Bei der Stute bilden die in der Z. vasculosa am Ovar verlaufenden venösen Gefäße ein Konvolut am Ovarhilus (HEES et al. 1988), von dem aus der Abfluß über die V. ovarica gewunden im Mesovar direkt in die V. abdominalis erfolgt. Beim Rind hingegen befindet sich die gefäßführende Medulla im Zentrum des Ovars. Dort verlaufen Arterien und Venen zusammen im Gewebe, und es erfolgt ein enger Austausch der gebildeten Hormone mit dem Gefäßsystem (Conter-Current-System) (GINTHER und UTT 2004). Diese anatomische Gegebenheit könnte erklären, weshalb beim Rind direkte Effekte der von den Eierstöcken gebildeten Hormone auf die ovarielle Durchblutung beobachtet werden können, die beim Pferd nicht nachweisbar sind.
2.3 Die Dopplersonografie 2.3.1 Physikalische Grundlagen 2.3.1.1 Prinzip der Dopplersonografie
Die Dopplersonografie wurde nach dem Naturwissenschaftler Christian Johann Doppler benannt, der das physikalische Phänomen des Dopplereffekts bei astronomischen Untersuchungen entdeckte. Die Berechnung der Frequenzverschiebung in der Dopplersonografie, die auf seinen Erkenntnissen in der Erforschung des Sternenlichts beruht, erfolgt nach folgender Formel:
f(d)=
c v
f cos
2∗ ∗ ∗
f(d) = Dopplerfrequenzverschiebung [Hz]
f = Frequenz des Schallkopfes [Hz]
v = Blutflussgeschwindigkeit [m/s]
c = Schallgeschwindigkeit [m/s]
cos α = Cosinus des Winkels zwischen Schallstrahl und Blutflussrichtung α
2.3.1.2 Der Dopplereffekt
Bei dem Dopplereffekt handelt es sich um ein physikalisches Phänomen, bei dem eine Frequenzverschiebung zwischen den von einem Ultraschallkopf ausgesendeten Wellen und der Reflektion dieser Wellen durch sich bewegende Teilchen (Erythrozyten) erfasst werden kann. Die Dopplerfrequenzverschiebung, die sowohl akustisch wie visuell erfassbar ist, wird auch als Dopplershift bezeichnet. Sie hängt von der Frequenz des Schallkopfes, von der Geschwindigkeit der sich bewegenden Teilchen, sowie vom Winkel zwischen Ultraschallstrahl und Flussrichtung ab (MARSAL 1993; DUDWIESUS et al. 2003).
2.3.1.3 Gerätetechnologie
Zum Aussenden und Empfangen von Schallwellen dient am Ultraschallgerät der Ultraschallkopf, an dem zahlreiche piezoelektrische Kristalle angeordnet sind, die hochfrequent Schallwellen aussenden und empfangen können. Nach Funktionsart und Anordnung der Kristalle werden heute drei verschiedene Gerätetypen unterschieden (DUDWIESUS 1995). Die Pulsed-Wave-Dopplergeräte (PW) arbeiten mit nur einem piezoelektrischen Kristall, der abwechselnd als Sender und Empfänger funktioniert. Dieses System erlaubt eine sehr tiefenselektive Darstellungsweise, die allerdings aufgrund der technisch bedingten Detektionsunterbrechungen, die auch als Pulsrepetitionsfrequenz (PRF) bezeichnet werden, bei der Darstellung von hohen Geschwindigkeiten auf ihre Grenzen stößt (DUDWIESUS 1995).
Die Continuous-Wave-Dopplergeräte (CW) arbeiten mit getrennten Kristallen und können daher kontinuierlich Schallwellen aussenden und empfangen. Hierbei arbeitet ein Kristall nur als Sender und der andere Kristall als Empfänger. Das System ermöglicht durch die kontinuierliche Detektion die Darstellung von großen Geschwindigkeitsbereichen, allerdings bei nur geringer Tiefensensitivität. Für die selektive Darstellung von Gefäßen ist daher dieses System nicht geeignet (DUDWIESUS 1995).
Bei modernen Duplexsystemen ist die Darstellung des B-Mode-Bildes und der Dopplerfrequenzverschiebung parallel möglich; daher kann im PW-Mode ein bestimmtes Gefäß in der Tiefe aufgesucht werden, um Blutflüsse zu erfassen. Zur Eingrenzung des Detektionsbereiches, in dem die Dopplerfrequenzverschiebung gemessen werden soll, wird hierzu ein in der Größe variables Dopplerfenster über den Bereich gelegt. Durch amplitudenkodierte Flussdarstellung können dann die Blutflüsse in Rot- und Blautönen für schallkopfgerichtete und sich vom Schallkopf entfernende Flüsse angezeigt werden (NEILSON 1987; PENSEL und WARNKING 1993; DUDWIESUS 1995).
2.3.1.4 Colour-Angio-Mode
Bei dem „Colour-Angio-Mode“ (CAM) handelt es sich um eine Zusatzfunktion von modernen Ultraschallgeräten, die u. a. auch als „Power-Mode“ bezeichnet wird (GINTHER und UTT 2004; COSTELLO et al. 2005).
Bei den Studien im Zusammenhang mit der Darstellung und Untersuchung von Blutflüssen gilt das Interesse zunehmend der Messung von kleinsten Blutflüssen im Gewebe, an Lymphknoten oder an Tumoren, um physiologische und patho-physiologische Vorgänge besser darstellen zu können, oder um vor einem operativen Eingriff durch genaue Kenntnis der Perfusionsverhältnisse im Gewebe mögliche Risiken besser einschätzen zu können (SCHOLBACH et al. 2004). Hierzu stellt der CAM eine geeignete Untersuchungsmethode dar, welche auf dem Prinzip des Farbdopplers basiert, wobei durch Erhöhung der Empfindlichkeit für die Detektion der Frequenzverschiebung im Dopplerfenster und spezielle Datenfilter auch kleinste Blutflüsse dargestellt werden. Die Analyse der Daten erfolgt üblicherweise `offline`. Hilfreich ist diesbezüglich die neue Methode der computergestützten Perfusionsquantifizierung (SCHOLBACH et al. 2004). Entscheidend ist hierbei, dass im Gegensatz zur Dopplerkurve nicht die Messung der amplitudenkodierten Frequenzverschiebungen im Vordergrund steht, sondern die Echointensität, ausgedrückt durch die Anzahl der pro Zeiteinheit strömenden Blutkörperchen. Diese sind als kodierte Farbpixel auf dem B-Bild sichtbar (BOLLWEIN et al. 2001).
2.4 Auswertung von Daten aus Doppleranalysen
Bei der Beschreibung der Auswertung der Daten aus Doppleranalysen sollen nur die wichtigsten Informationen zusammengefasst werden. Ausführlichere Informationen hierzu sind in den Arbeiten von BÜHLMEYER (1999), BOLLWEIN et al. (2001) und GINTHER und UTT (2004) zu finden.
2.4.1 Die Dopplerkurve
Basis für die Ableitung von Dopplerkurven ist die Geschwindigkeit der fließenden Erythrozyten in den Gefäßen. Das Schallecho wird vom Schallkopf weiter an den Empfänger im Ultraschallgerät geleitet, der die Signale verstärkt und an einen Demodulator weiterleitet (GINTHER und UTT 2004). Am Ende des Prozesses steht die Kurvendarstellung auf dem Bildschirm (Abb. 2), die den Verlauf des Blutflusses über dem Herzzyklus darstellt (DUDWIESUS 1995).
