Tierärztliche Hochschule Hannover

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1 Tierärztliche Hochschule Hannover Einfluss einer wiederholten Applikation von Gonadotropin - Releasing Hormon auf die Fruchtbarkeit azyklischer Milchkühe INAUGURAL - DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin - Doctor medicinae veterinariae - ( Dr. med. vet. ) vorgelegt von Hanna Bläsing Kassel Hannover 20

2 Wissenschaftliche Betreuung: Univ.- Prof. Dr. Martina Hoedemaker, Ph. D. Klinik für Rinder. Gutachterin: Univ.- Prof. Dr. Martina Hoedemaker, Ph. D. 2. Gutachterin: Apl. Prof. Dr. Dagmar Waberski Tag der mündlichen Prüfung: Diese Arbeit wurde durch Mittel der Fa. Intervet Deutschland GmbH unterstützt.

3 Meinen Eltern

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5 Inhaltsverzeichnis Einleitung 3 2 Schrifttum 5 2. Sexualzyklus beim Rind Endokrine Regulation des Zyklus Hormonelle Aktivität post partum FSH/LH und Östrogene Progesteron Ovartätigkeit post partum Follikelwachstum und erste Ovulation/erste Brunst post partum Postpartaler Anöstrus - unterschiedliche Definitionen Anöstrus Suböstrus/unbeobachtete Brunst/stille Brunst Azyklie/eigentlicher Anöstrus/Ovardystrophie/anovulatorische Kühe Einflüsse auf das Wiedereinsetzen der Ovarfunktionen post partum bzw. das Entstehen von Azyklie und Anöstrie Einfluss von Fütterung und Körperkondition Einfluss von Laktation/Milchleistung/säugendem Kalb Einfluss von Krankheiten Einfluss der Jahreszeit Einfluss der Anzahl der Abkalbungen Einfluss der Trockenstehzeit Einfluss sonstiger Faktoren GnRH als körpereigenes Hormon und Freisetzung von FSH/LH GnRH Verschiedene Formen von GnRH GnRH-Rezeptor Beeinflussung der GnRH-Sekretion auf Ebene des Hypothalamus Synthese und Sekretion von FSH und LH 34

6 2.5.3 Unterschiede in der Regulation von FSH und LH Einfluss von Östradiol, Progesteron und anderen Faktoren auf die Freisetzung von FSH/LH Therapeutischer Einsatz von GnRH-Analoga/Beeinflussung der LH-Freisetzung GnRH als Medikament Therapie der Azyklie Therapie von Anöstrus/Suböstrus Therapie von Anöstrie und Azyklie ohne den Einsatz von GnRH 43 3 Material und Methode Zielsetzung Auswahl der Betriebe, Auswahl und Untersuchung der Versuchstiere Weitere Datenerfassung Statistische Auswertung 50 4 Ergebnisse 5 4. Gesamtpopulation und Stichprobenumfang Ergebnisse in den Versuchsgruppen Anzahl der Kühe mit Gelbkörper am Tag 65 oder 75 p.p. in den Versuchsgruppen Rastzeit, Güstzeit und Verzögerungszeit in den Versuchsgruppen Mittlere Anzahl der Besamungen in den Versuchsgruppen Erstbesamungserfolg (EBE) in den Versuchsgruppen Gesamtträchtigkeitsraten und Trächtigkeitsindizes in den Versuchsgruppen Gesamtträchtigkeitsraten in den Versuchsgruppen Trächtigkeitsindizes in den Versuchsgruppen Anzahl besamter Tiere, Untersuchungen und Behandlungen am Tag 00 post partum Ergebnisse in Milchleistungsgruppen 62

7 4.3. Aufteilung der Kühe in Leistungsgruppen Anzahl der Tiere mit Gelbkörper am Tag 65 oder 75 p.p. in den Leistungsgruppen Rastzeit, Güstzeit und Verzögerungszeit in den Leistungsgruppen Mittlere Anzahl der Besamungen in den Leistungsgruppen Erstbesamungserfolg in den Leistungsgruppen Gesamtträchtigkeitsraten in den Leistungsgruppen Trächtigkeitsindizes in den Leistungsgruppen Ergebnisse der Färsen und Kühe Aufteilung der Tiere nach Laktationsnummer und Versuchsgruppe Anzahl der Färsen und Kühe mit Gelbkörper am Tag 65 oder 75 post partum Vergleich der Färsen und Kühe aller Versuchsgruppen zusammen Vergleich der Erstlaktierenden und der Mehrkalbskühe innerhalb der Versuchsgruppen Vergleich der Erstlaktierenden der Versuchsgruppen untereinander Vergleich der Mehrkalbskühe der Versuchsgruppen untereinander Vergleich der Rastzeit, Güstzeit und Verzögerungszeit von Färsen und Kühen Vergleich der Färsen und Kühe aller Versuchsgruppen zusammen Vergleich der Rastzeit, Güstzeit und Verzögerungszeit der Färsen und Kühe innerhalb der Versuchsgruppen Vergleich der Rastzeit, Güstzeit und Verzögerungszeit der Färsen der Versuchsgruppen untereinander Vergleich der Rastzeit, Güstzeit und Verzögerungszeit der Mehrkalbskühe der Versuchsgruppen untereinander Anzahl der Besamungen bei Färsen und Kühen Vergleich der Färsen und Kühe aller Versuchsgruppen zusammen Vergleich der Anzahl an Besamungen bei Färsen und Kühen innerhalb der Versuchsgruppen 76

8 Vergleich der Anzahl der Besamungen bei den Färsen der Versuchsgruppen untereinander Vergleich der Anzahl der Besamungen bei den Mehrkalbskühen der Versuchsgruppen untereinander Erstbesamungserfolg der Färsen und Kühe Erstbesamungserfolg der Färsen und Kühe in den Versuchsgruppen Erstbesamungserfolg der Färsen und Kühe zwischen den Versuchsgruppen Gesamtträchtigkeitsraten der Färsen und Kühe Vergleich der Gesamtträchtigkeitsraten der Färsen und Kühe innerhalb der Versuchsgruppen Vergleich der Gesamtträchtigkeitsraten der Färsen und Kühe zwischen den Versuchsgruppen Trächtigkeitsindizes der Färsen und Kühe Trächtigkeitsindizes der Färsen und Kühe innerhalb der Versuchsgruppen Trächtigkeitsindizes der Färsen und Kühe zwischen den Versuchsgruppen Ergebnisse in Körperkonditionsgruppen Aufteilung der Tiere nach Körperkondition Anzahl der Tiere mit Gelbkörper am Tag 65 oder 75 post partum in den BCS-Gruppen Rastzeit, Güstzeit und Verzögerungszeit in den BCS-Gruppen Mittlere Anzahl der Besamungen in den BCS-Gruppen Erstbesamungserfolg in den BCS-Gruppen Gesamtträchtigkeitsraten in den BCS-Gruppen Trächtigkeitsindizes in den BCS-Gruppen 89 5 Diskussion 9 5. Gesamtpopulation und Stichprobenumfang 9

9 5.2 Ergebnisse in den Versuchsgruppen Aufteilung der Kühe nach Milchleistung Aufteilung der Tiere nach Laktationsnummer Aufteilung nach Körperkondition Schlussfolgerung 0 6 Zusammenfassung 02 7 Summary 05 8 Literaturverzeichnis 08

