Untersuchungen über die Effekte der Größe, Durchblutung und Funktion des Corpus luteum sowie einer Progesteronsupplementation auf die Fertilität bei Holstein Friesian Kühen

Lang, Lisa Katharina

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Untersuchungen über die Effekte der Größe, Durchblutung und Funktion des Corpus luteum sowie einer Progesteronsupplementation auf die Fertilität bei Holstein Friesian Kühen

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Ziel der Dissertation war es, zu untersuchen, inwieweit während der Anbildungsphase des Corpus luteum (CL) Parameter zur Beurteilung der Gelbkörpergröße (Pcs: maximale Querschnittsfläche des CL [CS]; maximale Fläche des lutealen Gewebes [LS]; maximale Hohlraumfläche [CVS] und maximaler Durchmesser des CL [DCL]) und -durchblutung (PLBF: Gelbkörperdurchblutung [LBF], absolute [aLBF] bzw. relative LBF [rLBF]) mit der Hormonsynthese des CL korrelieren und beim Einzeltier zu dessen Funktionsbeurteilung und zur Trächtigkeitsdiagnose genutzt werden können. Zudem sollte die Wirkung unterschiedlich hoher endogener Progesteron (P4) - Konzentrationen im Serum auf die Graviditätsrate bestimmt und die Beeinflussbarkeit von P4 und Graviditätsrate durch eine P4-Supplementation (PRID® delta) über 14 Tage (Tag 5 – 19 p.i.) beurteilt werden. Für die farbdopplersonographischen Untersuchungen wurde die Brunst bei 150 Kühen der Rasse Holstein Friesian induziert; die Kühe nach Brunstbeobachtung besamt und eine Ovulationskontrolle durchgeführt (Tag 1 = Ovulation). Fünfzehn Kühe blieben trotz sichtbarer Brunst unbesamt (zyklische Kontrolle). Zur P4-Bestimmung mittels RIA wurde an Tag 5 post inseminationem (p.i.) von allen Kühen eine Blutprobe entnommen und nachfolgend eine Ultraschalluntersuchung des CL (im B- und Power-Modus) durchgeführt. Weitere Blutprobenentnahmen erfolgten an den Tagen 9, 14, 19 und 20 p.i.. Die PCS und PLBF wurden mittels der zuvor digitalisierten Bilder im B- und Doppler-Modus mit Hilfe der Bildanalyse-Software PixelFlux® (Version 1.0, Chameleon Software, Leipzig, Deutschland) berechnet. Die Untersuchungen zur Auswirkung der Höhe der endogenen P4-Konzentration auf die Graviditätsrate sowie zum Effekt einer P4-Supplementation bei Tieren mit ungleich hohen endogenen P4-Spiegeln auf den Besamungserfolg wurden an Kühen mit induzierter und natürlicher Brunst durchgeführt. An Tag 5 p.i. wurde bei allen Tieren eine Blutprobe zur P4-Bestimmung mittels RIA entnommen. Nachfolgend wurde der Hälfte der Kühe nach dem Zufallsprinzip ein intravaginales P4-Freisetzungssystem (1,55 g P4, PRID® Delta; CEVA, Libourne, Frankreich) für 14 Tage eingesetzt. Mit PFG2α behandelte und unbehandelte Kühe wurden gleichmäßig auf beide Gruppen (P4-supplementiert [PC] und Kontrolle [CC]) verteilt. Weitere Blutprobennahmen erfolgten an den Tagen 7, 14, 19 und 21. Retrospektiv erfolgte eine Einteilung der Kühe in 6 Gruppen anhand der endogenen P4-Spiegel: [LPP] P4 niedrig/ PRID; [LPC] P4 niedrig/ Kontrolle; [IPP] P4 mittel/ PRID; [IPC] P4 mittel/ Kontrolle; [HPP] P4 hoch/ PRID; [HPC] P4 hoch/ Kontrolle. Eine Trächtigkeitsuntersuchung wurde an den Tagen 30 (US) und 42 (manuell) p.i. durchgeführt. In den Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass mittlere und hohe endogene P4-Konzentrationen an Tag 5 p.i. mit einer größeren lutealen Fläche und einer gesteigerten Trächtigkeitsrate einhergingen. Die Farbdopplersonographie erbrachte keinen Hinweis auf einen Zusammenhang des lutealen Blutflusses mit PCS bzw. P4 während der Gelbkörperanbildungsphase. Trotz Korrelation von PCS und P4 war auf Einzeltierebene aufgrund zu geringer SN bei ausreichender SP keine verlässliche Vorhersage von P4 anhand der Messung der CL-Größe möglich (P > 0,05). Zwar konnte durch die Supplementation von P4 insbesondere in den ersten Tagen nach der Applikation eine Erhöhung von P4 in der Peripherie bei PC erzielt werden, dennoch kam es schon vor Ende der Supplementation zu einer Angleichung von P4 mit der Kontrolle. Letztlich bestand kein Unterschied in der PR zwischen den Tieren ohne und mit P4-Supplementation.

