Therapeutische Beeinflussbarkeit der Hydromukometra bei der Stute durch verschiedene hormonelle Behandlungsansätze

Transkript

1 Aus der Klinik für Pferde, der Zentrumsabteilung für Chemische Analytik und Endokrinologie im Zentrum für Lebensmittelwissenschaften der Tierärztlichen Hochschule Hannover und dem Institut für Veterinär-Pathologie der Universität Leipzig Therapeutische Beeinflussbarkeit der Hydromukometra bei der Stute durch verschiedene hormonelle Behandlungsansätze INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines DOKTORS DER VETERINÄRMEDIZIN (Dr. med. vet.) durch die Tierärztliche Hochschule Hannover Vorgelegt von Hartmut Bruns aus Aurich Hannover 2004

2 Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. E. Klug Univ.-Prof. Dr. H.-A. Schoon 1. Gutachter: Univ.- Prof. Dr. E. Klug 2. Gutachter: Univ.- Prof. Dr. H. Bollwein Tag der mündlichen Prüfung:

3 Meinen Freunden

4

5 Inhaltsverzeichnis 1 EINLEITUNG LITERATURÜBERSICHT Hormonelle Steuerung der uterinen Morphologie und der Rezeptorexpression während des endometrialen Zyklus Intrauterine Flüssigkeitsansammlungen bei der Stute Nachweisverfahren und Diagnosestellung Vorkommen und Fertilitätsrelevanz Pathogenetische Mechanismen zur Entstehung der intrauterinen Flüssigkeitsakkumulation Rosseödem Unphysiologische Lage des Uterus Verminderte myometriale Kontraktilität Zervixbedingte Abflussstörungen Gestörte lymphatische Drainage Hypersekretion Transsudation Exsudation Intrauterine Flüssigkeitsansammlungen bei anderen Tierarten Endokrine Regulation des Sexualzyklus bei der Stute Endokrine Zyklusregulation auf Hypothalamus-Ebene Gonadotropin Releasing Hormon (GnRH) Suppressiver Effekt der Releasing Hormone Endokrine Zyklusregulation auf Hypophysen-Ebene Humanes Chorion Gonadotropin (hcg) Endokrine Zyklusregulation auf Gonadenebene Progesteron Östrogen Die Corpus-luteum-Insuffizienz Therapeutische Beeinflussbarkeit der Gelbkörperschwäche bei der Frau Therapeutische Beeinflussbarkeit der Gelbkörperschwäche bei der Stute EIGENE UNTERSUCHUNGEN Vorbemerkung Material und Methoden Tiergut und Auswahlkriterien Einteilung der Versuchsgruppen Versuchsanordnung Art der Probenentnahmen...53

6 Tupferprobe Endometriumbiopsien Blutprobenentnahme Untersuchungsparameter Anamnese Prüfung der äußeren Paarungsbereitschaft Gynäkologische Untersuchung Ultrasonographische Untersuchung Endokrinologische Blutplasmauntersuchung Mikrobiologische Untersuchung der Zervixtupferproben Pathohistologische Untersuchung der Endometriumbiopsien Probenaufarbeitung der Endometriumbiopsien Histopathologische Beurteilung und Kategorisierung der Endometriumbiopsien Beurteilung des Funktionszustandes des Endometriums Histomorphometrie der Endometriumbiopsien Oberflächenepithel Höhe des Oberflächenepithels Länge und Breite der luminalen Epithelzellkerne Anzahl der Zellkerne pro 100µm Epithelstrecke Drüsen Epithelzellhöhe mündungsnaher und mündungsferner Drüsen Längs- und Querdurchmesser der Drüsenepithelzellkerne mündungsnaher und mündungsferner Drüsen Drüsendurchmesser Durchmesser der Drüsenlumina Prozentualer Flächenanteil mündungsnaher und ferner Drüsen an einer definierten Fläche Glanduläre Dichte Immunhistochemische Methoden zur Rezeptordarstellung Einsatz primärer und sekundärer Antiseren, sowie Kontrollseren Positiv- und Negativkontrollen Durchführung der Antigen-Nachweise Bei der PAP-Technik verwendete Lösungen und Puffer Qualitative und quantitative Auswertung der Immunhistologie Statistische Methoden ERGEBNISSE Anamnestische und klinische Untersuchungsbefunde Gruppenzusammensetzung Altersverteilung und Güstzeit Zykluslänge Ultrasonographische Erfassung intrauteriner Flüssigkeit im Zyklusverlauf Klinisch-gynäkologische Befunde Mikrobiologische Befunderhebung Pathohistologische Untersuchungsbefunde der Endometriumbiopsien72

7 4.1.8 Endokrinologische Befunderhebung Progesteronkonzentration im Blutplasma Östradiolkonzentration im Blutplasma Morphometrische Befunderhebung der Endometriumbiopsien Luminales Epithel Höhe des luminalen Epithels Längs- und Querdurchmesser bzw. Quotient aus Längsund Querdurchmesser der Zellkerne des Oberflächenepithels Anzahl der luminalen Epithelzellen pro 100µm Epithelstrecke Drüsenepithel Drüsendurchmesser Durchmesser der Drüsenlumina Drüsenepithelhöhe im mündungsnahen und mündungsfernen Drüsenabschnitt Glanduläre Dichte Prozentualer Flächenanteil der Drüsenanschnitte Längs- und Querdurchmesser der Drüsenepithelzellkerne sowie Quotient aus Längs- und Querdurchmesser im mündungsnahen Bereich Längs- und Querdurchmesser der Drüsenepithelzellkerne sowie Quotient aus Längs- und Querdurchmesser im mündungsfernen Bereich Immunhistochemische Befunderhebung der Endometriumbiopsien Progesteronrezeptorgehalt im Zyklusverlauf Progesteronrezeptorexpression im Oberflächenepithel und Epithel der Ausführungsgänge Progesteronrezeptorexpression im apikalen, mittleren und basalen Drüsenepithel Progesteronrezeptorexpression in den Stromazellen des Stratum spongiosum und compactum Abhängigkeit der Progesteronrezeptorexpression von den Hormonplasmakonzentrationen Östrogenrezeptorgehalt im Zyklusverlauf Östrogenrezeptorexpression im Oberflächenepithel und Epithel der Ausführungsgänge Östrogenrezeptorexpression im apikalen, mittleren und basalen Drüsenepithel Östrogenrezeptorexpression in den Stromazellen des Stratum spongiosum und compactum Abhängigkeit der Östrogenrezeptorexpression von den Hormonplasmakonzentrationen Ki-67 Antigennachweis Zyklusverlauf Ki-67 Antigenexpression im Oberflächenepithel und Epithel der Ausführungsgänge Ki-67 Antigenexpression im apikalen, mittleren und basalen Drüsenepithel Ki-67 Antigenexpression in den Stromazellen des Stratum spongiosum und compactum...103

8 Die Ki-67 Antigenexpression in Abhängigkeit der Hormonplasmakonzentrationen DISKUSSION Zielsetzung der Arbeit Zyklusdynamik intrauteriner Flüssigkeitsakkumulation Hormonplasmakonzentrationen im Kontext mit der Expression der Hormonrezeptoren und des Proliferationsmarkers Ki-67 Antigen im Zyklusverlauf Histomorphometrische Veränderungen im Endometrium flüssigkeitsbelasteter Stuten Anamnestische und mikrobiologische Untersuchungsbefunde Pathohistologische Alterationen des Endometriums ZUSAMMENFASSUNG SUMMARY LITERATURVERZEICHNIS ANHANG

9 Verzeichnis der Abkürzungen Abb. Abbildung ANOVA Varianzanalyse (Analysis of Variance) bedenkl. bedenklich bzw. beziehungsweise ca. cirka d Tag diff. differenziert Diff. Differenzierung d.h. das heißt DNA Desoxyribonukleinsäure ER Östrogenrezeptor eos. Gran. eosinophile Granulozyten et al. et alii Fa. Firma Foll. Follikel FSH follikelstimulierendes Hormon ggr. geringgradig GnRH Gonadotropin-Releasing-Hormon h Stunde hcg humanes Chorion Gonadotropin H.-E. Hämatoxylin-Eosin hgr. hochgradig HMM Hydromukometra i.e. Internationale Einheiten i.m intramuskulär IRS Immunreaktiver Score i.v. intravenös Kgh. Keimgehalt LH luteinisierendes Hormon max. maximal mgr. mittelgradig min. Minuten ml Milliliter mm Millimeter mm Millimol n Anzahl (number) der Werte neutr. Gran. neutrophile Granulozyten nm nanomol o.b.b. ohne besonderen Befund o.g. oben genannt Ov. Ovulation p p-wert (Signifikanz) PAP Peroxidase anti-peroxidase post ov. post ovulationem PR Progesteronrezeptor Prolif. Proliferation prae ov. prae ovulationem prozent. prozentual r Korrelationskoeffizient

10 r s Korrelationskoeffizient (Spearman) S Sedimentationskonstante Svedberg S. Seite Sc. Streptococcus SD Standardabweichung sog. sogenannt Str. comp. Stratum compactum Str. spong. Stratum spongiosum Tab. Tabelle TBS Triss-buffered-saline u.a. unter anderem unbedenkl. unbedenklich vgl. vergleiche x Mittelwert z. B. zum Beispiel

11 Einleitung 1 Einleitung Die Hydromukometra beim Pferd ist durch eine intraluminale anechogene Flüssigkeitsansammlung des Uterus gekennzeichnet und wird vornehmlich in der periöstrischen Phase angetroffen. Mit Hilfe der Ultrasonographie wurde sie erstmals durch GINTHER und PIERSON im Jahre 1984 beschrieben. Als sicher gilt, dass intraluminale Flüssigkeitsakkumulation eine verminderte Fruchtbarkeit nach sich zieht (ADAMS et al. 1987; ASBURY u. LYLE 1993; PYCOCK u. NEWCOMBE 1996; IMMEGART 1997). Sie scheint zum einen eine spermizide Wirkung zu haben und zum anderen einen idealen Nährboden für bakterielles Wachstum darzustellen. Auch eine vorzeitige Luteolyse in Verbindung mit einem frühembryonalen Absterben der Frucht scheint mit der intrauterinen Flüssigkeit im Zusammenhang zu stehen. Als Ursache der Flüssigkeitsansammlung werden unterschiedliche pathogenetische Mechanismen in Betracht gezogen. Sowohl eine bestehende Endometritis (McKINNON et al. 1987; ALLEN u. PYCOCK1988) als auch eine gestörte uterine Clearance (ADAMS et al. 1987; LIU 1992), die unter anderem durch eine myometriale Insuffizienz (RIGBY et al. 2001) oder eine herabgesetzte Lymphdrainage (LeBLANC et al. 1991, 1994) hervorgerufen wird, kommen als mögliche Ursachen in Frage. In dieser Arbeit soll auf der Basis der Untersuchungen von ÖZGEN (1999) die Wirkung unterschiedlicher Therapieansätze im Hinblick auf einen hormonell bedingten pathogenetischen Mechanismus, der für die intrauterine Flüssigkeitsakkumulation verantwortlich zu sein scheint, aufgezeigt werden. Der von ÖZGEN (1999) erarbeitete hypothetische Pathogenesemechanismus einer Progesteroninsuffizienz aufgrund einer primären Gelbkörperschwäche mit der Folge einer fehlenden Down-Regulation der endometrialen Hormonrezeptoren und der damit einhergehenden Hypersekretion dient als Grundlage für die eigene Studie. Die flüssigkeitsbelasteten Stuten zeigen ein unphysiologisch niedriges Progesteronprofil der Plasmakonzentration im, so dass die Down-Regulation des Progesterons auf die Expression der Östrogen- und Progesteronrezeptoren unzureichend ist. Die somit, in der lutealen Phase, ungewöhnlich hohe Ansprechbarkeit des Endometriums auf den niedrigen Östrogenplasmaspiegel könnte eine zyklusphasenasynchrone Sekretionsbereitschaft der Uterindrüsen und dadurch eine intrauterine Flüssigkeitsakkumulation zur Folge haben. Die therapeutische Beeinflussbarkeit der Hydromukometra wird im Kontext der ätiologischen Hypothese einer primären Corpus-luteum-Insuffizienz untersucht. Ziel ist es, in verschiedenen Behandlungsgruppen einerseits durch GnRH- bzw. hcg- Applikation indirekt die Gelbkörperausbildung und Progesteronsekretion zu verbessern. Andererseits wird durch die direkte Progesteronsubstitution die Gelbkörperfunktion unterstützt. 11

12 Literaturübersicht 2 Literaturübersicht 2.1 Hormonelle Steuerung der uterinen Morphologie und der Rezeptorexpression während des endometrialen Zyklus Die Stute ist saisonal polyöstrisch. Im Spätherbst und Winter zeigen die Stuten in der Regel einen Anöstrus, wobei die Ovarien und das Endometrium physiologisch inaktiv sind (KENNEY u. DOIG 1986; ADAMS u. BOSU 1988; SCHOON et al. 1992). Die Zykluslänge der Stute beträgt durchschnittlich 22 Tage und beschreibt die Zeitspanne zwischen zwei Ovulationen (GINTHER 1992). Die zyklischen Umbauvorgänge wirken sich auf sämtliche Bestandteile des endometrialen Stromas und Epithels aus. Ziel dieser Vorgänge ist die Vorbereitung der Uterusschleimhaut auf den Transport der Samenzellen bzw. die Implantation der Blastozyste (LIEBICH 1993). Östrogen und Progesteron übernehmen dabei die hormonelle Steuerung der Differenzierung des sekretorischen Apparates, so dass durch eine gezielte Sekretproduktion ein empfängnisbereites Milieu für die Aufnahme der Blastozyste geschaffen wird (SHELESNYAK u. MARCUS 1970). Nach BRUNCKHORST und SCHOON (1990) und SCHOON et al. (1992) sind während des physiologischen Zyklus drei Phasen zu unterscheiden: Proliferationsphase (Präöstrus, Östrus, Postöstrus; ca. acht Tage) Sekretionsphase (Früher und mittlerer ; ca. neun Tage) Involutionsphase (Später ; ca. vier Tage) Während des Östrus erscheint das luminale Epithel im histologischen Bild teilweise pseudogeschichtet, zylindrisch und mit runden hypochromatischen Zellkernen (ROSSDALE u. RICKETTS 1980; BRUNCKHORST et al. 1991; SCHOON et al. 1992; STRANKMEYER 1993). Auch das uterine Drüsenepithel stellt sich in dieser Phase pseudogeschichtet dar. In den Lumina der verästelten und gestreckten Uterindrüsen ist Sekret erkennbar. Das Stroma ist durch Hyperämie und Ödematisierung und eine hohe Mitoserate gekennzeichnet (KENNEY 1978; GROSS u. LeBLANC 1984; KENNEY u. DOIG 1986; SCHOON et al. 1992). Im histologischen Bild des fällt ein hoch- bis isoprismatisches, später eher kubisches Epithel mit rundlich-ovalen Kernen auf (RICKETTS 1975; SCHOON et al. 1992; STRANKMEYER 1993). Bei zunehmender Drüsendichte hat das Drüsenepithel eine kubische Form mit apikalen Vakuolen, wobei das Stromaödem abnehmende Tendenz zeigt (GROSS u. LeBLANC 1984; BRUNCKHORST et al. 1991). Im Proöstrus ist das luminale Epithel kubisch bis zylindrisch, teilweise pseudogeschichtet aufgebaut (KENNEY 1978; BRUNCKHORST u. SCHOON 1990). Hingegen erscheint das Drüsenepithel hochprismatisch mit kleinen rundlichen Kernen. Die Drüsenformation nimmt gestreckte Gestalt an, und es entstehen nesterartige Aggregationen aufgrund einer unregelmäßigen Ödematisierung des Stromas. Die hypochromatischen Zellkerne des Stromas weisen zahlreiche Mitosen auf (RICKETTS 1975; ROSSDALE u. RICKETTS 1980; STRANKMEYER 1993). 12

13 Literaturübersicht AUPPERLE et al. (2000) beschreiben, anhand immmunhistologischer Verfahren, die physiologische Expression der Steroidhormonrezeptoren und die Intensität der endometrialen Proliferation im Zyklusverlauf der Stute. Die endometriale Expression der Östrogen- und Progesteronrezeptoren scheint in einer direkten Abhängigkeit zu der fluktuierenden Steroidhormonkonzentration im Blutplasma zu stehen. Zum einen wird durch die steigende Östradiolkonzentration im Proöstrus parallel eine Zunahme der Expressionsraten der Östrogen- und Progesteronrezeptoren sowie die Proliferation der Stromazellen induziert. Zum anderen bewirken maximale Progesteron- und geringe Östradiolkonzentrationen im (Tag fünf post ov.) die stärkste Expression der Hormonrezeptoren und des Ki-67 Antigens in den Epithelzellen. Zu ähnlichen Ergebnissen, unter Verwendung des gleichen immunhistologischen Nachweisverfahrens, kommen auch BRUNCKHORST und SCHOON (1990), sowie BRUNCKHORST et al. (1991), die den Östrogenrezeptorgehalt des Stutenendometriums im Zyklusverlauf darstellen. Auch TOMANELLI et al. (1991) messen einen ähnlichen Konzentrationsverlauf an Östrogen- und Progesteronrezeptoren im Verlauf des Zyklus, allerdings unter Verwendung eines Radioligandenbindungsassay. Im Vergleich zu klinisch gesunden Stuten stellen die Autoren bei Patienten mit einer chronischen Endometritis eine durchgehend geringere Rezeptorkonzentration im Zyklusverlauf fest. Durch den Einsatz monoklonaler Antikörper, in Form eines modifizierten immunhistologischen Testkit, können WATSON et al. (1992) anhand der Farbintensität der Zellkerne die Konzentrationsverläufe der Hormonrezeptoren verfolgen. Obwohl auch hier, wie in vorangehenden Untersuchungen, höchste Konzentrationen beider Rezeptortypen im Östrus und frühen Diöstrus aufgezeigt werden, zeigen sich Unterschiede in der Expressionsintensität in den verschiedenen endometrialen Zelltypen. Während der Östrusphase kann in den stromalen Zellen die stärkste Konzentration der Progesteronrezeptoren beobachtet werden, die im luminalen Epithel und dem Drüsenepithel nur schwach exprimiert werden. Ähnlich verhält sich die Verteilung der Farbintensität der Östrogenrezeptoren im Östrus. Im Diöstrus wird eine höhere Rezeptorkonzentration nur in den stromalen Zellen und dem Myometrium erkennbar. Bei der Stute wird die stimulierende Wirkung von Östrogen auf die Synthese der eigenen Rezeptoren (JOHNSTON et al. 1985; WATHES et al. 1996; McDOWELL et al. 1998) durch Progesteron antagonisiert, was wiederum eine Reduzierung der Östrogenrezeptorexpression nach sich zieht (FERNANDES et al. 1989; SLAYDEN et al. 1993). Die Konzentration der Progesteronrezeptoren wird durch Progesteron in Form einer "Down-Regulation" eingeschränkt (WALTERS u. CLARK 1), während Östrogen auch bei diesem Rezeptortyp eine fördernde Wirkung hat (BRENNER et al. 1990; SWANECK u. FISHMAN 1991). Neben der allgemein stimulierenden Wirkung des Östrogens und der hemmenden Wirkung des Progesterons auf die Rezeptorsynthese sehen AUPPERLE et al. (2000) eine unterschiedliche hormonelle Sensibilität der verschiedenen endometrialen Zelltypen. Östradiol scheint die stromale Differenzierung zu steuern und stromal-epitheliale Wechselwirkungen zu fördern. Die Stromazellen sind vermutlich in der Lage die epitheliale Differenzierung und dessen Hormon-Rezeptorexpression zu kontrollieren. Dies vermutet auch ÖZGEN (1999) als Ursache für die der stromalen Rezeptorexpression zeitlich nachgeschaltete Exprimierung in den Drüsenepithelzellen. Die funktionelle Bedeutung dieses Steuerungsmechanismus bleibt allerdings unklar. 13