2.4.2 Blutflussgeschwindigkeit
Zur Berechnung der Blutflussgeschwindigkeit sind die Angaben zur Sendefrequenz des Schallkopfes, die Frequenzverschiebung der ausgesendeten und empfangenen Schallwellen sowie die Kenntnis des Winkels zwischen Schallstrahl und Gefäßachse entscheidend. Auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls im Gewebe stellt mit 1540 m/s eine zu berücksichtigende Konstante dar.
Mithilfe der Dopplergleichung lässt sich dadurch die Blutflussgeschwindigkeit über dem Herzzyklus errechnen (DEEG 1989):
v=
α cos 2
) (
∗
∗ + f
c d f
v = Blutflussgeschwindigkeit [m/s]
f(d) = Frequenzverschiebung [Hz]
f = Frequenz des Schallkopfes [Hz]
c = Schallgeschwindigkeit im Gewebe [m/s]
cos α = Cosinus des Winkels zwischen Schallstrahl und Blutflussrichtung
TAMV
Sample volume
Vend Vmin
Dopplerfenster Vmax
Abbildung 2: Darstellung der Messung der Dopplerfrequenzverschiebung an einem Gefäß und Systematisierung der Ergebnisparameter:
linke Bildhälfte: Herzzyklus: Vmax (maximale systolische Frequenzverschiebung), Vmin (minimale systolische Frequenzverschiebung), Vend (enddiastolische Frequenzverschiebung) und TAMV (durchschnittliche Frequenzverschiebung)
rechte Bildhälfte: B-Bild: Dopplerfenster (Striche/ Bereich der Messung), Pfeil: sample volume (tiefenselektiver Gefäßdoppler)
2.4.3 Blutflussvolumen
Das Blutflussvolumen (BFV), die Menge Blut, welche pro Zeit ein Gefäß durchströmt, kann indirekt über die Blutflussgeschwindigkeit und den Gefäßradius ermittelt werden.
Dabei ist eine möglichst exakte Kenntnis des Winkels zwischen Blutgefäß und Ultraschallstrahl notwendig (GILL 1982).
Wird für das Gefäß ein kreisrunder Querschnitt angenommen, ergibt sich für das Blutflussvolumen:
© Johannes Risse
BFV = v∗60∗A
v = Blutflussgeschwindigkeit A = Gefäßfläche
2.4.4 Quantitative, semiquantitative und qualitative Analyse
Bei den unterschiedlichen Auswertungsmöglichkeiten gilt es, die Informationen aus der Ableitung der Dopplerkurve optimal auszunutzen. Dabei ergibt sich je nach Auswertungsform ein unterschiedlicher Schwerpunkt der Bewertung (GOSWAMY und STEPTOE 1988).
Bei der quantitativen Analyse sind analog zur Blutflussvolumenmessung (s. o.) die Kenntnisse des Gefäßradius und des Schallwinkels notwendig (DUDWIESUS 1995). Ein übliches Verfahren stellt die Ausnutzung von Parametern dar, die aus der semiquantitativen Analyse der Blutflussdaten abgeleitet wurden. Es handelt sich dabei um Doppler- bzw.
Widerstandsindices, die die Blutflussverhältnisse in der Peripherie des untersuchten Gefäßes darstellen. Zu ihnen gehört der Resistance Index (RI) (POURCELOT 1974), der Pulsatility Index (PI) und der Peak Pulsatility Index (PPI) (GOSLING und KING 1975).
Die Indizes berechnen sich wie folgt:
RI =
max min max
V V
V −
PI =
Vmean V Vmax− min
PPI =
Vmean Vend Vmax−
Vmax = maximale Frequenzverschiebung Vmin = minimale Frequenzverschiebung
Vmean = durchschnittliche Frequenzverschiebung [TAMV]
Vend = enddiastolische Frequenzverschiebung
Winkelunabhängig berechnen sich diese Indizes aus den Verhältnissen von maximaler, minimaler, mittlerer und enddiastolischer Frequenzverschiebung des Herzzyklus. Ein hoher RI stellt beispielsweise einen hohen peripheren Widerstand dar, der zu verminderter Durchblutung führt, während ein niedriger RI mit niedrigen peripheren Widerständen eine gute Durchblutung bedeutet (MARSAL 1993).
Der PI ist ein Indexparameter, der sich aus dem Verhältnis der maximalen systolischen Frequenzverschiebung zur enddiastolischen Frequenzverschiebung berechnet. Bei der Berechnung des PPI wird die Höhe der enddiastolischen Geschwindigkeit mit berücksichtigt. Liegt nur ein kleiner enddiastolischer Blutfluss vor, oder fehlt dieser ganz, so nimmt der PPI große Werte an, was für eine geringere Durchblutung spricht. PI und PPI sind stark mit dem RI korreliert (GINTHER und UTT 2004). GINTHER et al. (2008) untersuchten den follikulären Blutfluss von Stuten mit endometrialen Zysten und stellten erstmals bei Betrachtung u. a. der PI-Werte eine reduzierte uterine Durchblutung bei Stuten mit endometrialen Zysten fest.
Die qualitative Analyse stellt eine rein deskriptive Auswertung dar. Hierbei kommt es auf das Vorhandensein von Flüssen, deren Richtung und Ausprägung an (GOSWAMY und STEPTOE 1988; TEKAY et al. 1996). Insbesondere die Ausprägung des diastolischen Blutflusses wurde von TEKAY et al. (1996) in einem Schema kategorisiert, um im Zusammenhang mit Risikoschwangerschaften eine Einschätzung der Konzeptionschancen anhand der Blutflusswiderstände vornehmen zu können.
2.5 Anwendung der Dopplersonografie in der Gynäkologie 2.5.1 Humanmedizin
Die Dopplersonografie stellt in der Humanmedizin schon seit Jahren ein wichtiges diagnostisches Mittel zur Beurteilung von Risikoschwangerschaften bei der Frau und der Implantationswahrscheinlichkeit des Embryos im Zusammenhang mit dem Embryotransfer dar (GOSWAMY und STEPTOE 1988; STEER et al. 1992; PATTINSON et al. 1994).
2.5.1.1 Untersuchung der A. uterina und der A. ovarica
Der Blutfluss in der A. uterina unterliegt starken zyklusabhängigen Schwankungen (GOSWAMY und STEPTOE 1988). Untersuchungen bei der Frau zeigten eine Zunahme des uterinen Blutflusses in der Follikelphase in Korrelation mit den steigenden Estrogenwerten. Dabei steigt der Blutfluss sechs Tage vor der Ovulation bis zu einem Maximum einen Tag prae ovulationem an und fällt dann bis 1 Tag nach der Ovulation ab.
Ab Tag 5 der Lutealphase steigt der Blutfluss bis kurz vor dem nächsten Ovulationstermin an (GOSWAMY und STEPTOE 1988).
Andere Untersuchungen bestätigen den Zusammenhang der Hormonkonzentrationen mit den Blutflussparametern (KUPESIC und KURJAK 1993; WEINER et al. 1993;
TINKANEN et al. 1995; TAN et al. 1996). TINKANEN et al. (1995) ermittelten bei Vorliegen erniedrigter Steroidspiegel im Plasma hohe Blutflusswiderstände in der Follikelphase. Erhöhte Blutflusswiderstände werden seit längerem als die Ursache schlechter Konzeptionsraten bei der Frau gesehen (GOSWAMY und STEPTOE 1988).