10 Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen BCS bzw. ca. camp CFI CIDR Cl cm DO EBE ecg engl. et al. Fa. FCM FIC FSC FSH FSP GABA GnRH GTR GZ hcg HF IE i.m. KB kg Body Condition Score beziehungsweise circa cyclisches Adenosinmonophosphat interval from calving to first insemination Controlled Internal Drug Release Corpus luteum Zentimeter days open Erstbesamungserfolg equines Choriongonadotropin Englisch et alii Firma fat corrected milk interval from first insemination to conception first service conception rate Follikestimulierendes Hormon FSH-Suppressing-Protein Gamma-Aminobuttersäure Gonadotropin-Releasing Hormon Gesamtträchtigkeitsrate Güstzeit humanes Choriongonadotropin Holstein Friesian Internationale Einheiten intramuskulär künstliche Besamung Kilogramm

11 LH Luteinisierendes Hormon LH-RH Luteinisierendes Hormon-Releasing Hormon µg Mikrogramm mg Milligramm ml Milliliter mrna messenger Ribonucleic acid ng Nanogramm OvSynch Ovulationssynchronisation PGF2α Prostaglandin F2α PI pregnancy index PMSG Preganant Mare's Serum Gonadotropin p.p. post partum PPI postpartales Intervall PR pregnancy rate PRID Progesterone releasing intravaginal device RZ Rastzeit SD Standard Deviation sog. sogenannte SPSS Statistical Package for the Social Science T. Tag Tab. Tabelle TI Trächtigkeitsindex TMR Total Mixed Ration TU Trächtigkeitsuntersuchung u. und UBB unbeobachtete Brunst vs. versus VZ Verzögerungszeit z. B. zum Beispiel

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13 Einleitung In Milchviehbetrieben spielt die Fruchtbarkeit der Kühe eine große Rolle. Es ist wichtig, dass die Kühe nach der Abkalbung schnell wieder tragend werden, um eine ökonomisch sinnvolle Zwischenkalbezeit zu erreichen. Die Kühe müssen also nach kurzer Zeit wieder eine Brunst zeigen, damit sie besamt werden können. Nach der Abkalbung folgt aber zuerst eine unterschiedlich lange Phase der ovariellen Inaktivität bis die zyklische Eierstockstätigkeit wieder einsetzt und die Kuh wieder äußerlich erkennbare Brunstsymptome zeigt (OPSOMER u. DE KRUIF 999). Bei vielen Kühen wird aber auch im weiteren Lauf der Laktation keine Brunst beobachtet. Es ist somit schwierig zu erkennen, wann die Kuh besamt werden kann. Bei Brunstlosigkeit muss unterschieden werden zwischen Anöstrie und der Azyklie im Sinne einer Ovardystrophie. Bei der Anöstrie läuft ein ovarieller Zyklus ab, die Kuh zeigt allerdings keine äußeren Brunstsymptome (sog. stille Brunst). Einige Kühe zeigen nur für kurze Zeit oder sehr schwach ausgeprägte Brunstsymptome und werden fälschlich als anöstrische Tiere eingeordnet. Bei der Azyklie im Sinne einer Ovardystrophie findet neben dem Fehlen der äußeren Brunstanzeichen auch keine zyklische Ovartätigkeit statt (GRUNERT 999; MAYER et al. 987). Seit vielen Jahren werden zur Behandlung von Fruchtbarkeitsstörungen bei Kühen das Hormon Gonadotropin-Releasing Hormon (GnRH) oder dessen synthetische Analoga verwendet. Das körpereigene Hormon GnRH wird vom Hypothalamus pulsatil sezerniert und bewirkt die Ausschüttung der für den Sexualzyklus wichtigen Hormone Follikelstimulierendes Hormon (FSH) und Luteinisierendes Hormon (LH) (PETERS 2005). In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob die Azyklie bei Milchkühen mit dem GnRH- Analog Buserelin therapiert werden kann. Dabei werden die Kühe einer Versuchsgruppe einmal behandelt. Den Kühen einer zweiten Versuchsgruppe wird das Medikament in kleinen Dosen an fünf aufeinanderfolgenden Tagen verabreicht. Dabei soll untersucht werden, ob die häufige Applikation kleiner Mengen von Buserelin ähnlich wie die körpereigene pulsatile Sekretion von GnRH wirkt und so einen besseren Effekt auf die Fruchtbarkeit der azyklischen Milchkühe hat als die einmalige Injektion von Buserelin. 3

14 Es werden von den behandelten Tieren und von Kühen einer Kontrollgruppe verschiedene Fruchtbarkeitsparameter ausgewertet, um den Erfolg der Behandlungsschemata bewerten und vergleichen zu können. 4

15 2 Schrifttum 2. Sexualzyklus beim Rind Rinder europäischer Nutzungsrassen sind ganzjährig polyöstrische Tiere. Die Brunstzyklen treten regelmäßig über das Jahr verteilt auf, wobei ein Zyklus durchschnittlich 2 (8 bis 24) Tage dauert (CHRISTENSEN et al. 974; GARVERICK u. SMITH 993; EVANS et al. 997; GRUNERT 999). Im Laufe dieser Zeit kommt es zu Änderungen im Verhalten sowie an den äußeren und inneren Geschlechtsorganen. Abhängig von Art und Ort der Veränderungen unterscheidet man deshalb den äußeren Zyklus vom ovariellen und vom Schleimhautzyklus. Zeitlich wird der Zyklus in vier Phasen gegliedert: - Östrus (Brunst) - Post- oder Metöstrus (Nachbrunst) - Inter- oder Diöstrus - Präöstrus (Proöstrus, Vorbrunst) (BOUSQUET et al. 976; GRUNERT 999; MITKO et al. 2008). Der Präöstrus beginnt mit Verhaltensänderungen und dauert ca. zwei bis drei Tage bis zum Dulden des Aufsprungs. Die Rinder sind oft nervös, versuchen andere Tiere zu belecken und zu bespringen. Weiterhin kommt es oft zur Ödematisierung und Hyperämie der Vulvaschleimhaut und zum Abgang von Schleim (SWANSON u. HAFS 97; GRUNERT 999). Der Östrus dauert ca. 8 bis 23 Stunden (CHRISTENSEN et al. 974; GARVERICK u. SMITH 993) und kann abhängig von Rasse, Alter, Milchleistung oder Jahreszeit variieren. In dieser Zeit ist das Tier paarungsbereit und duldet die Begattung oder das Bespringen durch andere Tiere. Außerdem sind häufig Unruhe, Brüllen und Abgang von Brunstschleim sichtbar. Mit dem Abklingen der Paarungsbereitschaft beginnt der zwei bis drei Tage dauernde Postöstrus, während dessen die inneren und äußeren Brunstsymptome verschwinden. Ca. 30 bis 35 Stunden nach Beginn des Östrus, bzw. sechs bis 2 Stunden nach Ende der Brunst 5