14 Literaturübersicht Die Studien von ÖZGEN (1999) und DELLBRÜGGE (2001) zeigen, dass der Einfluss der zirkulierenden Hormonplasmakonzentrationen auf die Expression der Östrogensowie Progesteronrezeptoren hauptsächlich von der Progesteronkonzentration bestimmt wird. Eine vermehrte Expression sowohl der Östrogen- als auch der Progesteronrezeptoren ist nur bei einem Absinken der Progesteronkonzentration im Blutplasma unter den sog. Schwellenwert von 1,5 ng/ml möglich. DELLBRÜGGE (2001) kann signifikante inverse Korrelationen der Progesteronplasmakonzentration sowohl zu der Expression der Progesteron- (p<0,029) als auch der Östrogenrezeptoren (p<0,002) für jeden Untersuchungstag und jede endometriale Lokalisation nachweisen. Mit dem Proliferationsmarker Ki-67 lässt sich ein genaues Bild der proliferativen Aktivität der einzelnen Strukturelemente im Zyklusverlauf des Stutenendometriums erstellen. Auch die Exprimierung von Ki-67 Antigen zeigt im Vergleich der Stroma- und der Epithelzellen, eine unterschiedliche Ausprägung, die ein analoges Muster zu der Expression der Hormonrezeptoren aufweist. AUPPERLE et al. (2000) sehen dabei eine Abhängigkeit der Proliferationsaktivität endometrialer Zellen von den zirkulierenden Hormonplasmakonzentrationen. Die Autoren teilen die equine endometriale Proliferation in zwei Phasen ein. Zum einen steht die stromale Proliferation während des Präöstrus und zum anderen die epitheliale Proliferation während des frühen Diöstrus im Vordergrund. Analog dazu ist auch die Mitoserate im histologischen Bild im Stroma während der Östrus und im Drüsenepithel im frühen Diöstrus am stärksten ausgeprägt (BRUNCKHORST et al. 1991; STRANKMEYER 1993; RAILA et al. 1998). Auch DELLBRÜGGE (2001) beobachtet in ihrer Studie ähnliche endometriale Proliferationsaktivitäten. Es gilt als sicher, dass die physiologischen Umbauprozesse im Endometrium durch die Konzentrationsschwankungen der zirkulierenden reproduktionsrelevanten Hormonprofile gesteuert werden (SHELESNYAK u. MARCUS 1970). Folglich kann die fluktuierende Progesteron- und Östrogenplasmakonzentration als ein wichtiger Einflussfaktor auf die Aktivität der endometrialen Zellproliferation angesehen werden. Der Ki-67 Antigen-Nachweis wird also herangezogen, um indirekt den Einfluss der Hormonkonzentrationen auf die Proliferationskinetik des Endometriums zu demonstrieren. 14

15 Literaturübersicht 2.2 Intrauterine Flüssigkeitsansammlungen bei der Stute Entsprechend der Konsistenz der Flüssigkeit im Uteruslumen wird zwischen Mukometra und Hydrometra differenziert. Die Mukometra stellt eine intrauterine Ansammlung einer klaren und sterilen Schleimansammlung dar. In Abhängigkeit von der Östrogenwirkung überwiegt bei der Hydrometra der Wasseranteil in der uterinen Flüssigkeitsansammlung (McENTEE 1990; SCHULZ 1991). Unter der Bezeichnung Hydromukometra wird, in Anlehnung der Begriffsdefinition von KROPP (1996) und der Arbeit von ÖZGEN (1999), eine sich hauptsächlich periöstrisch intrauterin anstauende Flüssigkeitsansammlung von wässrig-schleimiger Konsistenz, die sich ultrasonographisch als echoarme Fläche mit relativ scharfer Kontur darstellt, verstanden. Durch ultrasonographische Flächenmessung der freien Flüssigkeit wird eine Gradeinteilung der intrauterinen Flüssigkeitsansammlungen möglich. Eine geringradige Flüssigkeitsakkumulation geht über ein Flächenmaß von 2cm 2 nicht hinaus. Als mittelgradig wird sie bei einem Ausmaß von 2-5cm 2 eingestuft. Geht die Flächenausdehnung der Flüssigkeitsansammlung über 5cm 2 hinaus, so wird diese als hochgradig beschrieben Nachweisverfahren und Diagnosestellung Die Darstellung der freien Flüssigkeit im Uteruslumen mit Hilfe der Ultrasonographie als eine echoarme Fläche mit relativ scharfer Kontur und wec hselhafter Gestalt, wird erstmals von GINTHER und PIERSON (1984) beschrieben. Die für die Hydromukometra typische primär nicht entzündliche Flüssigkeitsansammlung (McENTEE 1990; SCHULZ 1991) muss von der entzündungsbedingten Form der Flüssigkeitsakkumulation (McKINNON et al. 1987; ALLEN u. PYCOCK 1988) abgegrenzt werden. Die Ultraschalltechnik bietet eine nicht invasive Untersuchungsmethode des Uterus und eignet sich hervorragend zur qualitativen und quantitativen Bestimmung selbst kleinster Flüssigkeitsansammlungen (McKINNON et al a). Um den Ultraschallbefund abzusichern, bietet eine bakteriologische und zytologische (ADAMS et al. 1987; PYCOCK 1988; BRACHER et al. 1992) sowie pathohistologische (SCHOON et al. 1992) Untersuchung die Möglichkeit genauer zwischen einer Hydromukometra und einer entzündungsbedingten Flüssigkeitsakkumulation zu differenzieren. Die Quantität der Flüssigkeit wird im Ultraschallbild entweder durch Schätzung einer gering- bis hochgradigen Ausprägung zugeordnet oder durch eine integrierte Messvorrichtung des Ultraschallgerätes in einer zweidimensionalen Projektion festgehalten. Eine direkte und genaue Bestimmung des Flüssigkeitsvolumens ist allerdings nicht möglich. Die qualitative Beurteilung einer intrauterinen Flüssigkeitsakkumulation erfolgt über die Intensität der Echogenität, die mit der Menge der Zellinfiltrate und -trümmer im Uteruslumen korreliert ist (GINTHER u. PIERSON 1984; CURNOW 1991; SQUIRES 1993), sowie über die makroskopische und zytologische Beurteilung der Flüssigkeit. 15

16 Literaturübersicht Dazu wird eine vierstufige qualitative Gradeinteilung nach McKINNON et al. (1987 a) vorgenommen: Dem Grad Ι entsprechen Flüssigkeitsmengen, die sich sonographisch stark echogen und makroskopisch dickflüssig-cremig darstellen und dabei eine große Anzahl neutrophiler Granulozyten enthalten. Die intraluminale Flüssigkeit bei Grad ΙΙ hat eine milchige Konsistenz, deren hellgraue Farbe die Semi- oder Hyperechogenität charakterisiert. Flüssigkeitsansammlungen, die dem Grad ΙΙΙ zugeordnet werden, weisen eine trübe sedimentierende Flüssigkeit von dunkelgrauer Farbe und einer Hypoechogenität mit wenigen echoreichen Herden auf. Der Grad ΙV ist durch eine klare anechogene Flüssigkeit, die nur wenige Entzündungszellen enthält, gekennzeichnet. Jedoch stellt PYCOCK (1993) fest, dass der Grad der Echogenität der uterinen Flüssigkeitsakkumulation nicht immer mit dem zellulären Gehalt korreliert ist. Außerdem gehen PYCOCK und NEWCOMBE (1996 b) sowie KATILA et al. (1997) davon aus, dass in den meisten Fällen die intraluminale Flüssigkeit anechogen erscheint und häufig direkt vor der Zervix oder an der Hornbasis vorgefunden wird. Bei der transrektalen Untersuchung der Gebärmutter gibt es i. Allg. keinen Hinweis auf eine intraluminale Flüssigkeit (GINTHER u. PIERSON 1984), außer diese liegt in großen Mengen vor oder ein veränderter Gebärmuttertonus lässt auf kleinere Flüssigkeitsmengen schließen (McKINNON et al a). Der Einsatz der Videoendoskopie bietet die Möglichkeit, intrauterine Flüssigkeitsansammlungen nicht nur zu diagnostizieren, sondern auch durch die mikrobiologische und zytologische Untersuchung des Aspirates zwischen einer durch Entzündung oder durch Hypersekretion bedingte Flüssigkeitsansammlung zu differenzieren. Das videoendoskopische Bild der intraluminalen Flüssigkeit variiert von kleinen Mengen gräulich weißen Mukus bis hin zu großen Mengen eitrigen Materials unterschiedlicher Konsistenz. Bei der entzündlichen Form der Flüssigkeitsakkumulation stehen neben dem mikrobiellen Befund Entzündungszellen, vor allem neutrophile Granulozyten, im Vordergrund (BRACHER et al. 1992) Vorkommen und Fertilitätsrelevanz Die Angaben über das Vorkommen intrauteriner Flüssigkeitsakkumulationen sind unterschiedlich, wobei ihre fertilitätsreduzierende Relevanz und Ätiologie von den Autoren kontrovers diskutiert wird. Häufig kann keine klare Aussage getroffen werden, ob es sich bei dem klinischen Bild der intrauterinen Flüssigkeitsansammlung um eine primär nicht entzündliche Hydromukometra (McENTEE 1990; SCHULZ 1991) oder eine entzündungsbedingte Form der Flüssigkeitsakkumulation (McKINNON et al. 1987; ALLEN u. PYCOCK 1988) handelt. Außerdem wird entgegen der Ergebnisse von KROPP (1996) und ÖZGEN (1999), eine intrauterine Flüssigkeitsansammlung nicht nur periöstrisch, sondern auch in anderen Zyklusphasen beobachtet. So können ADAMS et al. (1987) bei zwölf (27,9%) von 43 untersuchten diöstrischen Stuten eine uterine Flüssigkeitsakkumulation nachweisen, wobei die Autoren über ihre klinische Bedeutung keine klare Aussage treffen. 16

17 Literaturübersicht Auch GINTHER und PIERSON (1984) können dem Nachweis intraluminaler Flüssigkeitsakkumulation anhand ihrer Ultraschalluntersuchungen keine klinische Relevanz zuordnen. LOSINNO et al. (1997) stellen in ihren Untersuchungen bei 18,8% der anöstrischen Stuten, 18% der sich in der Übergangsphase befindlichen Stuten, 15,8% der östrischen Stuten und 15,1% der diöstrischen Stuten intrauterine Flüssigkeitsakkumulationen fest. Bei Untersuchungen von PYCOCK und NEWCOMBE (1996 b), die nur bei 11% der untersuchten östrischen Stuten intraluminale Flüssigkeit darstellen können, stellt sich ein negativer Einfluss auf die Fertilität heraus. S owohl geringe als auch ausgeprägte Flüssigkeitsansammlungen führen bei den betroffenen Stuten zu einer verminderten Trächtigkeitsrate im Vergleich zu Stuten ohne Flüssigkeitsakkumulation. Auch GINTHER et al. (1985) können verminderte Trächtigkeitsraten bei betroffenen Stuten, verglichen mit Stuten ohne Flüssigkeitsakkumulation, feststellen. Für den pathologischen Prozess der Endometritis scheint der ultrasonographische Nachweis kleiner (im Durchmesser 5-20 mm) intrauteriner Flüssigkeitsmengen während des oder in der Frühträchtigkeit kennzeichnend zu sein, wobei im Vergleich zur Kontrollgruppe die Zyklen häufig verkürzt und die Plasmaprogesteronwerte, gemessen am Tag sieben post ovulationem, verringert sind. Obwohl in Untersuchungen von NEWCOMBE (1997) bei Stuten mit intrauterinen Flüssigkeitsansammlungen im weder ein Zusammenhang zu bakteriell bedingten Endometritiden noch zu vorzeitiger lutealer Regression gesehen werden kann, weisen diese flüssigkeitsbelasteten Stuten eine geringere Trächtigkeitsrate und erhöhte embryonale Mortalität auf. Alle Stuten, die noch am 3. oder 4. Tag post ovulationem ultrasonographisch eine bestimmte Menge intraluminaler Flüssigkeit aufweisen, blieben güst. Nach SQUIRES (1993) wird die Konzeption bzw. Aufrechterhaltung der Trächtigkeit schon durch kleine Mengen intraluminaler Flüssigkeit während des Östrus oder Diöstrus negativ beeinflusst. In der von BRACHER et al. (1992) durchgeführten videoendoskopischen Untersuchung wird die, bei 32% der 87 vorberichtlich subfertilen Vollblutstuten nachgewiesene, intraluminale Flüssigkeit häufiger im Östrus (55,6%) als im Anöstrus (36,8%) oder Diöstrus (29,4%) festgestellt. ADAMS et al. (1987) stellen ebenfalls eine Regelmäßigkeit in der Ausprägung der intrauterinen Flüssigkeitsakkumulation im Zyklusverlauf fest, die ihren Minimalwert am Tag 5 post ovulationem und den Maximalwert am Tag 16/17 post ovulationem erreicht. Dabei scheint die Zyklusphase, in der die Flüssigkeitsansammlung auftritt, mit einem unterschiedlichen Einfluss auf die Fertilität assoziiert zu sein. Bei Stuten, die im intrauterine Flüssigkeitsakkumulationen aufweisen, fällt zum einen eine verminderte Trächtigkeitsrate am Tag 11 post ovulationem auf und zum anderen eine vermehrte embryonale Mortalität um den Tag 20 der Trächtigkeit. Auch bei Stuten mit einer Flüssigkeitsansammlung, die sich ausschließlich über den Östrus erstreckt, ist eine erhöhte Sterblichkeitsrate in der frühembryonalen Phase zu beobachten. Die Trächtigkeitsrate ist jedoch am Tag 11 post ovulationem bei diesen Stuten im Vergleich zur Kontrollgruppe nicht erniedrigt (ADAMS et al. 1987). Einen signifikanten Zusammenhang zwischen dem Auftreten intrauteriner Flüssigkeit und der Trächtigkeitsrate am Tag 50 der Gravidität bei Stuten, die ein bis zwei Tage post ovulationem intraluminale Flüssigkeitsakkumulation zeigen, sehen McKINNON 17

18 Literaturübersicht et al. (1987 a). Eine erhöhte embryonale Sterblichkeit trotz zunächst nicht verminderter Trächtigkeitsrate am Tag 11 post ovulationem schlägt sich jedoch am Tag 50 post ov. in einer signifikant niedrigeren Graviditätsrate nieder. Folglich wird die embryonale Rückgewinnungsrate bei periovulatorisch flüssigkeitsbelasteten Stuten, wie auch KATILA et al. (1997) bestätigen, primär nicht negativ beeinflusst. Erst wenn die darstellbare Flüssigkeitsmenge im Uterus im Östrus 100 ml übe rsteigt, ist die embryonale Rückgewinnungsrate am 6. bzw. 7. Tag post ov. gegenüber der Gruppe mit geringeren Flüssigkeitsansammlungen signifikant niedriger (McKINNON et al a). Von einem typischen zyklusdynamischem Auftreten der intrauterinen Flüssigkeitsansammlung gehen auch ALLEN und PYCOCK (1988) aus. Sie stellen fest, dass die in der Regel gegen Ende der lutealen Phase nachweisbare intraluminale Flüssigkeit im Verlauf des Östrus reduziert wird und post ovulationem wieder verschwindet. Im Zusammenhang mit der Fertilitätsrelevanz wird der intrauterinen Flüssigkeit eine spermizide Wirkung zugeschrieben (SQUIRES et al. 1989; SQUIRES 1993). Unterstrichen wird diese These durch Untersuchungen von KATILA et al. (1997), die eine verminderte Motilität des verdünnten Spermas nach Zusatz von uterinem Sekret von flüssigkeitsbelasteten Stuten aufzeigen. Ebenfalls wird die intrauterine Flüssigkeitsakkumulation als idealer Nährboden für ein bakterielles Wachstum in Verbindung mit einer Bedeckung der Stute angesehen (McKINNON et al a; SQUIRES et al. 1989). Auch LIU (1992) sieht die anfänglich sterile Flüssigkeit als ein ideales Kulturmedium für opportunistische Mikroorganismen, die zwangsläufig mit der Bedeckung bzw. Besamung der Stute in den Uterus gelangen. Im Altersvergleich sind häufiger ältere Stuten, die oftmals eine verlängerte Güstzeit aufweisen, betroffen als jüngere (ADAMS et al. 1987; CARNEVALE u. GINTHER 1992; ÖZGEN 1999), wobei das Ausmaß der intraluminalen Flüssigkeitsansammlung mit steigendem Lebensalter der betroffenen Stuten zunimmt (KROPP 1996). Mehrere Autoren haben Untersuchungen über Uterusveränderungen während der Fohlenrosse durchgeführt. McKINNON et al. (1988) stellen in einer Untersuchungsreihe bei 74,4% der Stuten eine intrauterine Flüssigkeitsakkumulation in der Fohlenrosse fest. Die Trächtigkeitsrate von 33% bei den flüssigkeitsbelasteten Stuten ist deutlich geringer als bei den Stuten, die keine Flüssigkeit in der Fohlenrosse aufweisen (84%). Auch KURZ FILHO et al. (1999) beobachten durch Erhebungen an 578 Zuchtstuten geringere Trächtigkeitsraten und höhere embryonale Verluste nach Belegung in der Fohlenrosse als in einer späteren Rosse. In anderen Studien werden von 10-30% geringeren Trächtigkeitsraten nach Nutzung der Fohlenrosse gegenüber Ergebnissen aus späteren Rossen ausgegangen (MERKT u. GÜNZEL 1979; GINTHER 1992). SCHILELA et al. (2001) stellen in einer Untersuchung an 162 Vollblutstuten im Alter zwischen 4 und 23 Jahren bei 43,8% der Stuten eine intrauterine Flüssigkeitsansammlung in der postpartalen Phase fest. Der Großteil der flüssigkeitsbelasteten Stuten (n=57) zeigt in der Fohlenrosse bereits präovulatorisch eine Akkumulation intrauteriner Flüssigkeit, die bei 35,1% der betroffenen Stuten auch postovulationem noch präsent ist. Nur 11 (15,1%) der 73 präovulatorisch nicht flüssigkeitsbelasteten Stuten akkumulieren postovulatorisch intrauterin Flüssigkeit. Das bedeutet, die Stuten sind in der Fohlenrosse signifikant häufiger (p<0,05) schon vor der Ovulation mit intrauteriner Flüssigkeit belastet. Allerdings können die Autoren keinen signifikanten Einfluss der präovulatorischen Flüssigkeitsakkumulation auf die Befruchtungsrate verglichen mit flüssigkeitsunbelasteten Stuten erkennen. Allerdings 18

19 Literaturübersicht liegen die Trächtigkeitsraten bei Stuten, die post ov. (36-48 h) eine intrauterine Flüssigkeitsansammlung aufweisen, am Tag 14 (48,4%) und Tag 42 (41,9%) post ov. signifikant niedriger (p<0,01) als bei Stuten ohne intraluminale Flüssigkeitsakkumulation (74,7% bzw. 60,6%). Diese Ergebnisse werden von anderen Studien untermauert, in denen die postovulatorische Flüssigkeitsakkumulation als Folge einer insuffizienten physikalischen Clearance gewertet wird, die zu einer reduzierten Fertilität führt (PYCOCK u. NEWCOMBE 1996). Hingegen kann weder ein erhöhter intrauteriner Keimdruck mit Ansammlung neutrophiler Granulozyten in der Fohlenrosse (HUHTINEN et al. 1996) noch eine periovulatorische intrauterine Flüssigkeitsansammlung (REILAS et al. 1997) die Embryonenrate im Rahmen der Embryonengewinnung negativ beeinflussen, verglichen mit Ergebnissen aus späteren Rossen bzw. bei unbelasteten Stuten. 19

20 Literaturübersicht Pathogenetische Mechanismen zur Entstehung der intrauterinen Flüssigkeitsakkumulation Rosseödem Der hormonell gesteuerte Mechanismus, der das endometriale Ödem in der Rosse auslöst, scheint auch für die Produktion und Ansammlung einer freien intraluminalen Flüssigkeit verantwortlich zu sein (ALLEN u. PYCOCK 1988) Unphysiologische Lage des Uterus Zur Abwehr von schädlichen Umwelteinflüssen spielt die physikalische Clearance, neben den zellulären und humoralen Abwehrmechanismen eine wichtige Rolle (LeBLANC 1994). Eine gestörte physikalische Clearance wird bei älteren endometritisanfälligen Stuten beobachtet (EVANS et al. 1986; LeBLANC et al. 1989; ALLEN u. BOYD 1990). Aus anatomisch-physikalischer Sicht tragen hierzu sowohl eine nach kaudal ansteigende Vagina und ein vergrößerter, tief über den Beckenrand hängender Uterus, wodurch eine Retention uteriner Sekrete in die Gebärmutter bedingt ist, als auch eine ungenügende Zervixfunktion bei (TROEDSSON u. LIU 1991; TROEDSSON 1997). Den gestörten Abfluss uteriner Sekrete aus dem Uteruslumen führen LeBLANC et al. (1998) ebenfalls auf eine unphysiologische Lage des Uterus zurück. Anhand szintigraphischer Winkelmessungen zwischen dem caudo-ventralen Uterusrand, der Zervix und der horizontalen Ebene wird deutlich, dass in einer vergleichenden Studie dieser Winkel bei Stuten mit einer uterinen Abflussstörung signifikant größer ist als bei Stuten ohne diese Symptome. Folglich scheint der in unterschiedlichem Maße über den Beckenrand nach ventral abgesenkte Uterus mit einer gestörten uterinen Clearance in Zusammenhang zu stehen. ROCHA et al. (1996) können bei Fohlenstuten anhand des Uterusdurchmessers während der Fohlenrosse einen vergrößerten Uterus feststellen, der die Größe des nicht-graviden Uterus erst ca. 23 Tage post partum wieder erreicht (McKINNON et al. 1988). Anderseits sind ROCHA et al. (1996) der Auffassung, dass sich bei den meisten Stuten der Uterus in der Fohlenrosse zum Zeitpunkt der Ovulation bereits so stark verkleinert hat, dass eine Trächtigkeit möglich wird. SCHILELA et al. (2001) sehen den postpartal vergrößerten Uterus, der tendenziell über den Beckenrand in die Bauchhöhle nach unten ragt (TROEDSSON 1997), als prädisponierend für eine intrauterine Flüssigkeitsakkumulation an, die häufig während der Fohlenrosse beobachtet wird Verminderte myometriale Kontraktilität Die innere zirkuläre und äußere longitudinale Myometriumschicht kontrahieren sich physiologischerweise unabhängig voneinander und unterliegen einer endokrinen Regulation (LIU et al. 1998). Die Uteruskontraktilität, die durch Bestimmung uteriner Druck- bzw. elektrischer 20