Die ovarielle Durchblutung wird vor allem bei Frauen mit polyzystischen Ovarerkrankungen und im Rahmen von Studien im Zusammenhang mit In-vitro- Fertilisation (IVF) untersucht. Hierbei wurde sowohl die Durchblutung der A. ovarica mit dem Blutfluss in der Follikelwand, als auch die luteale Blutflussentwicklung betrachtet (WEINER et al. 1993; ZAIDI et al. 1996). Nach Ansicht dieser Autoren ist eine gute Ovardurchblutung positiv korreliert mit einer hohen Anzahl von aktiven Follikeln und damit fruchtbaren Zyklen mit einer hohen Konzeptionswahrscheinlichkeit. Bei einer Studie zur In-vitro-Fertilisation bei der Frau konnte gezeigt werden, dass fruchtbare Oozyten vorwiegend aus Follikeln mit guter Durchblutung stammen (NARGRUND et al. 1996).
Bei der Stute verstärkt sich der Blutfluß am Ovar mit dem dominanten Follikel im Verlauf des Östrus und zeigt eine Differenzierung zum Ovulationszeitpunkt. Unter genauer Betrachtung der Follikelwanddurchblutung kann gezeigt werden, dass sich die Perfusion an der basalen Seite des dominanten Follikels verstärkt, während die Durchblutung an der apikalen Seite fast vollständig verschwindet. Post ovulationem (p. o.) fallen die noch zu Beginn der follikulären Phase hohen PI- und RI-Werte stark ab, was wahrscheinlich zu einer Verbesserung der Perfusion des Corpus luteum führt und damit die hormonellen Austauschvorgänge an Uterus und Ovar fördert, die zu einer erfolgreichen Konzeption und Erhaltung einer Gravidität nötig sind (GOSWAMY und STEPTOE 1988; ACOSTA et al.
2004; FERREIRA-DIAS und SCARZYNSKI 2008).
2.5.1.2 Fertilitätsdiagnostik
In der Humangynäkologie wird seit längerem die Farb-Dopplersonografie eingesetzt, um Störungen der Fertilität bei der Frau zu untersuchen. Störungen der physiologischen Durchblutung und insbesondere erhöhte Blutflusswiderstände im genitalen Gefäßsystem, welche sich möglicherweise auch bei der Stute negativ auf die Konzeptionsrate auswirken, werden bei der Frau für schlechte Konzeptionsraten und Infertilität verantwortlich gemacht (GOSWAMY und STEPTOE 1988).
Vor diesem Hintergrund wurden vermehrt Studien durchgeführt, in denen anstatt des Parameters Blutflussvolumen die indirekten Parameter (PI), (PPI) und (RI) untersucht wurden (DICKEY 1997; GOSWAMY und STEPTOE 1988). Diese Dopplerindizes variieren mit unterschiedlicher Blutflussgeschwindigkeit und geben dabei die Blutflusswiderstände im perfundierten Organgewebe wieder. RI, PI und PPI repräsentieren die Perfusionsverhältnisse in der Endstrombahn eines sich verzweigenden Hauptgefäßes.
Dabei stehen hohe PI-Werte für relativ niedrige Durchschnittsgeschwindigkeitswerte und hohe RI-Werte für hohe Widerstände im Gefäßbett (GOSWAMY und STEPTOE 1988).
Die Autoren zeigten außerdem, dass diese Werte eng mit der Estrogen- und Progesteronkonzentration korreliert sind. Frauen, denen vor einem Embryotransfer Estradiolvalerat verabreicht wurde, zeigten eine verbesserte uterine Durchblutung und eine größere Anzahl an erfolgreichen Konzeptionen, als ohne eine solche Behandlung. Auch andere Autoren bestätigen diese Erfolge durch den Einsatz von Hormonen bei der Steuerung der Follikelanbildung und der Ovulationsinduktion (WEINER et al. 1993). Bei infertilen Frauen konnten WEINER et al. (1993) durch Stimulation des Follikelwachstums mit hMG (humanes Menopausengonadotropin) und späterer Ovulationsinduktion mit hCG (humanes Choriongonadotropin) in der Lutealphase günstigere Blutflusswiderstände erreichen. Bei Untersuchungen zur Follikeldurchblutung bei IVF-Patientinnen konnten MONTELEONE et al. (2008) eine Korrelation der Follikeldurchblutung zu den Werten des endothelialen Wachstumsfaktors (VEGF), welcher sich positiv auf die Follikeldurchblutung und damit auf die Fertilität auswirkt, ermitteln. Auch GINTHER et al.
(2008) stellten einen positiven Zusammenhang der Wirkung von Wachstumsfaktoren auf die Durchblutung des dominanten Follikels fest.
2.5.2 Veterinärmedizin
Eine hohe Fruchtbarkeit mit einer hohen Konzeptions- und Geburtenrate stellt einen wichtigen wirtschaftlichen Parameter in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung dar.
Untersuchungen, inwiefern das Maß der uterinen und ovariellen Durchblutung positive Auswirkung auf die Fruchtbarkeit hat, wurden bereits früh durchgeführt. Mit implantierten Dopplersonden untersuchten BROWN et al. (1980) die Blutflussgeschwindigkeit in der A.
ovarica von zyklischen Schafen. FORD et al. (1979a) und WISE et al. (1982) setzten Rindern elektromagnetische Flusssonden ein und konnten einen hohen Blutfluss in der lutealen Phase am Corpus luteum tragenden Ovar nachweisen. Am Anfang standen demnach noch invasive, chirurgische Maßnahmen, für die sich das Modelltier Schaf eignet.
FORD et al. (1979b) untersuchten mittels radioaktiver Mikrosphären Änderungen im
ovariellen Blutfluss beim Schaf und im gleichen Jahr auch mittels elektromagnetischer Flusssonden den Blutfluss beim Rind (FORD et al. 1979a). Mit dem Einsatz der Dopplersonografie können die uterine und ovarielle Durchblutung nicht invasiv erfasst werden (BOLLWEIN et al. 1998). Verschiedene Aspekte der equinen Reproduktionsmedizin können mit der Technik des Farbdopplers untersucht werden.
BOLLWEIN et al. stellten 1998 einen positiven Zusammenhang zwischen den Plasma- Estrogenwerten und der uterinen Durchblutung bei der Stute fest, KOLBERG konnte 2000 durch die Gabe von Altrenogest eine Abnahme der uterinen und ovariellen Durchblutung ermitteln. Uterine und ovarielle Blutflußparameter und Konzeptionsraten (PEINADO 2003), die Beeinflussung der Durchblutung durch bestimmte Medikamente (PETZOLD 1999; STEFFEN 2000; RATJEN 2003; BOLLWEIN et al. 2004; ARAUJO und GINTHER 2009), oder die Untersuchung des uterinen und ovariellen Blutflusses bei Vorliegen degenerativ-endometrialer Einflüsse (BLAICH 1999) stellen untersuchte Aspekte in der Veterinärmedizin dar. Durch die Farb-Dopplersonografie ist es heute möglich, endometriale Veränderungen des Blutflusses im Zusammenhang mit der Konzeption zu untersuchen (SILVA et al. 2005; BOLLWEIN et al. 2008).