16 kommt es zur Ovulation An den Postöstrus schließt sich der Interöstrus (Diöstrus) an, der mit ca. 6 Tagen die längste Zyklusphase ist und in der keine sexuelle Aktivität stattfindet. (SWANSON u. HAFS 97; AURICH et al. 996; GRUNERT 999). Im Laufe des Zyklus treten hormonell bedingte Änderungen an der Genitalschleimhaut auf, welche die Voraussetzung für die Befruchtung, die Einnistung und Ernährung des Embryos schaffen und als Schleimhautzyklus bezeichnet werden. Östrogen bewirkt eine Proliferation, an die sich unter Einwirkung von Progesteron von ca. Tag drei bis Tag 4 des Zyklus die Sekretionsphase anschließt, der eine ungefähr fünf Tage dauernde Regenerationsphase folgt. Hauptsächlich von der Zervix wird Schleim gebildet, der unter Progesteroneinwirkung viskös ist und durch Einfluss von Östrogenen flüssiger wird, und oft während des Östrus als Brunstschleim abgeht. Im Postöstrus fließt bei einigen Tieren Schleim aus der Scheide, der mit Blut aus dem Uterus vermischt ist. Das Blut entstammt Kapillarblutungen im Uterus, die aufgrund von östrogenbedingter Hyperämie entstehen (GRUNERT 999). 2.. Endokrine Regulation des Zyklus Die Steuerung des Sexualzyklus unterliegt verschiedenen Hormonen, die von Hypothalamus, Hypophyse, Ovarien und Uterus gebildet werden (GARVERICK u. SMITH, 993). Man unterteilt den hormonellen Zyklus in Follikereifungs-, Ovulations- und Gelbkörperphase (GRUNERT 999). Das Dekapeptid Gonadotropin-Releasing Hormon (GnRH) wird vom Hypothalamus pulsatil sezerniert und gelangt über Portalgefäße zum Hypophysenvorderlappen (BÉDÉCARRATS u. KAISER 2003). Korrespondierend zur stoßweisen GnRH-Ausschüttung werden in der Hypophyse die Gonadotropine Follikelstimulierendes Hormon (FSH) und Luteinisierendes Hormon (LH) sezerniert (HANSEL u. SNOOK 970; GARVERICK u. SMITH 993). FSH bindet hauptsächlich an den Granulosazellen der Ovarien und stimuliert dort das Follikelwachstum und die Ausbildung von LH-Rezeptoren auf den Follikelzellen (THIBAULT et al. 975; PETERS 985). Ein Anstieg der FSH-Konzentration bewirkt das Wachstum mehrerer Follikel zur gleichen Zeit. Ein Follikel dieser Welle wird dabei zum 6

17 dominanten Follikel (SIROIS u. FORTUNE 988) und hemmt, unter anderem durch Ausschüttung von Inhibin, das Wachstum der anderen Follikel (AURICH et al. 996). Dabei treten beim Rind zwei oder drei, zum Teil auch vier Follikelwellen auf (LUCY et al. 992; GARVERICK u. SMITH 993). BLEACH et al. (2004) beschreiben auch das Vorkommen von sechs Follikelwellen. Im Interöstrus, beim Vorhandensein eines Gelbkörpers und damit einer hohen Progesteronkonzentration, findet keine Ovulation des dominanten Follikels statt, da Östradiol in dieser Zeit über einen negativen Rückkopplungsmechnismus die LH-Freisetzung aus der Hypophyse hemmt (SCHAMS et al. 977; KESNER et al. 982; WALTERS et al. 984). Es kommt zur Atresie des dominanten Follikels. Daraufhin folgen eine oder mehrere neue Wellen, deren dominanter Follikel nach der Regression des Gelbkörpers ovuliert (SIROIS u. FORTUNE 988). Das Glykoprotein LH bindet an Membranrezeptoren der Thekazellen und stimuliert die Reifung des dominanten zum Graafschen Follikel, dessen Ovulation und später die Entstehung und Erhaltung des Gelbkörpers. Der Graafsche Follikel bildet Östrogene, unter deren Einfluss es nach Brunstbeginn zu einer vermehrten Freisetzung von LH aus der Hypophyse kommt (PETERS 985; GRUNERT 999). Diese präovulatorische LH-Welle dauert ca. sechs bis zehn Stunden (WALTERS u. SCHALLENBERGER 984). Nach dem höchsten LH-Anstieg, der als LH-Peak bezeichnet wird, kommt es ca. 24 Stunden später zur Ovulation (CHENAULT et al. 974; CHRISTENSEN et al. 974; SCHAMS et al. 977). Somit findet die Ovulation in der Regel ca. 29,6 Stunden nach Beginn der Duldung des Aufsprunges (SWANSON u. HAFS 97) beziehungsweise sechs bis 2 Stunden nach Ende der Brunst statt (AURICH et al. 996). Der Einfluss proteolytischer Enzyme führt zur Ausdünnung der Follikelwand und später zu deren Einreißen und damit zum Austreten der befruchtungsfähigen Eizelle (THIBAULT et al. 975; GARVERICK u. SMITH 993). Aus Granulosa- und Thekazellen der rupturierten Follikelwand entsteht unter Einfluss der Gonadotropine der Gelbkörper, der das Hormon Progesteron sezerniert, das ungefähr vom vierten bis 7. Tag das Zyklusgeschenhen dominiert (HENDERSON u. MOON 979; PETERS 985). Progesteron bewirkt außerdem am Endometrium das Ablaufen der Vorgänge, die zur Implantation des Embryos notwendig sind (GEISERT et al. 992; AURICH et al. 996). 7

18 Die Progesteronsekretion wird durch luteotrophe und luteolytische Signale reguliert. Dabei ist beim Rind LH das vorherrschende luteotrophe Hormon (HANSEL u. CONVEY 983). Weitere regulatorische Stimuli kommen von Uterus, Ovar und Embryo (GARVERICK u. SMITH 993). Das gebildete Progesteron reduziert über die Hemmung der GnRH-Produktion im Hypothalamus die LH-Sekretion (AURICH et al. 996). Der Gelbkörper erreicht seine maximale Größe von ca. 2,5 cm ungefähr an Tag sieben bis acht des Zyklus (GRUNERT 999). In der späten Lutealphase um den 7. Zyklustag steigt die Produktion von Prostaglandin F2α (PGF2α) im Endometrium, das über die Uterin- und Ovargefäße zum Gelbkörper gelangt. PGF2α wirkt durch die Reduktion des Blutflusses zum Gelbkörper luteolytisch. Zusätzlich reguliert PGF2α über Bindung an Rezeptoren auf dem Gelbkörper die Progesteronsekretion (ALILA et al. 988a, b; GARVERICK u. SMITH 993). An den Ovarien bewirkt PGF2α die Ausschüttung von Oxytocin, das am Uterus ebenfalls zu einer Zunahme der Prostaglandinsekretion führt (WATHES u. LAMMING 995; AURICH et al. 996). 2.2 Hormonelle Aktivität post partum Nach der Abkalbung kommt es zu einer Umstellung der hormonellen Vorgänge von einer Erhaltung der Trächtigkeit zu einer Rückkehr der zyklischen Ovartätigkeit (GARVERICK u. SMITH 993) FSH/LH und Östrogene Während der Trächtigkeit und Geburt hemmen hohe Plasmakonzentrationen von Steroidhormonen die Hypothalamus Hypophysen Achse, was zu niedrigen LH- und FSH- Konzentrationen führt, die auch direkt nach dem Abkalben bestehen bleiben. Wenige Tage post partum (p.p.) steigt die FSH- Konzentration an, stimuliert das Follikelwachstum und bewirkt so ein Ansteigen der Östrogenkonzentration. Die Östrogene sensibilisieren die Hypophyse für Reize des Hypothalamus und stimulieren so als positive Feedbackreaktion die LH-Sekretion (OPSOMER u. DE KRUIF 999). 8