21 Literaturübersicht Potentialveränderungen festgestellt wird, unterliegt zyklusdynamischen Schwankungen (TAVERNE et al. 1979; CROSS u. GINTHER 1988). Während des Östrus ist die elektrische Aktivität im Uterus der Stute durch eine hohe Intensität und ausgeprägte Synchronizität gekennzeichnet, wobei die Kontraktionen kurz und deutlich voneinander getrennt erfolgen. Der synchrone und intensive Verlauf der myometrialen Aktivitäten im Östrus fördert nach einer Bedeckung bzw. Insemination zum einen den Spermientransport in Richtung Eileiter und zum anderen die Elimination uteriner meist kontaminierter Sekrete (TROEDSSON et al b). Ein durch einen hormonellen Mechanismus bedingter Progesteron-Block scheint für die synchrone Ansprechbarkeit der myometrialen Zellen verantwortlich zu sein (TROEDSSON et al b). Die gesamte myometriale Aktivität ist im wegen der längeren Zeitspanne der Messungen zwar höher als im Östrus, die elektrischen Impulse erfolgen jedoch diffuser, asynchron und mit geringerer Intensität (TROEDSSON et al b). Obwohl Progesteron und Östrogen als langfristige Regulatoren und Oxytocin sowie Prostaglandin als akute Modulatoren der Gebärmutteraktivität angesehen werden (HALUSKA 1989), ist der physiologische Hintergrund der unterschiedlichen myometrialen Aktivität im Östrus bzw. nicht vollständig geklärt (FUCHS 1987). In einer Studie von TAVERNE et al. (1979) wird ein Zusammenhang zwischen einer schwankenden Aktivität des Myometriums und der Progesteronkonzentration im Blutplasma nachgewiesen. Progesteron wirkt reduzierend auf die Kontraktilität des Myometriums (KROKER 1994), indem es die Exprimierung von Östrogenrezeptoren herabsetzt (KATZEN- ELLENBOGEN 1980) und die zelluläre Kalzium-Verfügbarkeit beeinflusst (CURRIE 1980; CARSTEN u. MILLER 1987). Auch die Ausbildung der Prostaglandin- und Oxytocinrezeptoren, sowie die endometriale Prostaglandinsynthese werden durch Progesteron vermindert (FUCHS et al. 1983). Die Ausbildung der gap junctions, die offene Zellkontakte zwischen benachbarten Zellen darstellen, wird im Myometrium durch Progesteron gehemmt (GARFIELD et al. 1980; McKENZIE u. GARFIELD 1985). Östrogene hingegen beeinflussen die Aktivität des Myometriums einerseits über eine Veränderung der Membranpermeabilität für Kalium in glatten Muskelzellen (PARKINGTON u. COLEMAN 1990), und andererseits durch einen direkten Effekt auf die Natrium-Kalium-Pumpe (ROSSIER et al. 1987). Indirekt steigert Östrogen in hohen Konzentrationen die Ansprechbarkeit des Myometriums auf Oxytocin (KROKER 1994), sowie die endometriale Prostaglandinsynthese und Konzentration der Oxytocinrezeptoren (FUCHS et al. 1983). Die Regulierung der Uteruskontraktionen scheint, ähnlich wie bei der Frau und Ratte (FUCHS 1987), bei der Stute durch die Wechselwirkung zwischen Prostaglandin und Oxytocin reguliert zu werden (LeBLANC et al c; CADARIO et al. 1995). Es gelingt FUCHS et al. (1998) beim Rind und MOLNAR et al. (1999) bei der Frau eine autokrine bzw. parakrine Regulation der Uteruskontraktionen durch eine oxytocininduzierte myometriale Prostaglandinsynthese darzustellen. 21

22 Literaturübersicht Sowohl in vivo bei klinisch-gynäkologisch normalen Stuten (SHARP et al. 1997) als auch durch in vitro Versuche (KING u. EVANS 1987) lässt sich durch Oxytocin eine Steigerung der Prostaglandinsynthese und freisetzung erzeugen. Die, bei der Stute hauptsächlich im Myometrium, aber auch im Endometrium befindlichen, spezifischen Oxytocin-Rezeptoren lassen sich in allen Zyklusphasen nachweisen. Die höchste Gesamtkonzentration der Oxytocin-Bindungsstellen wird im späten erreicht (STULL u. EVANS 1986). Oxytocin regt durch Bindung an den myometrialen Rezeptor die Muskelzelle direkt zur Kontraktion an. Bindet Oxytocin jedoch an den endometrialen Rezeptor, so erfolgt die Stimulation der Muskelzelle über den myometrialen Rezeptor indirekt. Durch die Rezeptorbindung im Endometrium werden Ca 2+ -Ionen aus dem sarkoplasmatischen Retikulum für die Kontraktion der Muskelzelle freigesetzt (FUCHS 1987). Progesteron und Östrogen haben einen unterschiedlichen Einfluss auf die Oxytocinwirkung. Östrogen bewirkt durch die Förderung der Oxytocin-Rezeptor-Expression und der Verfügbarkeit von Energiesubstraten eine optimale Reaktionsbereitschaft des Uterus auf Oxytocin. Parallel dazu ist die Bindungsaffinität für Oxytocin, vor allem im Myometrium, im Östrus am höchsten (DÖCKE 1994). Progesteron hingegen senkt die Ansprechbarkeit des Myometriums auf Oxytocin. Der sogenannte Progesteronblock gegenüber Oxytocin verringert die Kalziumverfügbarkeit in den Myometriumzellen, weil der Schwellenwert für Aktionspotentiale, aufgrund des relativ hohen Ruhemembranpotentials, nur noch selten erreicht wird. Dadurch erfolgen die schwachen Kontraktionen im Myometrium nur lokal begrenzt und unkoordiniert, was auch für die Aufrechterhaltung einer Gravidität von Bedeutung ist (DÖCKE 1994). Auch Prostaglandin wirkt wie andere Mediatoren über spezifische Rezeptoren, wobei das Prostaglandin F 2α neben der Vaso- und Bronchokonstriktion, auch Uteruskontraktionen (LÖFFLER u. PETRIDES 1997) und die luteale Regression am Ende des Rossezyklus hervorruft (ALLEN u. COOPER 1992). Die pulsatile Freisetzung des im Endometrium synthetisierten PGF 2α erfolgt zwischen dem 14. und 17. Zyklustag, wobei schon drei bis vier Stunden nach Einsetzen der PGF 2α - Ausschüttung ein deutliches Absinken der Progesteronkonzentration im Blutplasma zu erkennen ist. Minimale Progesteronwerte, die unter 1ng pro ml Blutplasma liegen, werden nach 24 bis 48 Stunden erreicht (NEELY et al. 1997). CADARIO et al. (1995) können bei gynäkologisch gesunden Stuten durch Phenylbutazon-Gabe die PGF - bedingten myometrialen Kontraktionen unterdrücken, so dass instillierte Radiokolloide langsamer eliminiert werden als in der Kontrollgruppe. Die Stuten, die zu einer persistierenden Endometritis nach der Belegung neigen sind durch eine gestörte uterine Clearance in Verbindung mit einer verminderten myometrialen Kontraktilität gekennzeichnet (RIGBY et al. 2001). Der Mechanismus, der zu einer myometrialen Kontraktionsschwäche führt, ist nicht geklärt. LIU et al. (1997) sehen hinter der myometrialen Dysfunktion eine neuromuskuläre Regulationsstörung. In einer Studie von TROEDSSON et al. (1993 b) fällt die myometriale Reaktion auf eine Inokulation des Uterus mit Sc. zooepidemicus bei endometritisanfälligen bzw. - 22

23 Literaturübersicht resistenten Stuten unterschiedlich aus. Die elektrische myometriale Aktivität und Synchronizität der Kontraktionen im Östrus ist 10 bis 20 Stunden nach Inokulation des Uterus bei den endometritisanfälligen Stuten schwächer ausgeprägt als bei den resistenten. Die Folge der verringerten Frequenz, Intensität und Dauer der uterinen Kontraktilität ist eine gestörte physikalische Clearance, die mit einer Anhäufung von Entzündungsprodukten im Uterus einhergeht. Ein Rückgang der Flüssigkeitsakkumulationen und verbesserte Trächtigkeitsraten können durch Oxytocingaben oder Verabreichung eines Antibiotikums, bzw. durch eine Kombinationsbehandlung gegenüber unbehandelten Patienten erreicht werden (PYCOCK 1994; PYCOCK u. NEWCOMBE 1996 a). Ein positiver Effekt durch die Verabreichung von Oxytocin auf die Trächtigkeitsrate kann auch in Untersuchungen von RASCH et al. (1996) nachgewiesen werden. Bei den vornehmlich älteren oxytocinbehandelten Stuten konnte bei 64% der Stuten (n=39) gegenüber 40% (n=10) der unbehandelten Stuten eine Trächtigkeit verzeichnet werden. Auch TROEDSSON (1997) sieht die Möglichkeit dem Auftreten einer persistierenden Endometritis im Zusammenhang mit der Belegung durch den Einsatz von Oxytocin sechs bis zwölf Stunden nach der letzten Besamung bzw. Bedeckung zu begegnen. NIKOLAKOPOULOS et al. (2000) begründen den positiven Effekt der Oyxtocin- Behandlung dadurch, dass Oxytocin die PGF 2α -Freisetzung des Endometriums induziert. Die Autoren sehen eine Störung dieses Mechanismus als Ursache der geringeren PGF 2α -Sekretion endometritisanfälliger Stuten nach Oxytocin-Applikation im Vergleich zu Stuten, die eine hohe Resistenz gegen Endometritiden zeigen. Deshalb reagieren Stuten mit schlechter Resistenzlage und gestörter uteriner Clearance mit einer geringeren myometrialen Kontraktilität. RIGBY et al. (2001) untersuchen in vitro die Oxytocin-, Prostaglandin- und Kaliumchloridwirkung auf die myometriale Kontraktilität junger Maidenstuten, älterer gynäkologisch unauffälliger Stuten sowie Stuten mit gestörter uteriner Clearance. Das Myometrium der Stuten mit einer herabgesetzten uterinen Clearance reagiert auf die verschiedenen Stimulantien mit einer geringeren Kontraktion, als es bei älteren gynäkologisch unauffälligen Stuten der Fall ist. Dafür scheint keine Störung in der rezeptorabhängigen Stimulusübertragung auf das Myometrium verantwortlich zu sein, denn trotz jeweils hoher Konzentrationen beider Wirkstoffe, sowohl Oxytocin als auch PGF 2α, fällt die Steigerung der Muskelanspannung geringer aus als bei älteren gynäkologisch unauffälligen Stuten. Auch die nicht-rezeptorvermittelte Kontraktionsinduktion durch Kaliumchlorid fällt bei den Stuten mit insuffizienter uteriner Clearance niedriger aus. Allerdings ist die intrazelluläre Konzentration an Calciumionen nach Oxytocin-Gabe annähernd gleich in allen Versuchsgruppen. Daher sind die Autoren der Ansicht, nicht eine Störung der myometrialen Calciumregulation, sondern möglicherweise eine reduzierte Calmodulin-Protein-Expression, eine verminderte Aktivität der Myosin-Leichte-Ketten-Kinase oder ein geringerer myofibrillärer Proteingehalt sind für die Insuffizienz des Myometriums verantwortlich (MARSTON u. PRITCHARD 1990). Auch eine altersabhängige Änderung der Kollagenzusammensetzung der extrazellulären Matrix des Myometriums könnte dessen Kontraktilität negativ beeinflussen (RIGBY 2001). DeLILLE et al. (1998) sehen die wiederholte und starke Dehnung des graviden Uterus als Ursache für eine Schädigung der uterinen Nervenfasern, die eine myometriale Kontraktionsschwäche nach sich zieht. 23

24 Literaturübersicht In der Studie von SHILELA et al. (2001) werden 31 Stuten, die Stunden nach der Belegung in der Fohlenrosse eine intrauterine Flüssigkeitsansammlung aufweisen, nach dreimaliger Uterusspülung mit 0,9%-iger Natriumchloridlösung mit Oxytocin (20 i.e.; i.v.) behandelt. Die Trächtigkeitsrate dieser Stuten liegt bei 48,4% (Tag 14 post ov.) bzw. 41,9% (Tag 42 post ov.). Von den 99 Stuten, die unter gleichen Bedingungen in der Fohlenrosse belegt werden, aber keine Flüssigkeitsansmmlung post ov. zeigen, werden Befruchtungsraten von 74,7% bzw. 60,6% erzielt, die signifikant (p<0,01) größer sind im Vergleich zu den flüssigkeitsbelasteten Stuten. Folglich bleibt die Trächtigkeitsrate flüssigkeitsbelasteter Stuten trotz uteriner Lavage und Oxytocin-Behandlung deutlich hinter der unbehandelter Stuten ohne Flüssigkeitsansammlung zurück. MATTOS et al. (1999) erreichen durch Uterusspülungen und Oxytocin-Applikation 24 Stunden nach bakterieller Inokulation keine Elimination der Bakterien, die sich der physikalischen Clearance vermutlich durch Adhäsion an der Uteruswand entziehen. GRIFFIN und GINTHER (1992) beobachten eine verminderte uterine Kontraktillität bei Fohlenstuten in der postpartalen Phase bis zur ersten Ovulation. In einer Studie von MATTOS et al. (1995) an 311 Stuten zeigt die Behandlung mit dem Secale- Alkaloid Methylergonovin, das die Uteruskontraktionen stärker potenziert als Oxytocin, sowie dem synthetischen Prostaglandin F 2α -Derivat Cloprostenol während des Puerperiums keinen Effekt auf die Involution des Uterus sowie auf die Trächtigkeitsrate der in der Fohlenrosse belegten Stuten gegenüber unbehandelten Kontrolltieren. Auch Stuten, die durch eine intrauterine Flüssigkeitsansammlung in der Nachgeburtsphase auffallen, zeigen keine therapeutische Reaktion auf Methylergonovin, das am fünften und zehnten Tag postpartum bzw. sechs bis zwölf Stunden nach der Belegung appliziert wird (SCHILELA et al. 2001) Zervixbedingte Abflussstörungen Eine unzureichende Entspannung der Zervix im Östrus stellt eine kaudale Abflussstörung dar, die eine intrauterine Ansammlung einer klaren, sterilen Flüssigkeit bei sonst klinisch-gynäkologisch gesunden Stuten hervorruft (LIU 1992). Hingegen machen ADAMS et al. (1987) eine Diskrepanz zwischen uterinem Zu- und Abfluss für die uterine Stauungserscheinung verantwortlich. Sie gehen von einem mengenmäßig größeren uterinen Zufluss gegenüber dem zervikalen Abfluss im Diund Proöstrus bei geschlossener Zervix aus, so dass sich die Flüssigkeitsansammlung erst im frühen Östrus bei abnehmendem Zervixtonus entleeren kann. Andere Autoren bringen einen Progesteron- bzw. Östrogeneinfluss auf die Zervixfunktion in die Diskussion mit ein. Unter Progesteroneinfluss wird durch Schluss der Zervix ein Abfließen uteriner Flüssigkeitsakkumulationen verhindert (LeBLANC et al. 1989, 1991). Auch EVANS und IRVINE (1992) sehen einen hormonellen Einfluss auf die Zervixfunktion und damit indirekt auch auf die uterine Clearance. In ihren Untersuchungen reduziert exogen zugeführtes Progesteron die my ometriale Aktivität und hält die Zervix geschlossen, so dass ein Großteil der infundierten Flüssigkeit, Bakterien und Partikel nicht aus dem Uteruslumen entfernt werden kann. Die Gruppe der östradiolbehandelten Stuten hingegen kann die Kontaminanten sehr zügig eliminieren. 24

25 Literaturübersicht Hingegen vermutet PYCOCK (1992), dass Fibrosen und andere Alterationen im Bereich des Zervikalkanals für die mangelnde Durchgängigkeit der Zervix und der damit einhergehenden Abflussstörung verantwortlich sind. Verschiedene Autoren stellen in ihren Untersuchungen bei einigen Patienten einen Zusammenhang zwischen der Endometritisanfälligkeit und einer gestörten uterinen Drainage her. So wird in einer Untersuchung bei sogenannten endometritisanfälligen Stuten gegenüber der Kontrollgruppe der größte Anteil des intrauterin instillierten Neomycins absorbiert, statt über die Zervix ausgeschieden zu werden (ALLEN u. BOYD 1990). Auch scheint, unter den ätiologischen Gesichtspunkten einer Endometritisprädisposition, eine gestörte Produktion und Drainage uteriner Sekrete gegenüber einer verminderten Immunkompetenz im Vordergrund zu stehen (ALLEN u. PYCOCK 1988). Ebenfalls könnte die uterine Clearance via Zervix (SCHÖNING et al. 1997) sowie der Transport von Spermatozoen zu den Tuben (BARTMANN et al. 1997) durch endometriale Zysten, die eine mechanische Barriere darstellen, negativ beeinflusst werden. Dies könnte eine Ursache dafür sein, dass bei Stuten mit Endometriumzysten schlechte Konzeptionsraten und häufig Graviditätsstörungen anzutreffen sind (LEIDL et al. 1987) Gestörte lymphatische Drainage Überschüssige interstitielle Flüssigkeit wird als Lymphe abtransportiert. Die glatte Muskulatur der Lymphgefäße befördert die Lymphe durch rhythmische Kontraktionen entlang des Druckgefälles aus der Peripherie über den Angulus venosus in das venöse Blutsystem (ENGELHARDT 2000). Unterstützt und reguliert wird der Lymphabfluß im Bereich des Uterus durch Kontraktionen des Myometriums, so dass ein zusätzlicher Druck auf die Lymphgefäßwände ausgeübt und der Lymphabfluss gefördert wird (VOLLMERHAUS et al. 1984). Der gerichtete Lymphabfluss ohne Rückfluss in die Peripherie wird durch zahlreiche bikuspide Klappen, ähnlich den Venenklappen, gewährleistet (ENGELHARDT 2000). Die Distension der Lymphgefäße durch intestitielle Druck- und Volumenzunahme der Lymphe bewirkt wahrscheinlich eine Steigerung der myogenen Lymphgefäßkontraktionen (BOLLINGER u. HOFFMANN 1994). Eine ungestörte Lymphdrainage sorgt im Diöstrus für den Abfluss überschüssiger Flüssigkeit aus dem Endometrium sowie dem Uteruslumen. Angeborene bzw. erworbene Veränderungen des Uterus können die lymphatische Drainage einschränken, was zu einer intrauterinen Flüssigkeitsakkumulation führt. Neben den kongenitalen Missbildungen sowie einer Größenzunahme und Lageveränderung des Uterus, sind es vor allem entzündliche, fibrotische und neoplastische Prozesse, die durch Obstruktion bzw. Obturation den Fließwiderstand und folglich den lymphatischen Druck erhöhen (LeBLANC et al a). Pathohistologisch können diese Stauungserscheinungen, die häufig mit einem hochgradigen Ödem einhergehen, sich in Form von Lymphangiektasien, Lymphlakunen und Lymphzysten manifestieren (SCHOON et al b; SCHOON et al b). Auch im Zusammenhang mit Gefäßalterationen des venösen Systems (SCHOON et al a) bzw. einer systemischen Perfusionsstörung des Endometriums (SCHOON et al b) können Lymphlakunen als Stauungsphänomen beobachtet werden. 25