2.5.2.1 Farbdoppler-Darstellung und Untersuchung der A. uterina und der A. ovarica Die Farbdoppler-Darstellung der A. uterina beruht auf der durch BOLLWEIN et al. (1998) beschriebenen Methode, bei der nach Auffinden der Abzweigung der A. uterina aus der A.
iliaca externa der Kreuzungspunkt mit der A. circumflexa ilium profunda aufgesucht wird.
Die A. circumflexa ilium profunda wird von zwei Begleitvenen flankiert, die zusammen ein charakteristisches und damit anatomisch leicht zu identifizierendes Bild darstellen. Die A. uterina kann diesen Gefäßen benachbart untersucht werden.
Anhand dieser Methode konnte MAYER (1999) einen stark zyklusabhängigen Blutfluss bei Stuten feststellen. Außerdem untersuchten BOLLWEIN et al. (2000) die Korrelation von Plasmaestrogenwerten mit den Blutflusswiderständen bei Stuten und stellte einen Anstieg des Blutflusses mit zunehmenden Estrogenwerten fest. Beim Rind untersuchte BAUMGARTNER diesen Zusammenhang bereits 1998.
Zur Untersuchung der A. ovarica wird nach der von BÜHLMEYER (1999) eingehend beschriebenen Methode zunächst das Arterienkonvolut am Ovarhilus aufgesucht und von diesem aus die A. ovarica nach dorsal entlang des Mesovars verfolgt. Durch Anlegen des Dopplerfensters und Platzierung des Dopplerstrahls in das Gefäß in der Nähe der Abgangsstelle aus der Aorta abdominalis kann der Blutfluss detektiert werden.
Es konnte gezeigt werden, dass am Ovar zyklusabhängige Schwankungen im Blutfluss vor allem im Gefäß ipsilateral zum den dominanten Follikel tragenden Ovar vorliegen (KOLBERG 2000). Demnach kommt es zu einem geringen, aber signifikanten Anstieg der Blutflüsse in der A. ovarica der Seite des dominanten Follikels vor der Ovulation. Nach der Ovulation sinkt die Durchblutung, was auf den Druckabfall nach Stigmabildung der Follikelwand zurückzuführen sein könnte (BOLLWEIN et al. 2000). In der Lutealphase steigt die Durchblutung mit der Anbildung des Gelbkörpers bis zum Tag 13 an, fällt dann ab und erhöht sich wieder zur nächsten Ovulation. MAYER (1999) und BOLLWEIN et al.
(2004) konnten einen positiven Zusammenhang zwischen ovarieller Durchblutung und Plasmaprogesteronspiegel feststellen. Auffällig ist, dass bei der Stute mit der Hauptphase der lutealen Vaskularisierung ein hoher Progesteronspiegel nachweisbar ist, der in der späten Lutealphase auf niedrige Werte absinkt. Die ovarielle Durchblutung sinkt verzögert nach dem Progesteronabfall. Ob der Abfall der Durchblutung einen Einfluss auf die Luteolyse hat, ist nicht geklärt. Andere Autoren konnten keinen signifikanten Zusammenhang zwischen Progesteronspiegel und ovariellem Blutfluss finden (GINTHER et al. 2004).
2.5.2.2 Untersuchung der perifollikulären Durchblutung
Bei der saisonal östrischen Stute nimmt die ovarielle Aktivität nach dem Winteranöstrus zum Frühjahr hin zu. Anfängliche unregelmäßige Zyklen in der Übergangsphase werden von regelmäßigen Zyklen abgelöst. Von den sich unter FSH-Einfluss anbildenden Follikeln entwickelt sich im Östrus einer zum dominanten Follikel (GINTHER 1979). Der runde Funktionskörper wird die letzten drei Tage vor der Ovulation oval und die Konsistenz verändert sich von prall zu weich-fluktuierend (HUGHES et al. 1972; WILL 1988).
Bei Betrachtung der Wanddurchblutung der subdominanten Follikel im Vergleich zum dominanten Follikel konnten ACOSTA et al. (2004) feststellen, dass dem endgültigen Größenwachstum des dominanten Follikels eine Verringerung der Durchblutung der subdominanten Follikel vorausgeht.
Im Vergleich dazu konnte in der Humanmedizin an Follikelwandgefäßen ein Anstieg der Durchblutung zwischen LH-Peak und Ovulation festgestellt werden, (BOURNE et al.
1991; COLLINS et al. 1991; CAMPBELL et al. 1993). Außerdem nimmt der Blutfluss nach dem LH-Peak an der apikalen Follikelwandseite abrupt ab, während der Blutfluss an der basalen Seite ansteigt (BRANNSTRÖM et al. 1998).
Bei Frauen mit polyzystischen Ovarerkrankungen konnten COSTELLO et al. (2005) erhöhte Blutflußwiderstände am Ovar durch Untersuchung der Perfusion im Power-Mode
Abbildung 3:
Schematischer Querschnitt eines Stutenovars mit Ovulationsgrube (1), Gefäßen (2) in der Zona vasculosa und Funktionskörpern (b-f) in der Zona parenchymatosa.
DYCE et al. (1991)
(CAM) nachweisen. Mit Hilfe dieser Untersuchungstechnik konnte eine erhöhte Durchblutung am Genitale der Stute während des Zyklus festgestellt werden (WÜNSCHMANN 2007).
2.5.2.3 Colour-Angio-Mode-Untersuchung der Gefäße am Ovarhilus
Die vorrangig für das Wachstum von Follikeln an den Ovarien verantwortlichen Hormone sind das im Hypothalamus gebildete Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH) und die Hormone FSH (follikelstimulierendes Hormon) und LH (luteinisierendes Hormon), welche über die GnRH-Regulation aus der Hypophyse bzw. dem Hypophysenvorderlappen ausgeschüttet werden. Die Wirkung der Hormone führt zu zyklischen Veränderungen am Ovar, die mit der Anbildung und Regression von Funktionskörpern einhergehen. In der Follikelflüssigkeit von östrischen Stuten können Hormone nachgewiesen werden (MEINECKE et al. 1987). Die von den Funktionskörpern gebildeten Steroid-Hormone beeinflussen die ovarielle Durchblutung (BOLLWEIN et al. 2002; BOLLWEIN 2003). Bei erhöhter hormoneller Aktivität am Ovar, vor allem unter der Wirkung von Estrogen liegen niedrigere Blutflußwiderstände vor, die zu einer besseren Durchblutung an Uterus und Ovarien führen (BOLLWEIN und WEBER 2002).
Zur Erfassung der Perfusion im Gefäßkonvolut der A. ovarica wird der Schallkopf im B-Mode entlang des ipsilateral zum dominanten Follikel tragenden Ovar liegenden Uterushorns geführt und das Ovar an seiner anatomischen Position aufgesucht (Kap.2.1.2).