19 Frequenz und Amplitude der pulsatilen GnRH-Sekretion und die Ansprechbarkeit der Hypophyse auf GnRH nehmen in den ersten zwei Wochen post partum zu und führen über eine Steigerung der Gonadotropinsekretion zur Stimulation des Follikelwachstums (GOEHRING et al. 999). Somit steht die ansteigende LH-Konzentration in direktem Zusammenhang mit dem Wiedereinsetzen der Ovartätigkeit nach der Kalbung (LAMMING et al. 98). Der Anstieg der LH- und FSH- Pulsfrequenz erhöht sich bis auf mindestens einen Puls pro Stunde, was das Einsetzen des ersten Zyklus post partum ermöglicht (OPSOMER u. DE KRUIF 999). Die häufigsten und höchsten LH-Peaks treten ca. zwei Wochen vor dem ersten Östrus auf (HUMPHREY et al. 983). Das erste Ansteigen der Plasma FSH - Spiegel findet bei den meisten Kühen bereits innerhalb der ersten fünf bis zehn Tage nach der Abkalbung statt (LAMMING et al. 98). Laut WEBB et al. (980) setzt die episodische LH-Sekretion bereits kurz nach der Geburt wieder ein und die Amplitude steigt stufenweise bis ca. zehn Tage post partum (p.p.) an. Eine erste LH-Welle, die dem ersten kompletten ovariellen Zyklus vorausgeht, ist über den oben genannten positiven Feedbackmechanismus mit dem follikulären Östradiol verbunden, während der FSH-Gehalt im Plasma nicht mit dem Einsetzen des ersten Zyklus p.p. in Zusammenhang steht (WEBB et al. 980). SAVIO et al. (990a) beschreiben ebenfalls den Zusammenhang von pulsatiler LH-Sekretion und Östradiolkonzentration. Die Anzahl der LH-Pulse nimmt bei den meisten Kühen mit dem Ansteigen der Östrogenkonzentration zu. Dabei ist die Höhe der LH-Konzentration im Plasma in den ersten zwei Wochen post partum niedriger als später. Die Autoren gehen von einer begrenzten Menge an freisetzbarem LH p.p. aus. Da nicht alle Kühe auf höhere Östrogenkonzentrationen mit höherer LH-Freisetzung reagieren, halten die Autoren eine Phase der postpartalen Insensitivität variabler Länge auf den Östrogenstimulus für möglich (SAVIO et al. 990a). Die während der Geburt hohe Östradiolkonzentration im Blut fällt post partum schnell ab und steigt erst kurz vor der ersten Brunst wieder an (HUMPHREY et al. 983). 9

20 2.2.2 Progesteron Viele Autoren verwenden den Progesterongehalt in Blut (Plasma oder Serum) oder Milch als Mittel zur Messung und Beurteilung der ovariellen Aktivität. Die Progesteronkonzentration steht in direktem Zusammenhang mit der Gelbkörperfunktion und ist somit ein Indikator für die Ovartätigkeit (PETERS 984). Aufgrund der Ungenauigkeit der rektalen Untersuchung alleine sehen MCLEOD und WILLIAMS (99) die Untersuchung des Progesterongehaltes als geeignete Methode zur Beurteilung ovarieller Funktionen bzw. Fehlfunktionen. Dabei bezeichnen sie einen Progesterongehalt der Milch unter 4,0 ng/ml über einen Zeitraum von über 30 Tagen p.p. als Indikator für ein verlängertes anöstrisches Intervall. Auch OPSOMER et al. (2000) bewerten die Ovarfunktionen p.p. anhand des Progesterongehalts in der Milch. HUMPHREY et al. (983) berichten über ein Absinken der während der Trächtigkeit hohen Serumprogesteronkonzentration ca. zwei Tage ante partum auf ca. 0, ng/ml. Auf dieser Höhe bleibt die Konzentration bis kurz vor der ersten Brunst p.p. Es kommt bei vielen Kühen zwischen 4,6 und 0,6 Tagen vor dem ersten Östrus nach der Abkalbung zu einem Progesteronanstieg. Der Autor vermutet, dass das Progesteron aus nicht palpierbarem Gelbkörpergewebe, möglicherweise aus luteinisierten kleineren Follikeln im Ovar, stammt. (HUMPHREY et. al. 983). Diesem kurzfristigen Anstieg der Plasmaprogesteronkonzentration geht vier bis fünf Tage vorher eine LH-Welle voraus (WEBB et al. 980). Auch CHOI et al. (977) stellten fest, dass vor der ersten Brunst p.p. ein Anstieg der Plasmaprogesteronkonzentration auf -3 ng/ml erfolgt, der auf eine Ovartätigkeit hinweist. Während der ersten Brunst nach der Kalbung sinkt der Progesteronwert unter 0,25 ng/ml und steigt danach auf einen Höchstwert von ca. 5,4 ng/ml (CHOI et al. 977). Die Plasmaprogesteronkonzentration bei 2 der von SAVIO et al. (990a) untersuchten 22 Kühe waren während der Phase des postpartalen Anöstrus niedrig. Lediglich bei einer untersuchten Kuh trat ein Anstieg der Progesteronkonzentration vor der ersten Ovulation auf. 20

21 STUMPF et al. (992) definieren den Beginn der zyklischen Ovartätigkeit über die Progesteronkonzentration im Serum. Dabei wird ein Progesterongehalt ng/ml in zwei aufeinanderfolgenden Blutproben gefolgt von zyklischem Anstieg und Abfall als Wiedereinsetzen der normalen zyklischen Tätigkeit gewertet. DARWASH et al. (997) beschreiben den Beginn der Lutealaktivität über den Milchprogesterongehalt, wenn dieser in zwei aufeinanderfolgenden Proben über 3 ng/ml liegt. Dabei steigt der Progesteronwert vier bis fünf Tage nach der Brunst an. Die durchschnittliche Plasmaprogesteronkonzentration während des ersten Zyklus p.p. ist niedriger als während des zweiten Zyklus nach der Kalbung. Die Autoren folgern daraus, dass im ersten Zyklus noch nicht die maximale Gelbkörperfunktion erreicht wird (STAPLES u. THATCHER 990) Ovartätigkeit post partum Nach der Abkalbung folgt beim Rind eine Phase der Inaktivität der Ovarien und der sexuellen Ruhe, bevor der Zyklus wieder einsetzt (PETERS 984). Post partum kommt es zur Involution des Uterus und zur Wiederaufnahme des ovariellen Zyklus. Dies sind Voraussetzungen, damit eine erneute Trächtigkeit möglich ist. Die Phase von der Abkalbung bis zum ersten Östrus mit Ovulation wird als postpartales Intervall (PPI) bezeichnet. Sie ist unterschiedlich lang und wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst (PETERS 984; RHODES et al. 2003). In der anovulatorischen postpartalen Phase variabler Länge kommt es zur Regression des Trächtigkeitsgelbkörpers, bevor die zyklischen Ovarfunktionen wieder einsetzen und die erste Ovulation nach der Abkalbung stattfindet (SAVIO et al. 990a). Die Dauer des postpartalen Intervalls wird in der Literatur mit unterschiedlichen Längen angegeben. Dabei zeigt sich vor allem ein Unterschied in der Nutzungsrichtung der Tiere. OPSOMER et al. (2000) untersuchten hochleistende Kühe in belgischen Milchviehbetrieben. Bei diesen Tieren war der erste signifikante Anstieg der Progesteronkonzentration in der Milch (Progesteron 5 ng/ml) nach ca. 37 Tagen nachweisbar. Somit ist von einer Ovulation ungefähr 32 Tage nach der Abkalbung auszugehen. (OPSOMER et al. 2000). 2