26 Literaturübersicht Hypersekretion Das pathologische Bild der glandulär-zystischen Hyperplasie des Endometriums geht mit einer vermehrten Produktion von Mukus einher und ruft das typische Bild der Muko- bzw. Myxometra hervor (SCHULZ 1991). Als primäre Ursache dieser Gebärmutterveränderung wird eine hormonelle Dysregulation angesehen, die im Zusammenhang mit gestörter Follikelreifung, persistierenden Gelbkörpern oder Granulosazelltumoren beobachtet wird (SCHULZ 1991). Ein Hyperöstrogenismus, z. B. durch Follikel-Theka-Zysten oder Granulosazelltumoren hervorgerufen, wird bei den meisten Tierarten für die endometriale Hyperplasie verantwortlich gemacht. Hierbei scheint Östrogen die Hyperplasie hervorzurufen, die dann durch Progesteron unterhalten wird (SCHULZ 1991). ELLENBERGER et al. (2002) weisen bei 24 Stuten mit pathologischen Ovarveränderungen hauptsächlich unilaterale Granulosazelltumoren (n=16) nach. Vorberichtlich zeigen die meisten dieser Stuten eine persistierende Anöstrie oder Azyklie (n=13), in Verbindung mit einem inaktiven und atrophischen kontralateralen Ovar sowie sehr niedriger Östrogen- und Progesteronplasmakonzentration (n=9). Allerdings wird von einer intrauterinen Flüssigkeitsansammlung nicht berichtet. Hingegen ist nur in vier Fällen ein erhöhter Östradiol- bzw. Testosteronwert zu beobachten. Von den drei Stuten, die durch eine Virilisierung auffallen, zeigen nur zwei einen deutlich erhöhten Testosteronplasmagehalt (>0,1 ng/ml) auf. Die Autoren diagnostizieren vor der Ovarektomie pathohistologisch bei den meisten (n=21) der Stuten mit Ovarveränderungen unterschiedlicher Genese eine endometriale diffuse irreguläre Differenzierung, die auch von SCHOON et al. (2000) im Rahmen der Routinediagnostik beschrieben wird. Lediglich die Stuten mit einem Ovarhämatom, Ovarabszeß oder einer stromalen Dysplasie zeigen eine physiologische zyklische Morphologie des Endometriums. Die intrauterine Flüssigkeitsansammlung, die durch Sekretion uteriner Drüsen entsteht, ist kein Entzündungsprodukt. Sie stellt als primär sterile Flüssigkeit ein ideales Nährmedium für opportunistische Mikroorganismen dar, wodurch auch eine erhöhte Endometritisanfälligkeit der betroffenen Stuten zu erklären ist (LIU 1992). Die Zusammensetzung uteriner Sekrete von Stuten mit uteriner Flüssigkeitsansammlung lässt auch bei Untersuchungen von KATILA et al. (1997) auf ein sekretorisches Produkt endometrialer Epithelien schließen. Durch einen erhöhten Plasmin-Anteil der Flüssigkeit scheint allerdings auch ein Transsudat an der Bildung beteiligt zu sein. In Untersuchungen von HAKANSSON et al. (1992) wird diese Theorie bestätigt. Die Ionenzusammensetzung und deren Konzentrationen der uterinen Sekrete von flüssigkeitsbelasteten Stuten lässt zum einen auf eine Hypersekretion und zum anderen auf ein Transsudat schließen. CAUSEY et al. (2000) definieren die mukoziliäre Clearance als eine durch zilienbewegte mukoide Sekretschicht, die vermutlich dem endometrialen Schutz gegen Anhaftung von Bakterien dient und die Eliminierung der Bakterien und Entzündungsprodukte via Zervix fördert. Ähnlich dem Respirations- und Gastrointestinaltrakt besitzt das equine Endometrium ein muköses Abwehrsystem (WIDDERS et al. 1985), dessen physikalischer mukoziliärer Reinigungsmechanismus dem des Respirationstraktes funktionell in etwa gleichkommt (FERREIRA-DIAS et al. 1994). 26

27 Literaturübersicht In der Studie von CAUSEY et al. (2000) sind während der physiologischen Zuchtsaison, vor allem im Diöstrus, mehr zilientragende Zellen im Endometrium zu erkennen als in der Transitionsphase bzw. im Östrus, obwohl die Ergebnisse keine Signifikanz zeigen. Im Verlauf des Zyklus variiert die Schleimzusammensetzung. Die Ödembildung in der östrischen Phase steigert den Hydratationsgrad der extrazellulären Mukusschicht. Die intrazelluläre Mukusproduktion steigt im Östrus an, hingegen fällt dessen intraluminale Sekretion erst im Diöstrus signifikant deutlicher aus (p<0,05). Auch die genitale Schleimsynthese anderer Spezies, wie die des Rindes oder der Frau, steigt in der östrischen Phase an und das Sekret nimmt im Verlauf des Diöstrus eine zähflüssigere Konsistenz an (KATZ 1991; LOPEZ-GATIUS et al. 1996). Außerdem können CAUSEY et al. (2000) eine signifikant (p<0,05) stärkere Schleimproduktion bei Stuten mit gestörter uteriner Clearance gegenüber gynäkologisch gesunden Stuten beobachten. Die uterinen Drüsen innerhalb fibrotischer Drüsennester neigen zur mukoiden Hypersekretion, die auch im Rahmen einer Endometritis zu beobachten ist (FREEMAN et al. 1990) Transsudation Bei allen Haussäugetieren kann im Östrus eine deutliche Hyperämie und Ödematisierung des Endometriums festgestellt werden (McENTEE 1990). Im Stutenendometrium werden maximale Stauungserscheinungen der Blutgefäße im Proöstrus und frühen Östrus beobachtet (ROSSDALE u. RICKETTS 1980). In den Untersuchungen von KOTILAINEN et al. (1994) kann eine positive Korrelation zwischen dem Ausmaß uteriner Flüssigkeitsakkumulation und dem Grad der endometrialen Ödematisierung festgestellt werden. TUNÓN et al. (1995) haben mittels Transmissions-Elektronenmikroskopie nachgewiesen, dass es wahrscheinlich aufgrund des Ödems im Östrus zu Auflösungen der interzellulären Verbindungen im Bereich des endometrialen Epithels kommt. Die Folge ist, dass das aus dem darunterliegenden Kapillarbett abgegebene Transsudat vermehrt in das Uteruslumen gelangt, was zu der Akkumulation von Flüssigkeit im Uterus beiträgt. Weitere Untersuchungen an gynäkologisch gesunden Stuten unterstreichen durch den Vergleich der Ionenzusammensetzung und -konzentrationen sowie des Proteinprofils und dessen Konzentrationen den starken Einfluss eines Transsudats auf die Zusammensetzung der uterinen Flüssigkeit (TUNÓN et al. 1998; TUNÓN et al. 1999). Die Autoren stellen einen signifikanten Konzentrationsunterschied der analysierten Elemente (außer bei Schwefel) zwischen der intrauterinen Flüssigkeit und dem sekretorischen Drüseneptihel fest. Auch die Konzentrationen der Elemente im Serum im Vergleich zur intrauterinen Flüssigkeit unterscheiden sich (außer bei Kalium u. Phosphor) signifikant. Allerdings fällt die für extrazelluläre Flüssigkeit typische mengenmäßige Dominanz von Natrium und Chlorid sowohl in der uterinen Flüssigkeit, als auch im Serum auf. Im Gegensatz dazu macht in den sekretorischen Vesikeln Kalium und Phosphor den 27

28 Literaturübersicht größten Anteil aus, wie es auch in der Intrazellulärsubstanz der Fall ist (TUNÓN et al. 1999). Das Proteinprofil der uterinen Flüssigkeit und das des Serums weisen eine deutliche Übereinstimmung auf. Die mittleren Konzentrationswerte der verschiedenen Protein - fraktionen in den uterinen Sekreten liegen bei 44-56% im Vergleich zu der Serumzusammensetzung. Lediglich die mittlere IgA-Konzentration ist in der uterinen Flüssigkeit sowie im Serum annähernd gleich. Die hohe Albumin-Konzentration der uterinen Flüssigkeit (56% der Albumin- Konzentration im Serum) spricht für einen Transsudationsvorgang, weil es bisher keinen Hinweis auf eine lokale Albumin-Produktion im Endometrium gibt (TUNÓN et al. 1999). Die hohe IgA-Konzentration in der uterinen Flüssigkeit hingegen scheint ein Beleg für eine lokale Produktion und Sekretion dieses Immunglobulins (MITCHELL et al. 1982), in Anlehnung an die lokale Immunabwehr der Schleimhäute (BIENSTOCK u. BEFUS 1980), zu sein. Auch HAKANSSON et al. (1992) nehmen in ihren Studien anhand der Ionen- Zusammensetzung und -Konzentrationen uteriner Sekrete östrischer Stuten eine Transsudatbeteiligung aus dem subepithelialen Kapillarbett an. Bei Untersuchungen uteriner Sekrete von Stuten mit einer intrauterinen Flüssigkeitsakkumulation gehen KATILA et al. (1997) ebenfalls, aufgrund des erhöhten Plasmin - Wertes, von einem Transsudatanteil im Sekret aus Exsudation Das seröse Exsudat entspricht in seiner Zusammensetzung etwa dem Blutserum und enthält damit mehr Protein als nichtentzündliche Ödemflüssigkeit. Die seröse Entzündung, im Bereich der Schleimhäute als Katarrh bezeichnet, kann mit einer Ansammlung des Exsudates in präformierten Höhlen (entzündliche Ergüsse) einhergehen (WEISS 1990). Die intraluminale Flüssigkeitsakkumulation kann im Zusammenhang mit akuten und chronischen Endometritiden beobachtet werden. Während des Östrus ist bei endometritisanfälligen Stuten oftmals eine uterine Flüssigkeitsansammlung anzutreffen (ALLEN u. PYCOCK 1988), die ultrasonographisch darstellbar, als Hinweis auf eine möglicherweise vorliegende Endometritis gewertet werden kann (McKINNON et al. 1987). Um die Diagnose einer exsudativen Endometritis zu erhärten und eine nichtentzündungsbedingte Flüssigkeitsakkumulation auszuschließen, sind pathohistologische und mikrobiologische Befunde zu berücksichtigen. Denn die akute katarrhalische Entzündung ist durch neutrophile Granulozyten, die hauptsächlich im luminalen Epithel und im Stratum compactum, sowie in den Kapillaren und Venolen des Stratum compactum vorzufinden sind, gekennzeichnet. Die Diagnose kann meist schon anhand der klinischen Befunde gestellt werden und korreliert häufig mit dem mikrobiologischen Nachweis pathogener Keime (BRUNCKHORST u. SCHOON 1990). Eine milde Form der akuten katarrhalischen Endometritis lässt sich nach jedem Deckakt nachweisen (ROSSDALE u. RICKETTS 1983). Diese transiente Endometritis ist als normale Begleiterscheinung der Bedeckung bzw. instrumentellen Besamung als Reaktion auf die Kontamination mit Bakterien (WILLIAMSON 1984; TROEDSSON 1993) und Sperma (TROEDSSON 1995; KATILA 1995; MIRAGAYA 28

29 Literaturübersicht 1997) anzusehen. Sie dient der physiologischen endometrialen Clearance, die bei klinisch-gynäkologisch gesunden Stuten dem Embryo ca. sechs Tage post ov. optimale Bedingungen bereitstellt (RIGBY 2001). Der Nachweis polymorphkerniger neutrophiler Granulozyten, die durch Phagozytose entscheidend zur uterinen Abwehr beitragen, ist innerhalb von 30 Minuten post inseminationem möglich. TROEDSSON (1999) beschreibt eine chemotaktische Wirkung der Spermatozoen auf die neutrophilen Granulozyten. Dieser, wahrscheinlich durch Komplementaktivierung vermittelte, Effekt wird durch das Seminalplasma reduziert. Der Autor geht folglich bei der transienten Endometritis nach einer Bedeckung von einem physiologischen und notwendigem Prozess im Rahmen der uterinen Clearance aus. Die Persistenz der neutrophilen Granulozyten im Uterus hält bis zu 48 Stunden an (KATILA 1995) und kann zeitlich sogar darüber deutlich hiausgehen (WATSON u. NIKOLAKOPOULOS 1996). An 15 klinisch-gynäkologisch gesunden Stuten demonstrieren ZERBE et al. (2001) die mediator-stimulierte chemotaktische Immigration polymorphkerniger neutrophiler Granulozyten (PMN) aus dem Blut in das Uteruslumen. Die Autoren sehen die immunphänotypischen und funktionellen Veränderungen der angelockten PMN als Basis eines immunpathogenetischen Geschehens im Rahmen der Endometritis bei der Stute. Die intrauterine Inokulation von rekombinantem humanem Interleukin-8 bewirkt, unabhängig von degenerativen endometrialen Veränderungen, die gezielte und selektive Migration einer großen Anzahl vitaler PMN aus dem Blut in das Uteruslumen. Die intravasalen und intrauterinen PMN besitzen eine annähernd identische Phagozytosekapazität opsonierter Streptokokken, was TROEDSSON et al. (1990) auch bei endometritisanfälligen Stuten beobachten können. Allerdings stellen ZERBE et al. (2001) deutliche immunphänotypische und funktionelle Unterschiede in beiden PMN-Fraktionen fest. Mit Hilfe monoklonaler Antikörper kann bei der uterinen PMN-Fraktion eine höhere Antigenexpression der Epitope CD11a und CD18, aber eine niedrigere Expression der MHC-Klasse 1 und CD 44-Antigene gegenüber der PMN-Fraktion im Blut gemessen werden. Die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies, als Indiz einer zytotoxischen Aktivität, ist in den uterinen PMN stärker ausgeprägt. Bei endometritisanfälligen Stuten erscheint die extravasale Phagozytose-Aktivität der neutrophilen Granulozyten einerseits gegenüber der Kapazität im Blut vermindert (CHEUNG et al. 1985; WATSON et al. 1987), andererseits aber gegenüber endometritisresistenten Stuten erhöht zu sein (ASBURY u. HANSEN 1987). TROEDSSON et al. (1993) vermuten eine Störung der Komplementsynthese und ungenügende Opsonierung als Ursache der eingeschränkten Phagozytose uteriner neutrophiler Granulozyten. Der Abfluss bakteriell bedingter intraluminaler Flüssigkeitsakkumulationen bei endometritisanfälligen Stuten wird post ovulationem durch den Zervixschluss unter Progesteronwirkung verhindert (LeBLANC et al. 1991). Weitere Hinweise auf ein entzündliches Exsudat geben Untersuchungen an aspirierten Uterinsekreten, die häufig Entzündungszellen, meist neutrophile Granulozyten, und einen bakteriellen Keimgehalt aufweisen (ADAMS et al. 1987; PYCOCK 1988; BRACHER et al.1992). In Untersuchungen von RASCH (1994) sowie von PYCOCK und NEWCOMBE (1996 b) an flüssigkeitsbelasteten Stuten können bei 22% bzw. 28% der Patienten ein bakteriologisch bedenklicher Keimgehalt und bei 25% bzw. 23% der Patienten ein bedenklicher Zytologiebefund festgestellt werden. Folglich gibt es in beiden Untersuchungsreihen bei ca. 75% der 29

30 Literaturübersicht flüssigkeitsbelasteten Stuten weder einen bakteriologischen noch einen zytologischen Befund, der den entzündlichen Ursprung des Sekretes erklären würde. Auch ÖZGEN (1999) ist der Ansicht, dass die intrauterin akkumulierte Flüssigkeit ein Entzündungsprodukt darstellen könnte. In ihren beiden Versuchsabschnitten sind bei 50% bzw. 78% der HMM-Stuten fakultativ pathogene Keime in den Zervixtupferproben nachgewiesen, so dass diese Stuten signifikant häufiger mikrobiologisch positive Befunde aufweisen als die Kontrollgruppe (p<0,001). Allerdings gehen bei den flüssigkeitsbelasteten Stuten die mikrobiologischen Befunde nicht mit akuten Endometritisanzeichen aus der pathohistologischen Untersuchung einher, so das der Verdacht einer entzündungsbedingten Flüssigskeitsakkumulation nicht erhärtet werden kann. Die pathohistologische Untersuchung der Endometriumbiopsien führt in der Regel bei Stuten mit Flüssigkeitsansammlung zu einem ungünstigeren Kategorisierungsgrad, was als indirekter Hinweis auf ein entzündliches Produkt des Sekretes gewertet wird (GINTHER et al. 1985). Allerdings sind es nur ca. 10% der Stuten mit uteriner Flüssigkeitsansammlung, die in der Studie von RASCH (1994) pathohistologisch eine mittelgradige Endometritis aufweisen, wobei die Autorin keine Aussage über den Entzündungstyp macht. Von einem sekundären Entzündungsgeschehen, aufgrund des idealen Nährmediums der persistierenden Flüssigkeit für bakterielles Wachstum, geht KROPP (1996) bei den Stuten mit pathohistologisch mgr.-hgr. Endometritis und positivem mikrobiellem bzw. zytologischem Befund aus. Die Autorin macht ebenfalls keine Angaben über den Entzündungstyp, der bei den betroffenen Patienten vorliegt. LIU (1992) sieht die anfänglich sterile Flüssigkeit als ein ideales Kulturmedium für opportunistische Mikroorganismen, die zwangsläufig mit der Bedeckung bzw. Besamung der Stute in den Uterus gelangen. 2.3 Intrauterine Flüssigkeitsansammlungen bei anderen Tierarten Über Vorkommen und Ursachen von Flüssigkeitsakkumulationen im Uterus anderer Tierarten ist in der Literatur wenig beschrieben. In einer Studie von WITTEK (1996) kann bei 2434 untersuchten Ziegen in 143 Fällen eine intrauterine Flüssigkeitsansammlung per transrektaler Sonographie diagnostiziert werden. HESSELINK et al. (1999) beschreiben eine Inzidenz der Hydromukometra zwischen 3% und 21% in den Beständen der Milchziegen, wobei die Häufigkeit des Auftretens mit zunehmendem Alter der Tiere steigt. Die Mengen der sterilen intrauterinen Flüssigkeit schwankt interindividuell zwischen 100 ml und mehr als acht Litern. Obwohl die Ätiologie und Pathogenese dieser Hydrometra nicht vollständig geklärt ist, scheint, im Zusammenhang mit dem Auftreten persistierender Gelbkörper und erhöhter Progesteronwerte, die Flüssigkeitsansammlung die Folge einer gestörten Luteolyse oder einer verstärkten luteotrophen Wirkung zu sein (TAVERNE et al. 1988). Durch eine bei betroffenen Tieren medikamentell erfolgreich ausgelöste Luteolyse kann in allen Fällen eine Entleerung des Uterus beobachtet werden. Die These der verlängerten Progesteronwirkung, die zur Akkumulation von uteriner Flüssigkeit führt, kann ebenfalls durch Untersuchungen von MIALOT et al. (1991 b) unterstrichen werden. Durch eine Progesteronsupplementierung nach induzierter 30

31 Literaturübersicht Entleerung des Uterus mit einem Prostaglandinanalogon lässt sich ein Rezidiv der Hydrometra erzeugen. Ein ursächlicher Zusammenhang zwischen zystisch entarteten Ovarien, Abflussstörungen aufgrund einer missgebildeten Zervix oder embryonaler Mortalität und der Entstehung einer Hydrometra der Ziege, kann nicht als gesichert angesehen werden (SMITH 1986 c). Das Auftreten der Hydrometra als Folge eines embryonalen Fruchttodes wird kontrovers diskutiert. Die Entstehung einer Hydrometra nach einem frühen Absterben des Ziegenfetus schließen DUQUESNEL et al. (1992) aus, da sie bei den betroffenen Tieren in keinem Fall Reste der in Resorption befindlichen Früchte nachweisen können. Im Gegensatz dazu weist MATTHEWS (1991) bei der Hydrometra, die in Verbindung mit dem embryonalen Fruchttod auftritt, Überreste der Früchte und Fruchthüllen nach. Der Autor sieht einen persistierenden Gelbkörper nach embryonaler Mortalität als ursächlich für die Entstehung einer Hydrometra an, die für die Dauer der physiologischen Trächtigkeit bestehen bleibt. Dieses Corpus luteum persistens kann auch im Postöstrus, bei ausbleibender Bedeckung bzw. Konzeption, für das Auftreten einer Hydrometra verantwortlich sein. Einen erhöhten Gehalt an Phytöstrogenen in Futtermitteln sehen MALHER und BEN YOUNES (1987) als eine weitere Ursache für die Entstehung der Hydrometra an. Bei der intrauterinen Flüssigkeitsansammlung des Rindes muss bezüglich ihrer Entstehung und Pathogenese zwischen den Folgen einer angeborenen und erworbenen Störung differenziert werden (DE KRUIF 1999). Unter den Entwicklungsmissbildungen sind es hauptsächlich die segmentale Aplasie der Müllerschen Gänge sowie Gynatresien des Uterovaginalkanals, die für Abflussstörungen uteriner Sekrete verantwortlich sind. Der Uterusinhalt ist bei kongenitalen Fehlbildungen zähschleimig bis gummiartig und kann bei der rektalen Untersuchung u.u. mit einem mumifizierten Fetus verwechselt werden (DE KRUIF 1999). Die segmentäre Aplasie im Bereich der Uterushörner stellt eine Agenesie scharf abgegrenzter Uterussegmente dar, so das unveränderte Hornsegmente durch angestaute Uterinsekrete dilatiert werden (SCHULZ 1991). Dieser Defekt ist bei mehreren Rinderrassen der verschiedensten Zuchtgebiete Europas, der USA und Neuseelands zu beobachten, wobei keine genauen Kenntnisse über die tatsächlichen Frequenzen bestehen (McENTEE 1990). Auffallend häufig tritt diese kongenitale Anomalie des Genitaltraktes bei dem englischen Schwarzbunten (Holstein-) Rind (FINCHER u. WILLIAMS 1926), bei dänischen Rinderrassen (TEIGE 1956), bei Holstein-Friesian-Färsen der USA (BENNETT et al. 1973) und beim Schweizer Braunvieh (HÖFLIGER 1960) auf. Als Ursache dieses Defektes haben FINCHER und WILLIAMS (1926) einen rezessiven autosomalen Mendelfaktor ermittelt. Dieser führt bei einer englischen Holsteinherde durch eine über Jahre planmäßig durchgeführte Inzestzucht dazu, dass bei 65% der weiblichen Tiere eine segmentale Aplasie des Uterus auftritt. 24,5% der Nachkommen eines für das Merkmal Partielle Genitalaplasie heterozygoten Zuchtbullen in einer Holstein-Friesian-Herde der USA sind Merkmals-träger. 31