Bei der Stute liegt im Gegensatz zu den anderen Haussäugetieren ein Situs inversus vor (Abb.3), die Blut- und
Lymphgefäß führende Schicht, Z. vasculosa, liegt bei der Stute außen, das
Gewebe mit den Funktionskörpern, Z. parenchymatosa, liegt innen (WAIBL
et al. 1996). Die Gefäße verlaufen über den Hilus in das Ovar und verzweigen sich in der Z. vasculosa. Durch diesen funktionellen Aufbau ist es bei der Stute effektiv möglich, durch Dopplersonografie zyklusabhängige Veränderungen in der Durchblutung am Ovar
festzustellen (BOLLWEIN et al. 2002). Im B-Mode werden in diesem Bereich die zahlreichen Gefäßanschnitte deutlich. Das Dopplerfenster wird über den Bereich ausgerichtet und die Intensität der Durchblutung über dem Herzzyklus erfasst. Nachträglich lässt sich aus einer ganzen Sequenz von Videobildern mit einer Analysesoftware die durchschnittliche Perfusionsintensität in einem festgelegten Bereich, der „region of interest“ (ROI), errechnen (SCHOLBACH et al. 2004). Die Schwierigkeit bei dieser Technik liegt in der Reproduzierbarkeit. Um fortlaufende Daten einer Stute miteinander vergleichen zu können, sollte immer der gleiche Ovarquerschnitt getroffen werden.
Abweichungen in der Positionierung des Ultraschallkopfes durch den Untersucher einerseits und anatomische Variationen in der Ovargröße andererseits erschweren die Untersuchung (GINTHER et al. 2004).
Die Autoren verglichen den Durchmesser von Follikeln bei der Stute mit denen von Frauen und konnten ein ähnliches Wachstum feststellen. Demnach könnte sich die Stute als Modelltier bei der Untersuchung der Follikelbildung eignen.
2.6 Uterusmotorik während der Rosse und nach Insemination 2.6.1 Uterusmotorik während der Rosse
Die uterine Kontraktionsaktivität (KA) stellt einen wichtigen Mechanismus des Myometriums beim Transport und der Durchmischung des Samens mit den Sekreten des Uterus dar (KATILA 2001). Außerdem sorgen uterine Kontraktionen nicht nur für einen passiven Spermientransports, sondern dienen auch der Elimination von Entzündungsprodukten, Fremdmaterial und toten Samenzellen (KATILA 2003).
Dabei führen Kontraktionen der zirkulären Muskelschicht zu einer Lumenverengung und Kontraktionen der longitudinalen Muskelschicht zur Verkürzung der Gebärmutter und damit des Weges zwischen Zervix und utero-tubaler Verbindung. Im Zusammenspiel dieser Bewegungen kommt es zu wellenförmigen Kontraktionen, die sowohl von Zervix in Richtung Eileiter als auch in umgekehrter Richtung ablaufen (CAMPBELL et al. 2002).
Diese Autoren haben dabei die relative Bewegung der Uteruswand mit dem Ultraschall im M-Mode aufgezeichnet und vermessen. KATILA et al. (2000) kommen zu ähnlichen Ergebnissen. Sie stellen eine Verteilung der Samendosis im gesamten Uterus fest und eine Zirkulation von Sperma zwischen Zervix und Uterushornspitze kurz nach der Besamung.
Hierzu wurde Sperma radioaktiv markiert und regelmäßige szintigraphische Aufnahmen durchgeführt, um seine Verteilung im gesamten Genitaltrakt erfassen zu können.
Bei der Auslösung dieser Kontraktionen spielen sensorische, olfaktorische und taktile Reize im Rahmen der Paarung eine wichtige Rolle wie durch Untersuchungen von McNEILLY und DUCKER (1972) bei brünstigen Ziegen festgestellt werden konnte.
Außerdem konnten die Autoren im Blut signifikant höhere Oxytocinwerte nach der Kohabitation nachweisen. Die Wirkung des im Hypothalamus gebildeten und in der Neurohypophyse gespeicherten Hormons auf die uterine Kontraktionsaktivität wurde bereits bei Schafen durch LIGHTFOOT (1970) untersucht. Er applizierte intravenös Oxytocin und untersuchte die Auswirkungen auf den Genitaltrakt, wobei er eine verstärkte Aktivität des Myometriums feststellen konnte. Dies stellte die Grundlage für spätere Untersuchungen bei anderen Spezies, insbesondere bei Rindern und Pferden dar.
PANSEGRAU et al. (2008) behandelten Stuten bei der Besamung mit Oxytocin und konnten im Vergleich zu unbehandelten Stuten ultrasonografisch eine deutliche Steigerung der uterinen Kontraktionsaktivität feststellen.
Bei der Stute kann durch die Paarung eine erhöhte Ausschüttung des Oxytocins nachgewiesen werden (NIKOLAKOPOULOS und WATSON 1997); aber auch durch mechanische Stimulation von Zervix und Vagina kommt es zu einem signifikanten Anstieg der Oxytocinkonzentrationen im Blut (SHARP et al. 1997; CAMPBELL et al. 2002).
Während des Zyklus haben auch die Konzentrationen von Estradiol-17ß und Progesteron einen Einfluss auf die uterinen Kontraktionen (KATILA 1999). Während Estradiol-17ß vor allem in der Rosse positiv auf Gewebedurchblutung und Myometriumsaktivität wirkt, kommt es unter Progesteroneinfluss zu gegenteiligen Effekten. Während der Rosse konnte eine erhöhte Amplitude von uterinen Kontraktionen nachgewiesen werden, die Schwankungsbreite dieser Kontraktionen ist hoch (KATILA 1999). Zum Ovulationszeitpunkt nehmen Kontraktionen des Uterus ab und steigen post ovulationem wieder auf ein höheres Niveau an, vor allem an den Tagen 11-14 post ovulationem (GRIFFIN und GINTHER 1990). Dabei ist das Kontraktionsmaximum in der späten Lutealphase, also zum erwarteten Zeitpunkt der Luteolyse, nachweisbar (KATILA 1999).
Im Vergleich dazu konnte der Zusammenhang von Estrogen, Oxytocin und uteriner Kontraktionsaktivität auch bei der Frau gefunden werden. Nach Untersuchungen von KUNZ et al. (1998) stehen Kontraktionen unter der Kontrolle von Estradiol, ausgeschüttet vom dominanten Follikel, wobei unter Mitwirkung von Oxytocin erhöhte uterine Kontraktionen nachweisbar sind. Die Verabreichung von Estradiolvalerat an Frauen führte zu Serumkonzentrationen von Oxytocin, die denen in einem normalen Zyklus entsprechen und löste entsprechende Kontraktionswellen an der Gebärmutter aus. WILDT et al. (1998) bezeichnen diese unter der Estrogenwirkung auftretenden Kontraktionen bei der Frau als
Teil einer funktionellen Einheit von Uterus und Eileiter, die zusammen wie eine peristaltische Pumpe fungieren.
2.6.2 Uterusmotorik bei der Stute nach der Insemination 2.6.2.1 „Insemination“ unterschiedlicher Samendosen
Bei der KB fehlt der natürliche Paarungsstimulus durch den Hengst und damit vor allem die durch den mechanischen Reiz aktivierte Kontraktionsaktivität. Analog zum Deckakt können durch die Stimulation von Vagina und Zervix durch den Untersucher Uteruskontraktionen hervorgerufen werden (CAMPBELL und ENGLAND. 2006). Nach der Besamung kommt es zur Aktivierung von uterinen Kontraktionen, wie Untersuchungen mit radioaktiv markiertem Sperma zeigten (KATILA et al. 1998).