22 WEBB et al. (980) konnten bei Untersuchungen an Milchkühen in der zweiten Laktation bereits ca. 7 Tage nach der Kalbung eine zyklische Ovartätigkeit über den Plasmaprogesteronanstieg nachweisen. PETERS (984) beschreibt bei Milchkühen das Wiedereinsetzen der Ovartätigkeit p.p. über den Milchprogesterongehalt. Die Dauer des postpartalen Intervalls war ca. 24 Tage. Bei Mutterkühen mit säugendem Kalb hingegen betrug die Dauer ca. 57 Tage. HUMPHREY et al. (983) untersuchten den Blutprogesterongehalt von säugenden Mutterkühen unterschiedlicher Rassekreuzungen, die das zweite Mal gekalbt hatten. Die Dauer des postpartalen Intervalls betrug durchschnittlich 48 Tage Follikelwachstum und erste Ovulation/erste Brunst post partum SAVIO et al. (990a) untersuchten das postpartale Follikelwachstum bei Milchkühen in der zweiten bis vierten Laktation. Dabei kam es bereits wenige Tage nach der Abkalbung zur Ausbildung kleiner Follikel, bevor sich ca. 2 Tage post partum ein erster dominanter Follikel bildete. Dieser ovulierte bei 4 von 9 untersuchten Kühen, und wurde bei vier von 9 Tieren zystisch. Bei den von WEBB et al. (980) untersuchten Milchkühen in der zweiten Laktation waren im Durchschnitt 5,7 Tage nach der Kalbung Follikel durch rektale Palpation feststellbar. MURPHY et al. (990) fanden bereits zwei bis acht Tage post partum bei säugenden Fleischkühen (zwei bis vier Abkalbungen) Follikel mittlerer Größe von ca. 5 bis 9 mm Durchmesser. Der erste dominante Follikel wurde ca. 0 Tage (sieben bis 8 Tage) nach der Kalbung festgestellt, ovulierte aber nur bei 2 % der untersuchten Kühe. SAVIO et al. (990b) untersuchten bei Milchkühen den Zusammenhang von Zykluslänge und der Anzahl an Follikelwellen mit dominantem Follikel, die während eines ovariellen Zyklus auftreten. In kurzen Zyklen (neun bis 3 Tage) war meistens ein dominanter Follikel, in normal langen Zyklen (8 bis 24 Tage) waren meistens zwei, und in langen Zyklen ( 25 Tage) in der Regel drei dominante Follikel zu beobachten. Die erste Ovulation post partum fand bei 7 von 8 in dieser Studie untersuchten Kühen ohne sichtbare 22

23 Brunstsymptome statt. Dabei dauerte der erste Zyklus ca. 2 Tage. Die Zykluslänge war abhängig vom Zeitpunkt des Auftretens des ovulatorischen dominanten Follikels (SAVIO et al. 990b). Zum Auftreten der ersten Ovulation post partum gibt es unterschiedliche Ergebnisse. DARWASH et al. (997) berichten bei Milchkühen in Großbritannien (eine bis zwölf Laktationen) von einer Spanne von durchschnittlich 2,8 Tagen bis zur ersten Ovulation post partum. Die erste Ovulation nach der Kalbung trat bei Untersuchungen von SAVIO et al. (990a) an Milchkühen in der zweiten bis vierten Laktation ungefähr an Tag 27 auf. OPSOMER et al. (2000) bestimmten den Zeitpunkt der ersten Ovulation über den Progesteronanstieg in der Milch. Die erste Ovulation fand bei den untersuchten hochleistenden Milchkühen ca. 32 Tage post partum statt. STEVENSON und BRITT (980) geben bei Milchkühen eine Spanne von neun bis 34 Tagen nach der Kalbung an, in der die untersuchten Kühe zum ersten Mal ovulierten. Dabei wird die Dauer bis dahin vor allem vom Östrogenspiegel und der Follikelanzahl in den ersten beiden Wochen p.p. beeinflusst. Eine frühe Ovulation steht im Zusammenhang mit einem LH- Anstieg in der ersten bis zweiten Woche post partum. In Untersuchungen von CHOI et al. (977) an laktierenden Fleckviehkühen im Alter von zwei bis zweieinhalb Jahren trat die erste Brunst ca. 27 Tage nach dem Abkalben auf. Laut GARCIA und LARSSON (982) fanden bei Milchkühen verschiedener schwedischer Rassen die erste, zweite und dritte Ovulation durchschnittlich an den Tagen 2, 39 und 58 nach der Abkalbung statt. Dabei dauerte der erste Brunstzyklus ca.7,5 Tage. KING et al. (976) berichten vom Auftreten der ersten Ovulation post partum nach 9,5 (0-68) Tagen bei Milchkühen (erste bis fünfte Laktation). Dabei wurden bei kontinuierlich überwachten Tieren die ersten Brunstsymptome nach ca. 35 Tagen, bei nur gelegentlich beobachteten Kühen nach ca. 57 Tagen gesehen. Dies deckt sich mit Untersuchungen von MACMILLAN et al. (996), nach denen hochleistende Milchkühe in der Regel innerhalb von 4 Wochen nach der Kalbung ovulieren, aber dabei keine Brunstsymptome beobachtet werden. Dies führt der Autor auf eine negative Energiebilanz post partum zurück. 23

24 STAPLES und THATCHER (990) untersuchten die Ovarfunktionen mehrkalbiger Milchkühe in der Frühlaktation. Die Autoren stellten fest, dass Kühe mit einer besseren Energiebilanz schneller ovarielle Aktivität zeigen, zur Ovulation aber keine positive Energiebilanz notwendig ist. Bei säugenden Mutterkühen (zwei bis vier Abkalbungen) fand die erste Ovulation ungefähr an Tag 36 p.p. statt. 89 % der Tiere zeigten dabei keine Brunstsymptome. Die Dauer des ersten ovariellen Zyklus betrug nur ca. 2 Tage. Die erste sichtbare Brunst zeigten diese Kühe erst ca. 54 Tage nach der Kalbung (MURPHY et al. 990). Die Dauer des postpartalen Intervalls, nach dem die ovarielle Aktivität nach der Kalbung wieder einsetzt, ist variabel (PETERS 984). Um eine Zwischenkalbezeit von 365 Tagen zu erreichen, sollte aber die erste erfolgreiche Besamung nicht später als 80 bis 85 Tage nach der Abkalbung stattfinden (WEBB et al. 980; PETERS 984; MC LEOD u. WILLIAMS 99; OPSOMER et al. 2000). Damit dieser Zeitrahmen eingehalten werden kann, ist es mittlerweile auf vielen Betrieben Routine, Kühe, die noch keine Brunst gezeigt haben, aber bald besamt werden können, zu untersuchen und gegebenenfalls zu behandeln (MC LEOD u. WILLIAMS 99). Mittlerweile wird in der Regel statt einer Zwischenkalbezeit von 365 Tagen ein Wert von bis zu 385 Tagen akzeptiert, wobei die mittlere Rastzeit auch dann unter 85 Tagen liegen sollte (DE KRUIF et al. 2007). Eine unterschiedlich lange Phase des postpartalen Anöstrus wird als physiologisch angesehen. Gesunde Tiere sollten allerdings spätestens 40 bis 60 Tage nach der Kalbung wieder Brunstsymptome zeigen, um eine Zwischenkalbezeit von 365 Tagen zu erreichen (OPSOMER u. DE KRUIF 999). MC LEOD und WILLIAMS (99) bezeichneten die Phase der postpartalen Anöstrie ( anoestrous ) als verlängert, wenn der Milchprogesterongehalt länger als 30 Tage post partum unter 4,0 ng/ml lag. 9 % der von ihnen untersuchten Tiere fielen in diese Kategorie. 42 Tage nach der Kalbung zeigten noch 7,6 % der Kühe keine zyklische Ovartätigkeit. Dabei wurden mehr Kühe als nichtzyklisch vorgestellt, als aufgrund von rektalen Untersuchungen der Ovarien und durch Bestimmung der Milchprogesteronwerte als azyklisch diagnostiziert wurden. 24