32 Literaturübersicht Hier scheint der autosomal-rezessive Erbgang an jeweils ein Gen für das linke bzw. das rechte Uterushorn gebunden zu sein (BENNETT et al. 1973). Ein ähnliches klinisches Bild der Sekretstauung erzeugen die uterinen, vaginalen und vestibulo-vaginalen Gynatresien infolge einer Kanalisierungsstörung des primär soliden Müllerschen Zellstrangs als echte Hemmungsmissbildung. In diesem Zusammenhang ist, neben der Inkompletten Rekanalisation der Vaginaanlage beim schwedischen Friesen-Rind (NORDLUND 1956) und dem septenförmigen Verschluss des Zervikalkanals und der Uterushörner beim englischen Frisian-Rind (WIJERATNE et al. 1977), vor allem die White heifer disease (W.H.D.) des englischen Milch-Shorthorn-Rindes (SPRIGGS 1946) bekannt. Die Erblichkeit der W.H.D., von der 1946 in England ca. 10% aller weißen Shorthorn- Färsen betroffen waren, steht in Verbindung mit der geringen Pigmentierung und unterliegt einem rezessiven Erbgang mit geschlechtsspezifischer Manifestation (SPRIGGS 1946). Zu den erworbenen Störungen, die als Ursache einer intrauterinen Flüssigkeitsansammlung beim Rind gesehen werden können, gehören die glandulär-zystische Degeneration des Endometriums, die oft im Zusammenhang mit einer zystösen Degeneration ovarieller Follikel auftritt, Granulosazelltumoren sowie durch Traumata hervorgerufene Verwachsungen im Zervix- oder Scheidenbereich. In diesen Fällen ist der meist dünnwandige Uterus mit bis zu einem Liter dünnflüssigen, wässrigen bzw. wässrig-schleimigen Sekret gefüllt und kann bei einer oberflächlichen rektalen Untersuchung mit einer Gravidität verwechselt werden (DE KRUIF 1999). Die bovinen Follikel-Theka-Zysten entstehen nach ROCHE et al. (1996) aus dominanten Follikeln, die weder atresieren noch ovulieren. Der durch die FSH- Ausschüttung zum Graafschen Follikel herangereifte dominante Follikel kommt nicht zur Ovulation, da aus der Hypophyse nur ungenügend oder kein LH ins Blut abgegeben wird. Verantwortlich für die Persistenz bzw. vermutlich auch für die Entstehung der Follikel- Theka-Zysten scheint eine Desensibilisierung des Hypophysen-Vorderlappen auf den positiven Feedback des präovulatorischen Östrogenpeak zur LH-Ausschüttung zu sein (REFSAL et al. 1988). Zur klinischen Symptomatik beim Vorliegen von Follikel-Theka-Zysten gehört neben einer Hydro- oder Mukometra, eine Ödematisierung der Vulva und Vagina mit Neigung zum Vorfall sowie eine Vergrößerung der Klitoris. Häufig zeigen diese Tiere Brunstunruhe oder unregelmäßige, meist verkürzte Zyklen (DE KRUIF 1997). Im Endometrium können zystische Erweiterungen der Uterindrüsen mit einer Hypersekretion einhergehen, die zu einer intraluminalen Flüssigkeitsansammlung führt. Ganz ähnliche klinische Symptome sind in der Regel bei Rindern mit endokrin aktiven Granulosazelltumoren vorzufinden, die zwar selten, jedoch bei allen Altersklassen (1-18 Jahre) anzutreffen sind (GRUNERT 1999). Bei unilateralen hormonell aktiven Tumoren besteht die Möglichkeit, dass sich nach Ovariektomie des veränderten Eierstocks der Genitalzyklus wieder normalisiert und eine Trächtigkeit möglich wird. TONIS et al. (1982) entdecken bei ihren Untersuchungen zwei Rinder, die trotz eines Granulosazelltumors, eine Gravidität aufweisen. 32

33 Literaturübersicht Bei Hündinnen tritt die Mukometra im Zusammenhang mit einer glandulär-zystischen Hyperplasie als Sterilitätsursache auf. Die Diagnose kann per Ultraschall oder oft nur durch eine Laparoskopie gestellt werden (OKKENS et al. 1992). In einer Studie von FRANSSON et al. (1997) können bei 60 Hündinnen, die einen vergrößerten Uterus im Ultraschallbild bzw. Röntgenbild aufweisen, neben einer größtenteils mit Escherichia coli kontaminierten Pyometra, auch endometriale Hyperplasien sowie eine Muko- bzw. Hydrometra diagnostiziert werden. DE BOSSCHERE et al. (2001) untersuchen vergleichend 26 klinisch gesunde Patienten sowie 42 Patienten mit Verdacht auf Pyometra. Dabei zeigt das histologische Bild beider sich im Metöstrus oder Anöstrus befindlichen Gruppen, endometriale Atrophie sowie zystische Veränderungen der Uterindrüsen. Bei den Patienten mit Pyometraverdacht kommt in dieser Studie nicht in jedem Fall histologisch ein entzündliches Geschehen hinzu, so dass Fehldiagnosen in der einfachen klinischen Untersuchung gestellt werden. Es muss folglich zwischen einem cystic endometrial hypoplasia-mucometra complex und einem endometritis-pyometra complex unterschieden werden (DE BOSSCHERE et al. 2001). Im Rahmen einer Läufigkeitsunterdrückung durch Gestagenapplikation kann eine Mukometra ausgelöst werden. Das ist vor allem dann der Fall, wenn das Endometrium kurz vor Läufigkeitsbeginn durch Östrogenwirkung schon für Gestagene sensibilisiert ist. Die Mukometra kann in eine Pyometra oder chronische Endometritis übergehen (RÜSSE u. KOCKS 1979). Das bei der Hündin zur Kontrazeption eingesetzte C 21 -Gestagen Chlormadinoacetat (CMA) ruft bei einer Langzeitbehandlung und in Abhängigkeit von der Dosis neben Mammatumoren auch eine Mucometra hervor (SAHARA et al. 1994). Im Zusammenhang mit einer unilateralen segmentalen Aplasie eines Uterushorns beobachten SCHULMAN und BOLTON (1997) bei zwei Mischlingshündinnen jeweils eine Pyo- bzw. Mukometra im kranialen Bereich des veränderten Horns. Histopathologisch ist in beiden Fällen eine diffuse glandulär-zystische Hyperplasie des Endometriums nachzuweisen, die vermutlich in Verbindung mit der kongenitalen Anomalie entweder zu einer Pyometra oder Mukometra führt. 2.4 Endokrine Regulation des Sexualzyklus bei der Stute Das Zyklusgeschehen der Stute unterliegt einem jahreszeitlichen Rhythmus. Die Tageslichtlänge, das Klima und die Ernährung stellen externe Signale -sog. Zeitgeber- dar, die den endokrinen Sekretionsrhythmus kontrollieren und die sexuelle Aktivität des Pferdes in das Frühjahr und den Sommer legen (long-day breeders) (MEINECKE 2000). Dadurch wechseln sich saisonal anovulatorische und ovulatorische Phasen ab (ADAMS u. BOSU 1988). Auf der nördlichen Erdhalbkugel folgt der ovariellen Inaktivität in den Wintermonaten (HUGHES et al. 1972) eine saisonal polyöstrische Reproduktionsaktivität in der ovulatorischen Phase von etwa März bis September (SCHNORR 1985). 33

34 Literaturübersicht Abb. 2.1 Regulation des Sexualzyklus beim Pferd und Ansatzmöglichkeiten zur medikamentellen Steuerung (aus: Möglichkeiten der Zyklussteuerung beim Pferd; AURICH et al. 1993) Endokrine Zyklusregulation auf Hypothalamus-Ebene Die endokrine Regulation des Sexualzyklus erfolgt über die Hypothalamus- Hypophysen-Ovar-Achse, die hierarchisch aufgebaut ist (DÖCKE 1994) (vgl. Abb. 2.1). Der Hypothalamus ist ein übergeordnetes Zentrum des Endokrinums. Als Teil des zentralen Nervensystems werden hier nervale Impulse und endokrine Signale zu einem einheitlichen Signalgeber, dem GnRH-Pulsgenerator verschaltet. Als Botenstoff fungiert das Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH bzw. Gonadoliberin) (IRVINE 1983 a) Gonadotropin Releasing Hormon (GnRH) Das Gonadotropin Releasing Hormon (GnRH) ist ein kurzlebiges Dekapeptid, welches in den neurosekretorischen Zellen des Hypothalamus sezerniert wird (IRVINE 1983; GINTHER 1992). Über eine neurovaskuläre Kette wird das GnRH in das Portalvenensystem der Hypophyse abgegeben. Als übergeordnetes Hormon ist es in der Adenohypophyse für die Sekretion der Gonadotropine LH und FSH verantwortlich (IRVINE u. ALEXANDER 1993), dessen Freisetzungsschema durch eine pulsatile Ausschüttung von GnRH gesteuert wird (IRVINE 1983). Der pulsatilen Freisetzung von equinen LH und FSH geht eine pulsatile Ausschüttung von GnRH voraus (PANTKE 1990), wobei eine lineare Abhängigkeit zwischen der Menge der sezernierten Hormone besteht (ALEXANDER u. IRVINE 1996). Im Verlauf des Östrus wird aus dem Hypothalamus GnRH in einer relativ geringen und regelmäßigen Frequenz freigesetzt. Erst in der periovulatorischen Phase wird durch 34

35 Literaturübersicht eine höhere Frequenz und größere Amplitude der GnRH-Pulse eine vermehrte GnRH-Ausschüttung erreicht, was vermutlich auf eine reduzierte opioide Blockade hypothalamischer GnRH-Neurone zurückzuführen ist (IRVINE u. ALEXANDER 1994). Die Autoren sind der Ansicht, dass der Hypothalamus einer endogenen opioiden Steuerung, hauptsachlich durch Dopamin, unterliegt. Dies kann durch Untersuchungen an Stuten im physiologischen Winteranöstrus bestätigt werden, indem durch Applikation von D 2 Rezeptorantagonisten des Dopamins eine zyklische Ovaraktivität induziert werden kann (DAELS u. BESOGNET 1998; NAGY et al. 1999). Bei Stuten führt die Applikation des Opiatantagonisten Naloxon während der Lutealphase, nicht aber während der Follikelphase des Zyklus zu einer Steigerung der LH- und FSH-Konzentratrion im Blutplasma. Dies deutet darauf hin, dass endogene Opioide die Gonadotropinsekretion nur während der lutealen Phase hemmt (BEHRENS et al. 1993). Daher scheinen die endogenen Opioide an dem negativen Feedback-Mechanismus des Progesterons an der LH-Freisetzung aus der Hypophyse beteiligt zu sein, was wahrscheinlich nicht direkt, sondern indirekt über eine hypothalamische Wirkung geschieht (AURICH 1997). Der Einfluss der Tageslichtlänge auf das Zyklusgeschehen wird durch das Epiphysenhormon Melatonin vermittelt (SHARP et al. 1975). Die Melatoninsekretion des Pinealorgans zeichnet sich durch einen ausgeprägten zircadianen Rhythmus mit den größten Mengen in der nächtlichen Dunkelphase und geringen Mengen während des Tages aus. Der suppressive Effekt des Epiphysenhormons auf den Hypothalamus wirkt sich dadurch auch indirekt auf die Ovaraktivität hemmend aus, was auch durch eine exogene Melatoninapplikation induziert werden kann (PALMER u. GUILLAUME 1998). Eine Steigerung der LH-Sekretion ist durch exogen zugeführtes GnRH möglich. Der identische Peptidhormonaufbau von endogenem sowie exogenem GnRH lässt von letzterem keine antigene Wirkung erwarten (IRVINE 1983; PUDERBAGH u. RIESE 1983; DROST u. THATCHER 1992). Um die kurze Wirkungsdauer des natürlichen GnRH mit einer Halbwertzeit von vier Minuten zu verlängern, wird das synthetische GnRH an Position sechs und zehn des Peptidmoleküls modifiziert (FORTH et al. 1987; HINES 1987), so dass der enzymatische Abbau der Bindung am Hypophysenrezeptor verlangsamt wird (HAFEZ 1987). Bei den verschiedenen Applikationsformen ist zwischen der einzelnen, der kontinuierlichen und der pulsatilen Applikation, sowie der Implantation zu unterscheiden. Durch eine Einzelapplikation einer Dosis von 400 µg synthetischem GnRH kann bei anöstrischen Stuten bereits nach fünf Minuten ein LH-Konzentrationsanstieg im Blutplasma erzeugt werden. Der Rückgang der LH-Konzentration auf den Ausgangswert ist nach zweieinhalb Stunden erfolgt, wobei ein Stimulationseffekt weder auf die Follikelentwicklung noch auf innere und äußere Rossesymptome erkennbar ist (GINTHER u. WENTWORTH 1974). SEIDA et al. (1989) hingegen beobachten in ihren Untersuchungen nach dreimaliger Injektion von 1 mg GnRH in zehntägigen Intervallen bei 83% der Patienten nach Abschluss der Behandlung Rossesymptome. In einer weiteren Studie von MASTRORNARDI et al. (1984) wird bei anöstrischen Stuten eine tägliche Gesamtdosis von 0,5 mg GnRH zunächst zweimal täglich über 7 bis zehn Tage anschließend dreimal täglich verabreicht. 35

36 Literaturübersicht Sowohl durch die Behandlung mit natürlichem GnRH als auch mit synthetischen GnRH-Präparaten kann bei anöstrischen Stuten eine Steigerung der LH- Konzentration im Blutplasma und eine Anbildung präovulatorischer Follikel erreicht werden. Die Induktion einer Ovulation gelingt allerdings nur bei der GnRH- Behandlung mit dem synthetischen Präparat, weil dieses aufgrund der modifizierten Molekülstruktur in seiner Wirkung verlängert ist (FITZGERALD 1986). Die Größe der Follikel bei Behandlungsbeginn hat ebenfalls Einfluss auf die Ovulationsgröße und rate. Je größer der Follikeldurchmesser, um so größer der Anteil der induzierten Ovulationen, die auch häufig als multiple Ovulationen auftreten (GINTHER u. BERGFELT 1990). Kommt es bei GnRH-behandelten Stuten in der anovulatorischen Phase in Abhängigkeit zum Follikeldurchmesser zur Ovulation, so sind die LH-Plasmakonzentrationen erniedrigt und folglich wird ein insuffizienter Gelbkörper angebildet. Diese Patienten weisen zwischen dem 11. und 40. Trächtigkeitstag eine erhöhte Fruchtresorptionsrate auf (BERGFELT u. GINTHER 1992). In der physiologischen Zuchtsaison bewirkt die einmalige GnRH-Applikation in einer Dosis von 400µg am 2. Rossetag zwar einen LH-Konzentrationsanstieg innerhalb weniger Minuten, der aber die Follikelreifung bzw. den Ovulationszeitpunkt nicht signifikant beeinflusst (GINTHER u. WENTWORTH 1974; IRVINE et al. 1975). Durch die tägliche Verabreichung von 2mg GnRH bis zur Ovulation kann die Rosse signifikant verkürzt werden (IRVINE et al. 1975). In Untersuchungen von HUMKE und BEAUPOIL (1979) werden Stuten mit dem GnRH-Analogon Buserelin in unterschiedlichen Dosierungen behandelt, wenn der Ovarbefund eine Ovulation innerhalb 48 Stunden erwarten lässt. Innerhalb dieser Zeit ovulieren prozentual deutlich mehr Stuten in den höherdosierten Behandlungsgruppen, als in der Kontrollgruppe. Atresierende Follikel sprechen im Gegensatz zu maturierenden nicht auf eine GnRH-Stimulierung an (HEINZE u. KLUG 1975). Während des physiologischen Anöstrus können weder HYLAND et al. (1989) noch McCUE et al. (1991) bei den betroffenen Stuten durch GnRH-Behandlung eine Reaktion der Östradiol- und Progesteronkonzentrationen im Blutplasma beobachten. In der Studie von DELLBRÜGGE (2001) wird der Stimulationseffekt einer viermaligen Applikation eines GnRH-Analogons Buserelin an bestimmten Zyklustagen (d13; d18; d0; d3) auf die LH- und Sexualsteroidhormonsekretionsrate untersucht. Dabei werden östrische Stuten zweier Gruppen mit unterschiedlicher Fertilitätsaussicht miteinander verglichen. Weder die Progesteron- -Östradiol- Plasmakonzentrationen zeigen durch die exogene GnRH-Zufuhr eine Abweichung von der physiologischen Norm des jeweiligen Zyklusstandes. Die Autorin macht dafür die direkte GnRH-Wirkung auf Hypophysenebene verantwortlich, was durch unmittelbaren LH-Konzentrationsanstieg post applicationem deutlich wird, so dass jedoch auf Gonaden-Ebene eine unmittelbare Reaktion der Steroidhormonsynthese nicht zu erwarten ist. Die Stimulationsantwort der LH-Konzentration liegt in der lutealen Phase (d3; d13) mit einer absoluten Niveausteigerung von maximal 351,5% gegenüber der östrischen Phase (d18; d0) mit 105,7% deutlich höher. Auch die stärkste absolute Steigerung der LH-Werte, die in der Lutealphase schon nach zwei Stunden und in der östrischen erst nach vier Stunden erreicht wird, ist vom Zyklusstand abhängig. FOSTER et al. (1979) erklären die höhere Stimulierbarkeit durch exogen zugeführtes GnRH im späten Östrus bzw. frühen durch einen additiven Effekt zu bereits physiologisch vorhandenen hohen LH-Werten in dieser Zyklus-phase. 36

37 Literaturübersicht Die relativen und absoluten LH-Steigerungsraten im Blutplasma nach GnRH- Applikation fallen in der Gruppe mit schlechterer Fertilitätsprognose auffällig, aber nicht signifikant geringer aus als in der prognostisch günstigeren Gruppe. Durch eine pulsatile GnRH-Applikation können bei anöstrischen Stuten unter zyklusneutralen Lichtbedingungen (d8/d16) ovulatorische Zyklen ausgelöst werden, wobei die Kontrolltiere weder eine Follikelentwicklung noch eine Ovulation zeigen (JOHNSON 1986 b, 1987). In einer weiteren Studie kann durch Variation der Pulsfrequenz die LH-Plasmakonzentration und der Ovulationszeitpunkt verändert werden (JOHNSON 1986 a). Durch eine kontinuierliche GnRH-Applikation können TURNER und IRVINE (1991) bei anöstrischen Stuten eine Follikelreifung bis zur Ovulation induzieren. HYLAND et al. (1989) infundieren mittels einer osmotischen Minipumpe kontinuierlich GnRH in unterschiedlichen Dosierungen subkutan, wodurch bei einem Drittel der anöstrischen Stuten eine Ovulation auslöst werden kann. Die LH-Sekretion hat dabei einen pulsatilen Charakter mit steigender Frequenz im Behandlungsverlauf sowie in Dosisabhängigkeit. Eine Verkürzung des Zyklus mit früherem Ovulationszeitpunkt kann durch unterschiedliche kontinuierliche Applikationsverfahren erreicht werden (HYLAND u. JEFFCOTT 1988; AINSWORTH u. HYLAND 1991; LOWIS u. HYLAND 1991). Eine prolongierte Wirkstofffreisetzung ist durch die Applikation von GnRH- Implantaten gegeben. In einer Studie von ALLEN et al. (1987) werden sogenannte slow-release-implantate verwendet, die täglich 30 bzw. 60µg eines GnRH-Analogons über 28 Tage abgeben. Innerhalb von drei bis 18 Tagen nach Applikation ovulieren 88% (n=136) der anöstrischen Patienten. Das Erreichen einer Ovulationsinduktion steht in einer Dosisabhängigkeit, denn je höher die tägliche Freisetzungsrate, um so größer die Ovulationsrate (MEYER 1990). Die Implantation des GnRH-Analogon Buserelin bringt in einer Tagesdosis von 30 bzw. 60µg nicht den gewünschten Erfolg (CLAYTON et al. 1989). In einer höheren Tagesdosierung von 100µg gelingt allerdings bei neun von 15 Stuten eine Ovulationsinduktion (HARRISON et al. 1990). Der Einsatz von GnRH-Implantaten im Rahmen der Östrus- und Ovulationsinduktion wird in einer Studie von LÜBBEKE et al. (1992) erprobt. Durch die Implantation eines 2,2mg Deslorelin-Präparates entweder am 3. Rossetag oder bei Erreichen eines Follikeldurchmessers von ca. 40 mm kann in beiden Versuchsgruppen bei 14 von 15 Stuten innerhalb von 48 Stunden eine Ovulation ausgelöst werden. Obwohl ein hochsignifikanter Anstieg (p<0,001) der mittleren LH-Konzentration in beiden GnRH- Behandlungsgruppen die gonadotropin-stimulierende Wirkung belegt, zeigt der Verlauf der mittleren Progesteron- und Östradiolkonzentration nach dem Implantationszeitpunkt keine deutlichen Gruppenunterschiede. Daher gehen die Autoren davon aus, dass das GnRH-Analogon-Implantat die fluktuierenden Hormonplasmawerte nicht beeinflusst. Auch MEINERT (1991) verzeichnet bei Verwendung eines Deslorelin-Präparates in unterschiedlicher Dosierung bei einer Follikelgröße von 40-50mm wesentlich größere Ovulationsraten als in der unbe-handelten Kontrollgruppe. In den Behandlungsgruppen werden bei 92% (n=70) Ovulationen innerhalb von 48 Stunden beobachtet, was in der Kontrollgruppe hingegen nur bei 20% (n=70) der Fall ist. Die bis zwei Tage nach Implantation im physiologischen 37