Das Besamungsvolumen hat bei Verwendung von großen Volumina einen kontraktionssteigernden Effekt (CAMPBELL und ENGLAND 2006), der wahrscheinlich in einem Dehnungsreiz des Myometriums begründet ist; bei Besamung mit 80 ml Frischsamen konnte eine deutliche Erhöhung der Dauer und Amplitude der Uteruskontraktionen festgestellt werden (CAMPBELL et al. 2003). Die in anderen Studien festgestellte Steigerung der Uterusmotorik nach Besamung mit kleineren Besamungsvolumina (KÖLLMANN 2004) ist damit zu erklären, dass die Konzentration an Spermien in der Besamungsdosis einen Effekt auf die Uterusmotorik hat.
Bei Betrachtung der uterinen Kontraktionsaktivität im Östrus und im Diöstrus ist festzustellen, dass die Gesamtaktivität der Kontraktionen im Diöstrus höher ist als im Östrus, wobei im Östrus die Aktivität kürzer und stärker zu sein scheint (KATILA 1999).
Außerdem ist die Kontraktionsaktivität zwischen 10 min und 30 min nach Besamung stärker als vor Besamung (KATILA 1999). Eine nach der Besamung anhaltend hohe Kontraktionsaktivität wird mit der in der Gebärmutter auftretenden postinseminatorischen Entzündungsreaktion in Verbindung gebracht (GUVENC et al. 2005; TROEDSSON 2006).
Die im Zuge der Entzündungsreaktion einwandernden aktivierten Granulozyten setzen vermehrt Prostaglandin-F2α (PGF2α) frei, welches zu einer Sensibilisierung des Myometriums führt und damit Kontraktionen verstärkt (TROEDSSON et al. 1993).
Nachweislich kann eine Injektion von PGF2α die Kontraktionsaktivität steigern, wenn eine zehntägige Progesteronbehandlung vorausgeht (CROSS und GINTHER 1988).
Nach neueren Untersuchungen lässt sich beim Pferd die durch die Besamung stimulierte Kontraktionsaktivität des Uterus durch eine zweite Besamung im Abstand von 24 h steigern (PANSEGRAU 2007); außerdem wies die Autorin einen deutlichen Zusammenhang zwischen der Stärke der uterinen Kontraktionsaktivität und der
Trächtigkeitsrate nach. Demnach war die Trächtigkeitsrate bei den Stuten mit nachweislich stärkerer uteriner Kontraktionsaktivität höher. Damit könnte eine verringerte Kontraktionsaktivität als eine mögliche Ursache für eine verminderte Fertilität zu sehen sein (TROEDSSON et al. 1998; CAMPBELL und ENGLAND. 2006).
2.6.2.2 „Insemination“ mit Verdünnermedium
Um die Rolle der einzelnen Bestandteile der Besamungsdosis auf die Uteruskontraktionen und die Stärke der postinseminatorischen Entzündungsreaktion zu untersuchen, wurden Stuten entweder mit Nativsamen, mit verdünntem Frischsamen, nur mit Verdünnermedium (Magermilchverdünner) oder nur mit Seminalplasma besamt, (REILAS 2001; BOLLWEIN et al. 2003; KÖLLMANN 2004). Zwar kann dem Verdünnermedium eine entzündungsaktivierende Wirkung zugesprochen werden (REILAS 2001), allerdings fällt diese nicht so stark aus wie allgemein angenommen. Vielmehr zeigte die Besamung mit verdünntem Frischsamen und vor allem mit Nativsamen eine signifikant stärkere Reaktion (BOLLWEIN et al. 2003). Die Autoren untersuchten den Einfluss von Verdünnermedium auf die ovarielle Durchblutung und stellten fest, dass nur nach Besamung mit Nativsperma eine signifikante Zunahme des Blutflusses nachweisbar ist, die sie mit der Entzündungsreaktion des Endometriums in Zusammenhang bringen. Bei der Besamung mit Tiefgefriersamen im Vergleich zur Besamung nur mit Verdünner konnten - was die Auslösung von uterinen Kontraktionen betrifft - ähnliche Ergebnisse gefunden werden (KÖLLMANN 2004). Demnach führt die Besamung mit einer Standarddosis Tiefgefriersamen zu einer signifikant stärkeren Auslösung von Kontraktionen als nur die Instillation von Verdünner.
2.6.2.3 „Insemination“ mit Seminalplasma
Es konnte gezeigt werden, dass Seminalplasma im Gegensatz zu Spermien einen hemmenden Effekt auf eine Entzündungsreaktion ausübt und damit spermienprotektiv wirkt (TROEDSSON 2006).
Dabei ist Seminalplasma allein in der Lage, Reaktionen in der Gebärmutter auszulösen.
Durch den hohen Gehalt an Estrogenen und Prostaglandinen kommt es zur Aktivierung von Kontraktionswellen, die Voraussetzung für eine Durchmischung von Sperma mit den Sekreten der Gebärmutter und den passiven Transport des Spermas Richtung Eileiter sind (KATILA et al. 2000). Untersuchungen bei Kaninchen zeigten, dass Spermien in Seminalplasma-freien Ejakulaten nicht bis in den Eileiter gelangen, mit Seminalplasma
allerdings bei allen Versuchstieren Spermien im Eileiter nachgewiesen werden können (OVERSTREET und TOM 1982). Damit sind Spermien und Seminalplasma in der Lage, zahlreiche Effekte an der Gebärmutter zu bewirken. Sie stimulieren Kontraktionen, variieren die Entzündungsreaktion einerseits durch Komplementaktivierung und Chemotaxis, wirken andererseits über Seminalplasma immunsuppressiv (KATILA 1997) und haben damit wahrscheinlich auch Einfluss auf die uterine und ovarielle Durchblutung (BOLLWEIN et al. 2001). Nach neueren Erkenntnissen hat Seminalplasma wahrscheinlich nicht nur einen entzündungshemmenden und damit spermienprotektiven Effekt, sondern es hemmt außerdem uterine Kontraktionen (KATILA 2005). PANSEGRAU (2007) konnte eine signifikant höhere Kontraktionsaktivität bei Stuten feststellen, die zusätzlich nach der Besamung mit Oxytocin behandelt wurden, allerdings war diese Steigerung nicht bei Stuten feststellbar, die zusätzlich mit Seminalplasma behandelt wurden.
2.7 Die künstliche Besamung 2.7.1 Inseminationstechniken
Bei der künstlichen Besamung (KB) wird nach der von KENNEY et al. (1975) beschriebenen Methode unter manueller Kontrolle transvaginal eine Besamungspipette vorgeschoben, durch die Zervix geführt und die Samendosis intrauterin appliziert.
Im Zusammenhang mit der Optimierung des Besamungsmanagements sind zahlreiche Untersuchungen durchgeführt worden (siehe Tab. 1, S.37). Dabei geht es zum einen um die Ermittlung der für eine Besamungsart optimalen Übertragungstechnik, die eine effektive Platzierung der Besamungsdosis ermöglicht (KÖLLMANN 2004). Zum anderen gilt es, den richtigen Besamungszeitpunkt für eine optimale Konzeption zu ermitteln. Nähere Informationen dazu sind in den Arbeiten von KENNEY et al. (1975) und SIEME et al.
(2003) zu finden.