25 2,5 % der von OPSOMER et al. (2000) untersuchten Milchkühe zeigten in den ersten 50 Tagen post partum keinen Anstieg der Milchprogesteronkonzentration, sondern in diesem Zeitraum konstant niedrige Werte und wurden deshalb als Tiere mit verzögerter zyklischer Ovartätigkeit eingestuft. DE KRUIF (977) beschreibt, dass bei 6 % der Kühe 50 bis 60 Tage nach der Geburt keine Brunst auftrat. Dabei bestanden große Unterschiede zwischen den Tieren einzelner Herden (8 bis 24 %). In amerikanischen Milchviehherden zeigten 42 % der Kühe bis 70 Tage nach der Abkalbung keine äußerlich erkennbare Brunst (BARTLETT et al. 987). STAPLES und THATCHER (990) bestimmten die Ovarfunktion über den Plasmaprogesterongehalt. Dabei hatten 28 % der Kühe bis 60 Tage post partum keine zyklische Ovartätigkeit. BALL und LAMMING (983) geben einen Wert von 2,3 % der untersuchten Kühe an, die 35 Tage post partum noch keine ovarielle Aktivität zeigten. Über den Milchprogesterongehalt fanden BULMAN und LAMMING (978) heraus, dass 5,2 % der Kühe 50 Tage nach dem Abkalben noch keine zyklische Eierstocksfunktion hatten, während weitere 5,2 % nach einer Phase der zyklischen Aktivität wieder azyklisch wurden. In den von MAYER et al. (987) untersuchten israelischen Milchviehherden betrug der Anteil von Kühen mit unbeobachteter Brunst 8 %. Rund ein Viertel (26 %) dieser Tiere hatte bei der rektalen Untersuchung der Eierstöcke keine tastbaren Funktionskörper. Dies wurde von den Autoren als inaktive Ovarien bezeichnet, die Kühe wurden als azyklisch ( echt anöstrisch ) eingestuft. Der weitaus größere Teil der Tiere hatte bei der Untersuchung Gelbkörper (58,6 %) oder Follikel (5,4 %). Somit hatte der Großteil der Kühe mit unbeobachteter Brunst trotzdem einen Zyklus und aktive Ovarien (MAYER et al. 987). 2.3 Postpartaler Anöstrus - unterschiedliche Definitionen Beim Vergleich verschiedener Literaturstellen zum Thema Brunstlosigkeit fällt auf, dass die Autoren unterschiedliche Begriffe und Definitionen verwenden. Somit ist ein Vergleich einzelner Untersuchungen und Ergebnisse oft schwierig. 25

26 Ursache für differierende Prozentangaben von anöstrischen Tieren sind häufig verschiedene Untersuchungsmethoden, Definitionen und Berechnungen der Ergebnisse. Außerdem ergibt sich eine große Differenz durch die unterschiedliche Qualität der Brunsterkennung in den einzelnen Betrieben (OPSOMER u. DE KRUIF 999). Im Folgenden werden in der Literatur verwendete Bezeichnungen und die Definitionen der Autoren beschrieben Anöstrus OPSOMER und DE KRUIF (999) definieren Anöstrus (engl. anestrus ) als das Fehlen des typischen Brunstverhaltens in einem Zeitabschnitt, in dem ein Östrusgeschehen eigentlich erwartet werden kann. Als Anöstrus vor der Besamung (engl. preservice anestrus ) bezeichnen BARTLETT et al. (987) Kühe, bei denen bis 70 Tage nach der Kalbung noch keine Brunst gesehen wurde Suböstrus/unbeobachtete Brunst/stille Brunst Der Suböstrus ist gekennzeichnet durch normale zyklische Ovartätigkeit, ohne dass die Tiere äußere Brunsterscheinungen zeigen (stille Brunst). Dies ist zu unterscheiden von der nicht wahrgenommenen Brunst, deren Rate sich durch Optimierung der Brunstbeobachtung verringern lässt (OPSOMER u. DE KRUIF 999). MAYER et al. (987) stellten die Diagnose unbeobachtete Brunst (UBB) bei Kühen, bei denen 60 Tage post partum keine Brunsterscheinungen sichtbar waren, und die nach normaler Abkalbung keine krankhaften Erscheinungen wie Endometritis oder Nachgeburtsverhaltung hatten. Die ersten Ovulationen nach dem Wiedereinsetzen der Ovartätigkeit nach der Abkalbung verlaufen häufig unerkannt. SCHOPPER et al. (993) ermittelten über den Progesteronanstieg in der Milch, dass 4,2 % der Ovulationen bei den untersuchten Kühen ohne erkennbare Brunstsymptome verliefen. 94,8 % der Tiere der Studie waren mindestens einmal stillbrünstig. 26

27 2.3.3 Azyklie/eigentlicher Anöstrus/Ovardystrophie/anovulatorische Kühe Azyklische Kühe haben sehr niedrige Progesteronwerte und kleine Ovarien mit niedriger follikulärer Aktivität. Dabei reicht eine einmalige Untersuchung zur sicheren Diagnose der Azyklie nicht aus (OPSOMER u. DE KRUIF 999). BALL und LAMMING (983) bezeichnen Kühe als azyklisch (engl. acyclic ), wenn bis zum 35. Tag post partum kein Anstieg des Milchprogesterongehalts (zwei oder mehr aufeinanderfolgende Proben mit einem Gehalt von über 2 ng/ml Milch) erkennbar ist. Kühe mit inaktiven Ovarien werden als echte Anöstrus-Fälle (Azyklie) definiert (MAYER et al. 987). MC DOUGALL et al. (2004) bezeichnen Kühe als anovulatorisch anöstrisch (engl. anovulatory anoestrus ), bei denen per Ultraschall kein Corpus luteum erkennbar ist. GÜMEN et al. (2003) bezeichnen Kühe, die bei zweimaliger Untersuchung keinen palpierbaren Gelbkörper und einen niedrigen Plasmaprogesterongehalt haben, als anovulatorisch (engl. anovular ). In der von GÜMEN et al. (2003) durchgeführten Studie waren 20 % der untersuchten Milchkühe ca. 60 Tage nach der Abkalbung anovulatorisch und hatten keine zyklische Ovartätigkeit. GRUNERT (999) definiert eine Afunktion ehemals leistungsfähiger Eierstöcke als Folge belastender exogener und endogener Faktoren als Ovardystrophie. 2.4 Einflüsse auf das Wiedereinsetzen der Ovarfunktionen post partum bzw. das Entstehen von Azyklie und Anöstrie 2.4. Einfluss von Fütterung und Körperkondition Die von STAPLES und THATCHER (990) untersuchten Milchkühe, die bis zum Tag 60 post partum eine normale zyklische Ovartätigkeit zeigten, hatten nach der Geburt ihre Futteraufnahme schneller gesteigert als Kühe, die zu diesem Zeitpunkt noch keine normalen Eierstocksfunktionen hatten. Diese Kühe nahmen in Relation zu ihrer Körpermasse weniger Futter auf. Die Autoren sehen deshalb einen Zusammenhang zwischen der Trockenmasseaufnahme nach der Kalbung und der Rückkehr zum normalen Zyklus, sowie 27

28 eine Koinzidenz von Körpermasseverlust und der damit einhergehenden negativen Energiebilanz während der ersten zwei Wochen post partum und der mangelnden Ovartätigkeit. Die Körperkondition von Milchkühen zum Zeitpunkt der Abkalbung wird von OPSOMER et al. (2000) nicht als Risikofaktor für das verspätete Einsetzen zyklischer Ovarfunktionen gesehen. Entscheidend ist vielmehr der Gewichtsverlust im Laufe der ersten zwei Wochen post partum. SHRESTHA et al. (2005) und SAMARÜTEL et al. (2008) beobachteten ein verzögertes Einsetzen der zyklischen Ovartätigkeit von Milchkühen, die in den ersten Wochen p.p. eine geringere Körperkondition (Body Condition Score, BCS) hatten oder nach der Abkalbung viel Gewicht verloren. Die prozentuale Veränderung des Körpergewichts von Milchkühen nach der Kalbung ist negativ korreliert zum Auftreten der ersten Ovulation (STEVENSON u. BRITT 980). ZUREK et al. (995) sehen nicht das Ausmaß des Gewichtsverlustes, sondern die dynamischen Veränderungen in der Energiebilanz als entscheidenden Faktor für den Zeitpunkt der ersten Ovulation post partum. Dies deckt sich mit den Untersuchungen von WHITAKER et al. (993) und PATTON et al. (2007), die eine positive Korrelation von Energiebilanz und dem Beginn der Lutealaktivität nach der Abkalbung beschrieben. Bei schwerer Unterernährung oder als Folge einer negativen Energiebilanz kommt es durch eine Hemmung der GnRH-Sekretion zur verminderten Freisetzung von FSH und LH und damit zum verzögerten Wiedereinsetzen der Eierstocksfunktionen (JOLLY et al. 995; GOEHRING et al. 999). STUMPF et al. (992) untersuchten die Auswirkungen der Körperkondition von Fleischkühen auf die Länge des postpartalen Intervalls. Kühe in besserer Kondition hatten eine kürzere Dauer des postpartalen Anöstrus im Vergleich zu Kühen mit niedrigerem Body Condition Score. Bei Fleischkühen in guter Kondition verlängert ein moderater Gewichtsverlust nach der Kalbung das postpartale Intervall nicht (HUMPHREY et al. 983). RICHARDS et al. (989) induzierten einen Anöstrus bei Herefordkühen durch restriktive Fütterung. Dabei kam es zu reduzierten LH-Konzentrationen und selteneren LH-Puls-Frequenzen. Bei Steigerung der Futtermenge setzten die Brunstzyklen wieder ein (RICHARDS et al. 989). 28