38 Literaturübersicht Rahmen erhöhten LH-Werte gehen mit keinem direkten GnRH-Effekt auf die Hormonplasmawerte einher Suppressiver Effekt der Releasing Hormone Dem Releasing Hormon wird neben der stimulierenden Wirkung bei längerer Anwendung auch ein suppressiver Effekt auf die gonadotrope Hormonsekretion zugewiesen (IRVINE 1983; FITZGERALD 1986). Die kontinuierliche GnRH- Applikation in hohen Dosen mündet nach einer initialen Stimulation in eine Regression der hypophysären Gonadotropinsekretion (Hypogonadotropismus) (KELLER 1989; SCHINDLER 1989). Das Phänomen des Hypogonadotropismus ist bei verschiedenen Tierarten unabhängig vom Geschlecht zu beobachten (KINDER et al. 1975; MILVAE et al. 1984; MONTOVAN et al. 1990; BOYLE et al. 1991). Als Grund für die Desensibilisierung der Hypophyse wird einerseits die Hyperstimulation der hormonsezernierenden Zellen (FITZGERALD 1986) und andererseits eine Down-Regulation der GnRH-Rezeptoren angesehen (SMITH u. VALE 1981; IRVINE 1983; SANDOW 1989). Die Hormonrezeptoren am Zielorgan werden durch das dortige Anfluten eines hochdosierten homologen Hormons reduziert (NETT et al. 1981). Außerdem wird eine direkt inhibierende Wirkung der Releasing Hormone auf Gonadenebene diskutiert (HARRISON et al. 1990; WATSON et al a). Durch die dosisabhängige Desensibilisierung der Hypophyse wird, bei intaktem Ovar, die ovarielle Steroidhormonsynthese reduziert, was sich in einem Hypoöstrogenismus manifestiert (SANDOW 1989, SCHINDLER 1989). Diese Erkenntnis wird in der Humanmedizin bei östrogenbedingte Erkrankungen, wie z.b. der Endometriose (FRASER et al. 1990; ZORN et al. 1990), dem Prostata- Karzinom (FORTH et al. 1987) oder dem Mamma-Karzinom (BOJAR 1988) therapeutisch angewandt Endokrine Zyklusregulation auf Hypophysen-Ebene Die pulsatilen GnRH-Signale steuern die Synthese, Speicherung und Sekretion von FSH und LH in den gonadotropen Zellen des Hypophysenvorderlappens (DÖCKE 1994). Lutropin (LH), Follitropin (FSH), humanes (HCG) und equines Choriongonadotropin (ECG oder PMSG) und Thyreotropin weisen als gemeinsames Grundgerüst zwei Peptidketten, als α- und β-untereinheit bezeichnet, auf und werden zu der Gruppe der endokrin wirksamen Glykoproteine zusammengefasst (PIERCE u. PARSONS 1981). Die Ovaraktivität bei anöstrischen Tieren (SMITH u. REDDING 1989), sowie das Wachstum ovulatorischer Follikel bis hin zur Ovulation kann durch die exogene Zufuhr gonadotroper Substanzen beschleunigt werden (GINTHER 1992). Das luteinisierende Hormon (LH) ist einerseits für die Follikelausreifung und Ovulationsinduktion, sowie andererseits für die anschließende Anbildung und den Erhalt eines funktionstüchtigen Gelbkörpers verantwortlich (GINTHER 1992). Das follikelstimulierende Hormon (FSH) hingegen hat die Funktion, das Follikelwachstum und die 17β-Östrogen-Synthese zu fördern. 38

39 Literaturübersicht Im Verlauf des Zyklus erreichen die LH-Plasmakonzentrationen in der periovulatorischen Phase ihren Maximalwert und bewegen sich im auf niedrigem Niveau. Die FSH-Werte verhalten sich gegenläufig zu den LH-Werten und zeigen nach einer Plateau-Phase im minimale Konzentrationen im Östrus (vgl. Abb. 2.2) (EVANS u. IRVINE 1975; ADAMS u. BOSU 1988; DÖCKE 1994). Abb. 2.2 Plasma-Konzentrationsverläufe reproduktionsrelevanter Hormone im Zyklusverlauf des Pferdes, modifiziert nach ADAMS und BOSU (1988). (aus: Endokrinologie des Sexualzyklus beim Pferd, AURICH und KLUG 1993) Aus der Humanmedizin ist bekannt, dass bei der Frau als Ursache für den sog. Lutealphasendefekt viele Faktoren in Frage kommen. So werden z.b. eingeschränkte präovulatorische Sekretionsmuster des luteinisierenden Hormons bei Frauen mit Corpus-luteum-Insuffizienz beschrieben (SCHNEIDER et al. 1983). Die verminderten LH-Pulse führen zur Entwicklungsstörung des dominanten Follikels, gefolgt von einer unzureichenden Corpus-luteum-Funktion. Es gilt als sicher, dass hypophysäres LH die Hauptkomponente des Hypophysären- Luteotropen-Komplexes darstellt. Den luteotropen Einfluss übt das LH über spezifische Rezeptoren aus, deren Konzentration im Verlauf der Gelbkörperphase in den Zielzellen des Corpus luteum schwankt (YAMOTO et al. 1992; LAWLER et al. 1998) Humanes Chorion Gonadotropin (hcg) Außer in der Hypophyse werden Gonadotropine in wesentlich größeren Mengen unter anderem vom Zytotrophoblast des menschlichen Chorion gebildet. Das aus dem Harn schwangerer Frauen gewonnene humane chorion-gonadotrope Hormon (hcg) stellt einen Glykoprotein-Komplex dar (FORTH et al. 1987). 39

40 Literaturübersicht Das hcg besitzt zum größten Teil LH-Wirkung und eine geringgradige FSH-Wirkung, wobei die Halbwertzeit des hcg über der des LH liegt. Durch hcg werden am Ovar die Thekazellen stimuliert und die Ovulation induziert (FORTH et al. 1987; KROKER 1993 b). Die Ovulation lässt sich durch eine einmalige Applikation von hcg zeitlich eingrenzen und vorverlegen, was mit einer Verkürzung der Rossedauer einhergeht (MICHEL et al. 1986; MEINERT 1991; ALLEN 1992). Durch die dadurch mögliche zeitliche Abstimmung zwischen Ovulation und Bedeckung bzw. Insemination kann die Konzeptionsrate positiv beeinflusst werden (HUFFEL 1985; MICHEL et al. 1986; SHINER 1989). Die hcg-applikation in unterschiedlichen Dosierungen am ersten oder zweiten Rossetag führt bei der geringsten Dosierung von 2000 i.e. innerhalb von Stunden bei ca. 90% der Stuten zur Ovulation (LOY u. HUGHES 1966; VOSS et al. 1974; DUBOSE et al. 1979). Einen Anstieg der Progesteronkonzentration im Blutplasma auf über 1ng/ml innerhalb 72 Stunden können MICHEL et al. (1986) bei Stuten nach Gabe von 3000 i.e. hcg feststellen. Das Zeitintervall bis zum Überschreiten dieses Progesteronplasmawertes ist bei den hcg-behandelten Stuten signifikant kürzer (p<0,05) als bei denen der Placebogruppe. Andere Autoren machen den hcg-einsatz von der Follikelgröße abhängig. Auch sie können innerhalb von Stunden eine Ovulation bei annähernd 90% der Patienten induzieren, wenn der Follikeldurchmesser 35 mm beträgt (DUCHAMP et al. 1987; SQUIRES et al. 1988; HARRISON et al.1991). Der Follikeldurchmesser von 40 mm bei Behandlungsbeginn lässt bei allen behandelten Stuten (n=24) eine Ovulation innerhalb von 48 Stunden erwarten (MEINERT 1991). Eine intravenöse hcg-dosis von mindestens 3000 i.e. wird zur Ovulationsauslösung innerhalb von 24 Stunden bei fortgeschrittener Rosse und palpatorisch sprungreifem Follikel empfohlen (MERKT u. KLUG 1979; MERKT u. JÖCHLE 1990). Eine optimale Dosierung zur Ovulationsinduktion liegt nach SHILOWA et al. (1976) zwischen 2000 und 3000 i.e. hcg. Hingegen spricht sich VOSS (1993) für Dosierungen zwischen 1500 und 4000 i.e. hcg aus. Die verringerte Konzeptionsrate bei wesentlich höheren Dosierungen wird im Zusammenhang mit der gesteigerten 17β-Östradiol- Konzentration diskutiert (SHILOWA et al. 1979). Eine Antikörperbildung nach wiederholter hcg-behandlung (VOSS et al. 1975; DUCHAMP et al. 1987; WILSON et al. 1990), die auch gegen equines LH gerichtet sein kann (HOPPEN 1994), führt zu einer Verlängerung der Rosse aufgrund einer verminderten hcg-wirkung (MERKT u. KLUG 1979; MERKT u. JÖCHLE 1990). Einen stimulierenden Effekt auf die Progesteronsekretion durch hcg-applikation können KELLY et al. (1988) sowohl durch in vitro- als auch in vivo-versuche nachweisen. Nach Applikation von jeweils 1000 I.E. hcg an den Zyklustagen drei, vier und fünf post ovulationem kommt es zu einem deutlichen Anstieg der Progesteronkonzentration ab Tag 7 bis 14 post ov. gegenüber der Kontrollgruppe Endokrine Zyklusregulation auf Gonadenebene Das untere Glied des endokrinen Regelkreises im Zyklusgeschehen der Stute stellen die Ovarien dar, die unter FSH- und LH-Einfluss Follikel anbilden. Die Steroidhormone des Ovars regulieren die zyklusabhängigen anatomischen, histologischen, 40

41 Literaturübersicht kontraktilen und sekretorischen Veränderungen des Reproduktionstraktes (PINEDA 1989). Die heranwachsenden Follikel synthetisieren 17β-Östradiol mit einer maximalen Ausprägung in der periovulatorischen Phase (AURICH u. KLUG 1993). Das präovulatorisch in großen Mengen freigesetzte LH bindet an die Granulosa- und Thekazellen, die sich post ovulationem zu Luteinzellen des Corpus luteum umformen. Der Gelbkörper stellt eine ovarielle endokrine Drüse dar, die überwiegend Progesteron in den Blutkreislauf abgibt (MEINECKE 2000). Dieses graviditätssichernde Steroidhormon erreicht ein Konzentrationsplateau während des. Bei ausbleibender oder steriler Paarung wird die Aufrechterhaltung des Gelbkörpers durch PGF 2α, das von den Endometriumzellen produziert wird, beendet. Durch Ausbleiben eines embryonalen Signals an die Gebärmutter, beginnt diese etwa 14 Tage nach der Ovulation mit der PGF 2α -Sekretion, die eine Luteolyse und damit einen neuen Rossezyklus einleitet (MEINECKE 2000). Im endokrinen Regelkreis der Hypothalamus-Hypophyse-Gonaden-Achse löst Progesteron während der lutealen Phase einen negativen Feed Back-Mechanismus aus. Durch die negative Rückkopplung wird die GnRH-Ausschüttung des Hypothalamus reduziert, die Hypophyse stellt durch ausbleibenden Stimulus die LH- Sekretion ein und eine neue Rosse wird unterdrückt. Ein neuer Rossezyklus läuft an, sobald mit beginnender Luteolyse der Progesteronspiegel sinkt und damit die Blockade des Hypothalamus aufgehoben ist (AURICH u. KLUG 1993). Ein paralleler Rückkopplungsmechanismus auf die FSH-Ausschüttung der Hypophyse ist nicht eindeutig geklärt (KARSCH et al.1987; THOMSON et al. 1991) Progesteron Die Steroidhormone entstehen aus dem gleichen Ausgangsmolekül, dem Cholesterol, das im endoplasmatischen Retikulum der sekretorisch aktiven Ovarzellen aus Acetat synthetisiert wird. Über das Zwischenprodukt Pregnenolon entstehen in mehreren Syntheseschritten in den Mitochondrien Gestagene, Androgene und Östrogene (DÖCKE 1994). Während ihrer Zirkulation im Blut liegen die Sexualsteroide zu 98% an Serumproteine gebunden vor (PARDRIDGE 1988). Aus diesem Pool proteingebundener Steroide werden die Hormone bei Absinken der Konzentration an freiem Steroid langsam freigesetzt. In der freien Form werden die Hormone in die Zellen aufgenommen (BAMBERG 1994). Aufgrund ihrer lipophilen Eigenschaften passieren sie die Zellmembran und erreichen so in ihren Zielorganen spezifische intrazelluläre Rezeptoren. Der wichtigste Vertreter in der Gruppe der Gestagene ist das Progesteron. Durch Hypertrophie und Luteinisierung der Theka- und Granulosazellen entsteht post ovulationem ein Corpus luteum. Die Luteinzellen des Gelbkörpers produzieren und sezernieren, wie eine endokrine Drüse, Progesteron (MERKT u. KLUG 1979). SIEME (1989) und MICHEL (1989) hingegen beobachten schon präovulatorisch einen Progesteronanstieg. In einer Studie von SIROIS et al. (1990) kann im späten Östrus ein Anstieg der basalen Progesteronsekretion der Follikelwandzellen bei sinkender Östradiolsekretion verzeichnet werden. Nach Ansicht der Autoren setzt die follikuläre Luteinisierung schon vor Erreichen des LH-Peaks am 4. oder 5. Östrustag ein. Auch TUCKER et al. (1990) gehen von einem präovulatorischen Beginn der Luteinisierung der Granulosazellen aus. 41

42 Literaturübersicht Nach signifikantem Anstieg der Progesteronkonzentration ab dem Tag nach der Ovulation von ca. 2,5 auf 10 ng/ml Blutplasma am 5. Zyklustag (STABENFELDT et al. 1972; TOWNSON et al. 1989), wird eine Plateauphase erreicht, die sich bis zum 13./14. Zyklustag auf diesem Niveau hält und in der Rosse wieder auf Werte unter 1ng/ml sinkt (HOPPEN 1995). Ähnliche Werte ermitteln MAYER (1999) und KOLBERG (2000). Sie verzeichnen zwischen den Tagen 0 und 5 post ov. einen kontinuierlichen Anstieg von durchschnittlich 1 ng/ml auf 8 ng/ml. Der Maximalwert von 10 ng/ml wird zwischen dem 7. und 11. Zyklustag gemessen. Der anschließende zunächst langsame Rückgang der Progesteronwerte sinkt ab dem 15. Zyklustag bis zur Ovulation signifikant unter 1ng/ml ab. Nach Doppelovulationen kann SQUIRES (1993) im Gegensatz zu GINTHER (1992) keine erhöhten Progesteronkonzentrationen im Blutplasma feststellen. Bei anöstrischen bzw. ovariektomierten Stuten liegen die Serumprogesterongehalte bei 0,072 ng/ml (BRUNCKHORST et al. 1991). In der Frühgravidität beobachten WEBER et al. (2000) mit Progesteronkonzentrationen von durchschnittlich 9,3 ng/ml am 3. Tag post ov. signifikant höhere Werte gegenüber nichtträchtigen zyklischen Stuten. Nach kontinuierlichem Anstieg der Werte bis zum 7. Tag der Gravidität halten sich die Progesteronkonzentrationen auf einem Niveau von 15 ng/ml und übersteigen somit die zeitgleichen diöstrischen Werte um das Dreifache. Der indirekte negative Rückkopplungseffekt des Progesterons auf die LH-Sekretion (ADAMS u. BOSU 1988) wird in einer Studie infolge der Hemmung des LH-Anstiegs nach Luteolyse durch Progesteronapplikation unterstrichen (EVANS et al. 1982). Im Verlauf der Trächtigkeit wird die Progesteronsekretion durch sekundäre Gelbkörper ab Tag 39 und durch die Plazenta ab Tag nach Gestation ergänzt (MARTIN et al. 1989). Die Corpora lutea sezernieren bis ca. zum 200. Tag der Trächtigkeit aktiv Progesteron. Anschließend obliegt die Hormonproduktion bis zum Progesteronabfall ante partum ausschließlich der Plazenta. Dabei ist eine Progesteronkonzentration von 2,5 ng/ml Blutplasma für die Aufrechterhaltung der Gravidität ausreichend (HERMENET et al. 1987). Progesteron setzt die Kontraktionsfähigkeit des Myometriums durch Oxytocin herab (KROKER 1994), indem die zelluläre Kalzium-Verfügbarkeit reduziert wird (CURRIE 1980; CARSTEN u. MILLER 1987). Außerdem ist Progesteron für die Regulation der Östrogenrezeptoren verantwortlich (WATSON et al. 1992; SLAYDEN et al. 1993). Die östrogene Stimulation der Östrogenrezeptor-Synthese (JOHNSTON et al. 1985; McDOWELL et al. 1998) wird durch Progesteron aufgehoben und führt zu einer Reduzierung der Östrogenrezeptorexpression (FERNANDES et al. 1989; SLAYDEN et al. 1993). Die Interaktion zwischen den Östrogen- und Progesteronrezeptoren verläuft reziprok, indem Östrogen die Synthese beider Rezeptortypen fördert, und Progesteron diese hemmt (BRENNER et al. 1990). Dabei wird durch Progesteron nicht die Bindungsaffinität der Östrogenrezeptoren für Östradiol gesenkt, sondern die Regenerationsfähigkeit dieser Rezeptoren im Zellkern gehemmt. Folglich wird die Stimulation der uterinen Drüsen durch Östradiol unterdrückt (KUPRYJANCZYK 1986). Die Konzentration der Progesteronrezeptoren erfährt durch Östrogen eine Steigerung (SWANECK u. FISHMAN 1991), während Progesteron eine deutliche Reduzierung, in Form einer sog. Down-Regulation, induziert (WALTERS u. CLARK 1978). 42