Bei der transzervikalen intrauterinen Besamungstechnik unterscheidet man grundsätzlich drei verschiedene gebräuchliche Möglichkeiten:
1. intracorporale Besamung unter manueller vaginaler Kontrolle
2. intracorporale oder intracornuale Besamung unter manueller rektaler Kontrolle
3. hysteroskopische Besamung
Zu 1:
Bei der intracorporalen Besamung wird wie oben beschrieben unter manueller Führung eine Besamungspipette nach Reinigung des äußeren Genitales vaginal eingeführt und transzervikal in den Uteruskörper geleitet. Die Samendosis wird mit der aufgesetzten Spritze appliziert, wobei möglichst wenig Luft in die Gebärmutter gelangen sollte (KENNEY et al. 1975).
Zu 2:
Bei Einsatz kleinerer Besamungsdosen, insbesondere bei der KB mit Tiefgefriersamen, ist es von Vorteil, den Samen möglichst in Nähe der utero-tubalen Verbindung zu deponieren.
Hierzu wird die intracornuale Insemination angewandt. Dabei wird nach Positionierung der Pipette wie in zu 1 beschrieben die Besamungspipette unter transrektaler Kontrolle möglichst tief in das Uterushorn ipsilateral zum dominanten Follikel vorgeschoben und die Samendosis appliziert (SQUIRES et al. 1998).
Zu 3:
Eine Weiterentwicklung der intrauterinen KB stellt die hysteroskopische Besamung mittels Endoskop dar (MANNING et al. 1998), bei der ein Endoskop transzervikal in den Uterus eingeführt und nach Insufflieren von Luft unter Sichtkontrolle die utero-tubale Verbindung aufgesucht wird. Über einen Katheter im Arbeitskanal des Gerätes kann dann die Besamungsdosis direkt auf die Papilla uterina abgesetzt werden. Dieses Verfahren ist jedoch technisch aufwändiger als die konventionelle KB und wird daher nur von entsprechend ausgestatteten Gestüten, Besamungsstationen und tierärztlichen Einrichtungen durchgeführt (MANNING et al. 1998, VASQUEZ et al. 1998).
2.7.2 Besamungsdosen
Bei der heute überwiegend durchgeführten KB wird Pferdesamen eingesetzt, der von Hengsten mittels künstlicher Scheide gewonnen und anschließend nach Versetzen mit Verdünnermedien bis zum Besamungszeitpunkt flüssig konserviert wird (KLUG et al.
1998). Bezüglich der Parameter Ejakulatvolumen, Spermienkonzentration und dem Grad der Vorwärtsbeweglichkeit bestehen zum Teil erhebliche Unterschiede bei den Hengsten.
Die WBFSH (World Breeding Federation of Sport Horses) hat bestimmte Richtwerte für Samendosen von Hengstejakulaten im Zuchteinsatz vorgeschlagen (Quelle:
www.wbfsh.org). Demnach sollte das Besamungsvolumen 50 ml nicht überschreiten und mindestens 300 x 106 vorwärtsbewegliche Spermien bei der Frischsamenübertragung bzw.
mindestens 600 x 106 progressiv motile Spermien (pms) im Versand enthalten. Außerdem wird eine Motilität von ≥ 35 % bei Insemination mit Versandsperma gefordert. Gerade bei in der Zuchtsaison stark frequentierten Hengsten ist die optimale Ausnutzung des Ejakulates von entscheidender Bedeutung. Dabei kommt dem so genannten Schwellenwert, dem Wert der Samenmindestdosis zur Erreichung einer optimalen Reproduktionsleistung, eine große Bedeutung zu (KLUG und SIEME 2003). Zur Ermittlung dieses Wertes sind in der Vergangenheit zahlreiche Untersuchungen durchgeführt worden, von denen am Beispiel der Frischsamenübertragung einige in Tab. 1, S. 37 aufgeführt sind.
2.7.3 Besamungsfrequenz
Nicht nur die Besamungstechnik und die Besamungsdosis, sondern auch die Besamungsfrequenz haben erheblichen Einfluss auf ein erfolgreiches Besamungsmanagement. Die Stute ist saisonal polyöstrisch und rosst während der Zuchtsaison etwa alle 21 Tage. Äußere Faktoren wie Klima, Haltungsbedingungen und Wohlbefinden haben Einfluss auf den Ablauf der Rosse. Abgesehen von diesen Zusammenhängen spielt aber auch die Überlebensrate des Spermas eine wichtige Rolle bei der Besamung, da diese hengstabhängig individuell unterschiedlich sein kann. Der mittels künstlicher Scheide gewonnene Samen enthält Spermien, die im Verdünnermedium eine ausreichende Vitalität von 1 bis 4 Tagen zeigen. Dies setzt allerdings optimale Lagerungsbedingungen voraus, bei denen gerade starke Temperaturschwankungen vermieden werden müssen (VIDAMENT et al. 1999).
Bei Stuten, die im Abstand von 48 h besamt wurden, konnte beginnend 2,6 Tage vor Ovulation eine Konzeptionsrate von 53 % erreicht werden (CLÉMENT et al. 2000). Bereits 1975 konnten PACE und SULLIVAN durch genetische Untersuchungen von Fohlen
nachweisen, dass die Väter der Fohlen stets diejenigen sind, deren Ejakulate 12 - 24 h vor der Ovulation versamt wurden, daher konzentrieren sich Untersuchungen auf eine Optimierung des Besamungsmanagements im periovulatorischen Zeitraum. Hierbei hat sich die hormonelle Beeinflussung des Ovulationszeitpunkts durch die Gabe von hCG oder GnRH-Analoga zur Ovulationsinduktion bewährt (SIEME und KLUG, 1996).
SQUIRES et al. (1998) erreichten mit zweimaliger Besamung 0 h und 24 h post hCG-Gabe eine 64%-ige Trächtigkeitsrate. Andere Autoren konnten mit diesem Besamungsmanagement sogar bei 67 % der Versuchstiere eine Trächtigkeit erzielen (SHORE u. RIOS 1998). In der Praxis wird von Besamungstierärzten üblicherweise Versandsperma eingesetzt, das je nach Hengst und Transportbedingungen nur eine begrenzte Zeit die ausreichende Anzahl progressiv motiler Spermien aufweist (PICKETT et al. 2000). Hierdurch wird der Stellenwert der regelmäßigen gynäkologischen Untersuchung der Stute zur Erfassung des Rossestatus und zur Feststellung der Ovulation deutlich (SIEME und KLUG 1996).
Zur Optimierung des Managements wurden von SIEME et al. (2003) sowohl die Besamungstechnik als auch die Besamungsfrequenz bei der Übertragung von Tiefgefrier- und Frischsamen bei einer großen Anzahl von Stuten untersucht. Demnach werden bei einer einmaligen Besamung die höchsten Trächtigkeitsraten 12 h - 24 h vor Ovulation erzielt. Allerdings konnten mit drei Besamungen im Abstand von 24 h ab hCG-Gabe mit 71 % die höchsten Trächtigkeitsraten erzielt werden. Aber auch eine Besamung bis 12 h nach Ovulation erreichte eine zufrieden stellende Trächtigkeitsrate (45 %). Bei der Übertragung von Tiefgefriersamen ist eine einmalige Besamung von - 8 h post ovulationem am erfolgreichsten (WOODS et al. 1990).