29 Mit steigenden Futtermengen bei säugenden Fleischkühen sank das Intervall von Kalbung bis zum ersten Östrus post partum. Die unterschiedliche Futteraufnahme hatte allerdings keinen Effekt auf die LH-Freisetzung aus der Hypophyse. Wichtigeren Einfluss hatte die Erhaltung der Körperkondition p.p. unabhängig von der Nährstoffaufnahme. Fleischkühe, die ihr Gewicht nach der Abkalbung hielten, hatten eine kürzere Dauer des postpartalen Anöstrus als Kühe, die nach der Abkalbung Gewicht verloren (RUTTER u. RANDEL 984) Einfluss von Laktation/Milchleistung/säugendem Kalb Die Milchleistung in den ersten 00 Tagen p.p. war bei den von OPSOMER et al. (2000) untersuchten Kühen kein Risikofaktor für verzögerte postpartale Ovartätigkeit. Allerdings fanden die Autoren einen Zusammenhang zwischen dem Proteingehalt der Milch und verspäteten Eierstocksfunktionen und damit zwischen der Energiebilanz nach der Kalbung und der zyklischen Ovartätigkeit. In der Studie von STAPLES und THATCHER (990) hatten Kühe, die bis 60 Tage p. p. keinen Zyklus hatten, eine niedrigere Milchleistung als Kühe, deren Ovarfunktionen schon früher wieder einsetzten. Deshalb folgerten die Autoren, dass der Energiestatus nach der Abkalbung wichtiger sei als die Milchleistung in Bezug auf das Einsetzen der Ovarfunktionen. Anöstrische Kühe hatten eine atypische Laktationskurve mit schnellem Anstieg, Peak in der zweiten Woche und schnellem Abfall. Diese Tiere bauten außerdem mehr Körpermasse ab, um die Milch zu produzieren. SMOLDERS et al. (996) berichten hingegen von einer höheren Milchleistung (2,65 kg fettkorrigierte Milch (fat corrected milk, FCM) mehr pro Tag als der Durchschnitt) anöstrischer Kühe im Vergleich zu Tieren, die bis zum 50. Tag post partum zyklische Ovartätigkeit wiedererlangt hatten. Bei den Untersuchungen von STEVENSON und BRITT (980) zeigte sich nur ein geringer Einfluss von Energieaufnahme und Milchleistung während der ersten zwei Wochen post partum auf die Ovaraktivität. Die Autoren schließen aber die Gesamtlaktationsleistung als Einflussfaktor auf die Eierstocksfunktionen nach der Abkalbung nicht aus. Kühe, die gemolken werden, zeigen im allgemeinen schneller wieder zyklische Ovaraktivität als Tiere, die ein Kalb säugen. Dabei verzögert sich die Ovartätigkeit umso länger, je stärker die Saugaktivität ist (LAMMING et al. 98). 29

30 Einige Autoren beschreiben einen inhibitorischen Effekt des Säugens auf die Aktivität des Hypothalamus, indem die pulsatile GnRH-Freisetzung und damit die LH-Freisetzung gehemmt wird. Dies verzögert das Einsetzen des Zyklus nach der Kalbung (LAMMING et al. 98; WALTERS et al. 982; HUMPHREY et al. 983). So haben Milchkühe mit ca. 24 Tagen eine kürzere azyklische Phase post partum als säugende Kühe (ca. 57 Tage) (PETERS 984). Die LH-Konzentration im Blut steigt bei Mutterkühen mit säugendem Kalb kurze Zeit nach dem Absetzen an. Auch die Frequenz der LH-Peaks im Blut war nach dem Absetzen der Kälber höher als bei säugenden Kühen, während die Kortisonspiegel in beiden Gruppen nahezu gleich blieben. Deshalb vermuten WHISNANT et al. (985) keinen inhibitorischen Effekt von Serumkortison auf die LH-Sekretion bei säugenden Mutterkühen Einfluss von Krankheiten Das Auftreten von Krankheiten (Stoffwechselstörungen, klinische Mastitis, Lahmheit) in den ersten vier Wochen post partum ist ein Risikofaktor für das verzögerte Einsetzen der zyklischen Ovartätigkeit. Dabei gehen OPSOMER et al. (2000) davon aus, dass es während der Krankheit zu verminderter Futteraufnahme und damit zu einer negativen Energiebilanz kommt. Demgegenüber fanden STAPLES und THATCHER (990) bei den von ihnen untersuchten hochleistenden Milchkühen keinen Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Krankheiten und verzögerter Ovarfunktion. Kühe mit gestörter Geburts- und Puerperalphase zeigen den ersten deutlichen Progesteronanstieg ca. fünf Tage später als Kühe ohne Komplikationen. Bei Tieren ohne Endometritis puerperalis begann die Ovarfunktion post partum ungefähr neun Tage früher als bei Kühen mit Endometritis (BOSTEDT et al. 985). DE KRUIF (977) fand keinen Zusammenhang zwischen dem Verlauf von Geburt und Puerperium und dem Auftreten von Suböstrus und Azyklie. 30

31 2.4.4 Einfluss der Jahreszeit Das Intervall bis zur ersten Lutealaktivität post partum ist bei im Herbst gekalbten Milchkühen mit ungefähr 23 Tagen kürzer als zu jeder anderen Jahreszeit und am längsten im Frühjahr (ca. 28 Tage) (DARWASH et al. 997). Dies wird von SAVIO et al. (990) bestätigt, die bei im Herbst gekalbten Milchkühen signifikant früher einen dominanten Follikel fanden als bei Tieren, die im Frühjahr kalbten. (ca. sieben Tage p.p. im Herbst gegenüber ca. 20 Tagen p.p. im Frühling). Allerdings gab es in beiden Gruppen keinen signifikanten Unterschied im Zeitpunkt der ersten Ovulation post partum (SAVIO et al. 990a). Auch CHOI et al. (977) vermutet einen Einfluss der Jahreszeit auf die Länge des postpartalen Intervalls (PPI), da bei Untersuchungen an gemolkenen Fleckviehkühen im Sommer die erste Brunst post partum früher auftrat als bei Untersuchungen auf dem gleichen Betrieb im Winter. Milchkühe, die im Winter abkalben, zeigen häufiger ein verzögertes Einsetzen der zyklischen Ovartätigkeit als Kühe, die während der Weidesaison abkalben (OPSOMER et al. 2000) Einfluss der Anzahl der Abkalbungen Zu diesem Thema gibt es in der Literatur sehr unterschiedliche Ergebnisse. Bei den von STAPLES und THATCHER (990) untersuchten multiparen hochleistenden Milchkühen zeigte sich kein Zusammenhang zwischen dem Alter der Tiere und der Zeit bis zum Wiedereinsetzen der Ovartätigkeit post partum. Demgegenüber beschreiben DARWASH et al. (997), dass das Intervall bis zum Beginn der Lutealaktivität bei den von ihnen untersuchten Milchkühen (erste bis zwölfte Laktation) mit der Anzahl der Abkalbungen länger wird. Im Gegensatz dazu zeigte sich in einer weiteren Untersuchung an Milchkühen bei den Färsen ein erster Anstieg der Progesteronkonzentration ca. 45 Tage nach der Kalbung, bei zweitkalbigen Tieren schon ca. 28 Tage post partum und ca. 39 Tage nach der Abkalbung bei Mehrkalbskühen (BOSTEDT et al. 985). TANAKA et al. (2008) fanden bei ihren Studien eine negative Korrelation zwischen der Anzahl der Abkalbungen von Milchkühen und der Länge der Dauer bis zur ersten Ovulation post partum. 3

