Tierwissenschaftliches Seminar 2007 Weihenstephan 04. Juli 2007 Embryonale Mortalität - Hauptursache für Fertilitätsstörungen bei Hochleistungsrindern Heinrich Bollwein
Entwicklung der Milchleistung und der Fruchtbarkeit im Verlauf der letzten Jahrzehnte in den USA 9000 100 Milchleistung [kg/jahr] 5000 50 Trächtigkeitsrate [%] 1000 10 1951 1975 1985 1996 2001 BUTLER, 2003
Milchleistung und der NRR 90 zwischen 1997 und 2005 in Sachsen 52,9 8.375 kg Milch NR 90 (Kühe) 6.096 44,9 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Müller (2006)
Entwicklung der Milchleistung der Kühe der Osnabrücker Herdbuchgesellschaft 12 10 8 6 4 Milch (in 1000 kg) 2 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2003 2010 2015 2020 2025 0
Reproduktions- u. Milchleistung eines Betriebes über mehrere Jahre 9.000 500 Milchleistung [Liter] 8.500 8.000 7.500 7.000 6.500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 Zwischenkalbezeit [Tage] 6.000 91-92 92-93 93-94 94-95 95-96 96-97 Abkalbesaison (Juni bis Mai) 0
Bedeutung verschiedener Faktoren für Trächtigkeitsverluste 60 embryonale Mortalität 50 57% Anteil [%] 40 30 20 10 0 12% Bulle 10% Späte Plazentation Gametentransport Letalgene Frühe Plazentation fetale Mort. 8% Nachbesamung 5% 4% 3% 1% modfiziert n. Inskeep u. Daily (2005)
Hauptursachen für erhöhte embryonale Mortalität - Spätes Eintreten der ersten Ovulation p.p. - Progesteronmangel - vermehrtes Auftreten entzündlicher Erkrankungen - zu hoher Proteinanteil in der Futterration
Hauptursachen für erhöhte embryonale Mortalität - Spätes Eintreten der ersten Ovulation p.p. - Progesteronmangel - vermehrtes Auftreten entzündlicher Erkrankungen - zu hoher Proteinanteil in der Futterration
Milchleistung, Futteraufnahme und Energiebilanz Frühlaktation Laktationsmitte Trockenstehphase Laktationsende Futteraufnahme Milch-Produktion Energie Körperenergiereserven 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Monat post partum
(Miyamoto, 2006) Milchleistung Geburt 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 (Tag postpartum) Energie iestatus + - negativer Energiestatus nach der Geburt Verzögertes Wiedereinsetzen der Ovarfunktion
IGF-1 Östrogen LH-Peak Ovulation liver IGF-1 Ovulation LH Peak CL Geburt 3 W pp Ö IGF-1 Anovulation Ö IGF-1 Östrogen kein LH-Peak keine Ovulation
(Miyamoto, 2006) Auftreten des Eisprungs innerhalb der ersten 3 Wo p.p. in Abhängigkeit vom Gesundheitsstatus der Kühe Eisprung Kein Eisprung (Kühe) 60 50 40 30 20 57Kühe (60%) 38 Kühe gesund 32.8% (18 Kühe) 67.2% (39 Kühe) 10 0 gesund (40%) krank 頭 60.5% 39.5% (15 Kühe) (23%) Kühe) krank
Fruchtbarkeit in Abhängigkeit vom Auftreten der ersten Ovulation Eisprung in den ersten 3 Wo. p.p erste Besamung ndg [Tag] Trächtigkeitsrate in den ersten 100 Tagen ndg [%] Trächtigkeitsrate in den ersten 180 Tagen ndg [%] Güsttage ja 68 50 71 110 nein 95 17 58 150 (Miyamoto, 2006)
Ursachen für die erhöhte embryonale Mortalität bei Insemination im ersten Zyklus post partum Ovulation nach Azyklie uterine Progesteronrezeptoren CL PGF2α im Uterus Luteales PGF2α modifiziert n. Inskeep (2005)
Auswirkungen eines erniedrigten Progesteronspiegels auf die mittels Oxytocin induzierte uterine PGF 2a Sekretion im folgenden Zyklus Shaham-Albalancy et al., 2001
Hauptursachen für erhöhte embryonale Mortalität - Spätes Eintreten der ersten Ovulation p.p. - Progesteronmangel - vermehrtes Auftreten entzündlicher Erkrankungen - zu hoher Proteinanteil in der Futterration
Zusammenhänge zwischen CL-Volumen und dem Progesteronspiegel bei Färsen sowie nichtlaktierenden und laktierenden Kühen 6 Plasmaprogesteron [ng/ml] 5 4 3 2 1 0 1 2 4 6 8 10 12 14 CL-Volumen [cm 3 ] Sartori et al., 2002
Zusammenhang zwischen der Leberdurchblutung Progesteronabbau 0,50 Progesteron-Clearence [ng/min/kg KGW 0,75 ] 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 Leberdurchblutung [l/min/kg KGW 0,75 ]
Größe und Durchblutung des CL sowie Progesteronspiel bei laktierenden und nichtlaktierenden Kühen 16 0 120 80 40 laktierend nicht laktierend *,#: p=0,04 # 0 0 A Lut * P 4 16 12 8 4 Fläche der Farbpixel (Lut) [mm²] 600 400 200 Querschnittsfläche (Q) [mm²] ProgesteronäquivalenteP4) [pmol/ml] 0
