Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Melanie Witt

Investigations on genital blood flow and embryo recovery after superovulation with eFSH® and on laparoscopic techniques for flushing the oviduct in the mare

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-104510

title (ger.)

Untersuchungen zum genitalen Blutfluss und der Embryonengewinnungsrate nach Superovulation mit eFSH® und zu laparoskopischen Techniken zur Spülung des Eileiters bei der Stute.

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/wittm_ws13.pdf

abstract (deutsch)

Ziel der Arbeit war es Zusammenhänge zwischen der ovariellen Stimulationsantwort nach einer Superovulationsbehandlung bei Stuten und dem mittels transrektaler Dopplersonographie gemessenen genitalen Blutfluss sowie den  Steroidhormonwerten im Blut zu untersuchen. Des Weiteren war es Ziel dieser Studie eine minimal-invasive laparoskopische Technik zur Katheterisierung des Infundibulums und Spülung des Eileiters an der stehenden, sedierten Stute zu entwickeln.

Methode: Sechs Stuten wurden über 5 Zyklen untersucht und die Anzahl der Ovulationen und gewonnenen Embryonen aus den stimulierten Zyklen mit denen der Kontrollzyklen verglichen. Zyklus 1 und 3 wurden als Kontrollzyklen ohne Stimulation und Besamung definiert. Im zweiten und vierten Zyklus wurden die Stuten jeweils ab einer Follikelgröße von 22-25 mm mit einer zweimal täglichen Gabe von 12,5 mg eFSH® (Fa. Bioniche-Animalhealth, Athens, GA, USA) bis zu einer durchschnittlichen Follikelgröße von 32-35 mm stimuliert. Am zweiten Tag der eFSH® Behandlung wurden 250 μg Cloprostenol (Estrumate®) intramuskulär injiziert. Nach einer 36 Stunden dauernden coasting“-Periode wurde 2500 IE humanes Choriogonadotropin (Ovogest® Intervet, Unterschleißheim) i.v. appliziert und die Stuten 12 und 36 Stunden später mit gekühltem Frischsperma (750 Mio. progressiv motile Spermien) inseminiert. Die Embryonengewinnung erfolgte an Tag 6,5 nach Ovulation durch Uterusspülung. Im fünften Zyklus wurde eine Embryonengewinnung nach Ovulationsinduktion und zweimaliger Besamung wie in den Zyklen 2 und 4, jedoch ohne vorherige Stimulation durchgeführt. Zusätzlich wurden der uterine und ovarielle Blutfluss täglich ab einer Follikelgröße von 22 mm bis zur Ovulation hin mittels transrektaler Dopplersonographie dokumentiert und mithilfe der Parameter Pulsatility Index (PI) und Blutflussvolumen (BFV) definiert. Die Entwicklung einer laparoskopischen Technik zur Katheterisierung des Infundibulums und der Spülung des Eileiters erfolgte an 10 Stuten in zwei Experimenten. Im Ersten wurde ein transvaginaler Zugang (n=8), im Zweiten ein lateraler Flankenzugang (n=12) gewählt. Die Flüssigkeitspassage in den Uterus wurde mittels Hysteroskopie nachgewiesen.

Ergebnisse: Im Rahmen der in dieser Studie durchgeführten Superovulationsbehandlung mit eFSH war die durchschnittlichen Ovulationen in den Kontrollzyklen und stimulierten Zyklen (1,3 versus 4,4 OV), die Embryonengewinnungsrate 1,2 vs 2,9 Embryonen. Mittels Dopplersonographie konnte gezeigt werden, dass es im Rahmen einer Superovulationsbehandlung zu einem gesteigerten uterinen und ovariellen Blutfluss kommt, der mit der Entwicklung multipler Follikel und einer Erhöhung des Östradiolwertes im Blut einhergeht. Die utPI (r=-0,67; p<0,001) und ovPI (r=-0,53; p<0,001) waren an t3 negativ mit der Anzahl an OV korreliert sowie mit der Anzahl an gewonnenen Embryonen an t3 (utPI:r=-0,81; p<0,001), D-4 (utPI:r=-0,64; p<0,0001), and D-1 (ovPI:r=-0,41; p<0,01).

Der transvaginale Zugang ermöglichte eine Visualisierung der medialen Seite beider Ovarien und nach Drehung des Ovars nach median konnte der Beginn der Ampulla in 3/8 (37.5%) Fällen am linken Ovar gesehen werden. Eine Öffnung des Infundibulums und Katheterisierung der Ampulla war mit dem transvaginalen Zugang nicht möglich. Der laterale Flankenzugang machte eine Visualisierung des Ovars, Infundibulums und des gesamten Oviducts in allen Fällen möglich. Nach der Auffaltung des Infundibulums war das Ostium abdominale in 8 (72.7%) Fällen sichtbar und eine Katheterisierung der Ampulla gelang in 7/11 (63.6%) Fällen. In 5 der 7 Spülungen konnte die Spülflüssigkeit intrauterine mittels Hysteroskopie nachgewiesen werden.