32 2.4.6 Einfluss der Trockenstehzeit Milchkühe, die nicht trockengestellt wurden und durchgehend mit hohen Mengen an Energie versorgt wurden, zeigten schneller Follikelwachstum und eine kürzere Zeit bis zur ersten Ovulation post partum (ca. 3 Tage) im Vergleich zu Kühen, die 28 oder 56 Tage trockengestellt wurden und während dieser Zeit weniger energiereiches Futter aufnahmen (GÜMEN et al. 2005). OPSOMER et al. (2000) fanden bei Untersuchungen an hochleistenden Milchkühen heraus, dass eine Trockenstehzeit von über 77 Tagen das Intervall bis zum Einsetzen der zyklischen Ovartätigkeit nach der Abkalbung verlängert Einfluss sonstiger Faktoren Weitere Faktoren, die die Länge des postpartalen Intervalls beeinflussen, werden von verschiedenen Autoren beschrieben. STUMPF et al. (992) schlussfolgern, dass Fleischkühe in durchschnittlicher Körperkondition zum Zeitpunkt der Abkalbung auf die Anwesenheit eines Bullen in der Herde mit einem verkürzten postpartalen Anöstrus reagieren. Kühe mit niedrigerem Körpergewicht werden stärker von der Präsenz eines Bullen beeinflusst als Tiere mit einer besseren Körperkondition. Die Autoren vermuten eine Stimulation der GnRH-Sekretion und damit die Beeinflussung der Ovartätigkeit durch den Bullen. Ursache für die Differenzen in der Länge der postpartalen Intervalle bei einzelnen Tieren können laut DARWASH et al. (997) vererbbare Unterschiede in der Sensitivität von Hypophyse und Ovar auf GnRH-Signale sein. Die Autoren vermuten, dass eine genetische Selektion auf kürzere Intervalle bis zur Lutealaktivität nach der Abkalbung möglich sei. OPSOMER und DE KRUIF (999) beschreiben den Zusammenhang zwischen der Uterusinvolution nach der Abkalbung und dem Einsetzen der ovariellen Aktivität. Dabei verhindert vom Endometrium produziertes und sezerniertes PGF2α das Wiedereinsetzen der Ovartätigkeit. 32

33 2.5 GnRH als körpereigenes Hormon und Freisetzung von FSH/LH 2.5. GnRH Das Dekapeptid GnRH spielt als zentraler Initiator der reproduktiven Hormonkaskade eine wichtige Rolle bei der Regulation weiblicher und männlicher Fortpflanzungsfunktionen (CONN et al. 984; MILLAR 2005). Es wird von neurosekretorischen Zellen des Hypothalamus gebildet und gelangt über die Portalgefäße zur Hypophyse, wo daraufhin FSH und LH freigesetzt werden, die an den Gonaden die Sekretion der Steroidhormone und von Inhibin stimulieren (CONN et al. 984; GOEHRING et al. 999; SOSNOWSKI et al. 2000). Diese Hormone wirken wiederum im Sinne eines geschlossenen Feedback-Systems auf Hypophyse und Hypothalamus. GnRH wird vom Hypothalamus pulsatil sezerniert und bewirkt damit auch eine episodische Ausschüttung der Gonadotropine (CONN et al. 984). Jedem GnRH-Puls folgt ein LH-Puls. Die FSH-Pulse sind nicht so klar erkennbar (MILLAR 2005) Verschiedene Formen von GnRH Bei den Wirbeltieren existieren 23 Formen von GnRH, die sich in ihren Aminosäuresequenzen unterscheiden (PAWSON u. MC NEILLY 2005). Bei den meisten Vertebratenspezies treten zwei dieser Formen auf. Analog dazu wird vermutet, dass zu den einzelnen Formen unterschiedliche Rezeptorsubtypen gehören. Die Formen unterscheiden sich neben den Aminosäuremustern auch in ihrer Lokalisation, Verteilung und dem embryologischen Ursprung. GnRH I wird als hypothalamische Form bezeichnet und ist speziesspezifisch. Die Funktion von GnRH II, das von Zellen des Mittelhirns gebildet und Chicken-GnRH II genannt wird, ist bislang unklar. Als dritte Form ist bei einigen Vertebraten das Salmon-GnRH III identifiziert worden (DUBOIS et al. 2002; MILLAR 2005; PAWSON u. MC NEILLY 2005; RAMAKRISHNAPPA et al. 2005). 33

34 GnRH-Rezeptor GnRH stimuliert die Gonadotropinsekretion aus der Hypophyse in drei Schritten. Zuerst bindet GnRH an den Rezeptor auf der Plasmamembran, daraufhin wird Calcium als Second Messenger mobilisiert. Im dritten Schritt werden FSH und LH freigesetzt (CONN et al. 984; PAWSON u. MCNEILLY 2005). Die GnRH-Rezeptoren gehören zum Typ der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (COUNIS et al. 2005; RAMAKRISHNAPPA et al. 2005). Im Laufe des Zyklus variiert die Sensitivität der Hypophyse für GnRH nur über eine Änderung der Anzahl der GnRH-Rezeptoren, nicht über deren veränderte Bindungsaffinität. Die Anzahl der GnRH-Rezeptoren in der Hypophyse steigt während des Östrus deutlich an und bleibt im übrigen Zyklusverlauf gleich (CONN et al. 984; LEUNG et al. 984). Längerfristige kontinuierliche Verabreichung von GnRH oder Analoga führt zu einer ständigen Rezeptorbesetzung und damit zur Desensibilisierung, da die Rezeptoren schneller internalisiert werden als sie ersetzt werden können. Dies führt zu einer verminderten Gonadotopinsekretion (CONN et al. 984; RISPOLI u. NETT 2005) Beeinflussung der GnRH-Sekretion auf Ebene des Hypothalamus GnRH wird von hypothalamischen Neuronen pulsatil in die hypophysären Portalgefäße sezerniert. Dabei bilden die Neuronen ein diffuses Netzwerk, das als hypothalamischer Pulsgenerator bezeichnet wird und die episodische Freisetzung von GnRH reguliert. Die GnRH-Sekretion wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst (MORI u. TANAKA 995; KRSMANOVIC et al. 2009). Sie ist unter anderem calciumabhängig und wird durch cyclisches Adenosinmonophosphat (camp) stimuliert (KRSMANOVIC et al. 200). Neben transsynaptischen Signalen wird die GnRH-Sekretion auch durch von Endothelzellen und Gliazellen freigesetzten Faktoren beeinflusst (BEAUVILLAIN u. PRÉVOT 2004) Synthese und Sekretion von FSH und LH Die Glykoproteine FSH und LH bestehen jeweils aus einer α- und einer β-untereinheit (PIERCE et al. 976). Während die α-untereinheit bei beiden Hormonen gleich ist, 34