Tabelle 1: Auswirkung von Spermienkonzentration, Besamungsvolumen, KB- Zeitpunkt und Anzahl der Besamungen auf die Trächtigkeitsrate bei Verwendung von Frischsamen (Literaturauswahl)
Quelle
Spermien- konzentra
-tion ( x106 )
Besamungs- volumen
(ml)
Besamungs- zeitpunkt
Anzahl KB
Ver- suchs- stuten (n =)
Trächtig - keitsrate
(%) WOODS et
al. (1990)
> 400
> 400
> 400
> 400
> 400
k.A.
k.A.
k.A.
k.A.
k.A.
3 d prae Ov.
1 d prae Ov.
Ov.
0-6 h post Ov.
1 d post Ov.
1 k.A.
k.A.
l k.A.
268
60 89 52 78 6
JASKO et. al. (1992)
250 250 500 1250
10 50 10 50
alle 24 h alle 24 h alle 24 h alle 24 h ab Rossebeginn
m m m m
37/38
80 35 77 78 SQUIRES
et al.
(1998)
1/2 x 109
40 40 40
24 h 24 h 24 h
1 2 2
61
31 41 64 VIDAMENT
et al. (1999)
200 200 200
k.A.
k.A.
k.A.
0 h
<12 h Lagerung
<12 h Versand
m m m
1858
56 56 49 MERTENS
(2002)
500 500 500 500
10-25 10-25 10-25 10-25
k.A.
k.A.
k.A.
k.A.
1 2 3
> 4
9431
48 53 55 57 KATILA
(2003)
k.A.
k.A.
k.A.
k.A.
sofort nach 8-20 h
k.A.
k.A. 1085 56
51
SIEME et al.
(2003)
500 500 500 500 500 500 500
12 k.A.
k.A.
k.A.
k.A.
12 12
36-48 h prae Ov.
24-36 h prae Ov.
12-24 h prae Ov.
0-12 h prae Ov.
0-12 h post Ov.
alle 24 h alle 24 h
1 1 1 1 1 2 3
401
18 28 59 53 45 56 71 k.A. = keine Angaben
Ov. = Ovulation
m = multiple Besamungen (>1)
2.8 Physiologie der postinseminatorischen uterinen Entzündungsprozesse Die bei der KB in die Gebärmutter platzierte Besamungsdosis führt mit den Fraktionen an Spermien, Verdünnerbestandteilen und den Sekreten der akzessorischen Geschlechtsdrüsen zu einer starken, aber transienten physiologischen Entzündungsreaktion (SINNEMAA et al.
2005).
Kurz nach der Besamung kommt es dabei zu einem Einstrom neutrophiler Granulozyten in die Gebärmutter, die zusammen mit Makrophagen und eosinophilen Granulozyten den Hauptanteil der postinseminatorischen Entzündungsreaktion ausmachen (REILAS 2001;
KOTILAINEN et al. 1994). Bakterien, die als Kontaminanten von Harnröhre und Penisschaft bei der Samengewinnung in das Ejakulat gelangen können, werden effektiv durch Komplementaktivierung und Opsonisierung eliminiert (TROEDSSON 1995). Die Aktivierung dieser immunologischen Prozesse erreicht ihren Höhepunkt 4 h nach Besamung und ist durch den Nachweis einer großen Anzahl an Entzündungszellen und einer sichtbaren Ödematisierung und Flüssigkeitseinlagerung in der Gebärmutter charakterisiert. Während Spermien nach 4 h fast vollständig aus der Gebärmutter entfernt sind, halten die Entzündungsreaktionen noch bis 24 h nach der Besamung an, und die bei der Entzündung auftretenden neutrophilen Granulozyten können auch noch nach einigen Tagen nachgewiesen werden (REILAS 2001). Die Aktivierung zellulärer Abwehrmechanismen und uteriner Kontraktionen sorgt zusammen mit den modulierenden hormonellen Faktoren Oxytocin und PGF2α für eine optimale Selbstreinigung, die nach 24 h abgeschlossen sein sollte. Stuten, bei denen dieser uterine Entzündungsablauf zu verzeichnen ist, werden als resistent gegen eine persistierende Endometritis bezeichnet, Stuten bei denen 24 h post inseminationem noch Entzündungserscheinungen mit deutlichen Flüssigkeitsansammlungen in der Gebärmutter nachweisbar sind, werden als endometritisanfällig bezeichnet (NIKOLAKOPOULUS und WATSON 1997).
Neben der zellulären Abwehr, die vor allem Bakterien eliminiert, ist für die Beseitigung von Kontaminationen in Form von Verdünnerbestandteilen, Epithelzellen und abgestorbenen Spermien die uterine Kontraktionsaktivität wichtig. Kontraktionen werden durch das Ejakulat selbst, aber auch durch Stimulation von Zervix und Vagina bei der KB ausgelöst (SHARP und THATCHER 1997). Gesteigert werden kann die uterine Kontraktionsaktivität nachweislich aber auch durch Gaben von Oxytocin (PANSEGRAU 2007). Diese Kontraktionen laufen bei endometritisanfälligen Stuten weniger effizient und langsamer ab, als bei resistenten (TROEDSSON und LIU 1991). Nach neueren Erkenntnissen ist vor allem die Spermienfraktion des Ejakulates für die Stärke einer Entzündungsreaktion entscheidend (KOTILAINEN et al. 1994). Demnach induziert eine
hohe Spermiendichte und damit auch ein potenziell großer Anteil an defekten Spermien, die als Antigene wirken könnten, eine starke Entzündungsreaktion (TROEDSSON 1995).
Tiefgefriersamen enthält meist aufgrund der Aufbereitung eine größere Zahl an geschädigten Spermien, daher sind die Ergebnisse hinsichtlich einer stärkeren Reaktion bei einer solchen Besamung nachvollziehbar (TROEDSSON 1995). Das Volumen des Ejakulates scheint weniger entscheidend für die Auslösung von uterinen Kontraktionen zu sein als bislang diskutiert. Wie in einer Studie zur Untersuchung des Einflusses des Besamungsvolumens auf die Entzündungsreaktion und die Selbstreinigung der Gebärmutter (uterine clearance) gezeigt werden konnte, bestehen keine Unterschiede hinsichtlich der Stärke der postinseminatorischen Entzündungsreaktion und der Auslösung von uterinen Kontraktionen bei unterschiedlichen Besamungsvolumina. Es wurden Stutengruppen je mit 2 ml oder 100 ml verdünntem Tiefgefriersamen besamt und die Stärke der postinseminatorischen Entzündungsreaktion durch Messung der Anzahl an neutrophilen Granulozyten 4 h nach Besamung in der Gebärmutter festgestellt (KOTILAINEN et al. 1994).
Die persistierende Endometritis im Zusammenhang mit Subfertilität bei der Stute wird als dritthäufigste Erkrankung bei der Stute diskutiert (NIKOLAKOPOULOS und WATSON 1997). Ältere Stuten und Stuten mit mehreren vorangegangenen Trächtigkeiten zeigen eine schlechtere Kontraktionsaktivität (EVANS et al. 1986; LEBLANC et al. 1994); dies könnte durch physiologische Alterungsprozesse und eine Erschlaffung der Gebärmutterwand durch eine abgeschwächte myoelektrische Aktivität in der glatten Muskulatur bedingt sein (TROEDSSON et al. 1993). Auch fortschreitende Veränderungen am Endometrium und an den Gebärmuttergefäßen im Sinne der Endometrose und Angiosklerose, die durch eine Biopsie nachweisbar sind, haben Einfluss auf die Fertilität (SCHOON et al. 1997).