Ausblick: In der vorliegenden Arbeit korrelierte der uterine PI mit der Anzahl gewonnener Embryonen an t3 und D-4, so dass die transrektale Dopplersonographie der uterinen Arterien hilfreich sein könnte den Erfolg einer Superovulationsbehandlung vorherzusagen. Jedoch sollten in weiteren Studien diese Ergebnisse bestätigt werden. Die laparoskopische Eileiterspülung ist mittels eines lateralen Flankenzugangs möglich und könnte für die Gewinnung tubaler Embryonalstadien und den intratubalen Transfer von Gameten (GIFT) zur Verfügung stehen.

 

abstract (englisch)

The aim of the present study was to investigate the effects of a gonadotropin treatment to induce superovulation on ovarian and uterine blood flow and its relationship with steroid hormone levels and ovarian response in mares, using color Doppler sonography and to develop a minimal invasive laparoscopic method for flushing the oviduct in the standing sedated mare.

Methods: In the present study six mares were investigated over five cycles and ovulation rate and embryo recovery rate were compared between unstimulated cycles (USC= c1, c3, c5) and stimulated cycles (SC= c2, c4). Cycle 5 (c5) was an unstimulated cycle with hCG treatment, insemination, and embryo recovery. The mares were examined by transrectal color Dopler sonography for three days (t1 to t3) during the follicular development phase (FDP) beginning at a follicle size of ³22 mm, and for four days (D-4 to D-1; D0 = Ovulation) in the preovulatory phase (POP). Ovarian and uterine blood flow was quantified by the blood flow volume (BFV) and the pulsatility index (PI) in ovarian and uterine arteries. Total estrogens (Etot) and progesterone (P4) levels were determined in peripheral plasma each day. In c2 and c4, the mares were stimulated with 12.5 mg eFSH® (Bioniche-Animal Health, Athens, GA, USA) im twice daily beginning when the diameter of follicles was 20 to 25 mm. Prostaglandin F2α was administered on the second day of eFSH® therapy. The eFSH treatment was continued until follicle(s) were 32-35 mm in diameter. Following a 36 h lasting coasting period 2500 IU hCG (Ovogest®, Intervet, Unterschleißheim) was administered iv to induce ovulation. Mares were inseminated with cooled-stored semen (750 Mill. progressively motile spermatozoa) 12 and 36 h post hCG. Embryo recovery was performed 6.5 days after ovulation (D0).

The development of a laparoscopic technique for catheterisation of the infundibulum and flushing of the oviduct in the standing sedated mare was examined using 10 mares in two different experiments. The first involved a transvaginal laparoscopic approach (n=8), the second a laparoscopic flank approach (n=12). Passage of fluid into the uterus was assessed by post operative hysteroscopy.

Results: The mean number of ovulations and developing CL was 1.3 + 0.4 in USC and 4.4 + 3.1 in SC. The mean number of collected embryos was 1.2 vs 2.9. No difference (p>0.05) was observed in utBFV and utPI during FDP between USC and SC, but during POP, utPI was lower (p<0.05) and utBFV higher (p<0.001) in SC than USC. The ovBFV was higher (p<0.01) and ovPI lower (p<0.05) in SC compared to USC. All uterine and ovarian blood flow parameters were related to the number of developing follicles in SC. Parameters utPI (r=-0.67;p<0.001) and ovPI (r=-0.53; p<0.001) were negatively correlated with the number of ovulations on t3, and with the number of collected embryos on t3 (utPI:r=-0.81; p<0.001), D-4 (utPI:r=-0.64; p<0.0001), and D-1 (ovPI:r=-0.41; p<0.01).

By transvaginal approach (Experiment I) visualisation of the infundibulum was possible (left side 7/8 cases, right side in 6/8 cases). Access to the oviductal ampulla could be achieved in 3 of 8 cases on the left side. Stretching of the infundibulum and visualisation or catheterisation of the abdominal ostium was not possible. The laparoscopic approach (Experiment II) enables catheterisation of the ampulla (7/11), and in 5/7 the injected fluid could be visualized in the uterus by postoperative hysteroscopy.

Potential relevance: The results of the present study show that in mares treatment with gonadotropins to induce superovulation is associated with a marked increase in uterine and ovarian perfusion, concurrent with the development of multiple follicles and an increase in Etot levels. The uterine PI on t3 and D-4 was correlated with the number of collected embryos. Transrectal color Doppler sonography of the uterine arteries might be useful in predicting the success of a superovulatory regime in the mare, however, this correlation needs to be verified by further studies. The laparoscopic flank-approach permits visualization, entering and orthograde flushing of the oviduct. This procedure bears the potential to aid in diagnosis and therapy of oviductal disorders and represents a minimal invasive technique in the standing sedated mare for collection of early stage embryos as well as intraoviductal transfer of gametes (GIFT).

 

keywords

 Stute, Eileiter, eFSH; mare, oviduct, eFSH

kb

3.427