43 Literaturübersicht Die orale bzw. parenterale Applikation von Gestagenen simuliert die Corpus-luteum- Funktion und blockiert vorübergehend die Gonadotropinsekretion (MERKT u. KLUG 1979). Eine so herbeigeführte Blockade der Ovarien stellt bei azyklischen Stuten die Therapie der Wahl dar, um nach mindestens 14-tägiger Gestagen-Applikation in Kombination mit einer anschließenden PGF -Injektion eine Rosse zu induzieren (MERKT u. KLUG 1979; AURICH et al. 1993). Das Absetzen der exogenen Gestagenzufuhr führt durch den damit verbundenen sog. rebound -Effekt zu einer LH-Freisetzung aus der Hypophyse (JÖCHLE et al. 1991; LÜBBECKE et al. 1994). Durch die Prostaglandinapplikation nach Beendigung der Gestagenzufuhr wird eventuell noch vorhandenes Gelbkörpergewebe sicher entfernt, so dass eine Rosse in der Regel nach drei bis vier Tagen eintritt (JÖCHLE et al. 1991; AURICH et al. 1993). Eine genaue Ovulationsterminierung lässt sich durch alleinige Gestagenbehandlung nicht durchführen (LOFSTEDT 1988; GINTHER 1992). Die durch exogene Gestagenzufuhr induzierte Zyklusblockade kann im Rahmen einer Zyklussynchronisation zur Verschiebung der Rosse genutzt werden (AURICH et al. 1993) Östrogen Zu den hauptsächlich in den Theka interna- und Granulosazellen der Follikelwand gebildeten Östrogenen gehören 17ß-Östradiol und Östron. Sowohl in der Follikelflüssigkeit als auch im Serum liegen die Östradiolspiegel über denen des Östrons (MEINECKE et al. 1987), wobei 17ß-Östradiol als das potenteste natürlich vorkommende Östrogen eingestuft wird (BINSKO et al. 1993). Das Zyklusprofil der Östradiolkonzentration im Blutplasma zeigt mit Beginn der Rosse (ca. 6-8 Tage prae ov.) steigende Tendenz, bis zum Erreichen des Maximalwertes von ca. 20 pg/ml Blutplasma etwa 2 Tage vor der Ovulation (DAELS et al. 1991; HOPPEN 1995). Bereits unmittelbar vor der Ovulation sind die Östradiolwerte wieder rückläufig, so dass nach 1 bis 2 Tagen diöstrische Basalwerte von 14 pg/ml (DAELS et al. 1991) bzw. 10 pg/ml (HOPPEN 1995) erreicht werden. Durch zusätzliche Verlaufsstudien der konjugierten Östrogene, in Form der Östrogenmetaboliten im Plasma bzw. Urin, ist neben dem präovulatorischen Maximalwert ein weiterer Anstieg der konjugierten Östrogene im frühen Diöstrus (Tag 5 bzw. 7 post ov.) zu erkennen. Dies führen DAELS et al. (1991) auf das diöstrische Auftreten von Follikelanbildungswellen oder auf die Östrogensynthese des Gelbkörpers zurück. Die mittleren 17ß-Östradiol-Konzentrationen ändern sich in der frühen Phase der Gravidität mit Werten um 1 ng/ml Plasma kaum (DEALS et al. 1991; MAYER 1999). Die Konzentrationswerte zeigen erst zwischen dem 40. und 60. Trächtigkeitstag steigende Tendenz (DEALS et al. 1991; HOFFMANN et al. 1996). Der mittlere Serumöstradiolgehalt bei anöstrischen bzw. ovariektomierten Stuten bewegt sich um 8,21 pg/ml (BRUNCKHORST et al. 1991). 2.5 Die Corpus-luteum-Insuffizienz In der Ätiologie der Gelbkörperinsuffizienz sind grundsätzlich zwei verschiedene pathogenetische Mechanismen zu unterscheiden. Einerseits können äußere Einflüsse zu einer frühzeitigen Regression des Corpus luteum führen und 43

44 Literaturübersicht andererseits kann eine primär gestörte Gelbkörperfunktion eine mangelhafte Progesteronsekretion nach sich ziehen. Zu den exogenen Faktoren einer Gelbkörpermanipulation gehört jede mechanische, chemische und mikrobiologische Irritation des Uterus, die direkt oder indirekt mit einer PGF -Freisetzung einhergeht. Das postovulatorisch zunächst in Anbildung befindliche Corpus luteum zeigt sich für einige Tage gegenüber der luteolytischen Wirkung des PGF refraktär. Folglich beeinflusst die in der Regel mit jeder Bedeckung bzw. Insemination einhergehende transiente Endometritis die Gelbkörperfunktion nicht. Allerdings hat ein Endometritisgeschehen nach dem 5. bis 6. Tag post ovulationem einen rapiden Rückgang der Progesteronsekretion und eine vollständige Luteolyse zur Folge (STABENFELDT et al. 1976; NEELY et al. 1979). Als ein weiterer Hinweis für eine entzündungsbedingte Rückbildung des Gelbkörpers kann die Verkürzung des Zyklusintervalls gedeutet werden. HUGHES und LOY (1969) und HUGHES et al. (1977) können durch experimentelle Inokulation von Streptococcus zooepidemicus eine Verkürzung der Zyklusspanne hervorrufen. Weiterhin muss die iatrogene Manipulation des Uterus als eine Regressionsursache des Gelbkörpers angesehen werden. So lässt sich durch intrauterine Infusionen reizender oder saurer Lösungen eine PGF -Freisetzung innerhalb von 5 Minuten induzieren (NEELY et al. 1979). Hingegen gehen Uterusspülungen mit isotonischer Natriumchloridlösung selten mit einer PGF -Sekretion einher, da eine Azidität der Uterusinfusion für die Freisetzung der Prostaglandine maßgeblich ist (PASCOE et al. 1989). Auch durch eine Biopsieentnahme im wird eine frühzeitige Regression des Corpus luteum und eine Verkürzung des Zyklusintervalls ausgelöst. Ausschlaggebend für die PGF -Freisetzung durch die Biopsieentnahmetechnik ist einerseits die Manipulation der Zervix und andererseits die Traumatisierung des Endometriums. DAELS et al. (1989) und ELLSWORTH-SWIHART et al. (1985) belegen den traumatischen Effekt, indem sie mit nichtsteroidalen Antiphlogistika der PGF - Ausschüttung entgegenwirken. Andererseits ist es möglich, dass die nie ganz aseptisch durchführbare Biopsieentnahme eine bakterielle Endometritis nach sich zieht. Durch eine intrauterine Antibiotika-Behandlung nach einer Biopsieentnahme kann einer entzündungsbedingten Prostaglandinfreisetzung erfolgreich entgegengewirkt werden, so dass die luteale Funktion ungestört bleibt (BAKER et al. 1981). Für eine primäre Gelbkörperinsuffizienz bei der Stute gibt es in der Literatur kaum Hinweise. Einige Autoren werten wiederholte frühembryonale Verluste, die mit verkürzten Zyklusintervallen und niedrigen Progesteronkonzentrationen im Blutplasma einhergehen, als indirekten Hinweis auf eine primäre Funktionsstörung des Corpus luteum (GINTHER 1985; BERGFELDT et al. 1992). Auch ÖZGEN (1999) beobachtet bei Stuten mit intrauteriner Flüssigkeitsakkumulation verkürzte interovulatorische Intervalle in Verbindung mit geringen Progesteronwerten im Blutplasma während der lutealen Phase. Die Autorin vermutet eine primäre Lutealinsuffizienz als Kernpunkt der ätiopathogenetischen Hypothese einer endometrialen Hypersekretion aufgrund einer ungenügenden Down- Regulation der Steroidrezeptoren, die zu einer überhöhten Expression der Östrogenund Progesteronrezeptoren führt. 44

45 Literaturübersicht Eine Corpus-luteum-Insuffizienz als Ursache einer hormonellen Dysregulation endometrialer Rezeptorexpression wird von SCHOON et al. (1999) auch bei der irregulären Differenzierung des Endometriums in Erwägung gezogen. Anhand immunhistologischer Untersuchungen können HÄFNER et al. (2001) die von SCHOON et al. (1998) definierte irreguläre Differenzierung des Endometriums unter ätiopathogenetischen Gesichtspunkten verifizieren. Abweichend von der regulären Differenzierung des Endometriums und im Gegensatz zur Studie von ÖZGEN (1999) ist die Expression der Progesteronrezeptoren im Zusammenhang mit der irregulären sekretorischen Differenzierung vermindert. HÄFNER et al. (2001) vermuten eine gestörte interzelluläre Signaltransduktion oder stromal-epitheliale Interaktionen als Ursache für die Reduzierung endometrialer Progesteronrezeptoren, die eine insuffiziente Progesteronwirkung nach sich zieht. Andererseits ziehen die Autoren neben der unzureichenden Down-Regulation der Steroidhormonrezeptoren aufgrund einer inadäquaten Progesteronwirkung (OKULICZ 1988; WATHES et al. 1996) auch eine verstärkte Östrogenwirkung als Ursache einer Differenzierungsstörung in Betracht. Dies könnte die unphysiologisch hohe glanduläre Expression der Östrogenrezeptoren und des Ki-67 Antigens in den Drüsenarealen irregulär differenzierter Endometrien erklären, denn die Östrogene fördern die Synthese der eigenen Rezeptoren (WHATES et al. 1996; McDOWELL et al. 1998). So können auch ELLENBERGER et al. (2002) im Zusammenhang mit neoplastischen Ovarveränderungen eine hormonelle Imbalance, die häufig mit irregulärer Differenzierung des Endometriums einhergeht, beobachten. Die bei den meisten Stuten dieser Studie diagnostizierten unilateralen Granulosazelltumoren gehen in der Regel mit sehr niedrigen Progesteron- und Östradiolplasmawerten einher. In der Humanmedizin gibt es auf dem Gebiet der Gelbkörperinsuffizienz wesentlich mehr Erkenntnisse. Die luteale Insuffizienz geht mit einer inadäquaten Progesteronproduktion einher und führt zu Infertilität sowie zu gehäuften Aborten zu Beginn der Schwangerschaft (McNEELY u. SOULES 1988; MORI 1992). JONES (1977) führt etwa 35% der habituellen Aborte auf eine luteale Funktionsstörung zurück. Unter dem Syndrom der Lutealinsuffizienz werden verschiedene pathogenetische Mechanismen zusammengefasst. STROTT et al. (1970) machen einen deutlich erniedrigten FSH-Serumspiegel perimenstruell und in der frühen Follikelphase für eine unzureichende Ausreifung der Granulosazellen während des Follikelwachstums verantwortlich. Die aus diesen Follikeln gebildeten Gelbkörper sind in ihrer Funktion gestört. Diese Störung lässt sich allerdings nicht in jedem Fall durch eine hmg- bzw. hcg-therapie (SHAPIRO 1972) beheben, so dass auch andere Endokrinopathien in Betracht gezogen werden können. In diesem Zusammenhang muss der Hyperandrogenismus genannt werden, da bei Patienten mit Gelbkörperschwäche häufig erhöhte Androgen-Plasmakonzentrationen angetroffen werden (SCHNEIDER et al. 1983). Die Bedeutung der Androgenwirkung für die Progesteronsekretion des Corpus luteum wird in der Literatur kontrovers diskutiert. In verschiedenen Arbeitsgruppen wird der androgene Effekt auf die Progesteronsekretion in Granulosazellkulturen mit oder ohne Gonadotropineinwirkung untersucht. HILLIER et al. (1977) und LUCKY et al. (1977) stellen eine deutlich gesteigerte Progesteron-Freisetzung der Granulosazellen durch Testosteron in Abwesenheit der Gonadotropine fest. Zu ähnlichen Ergebnissen kommen HANEY und SCHOMBERG (1978) hinsichtlich der Dihydroxytestosteron-Wirkung auf porcine Granulosazellkulturen. 45

46 Literaturübersicht Eine Steigerung der Progesteronsekretion unter Testosteroneinwirkung in Anwesenheit von FSH können sowohl ARMSTRONG und DORRINGTON (1976) an Granulosazellkulturen von Ratten als auch MOON (1981) an menschlichen Granulosazellen demonstrieren. Im Gegensatz dazu zeigen jüngere Untersuchungen an porcinen Granulosazellkulturen, dass Androgene einerseits in Anwesenheit von LH die Progesteronsynthese fördern und andererseits unter FSH-Einfluss diese reduzieren (TANABE et al. 1992). Die Autoren vermuten eine parakrine oder autokrine Steuerung der Progesteronsekretion durch Androgene unter Einfluss der Gonadotropine. Untersuchungen von MARUO et al. (1992) machen deutlich, dass die Schilddrüsenhormone T3 und T4 einen synergistischen Einfluss auf die FSH-abhängige Differenzierung der Granulosazellen haben. Der ungestörte Reifungsprozess der Granulosazellen ist wiederum unabdingbar für die Follikelreifung, Ovulation und letztendlich auch für die Gelbkörperausbildung. Die Autoren sehen daher einen Zusammenhang zwischen dem Hypothyreodismus und einer gestörten Follikelentwicklung sowie Gelbkörperfunktion. KONINCKX (1981) beschreibt das LUF (Lutealphasendefekt u. Follikelreifungs) - Syndrom als Luteinisierung eines unrupturierten Follikels. Bei den davon betroffenen Patientinnen bleibt bei physiologischer Zykluslänge und deutlich ausgeprägtem LH- Peak eine Follikelruptur aus. Die noch eine zeitlang lebensfähige Oozyste dieses Follikels verzögert die Luteinisierung durch die anhaltende Sekretion eines Luteinisierungs-inhibierenden-Faktors (LIF). Die Folge ist ein verzögertes Einsetzen der lutealen Phase und damit der Progesteronsekretion (CHANNING 1970). Eine verminderte Progesteron-Freisetzung kann auch durch den direkten Einfluss von Prolaktin oder LH-Releasinghormon auf die Progesteronsynthese der Granulosaluteinzelle bedingt sein (SCHNEIDER et al. 1983). Prolaktin und LH-RH zeigen dabei einen antagonistischen Einfluss auf die 20 -Hydroxy-Steroiddehydrogenase, die den Stoffwechsel von Progesteron zu 20 -Hydroxy-Progesteron katalysiert. Prolaktin fördert, außer durch die Hemmung des Steroidmetabolismus, die Progesteronsynthese indirekt durch den stimulierenden Einfluss auf die LH- Rezeptoren. Das LH-Releasinghormon senkt die Progesteronkonzentration indirekt durch Förderung des Progesteronkatabolismus und unterdrückt die Progesteronsynthese direkt über den LH-FSH-Antagonismus. Die prolaktinogene Corpus-luteum-Inssuffizienz beruht auf einer transienten, latenten oder klinisch inapparenten Hyperprolaktinämie (AISAKA et al. 1987). In einer Studie von AISAKA (1992) zeigen 62,2% der Frauen mit einem Lutealphasendefekt eine transiente Hyperprolaktinämie. Als Ursachen kommen u.a. eine Hemmung des Prolaktin-Inhibiting-Faktors (Dopamin), eine Steigerung der Prolaktinsekretion durch erhöhte Werte des Thyreotropin-Releasing-Hormons und durch Prolaktinome in Frage. Die Folge ist eine Hemmung der GnRH-Freisetzung aus dem Hypothalamus (RJOSK 1982). SCHNEIDER et al. (1983) können bei 41 von 58 Frauen mit einer funktionellen Sterilität eine Corpus-luteum-Insuffizienz diagnostizieren. Bei den betroffenen Patientinnen wird durch Ultraschall-Follikulometrie in 21,6% der Fälle kein und in weiteren 27% nur ein irreguläres Follikelwachstum beobachtet. Es zeigen zwar 34% der Patientinnen eine normale Follikelentwicklung, allerdings bleibt davon in 19% der Fälle eine Follikelruptur und Ovulation aus. Diese Beobachtungen machen deutlich, dass ein gestörtes Follikelwachstum eine besondere Relevanz für die klinische Gelbkörperinsuffizienz hat. 46

47 Literaturübersicht ASCH et al. (1982) können in ihren Untersuchungen an 24 Stunden post ov. hypophysektomierten weiblichen Rhesusaffen intakte Lutealphasen beobachten, die denen physiologischer Zyklen gleichen. Die Autoren können diese von der Adenohypophyse unabhängige Funktion des Corpus luteum durch In-vitro-Versuche an Granulosaluteinzellen bestätigten. So sind Luteinzellen von verschiedenen Spezies in der Lage, in vitro bis zu zwei Wochen lang ohne LH- oder hcg- Stimulation Progesteron zu sezernieren. Resümierend kann eine deutliche Relevanz der Abläufe in der Follikelphase für die Entstehung einer gestörten Corpus-luteum- Funktion festgehalten werden, was auch für die therapeutische Beeinflussbarkeit von Bedeutung ist (MORI 1992). 2.6 Therapeutische Beeinflussbarkeit der Gelbkörperschwäche bei der Frau Eine Progesteron-Substitution bei der Gelbkörperinsuffizienz der Frau kann nicht als Kausaltherapie angesehen werden, weil die spätere Funktionsfähigkeit des Corpus luteum schon in der Follikelphase entschieden wird (SCHNEIDER et al. 1983). Dennoch werden mit dieser Behandlungsform Schwangerschaftsraten zwischen 42 und 50% erreicht, indem die Applikation ab dem 3. Tag nach Basaltemperaturanstieg (1-2 Tage post ov.) bis zum Beginn der nachfolgenden Menstruation durchgeführt wird. Im Falle einer Schwangerschaft wird die Substitution über die Transitionsphase in der 12. Schwangerschaftswoche hinaus fortgesetzt (JONES 1977; SOULES et al. 1977). Durch die hcg-applikation kann in Dosierungen von 2500 i.e. täglich (MOSZKOWSKI et al. 1962) oder bis zu 5000 i.e. jeden 2. Tag (JONES et al. 1974) die Gelbkörperfunktion in der folgenden lutealen Phase verbessert werden. Ähnliche Ergebnisse können durch Gabe von i.e. hcg unmittelbar post ovulationem und wiederholte Applikation von i.e. nach sieben Tagen bzw i.e. jeden 3. Tag erzielt werden (NILLIUS 1976). Nach McNATTY et al. (1975) setzt Stunden vor der Ovulation, parallel zum Anstieg des LH-Peaks, die Progesteronproduktion der Granulosazellen ein. Folglich ist die präovulatorische hcg-behandlung gegenüber der postovulatorischen Anwendung zu favorisieren, da die Ausbildung des Corpus-luteum bereits in der präovulatorischen Phase eingeleitet wird (SCHNEIDER et al.1983). Der therapeutische Einsatz von Antiöstrogenen (Clomifen, Epimestrol, Cyclophenil) bei der Frau zur Regulierung der Gelbkörperfunktion soll den negativen Feedback- Mechanismus der endogenen Östrogene auf die FSH-Ausschüttung unterdrücken. Durch die gesteigerte FSH-Sekretion kann der für das Lutealinsuffizienz-Syndrom typischen Störung der Follikelreifung entgegengewirkt werden (SCHNEIDER et al. 1983). Verstärkt wird dieser Effekt durch die ebenfalls gesteigerte LH-Sekretion. Mit Clomifen-Behandlungen über fünf Tage (5. 9. Zyklustag) ist in bis zu 60% der Fälle eine verbesserte Lutealfunktion zu beobachten und Schwangerschaftsraten von 18,5-35% werden erreicht, wobei die Abortrate bei 11,5% liegt (GARCIA et al. 1977; GRONAU et al. 1978). Ähnliche Verbesserungen der Gelbkörperfunktion lassen sich mit Epimestrol erreichen (BOHNET et al. 1980). Bei der prolaktinogenen Corpus-luteum-Insuffizienz kommen Dopamin-Agonisten (z.b. Bromocriptin, Lisurid) zum Einsatz. Sie sollen die Prolaktinfreisetzung aus den hypophysären laktotrophen Zellen hemmen und damit die prolaktin-inhibierende- 47

48 Literaturübersicht Wirkung des endogenen Dopamins unterstützen (RJOSK u. WERDER 1983). Die Autoren erreichen damit Schwangerschaftsraten von ca. 40%. Der Einsatz von GnRH-Analoga soll die endogene Frequenz des LH-RH beeinflussen, so dass die LH-Oszillationen variiert werden. Durch eine pulsatile Substitution von LH-RH kann eine Normalisierung der Follikelreifung und somit eine eutrophe Gelbkörperfunktion erreicht werden (SCHNEIDER et al. 1983). 2.7 Therapeutische Beeinflussbarkeit der Gelbkörperschwäche bei der Stute Bei Stuten, die im Zusammenhang mit einer frühembryonalen Fruchtresorption durch niedrige Plasmaprogesteronkonzentrationen auffallen, wird als Ursache eine Gelbkörperinsuffizienz in Betracht gezogen (GINTHER 1985; BERGFELDT et al. 1992). Daher wird die Möglichkeit gesehen, dieser inadäquaten endogenen Progesteronsekretion des Corpus luteum bzw. der Plazenta durch exogene Progesteronzufuhr entgegenzuwirken (MERKT u. KLUG 1979; ALLEN 1984). Dies ist jedoch sehr umstritten und fraglich, denn die Erfolge einer Abortprophylaxe sind größtenteils unbefriedigend (MERKT 1966, 1976) oder bleiben aus (GÜNZEL u. MERKT 1979). IRVINE et al. (1990) können bei 17 Stuten mit spontanem frühembryonalen Fruchtverlust nur in einem Fall einen niedrigen Progesteronspiegel der betroffenen Stuten feststellen. Dies lässt vermuten, dass kein ursächlicher Zusammenhang zwischen einer primären Gelbkörperinsuffizienz und frühembryonalem Fruchttod besteht (GINTHER 1992). Andererseits kann durch die Supplementierung von Progesteron oder synthetischem Progestagen (z. B. 28mg/Tier/Tag Altrenogest oral) die Gelbkörperfunktion unterstützt werden, so dass sogar ein Abort nach Ovariektomie wirksam verhindert werden kann (SHIDELER et al. 1982; HINRICHS et al. 1985; PARRY-WEEKS u. HOLTAN 1986). Mit einer Einzelapplikation eines anderen synthetischen Progestagenpräparates (1000 mg Hydroxyprogesteronhexanoat i.m.) lässt sich hingegen keine sichere Abortprophylaxe bei ovariektomierten Stuten betreiben (McKINNON et al. 1993), was durch die niedrige endometriale Rezeptorbindungsaffinität dieses Präparates zu erklären ist (NOBELIUS 1992). In einer jüngeren Studie von McKINNON et al. (2000) werden fünf verschiedene Gestagenpräparate vergleichend auf ihre graviditätssichernde Wirkung untersucht. Bei den insgesamt 25 Stuten, die am 14. Zyklustag ultrasonographisch als sicher tragend angesprochen werden können, wird am 16. Zyklustag mit der Progesteronsubstitution begonnen, bevor zwei Tage später die Luteolyse mit einer PGF - Injektion eingeleitet wird. Die Progesteronplasmakonzentration fällt bei allen Patienten am Tag nach der PGF -Applikation unter 2ng/ml und verbleibt in den folgenden Tagen auf niedrigem Niveau. Die nach Herstellerempfehlung durchgeführten Medroxyprogesteronacetat-, Hydroxyprogesteronhexanoat-, Norgestomet oder Megesterolbehandlungen können in den jeweiligen Gruppen keine Trächtigkeit über den Tag post ov. hinaus aufrecht erhalten. Weiterhin ist es auch unwahrscheinlich, dass die Anwendung dieser synthetischen Progestagene in einem späteren Trächtigkeitsstadium einen größeren Behandlungserfolg erzielt (SHIDELER et al. 1982; KNOWLES et al. 1994). McKINNON et al. (2000) halten, wie NOBELIUS (1992) ebenfalls vermutet, eine 48