One objective of the studies was to examine to what extent parameters of corpus luteum size (Pcs: corpus luteum size [CS]; luteal size [LS]; cavity size [CVS] and diameter of the corpus luteum [DCL]) and blood flow (PLBF: luteal blood flow [LBF], absolute [aLBF] and relative LBF [rLBF]) are related with progesterone (P4) during growth phase (Day 5 p.i.) using color Doppler ultrasonography, in order to use individual differences for the assessment of luteal function and early pregnancy diagnosis. Further aims were to investigate effects of differing endogenous P4 concentrations on pregnancy rate (PR) and to evaluate the possibility of influencing the P4 level as well as PR by an exogenous P4 supplementation for fourteen days (Day 5 – 19 p.i) in cows with different levels of endogenous P4 at the beginning of supplementation. For sonographic examinations of vascularity and perfusion of the corpus luteum (CL), estrus of 150 lactating Holstein Friesian cows was induced by a treatment with prostaglandin F2 (PGF2α); cows were artificially inseminated and ovulation (= Day 1) was confirmed by transrectal ultrasonography (US). Ten percent of the cows were not inseminated and served as cycling control. On Day 5 post inseminationem (p.i.), a blood sample was taken in order to analyze P4 using a RIA. Thereafter, the CL was examined by US in B- and Power-mode. Calculations of Pcs and PLBF were performed with the aid of the image analysis software PixelFlux® (Version 1.0; Chameleon Software, Leipzig, Germany) using the recorded and digitized pictures of the CL. Additional blood samples were collected on Days 9, 14, 19 and 20 p.i.. In another group of cows, differences in PR among cows with various endogenous P4 concentrations on Day 5 were analyzed and the effect of a P4 supplementation on PR was evaluated. In half of the cows, estrus was induced by PGF2α. The other half of the cows showed a spontaneous estrus. Cows were artificially inseminated and ovulation (= Day 1) was confirmed by transrectal US. On Day 5 p.i., a blood sample was taken to analyze serum P4 using a RIA. Thereafter, cows were randomly assigned either to receive a progesterone releasing intravaginal drug device (1.55 g P4, PRID® Delta; CEVA, Libourne, France) or to serve as an untreated control. Both groups were matched by age, milk yield and PGF2α treatment. Additional blood samples were collected on Days 9, 14, 19 and 21 p.i.. P4-supplemented [PC] and control cows [CC] were retrospectively assigned to 1 of 6 study groups on the basis of endogenous P4 on Day 5: [LPC] low P4 / control; [LPP] low P4 + PRID; [IPC] intermediate P4 / control; [IPP] intermediate P4 + PRID; [HPC] high P4 / control; or [HPP] high P4 + PRID. Pregnancy diagnosis was performed on Days 30 (by US) and 42 (by manual palpation). The results of the study indicate that intermediate and high endogenous P4 concentrations on Day 5 p.i. are accompanied by a greater luteal size and have a favourable effect on PR. In contrast, the study could not confirm a correlation of PLBF on Day 5 p.i. with PCS, P4 or PR. Despite the positive coherence of PCS with P4 at herd level, it was impossible to make a reliable prediction of the P4 level in the individual cow by measuring PCS in B-Mode, since SN was always low whenever SP provided a reliable prediction. Although peripheral P4 was enhanced through an exogenous P4 supply, in particular in the first days after application, PR did not ultimately differ between PC and CC.