Progesteron und Oozytenqualität Progesteron Follikelwellen LH- Frequenz Östrogenphase Oozytenqualität Progesteron LH- Frequenz Follikelwellen Östrogenphase Oozytenqualität modifiziert INSKEEP (2004)
Trächtigkeitsrate in Abhängigkeit von der Zahl der Follikelwellen Zweiwelliger Zyklus 62.5 % (45/72) Dreiwelliger Zyklus 81.2%* (26/32) Townson et al., 2002
Zusamenhänge zwischen Progesteronspiegel, Größe u. Produktion von Interferon τ des Embryos 12 20 000 Progesteron (ng.ml -1 ) 9 6 3 15 000 10 000 5 000 Interferon (Einheit/Uterus) 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Großer Embryo Kleiner Embryo 0 Tag 16 Interferon t Mann et al., 1999
Effekt eines verkürzten Östrus auf die follikuläre und luteale Durchblutung 1.GnRH 7d PGF2α 40h 2.GnRH US 60h 8d US Follikulärer Blutfluss im Östrus A rot Durchschnitt,7,6,5,4,3,2,1 0 * A rot Durchschnitt Lutealer Blutfluss im Diöstrus 1,8 1,6 1,4 1,2 1,8,6,4,2 0 *
Luteale Durchblutung bei zyklischen, nichtgraviden und graviden Kühen 3,0 Farbpixelfläche [ cm² ] 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 zyklisch ( n = 14 ) nicht-gravid ( n = 14 ) gravid ( n = 18 ) 0 3 6 9 11 13 15 18 21 25 Tag des Zyklus/ Tag der Gravidität
Therapie
Erhöhung des Progesteronspiegels - Hormonelle Behandlung 5, 10 oder 15 Tage nach der Besamung: - Pogesteron -hcg -GnRH - unterschiedl. Ergebnisse zum Effekt der Behandlungen
Applikation von hcg zur Induktion akzessorischer Corpora lutea Fig. 8-7 hcg
Effekt von hcg am Tag 5 auf die Fertilität in Abhängigkeit von der Körperkondition 60 50 hcg Trächtigkeitsrate [%] 40 30 20 K hcg K hcg K 10 Zunahme Unverändert Änderungen des BCS Abnahme (>1)
Hauptursachen für erhöhte embryonale Mortalität - Spätes Eintreten der ersten Ovulation p.p. - Progesteronmangel - vermehrtes Auftreten entzündlicher Erkrankungen - zu hoher Proteinanteil in der Futterration
Auftreten von Krankheiten in Abhängigkeit von der Milchleistung Mastitiden Krankheitsinzidenz [in %] Klauenerkrankungen Ovarialzysten Metritiden Retentio secundinarum Milchfieber Milchleistung [in 1000 kg] ( Fleischer et al. 2001 )
Embryonale Mortalität infolge erhöhter PGF2a-Synthese Inflammation PGF 2α CL Ovar Embryo Progesteron
Einfluss von Flunixin Meglumin (FM) auf die Trächtigkeitsrate beim Rind Trächtigkeits- Diagnose Guzeloglu et al., 2007
Einfluss von Flunixin Meglumin auf die Trächtigkeitsrate beim Rind Tag 29 Tag 65 Trächtigkeitsrate [%] a= P < 0.04 b= P < 0.09 Kontrollgruppe Guzeloglu et al., 2007
Therapie
Hemmung der PGF 2α -Synthese mittels Omega-3-Fettsäuren Omega-3 FS Inflammation PGF 2α CL Ovar Embryo Progesteron
Beeinflussung der Prostaglandinsynthese durch Fütterung unterschiedlicher Fette Omega-6-Fettsäuren Omega-3-Fettsäuren C18:2n6 Linolsäure C18:3n6 Linolensäure C20:3n6 Dihomo-γ-Linolensäure C20:4n6-Arachidonsäure Desaturase Elongase Desaturase C18:3n3 α-linolensäure C18:4n3-Stearidonsäure C20:4n3-Eicosatetraenolsäure C20:5n3-Eicosapentaenolsäure Prostaglandine der Serie 1 Cyclooxygenase Prostaglandine der Serie 2 Prostaglandine der Serie 3 (bes. PGF 2α ) (bes. PGF 3α )
Effekt der Fütterung von Fischöl auf die Prostaglandinfreisetzung des Uterus 400 PGFM [ng/ml] 350 300 250 200 150 100 50 Kontrollgruppe Omega-3-Fütterung 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Stunden nach Oxytocingabe (Mattos et al. 2002, Petit et al. 2002, Mattos et al. 2004)
Hauptursachen für erhöhte embryonale Mortalität - Spätes Eintreten der ersten Ovulation p.p. - Progesteronmangel - vermehrtes Auftreten entzündlicher Erkrankungen - zu hoher Proteinanteil in der Futterration
Harnstoffgehalte in der Milch bzw. im Plasma und Trächtigkeitsraten (Butler et al., 1996) 75 Studie A n =160 Studie B n =155 Trächtigkeitsate (%) 50 25 0 < 19 > 19 PUN (mg/dl) P = 0,02 P = 0.02 < 19 > 19 MUN (mg/dl)
Butler and Gilbert, unveröffentlicht Zusamenhang zwischen Plasmaharnstoff und uterinem ph-wert uteriner ph-wert Plasmaharnstoff [mg/dl]
Zusammenfassung - die erhöhte embryonale Mortalität ist die Hauptursache der Fertilitätsstörungen bei Hochleistungskühen - die erhöhte embryonale Mortalität ist vorwiegend auf peripartale Stofwechselstörungen zurückzuführen - durch entsprechende prophylaktische und therapeutische Maßnahmen ist eine Reduzierung der embryonalen Mortalität zu errreichen
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!