49 Literaturübersicht ungenügende Bindungsaffinität der synthetischen Progestagene an endometriale Progesteronrezeptoren als Ursache der fehlenden therapeutischen Wirksamkeit für wahrscheinlich. Die Autoren raten deshalb von der Anwendung dieser Präparate in der Pferdepraxis zur Abortprophylaxe ab. Allerdings kann durch die Anwendung von Altrenogest in der Studie von McKINNON et al. (2000) bei allen behandelten Stuten ein Abort, trotz fehlender endogener Progesteronsekretion, erfolgreich verhindert werden. Dadurch werden die Ergebnisse mehrerer Studien an ovarektomierten Stuten bestätigt (SHIDELER et al. 1982; HINRICHS et al. 1985; McKINNON et al. 1993). Es muss allerdings berücksichtigt werden, dass eine Progesteronbehandlung zum Schluss der Zervix und verminderter Motilität des Uterus führt, so dass die Eliminierung von Flüssigkeit, Bakterien und infundierten Partikeln erschwert wird (EVANS u IRVINE 1992; EVANS et al. 1986, 1987). Folglich steigt unter Progesteroneinfluss die Endometritisanfälligkeit (ALEXANDER u. IRVINE 1991; KLUG et al. 1997) aufgrund verminderter physischer (TAVERNE et al. 1979; TROEDSSON et al a) und zellulärer (BLUE et al. 1982; WASHBURN et al. 1982; LIU et al. 1985; WATSON 1987; TROEDSSON 1997) Abwehrmechanismen. Die Gestagenapplikation erfolgt oral, per injectionem oder vaginal. Der Einsatz natürlichen Progesterons ist nur bei täglicher intramuskulärer Injektion effektiv. Hingegen werden synthetische Gestagene, wie Allyl-Trenbolone, täglich per os verabreicht, oder ein progesteronhaltiger Vaginalapplikator kann intravaginal eingesetzt werden (JÖCHLE et al. 1991; LÜBBECKE et al. 1994). Als Alternative zur oralen Gestagenapplikation stehen progesteronfreisetzende Intravaginalspiralen oder spangen zur Verfügung. Für zwölf bis 14 Tage werden diese in der Scheide eingesetzt, so dass das Progesteron kontinuierlich über die Schleimhaut resorbiert wird. Eine Rosse tritt ca. zwei bis vier Tage nach Entfernen der Spirale ein. Es kommt allerdings häufig durch die Spirale zu einer Fremdkörperreizung der Schleimhaut, die gelegentlich mit einer muko-purulenten Sekretion reagiert (AURICH et al. 1993). Durch eine GnRH-Behandlung können BERGFELDT und GINTHER (1992) bei saisonal anöstrischen Stuten zwar Ovulationen induzieren, aber die daraus resultierenden Graviditäten sind durch hohe embryonale Verluste gekennzeichnet und korrelieren mit insuffizienter Progesteronsekretion aufgrund ungenügender Gonadotropinstimulation der Gelbkörperanbildung. Im ätiologischen Zusammenhang der periovulatorischer Flüssigkeitsakkumulation im Stutenendometrium vermuten SCHOON und SCHOON (1995) eine gestörte Lutealfunktion, die sich durch eine verzögerte luteale Regression oder verfrühte Luteinisierung des präovulatorischen Follikels äußert. Die physiologische Funktion und Lebensdauer des Gelbkörpers wird durch endometriale PGF -Sekretion gesteuert (NEELY et al. 1979; DAELS et al. 1989). Durch die exogene PGF - Applikation ist es möglich die Lebensspanne des Gelbkörpers iatrogen zu manipulieren (DOUGLAS u. GINTHER 1975; SQUIRES et al. 1981). In der Studie von ÖZGEN (1999) soll der hypothetische Pathogenesemechanismus einer lutealen Funktionsstörung bei flüssigkeitsbelasteten Stuten durch eine PGF - Behandlung bestätigt werden. Die ca. zwei Tage vor der Ovulation mit 5 mg Dinoprost i.m. behandelten Stuten zeigen allerdings gegenüber der Kontrollgruppe keine gesteigerten Progesteronplasmakonzentrationen in der periovulatorischen Phase. 49

50 Eigene Untersuchungen 3 Eigene Untersuchungen 3.1 Vorbemerkung Die Untersuchungsbefunde werden bei Warmblutstuten, die in der Zentralen Pferdebesamungsstation des Niedersächsischen Landgestütes Celle für den Behandlungs- bzw. Beobachtungszeitraum eingestallt sind, erhoben. Als Untersuchungszeitraum dient die Zuchtsaison 2000 (Anfang Januar bis Ende Juli). Die pathohistologische, morphometrische und immunhistologische Untersuchung der Endometriumbiopsien werden im Institut für Veterinär-Pathologie der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig vorgenommen. Die Zervixtupfer werden am Institut für Mikrobiologie und Tierseuchen der Tierärztlichen Hochschule Hannover auf ihren allgemeinen bakteriellen Keimgehalt untersucht. Die Bestimmung der Hormonparameter im Blutplasma erfolgt in der Zentrumsabteilung für Chemische Analytik und Endokrinologie der Tierärztlichen Hochschule Hannover. 3.2 Material und Methoden Tiergut und Auswahlkriterien Für die Untersuchung stehen 37 hannoversche Warmblutstuten im Alter zwischen 7 und 19 Jahren zur Verfügung. Im Rahmen der Eingangsuntersuchung fallen 30 dieser Stuten bei der Ultraschalluntersuchung durch eine anechogene Flüssigkeitsakkumulation im Uteruslumen auf. Dabei handelt es sich um Patienten, die mit einer Ausnahme güst sind oder noch nicht im Zuchteinsatz w aren. Zusätzlich werden sieben Stuten, die keine intraluminale Flüssigkeitsansammlung aufweisen, herangezogen. Alle Patienten sind für den Behandlungs- bzw. Beobachtungszeitraum in der Zentralen Besamungsstation des Landgestütes Celle eingestellt Einteilung der Versuchsgruppen Bei der Eingangsuntersuchung werden die Stuten, bei denen typische Symptome der Hydromukometra diagnostiziert werden, nach dem Zufallsprinzip alternierend einer der vier Versuchsgruppen zugeordnet. In den drei verschiedenen Behandlungsgruppen wird der jeweilige Behandlungsplan über einen gesamten Zyklus durchgeführt (vgl. Tab. 3.1, S. 51). Mit der Therapie wird in den Behandlungsgruppen am Tag nach der Ovulationsfeststellung begonnen. Generell werden die Hormonpräparate entsprechend der Herstellerempfehlung dosiert. Die Kontrollgruppe wird im gleichen Umfang wie die Behandlungsgruppen untersucht und beprobt, aber keiner Behandlung unterzogen. Zusätzlich werden die endokrinologischen und immunhistochemischen Befunde der Kontrollgruppe, die bei HMM-Stuten typischerweise aufgrund des von ÖZGEN (1999) erarbeiteten hypothetischen Pathogenesemechanismus einer Progesteroninsuffizienz von klinisch-gynäkologisch gesunden Stuten abweichen, mit der 50

51 Eigene Untersuchungen Stutengruppe verglichen, die bei der Eingangsuntersuchung ohne besonderen Befund war (vgl. Tab. 3.2, S. 52). In der Progestagen-Gruppe bekommen die Stuten täglich 7ml eines synthetischen Progestagenpräparates (Regumate, Fa. Serum-Bernburg, Bernburg) per os verabreicht. Die tägliche exogene Altrenogestdosis beträgt damit 28 mg pro Tier und Tag. Am 15. Tag post ov. wird die Progestagenapplikation abgesetzt und die Behandlung am 16. Tag post ov. mit einer intramuskulären Injektion eines Prostaglandinpräparates (5mg Dinoprost, Dinolytic, Fa. Upjohn, Erlangen) abgeschlossen. In der Gonadotropin-Gruppe wird den Stuten an den Tagen 5, 10 und 14 post ov. 1,5ml humanes Choriongonadotropin (Choriolutin, Fa. Albrecht, Aulendorf ) nach gründlicher Desinfektion der Injektionsstelle intravenös in die V. jugularis externa appliziert. Die hcg-dosierung beträgt somit 1500 i.e. pro Injektion. Die Patienten der GnRH-Gruppe erhalten an den Tagen 5 und 10 post ov. je ein GnRH-Analogon-Implantat (Ovuplant, Fa. Peptide Technology LTD, Dee Why, NSW, Australia). Das Implantat wird im Bereich der linken Halsseite, eine Handbreit cranial des Schulterblattes, nach vorheriger Desinfektion der Implantatstelle unter Verwendung einer Kanüle mit Mandrin (Fa. Hauptner, Hannover) subkutan platziert. Nach Angaben des Herstellers setzen die 2,25mg des GnRH-Analogons Deslorelin enthaltenden Implantate etwa 60% ihres Wirkstoffes innerhalb der ersten 24 Stunden, etwa 30% in den folgenden 24 Stunden und die restlichen 10% während weiterer zwei bis drei Tage frei. Tab. 3.1: Einteilung der Versuchsgruppen in drei Behandlungsgruppen und eine Kontrollgruppe Versuchsgruppe Gruppengröße (n) Behandlungsplan Progestagen-Gruppe 7 d1-15: 28 mg/tier/tag Allyl-Trenbolone p.os. (Regumate, Serum-Bernburg, Bernburg); d16: 1,0 ml Dinoprost i.m. ( 5mg PGF ) (Dinolytic, Upjohn, Erlangen) Gonadotropin-Gruppe 7 d5; d10; d i.e. hcg i.v. (Choriolutin, Fa. Albrecht, Aulendorf ) GnRH-Gruppe 8 d5; d10: 2,25 mg Deslorelin s.c. (Ovuplant, Fa. Peptide Technology LTD, Australien) Kontrollgruppe 8 Keine Behandlung 51

52 Eigene Untersuchungen d0 = Tag der Ovulation Tab. 3.2: Gegenüberstellung der unbehandelten HMM-Gruppe und der klinischgynäkologisch gesunden Stuten (o.b.b.-gruppe) Versuchsgruppe Gruppengröße (n) Behandlungsplan HMM-Gruppe 8 Keine Behandlung o. b. B.-Gruppe 7 Keine Behandlung Versuchsanordnung Über die gesamte Versuchsdauer werden die Probanden täglich klinischgynäkologisch und ultrasonographisch befundet. Bei allen Probanden wird im Rahmen der Eingangsuntersuchung eine Zervixtupferprobe entnommen und auf allgemeinen Keimgehalt hin untersucht. EDTA-Blutproben werden, ausgehend vom Tag der Ovulation, an den Zyklustagen 0, 3, 5, 8, 10, 13, 16, 18 post ov. und danach täglich bis zum Eintritt der nächsten Ovulation gewonnen und auf ihre Progesteron- und Östrogenplasmakonzentrationen untersucht. Die Entnahme von Endometriumbiopsien erfolgt ebenfalls am Tag der ersten Ovulation und weiterhin an den Zyklustagen 5, 10, 13, 16, 19 und 21 post ov. bis zur Feststellung der zweiten Ovulation. Die Biopsien werden, wie in Kapitel beschrieben, konserviert und anschließend pathohistologisch, histomorphometrisch und immunhistologisch analysiert (vgl. Tab. 3.3) Wegen erheblicher Variationen in der Zykluslänge zwischen den Probanden und zur besseren Übersicht, werden die Proben retrospektiv anhand der klinischen und endokrinologischen Parameter den Zyklusphasen früher (d1-5), mittlerer (d6-10) und später (d11-14), Proöstrus (d14-16) sowie früher (d17-19) und später Östrus (d20-22) zugeordnet. Tab. 3.3: Zeitplan der Probenentnahme bzw. Untersuchung Zyklustag (d) 0 Ov Ov. Tupferprobe X Blutprobe X X X X X X X X X X X X Uterusbiopsie X X X X X X X Klin.-gyn. U. X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Legende: X Probenentnahme bzw. Untersuchung 52

53 Eigene Untersuchungen Art der Probenentnahmen Tupferprobe Um eine mikrobiologische Untersuchung durchzuführen, wird bei allen Stuten zunächst eine Zervixtupferprobe entnommen. Die Entnahmetechnik erfolgt nach dem von MERKT und LEPEL (1970), modifiziert nach MERKT et al. (1980) beschriebenen Verfahren. Parallel kann adspektorisch Form und Öffnungsgrad des äußeren Muttermundes, Farbe und Feuchtigkeitsgrad der Vaginalschleimhaut sowie vor der Zervix liegende Sekretansammlungen registriert werden. Die Befunde werden nach dem Schlüssel zur Aufzeichnung von gynäkologischen Untersuchungsbefunden von KLUG (1999) beurteilt und protokolliert Endometriumbiopsien Zur Entnahme der Endometriumbiopsien wird eine Biopsiezange nach KEVORKIAN (Firma Hauptner, Solingen) eingesetzt. Die Biopsiezange wird im geschlossenen Zustand, mit Hilfe des Spreizspekulums nach POLANSKY und der Zervixfasszange nach ALBRECHTSEN, unter Sichtkontrolle und keimarmen Bedingungen durch die Zervix in das Uteruslumen eingeführt. Im geöffneten Zustand wird die Zange am Übergang von Uteruskörper zum Uterushorn gegen die dorsale Uteruswand gedrückt. Durch Schließen und schnelles Zurückziehen der Biopsiezange kann ein zirka erbsengroßes Stück des Endometriums gewonnen werden. Die Biopsie wird unmittelbar in 4%-igem cacodylatgepuffertem Formalin fixiert und an das Institut für Veterinär-Pathologie der Universität Leipzig verschickt Blutprobenentnahme Die Blutentnahme erfolgt, nach Desinfektion und manueller Stauung aus der Vena jugularis externa, mittels Vacutainer-EDTA-(K3) Röhrchen und Vacutainerkanülen (20G 11/2; 0,9* 40mm) (Firma Becton-Dickinson, Heidelberg). Die EDTA-Blutproben werden zur Plasmagewinnung zehn Minuten lang bei 700g zentrifugiert und das so gewonnene Plasma bis zur weiteren Untersuchung bei 18 C gelagert Untersuchungsparameter Die Stuten aller Versuchsgruppen bzw. deren Proben werden folgendem Untersuchungsplan unterzogen: 1. Anamnese 2. Prüfung der äußeren Paarungsbereitschaft 3. Gynäkologische Befunderhebung: Rektale und Ultrasonographische Untersuchung des Uterus und der Ovarien 4. Mikrobiologische Untersuchung der Zervixtupferprobe 5. Endokrinologische Untersuchung der Blutplasmaprobe 6. Pathohistologische Untersuchung der Endometriumbiopsien 7. Histomorphometrische Untersuchung der Endometriumbiopsien 8. Immunhistochemische Untersuchung der Endometriumbiopsien 53

54 Eigene Untersuchungen Anamnese Für die anamnestische Erhebung sind Angaben zur Identität und Alter der Stute, sowie die bisherige Zuchtnutzung im Vergleich zu den daraus resultierenden Abfohlungen von Interesse. Auch der Verlauf der letzten Abfohlung und des Puerperiums wird festgehalten. Dauer, Intensität und Intervall der vorhergehenden Rossen und erfolgte Besamungen oder Behandlungen, sowie der Beginn und Verlauf der vorliegenden Rosse werden dokumentiert Prüfung der äußeren Paarungsbereitschaft Im Rahmen der Eingangsuntersuchung und anschließend im Verlauf der Versuchsreihe wird täglich das Rosseverhalten der Stuten am Probierhengst überprüft. Die zu beobachtenden Rossesymptome werden nach dem Schlüssel von KLUG (1999) vermerkt Gynäkologische Untersuchung Die Adspektion der äußeren Genitale mit besonderem Augenmerk auf Stellung und Schluss der Scham sowie etwaiger Abgänge wird bei der Eingangsuntersuchung und vor jeder Probenentnahme vorgenommen. Eine transrektale Palpation des Uterus und der Ovarien wird täglich durchgeführt. Die Größe, Lage, Symmetrie, Konsistenz und Kontraktilität des Uterus sowie die Größe und Konsistenz der Ovarien und die Anzahl, Größe und Konsistenz der Ovarfollikel wird nach dem Schlüssel von KLUG (1999) dokumentiert. Die Adspektion der Portio vaginalis cervicis und deren Umgebung erfolgt vor jeder Biopsieentnahme. Form, Öffnungsgrad, Farbe und Feuchtigkeitsgrad des äußeren Muttermundes und der Vaginalschleimhaut werden nach dem Schlüssel von KLUG (1999) protokolliert Ultrasonographische Untersuchung Im Anschluss an die transrektale Untersuchung erfolgt die ultrasonographische Untersuchung des Uterus und der Ovarien. Hiermit können vorhandene freie Flüssigkeit und Zysten im Uterus und die Anzahl und Größe der Funktionskörper auf den Ovarien dargestellt, vermessen und dokumentiert werden. Es wird ein Linearscanner Aloka Echo Camera SSD-210 DX (Firma Hellige, Hannover), der mit einem 5-MHz-Schallkopf ausgerüstet ist, verwendet. Eine integrierte Messvorrichtung ermöglicht das Vermessen von Längs- und Querdurchmesser der, in der freeze - Einstellung im Standbild zweidimensional dargestellten, freien Flüssigkeit im Uterus (vgl. Abb Abb. 3.5, S. 56) bzw. der Funktionskörper auf den Ovarien. Die Messdaten werden im Versuchsprotokoll festgehalten Da die Flüssigkeitsansammlungen nicht gleichmäßig gestaltet sind, und die sonographische Darstellung nur zweidimensional erfolgt, war eine Volumenberechnung der Flüssigkeit nicht möglich. Die Stuten wurden dem Flächenausmaß der Flüssigkeit entsprechend einer der drei HMM-Kategorien zugeordnet (Vgl. Tab. 3.4, S. 56). 54

55 Eigene Untersuchungen Um die Berechnung des Flächeninhaltes der größten sonographisch darstellbaren Flüssigkeitsansammlung im Uterus zu vereinfachen, wird die Formel zur Berechnung der Fläche einer Ellipse S=πab herangezogen (vgl. Abb. 3.1, S. 56). Abb. 3.1: Skizze zur Flächenberechnung einer Ellipse Die HMM-Kategorie I (ggr.) entspricht einem Flächenmaß der Flüssigkeitsansammlung bis zu 2cm². Flächen mit einem Ausmaß zwischen 2cm² und 5cm² werden der Kategorie II (mgr.) und solche Flüssigkeitsansammlungen, die das Flächenmaß von 5cm² überschreiten, werden der Kategorie III (hgr.) zugeordnet (vgl. Tab. 3.4). Tab. 3.4: Kategorie- und Gradeinteilung intrauteriner Flüssigkeitsansammlungen HMM-Kategorie Gradeinteilung Flächenmaß (cm 2 ) I ggr. O,5 bis II mgr. 2,1 bis III hgr. >5 55

56 Eigene Untersuchungen Abb. 3.2: typische Radspeichenstruktur im Östrus Abb. 3.3: geringgradige Ansammlung intrauteriner Flüssigkeit Abb. 3.4: mittelgradige Ansammlung intrauteriner Flüssigkeit Abb. 3.5: hochgradige Ansammlung intrauteriner Flüssigkeit Abb : ultrasonographische Uterusdarstellungen Endokrinologische Blutplasmauntersuchung Die Blutplasmaproben werden in der Zentrumsabteilung für chemische Analytik und Endokrinologie der Tierärztlichen Hochschule Hannover untersucht. Zur Bestimmung der Progesteronkonzentration im Blutplasma wird der institutseigene Radioimmunoassay, so wie bei BEHRENS et al. (1993) dargestellt, herangezogen. Die kleinste nachweisbare Menge der Progesteronkonzentration liegt 56