Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Auswirkungen einer protrahierten Geburtseinleitung beim Rind auf die Plazentareifung, den uterinen Blutfluss sowie Steroidhormone im Plasma

Hartmann, Desiree

The objectives of this study were to compare the effects of a protracted and a conventional induction of parturition on the incidence of retained fetal memebranes in cattle. For comparison of placental maturation between experimental groups, histological and immunohistochemical studies on placentomes obtained after parturition were performed. Furthermore, analysis of steroid hormone levels prior to parturition were carried out to compare the hormone profiles among the groups. Another aim of the present study was to test the usefulness of transrectal Doppler sonography of the Arteriae uterinae as a non-invasive method for the evaluation of placental maturation. Protracted induction of labor (PIP) was precipitated in 13 cows by administration of 1.3 mg dexamethasone i.m. twice daily between Days 268 and 273 of gestation, and 40 mg dexamethasone i.m. on Day 274 of gestation. For conventional induction of labor (SIP), 10 cows received 40 mg dexamethasone on Day 274 of gestation. A third group (SPON, n=11) served as a non treated control group. There was no difference (P > 0.05) in incidence of retained placenta between groups PIP (54%) and SIP (70%). As expected 9 % of cows of group SPON showed a retained placenta, distinctly lower (P < 0.05) compared to groups PIP and SIP. Gestation length of cows of group SPON was 282 ± 4.1 days (range 278 to 289 days, n = 11). In group SIP eight cows gave birth on Day 276 and two cows on Day 277 (30 to 70 hours after the injection of 40 mg dexamethasone). Nine cows of group PIP calved between 24 and 36 hours after the last injection of 40 mg dexamethasone on Day 275, three cows between Day 272 and 274 and one cow on Day 276. All cows of group PIP, which calved on Day 275, gave birth during daytime between 6 a.m. and 8 p.m., whereas nine cows of group SIP and SPON calved during daytime (n = 9, 6 a.m. to 8 p.m.) and 12 cows during nighttime (n = 12, 8 p.m. to 6 a.m.).  In the first study, staining with Masson-trichrome and pan-cytokeratin indicated a higher degree of atrophy and flatness of the maternal crypt epithelium in cows without retained placenta (REL) compared to cows with retained placentae (RET). After staining with anti-caspase-3 ratified more apoptotic cells were detected in the SPON and PIP group compared with group SIP. To test the hypothesis of a ‘functional’ placenta maturation, the expression of the potent vasodilators endothelial (eNOS) and inducible (iNOS) nitric oxide synthase was evaluated. Both eNOS and iNOS are only expressed in chorionic tissue. Endothelin-1, one of the main vasoconstrictors, was detected in maternal crypt epithelium as well as in chorionic epithelium. No differences were noticed for NOS and ET-1 among the experimental groups nor between RET and REL cows. In the second study blood samples for hormone analyses were taken in the last seven days prior to parturition. Progesterone concentrations (P4) in group SPON declined between Days -7 and -1 by 46 %, in group SIP by 20 % and in group PIP by 59 % (P < 0.05). The levels of total estrogens raised consistently during glucocorticoid applications by 283 % in group PIP (P < 0.05), whereas in group SIP they remained constant (P > 0.05) and increased within one day by 140 % (P < 0.05) after the high dosage of dexamethasone. In group PIP cortisol concentrations de­creased during glucocorticoid applications by 21 % (P < 0.05) and were lower (P < 0.05) compared to groups SPON and SIP. Cortisol concentrations in group SPON and SIP showed a high variabilitiy. Examinations of uterine perfusion in the last seven days prior to parturition by using transrectal Doppler sonography showed no differences (P > 0.05) in uterine blood flow voume (BFV) and resistance index (RI) between the three groups. Furthermore, BFV did not differ (P > 0.05) between RET and REL cows. However, RI was higher (P < 0.05) in RET compared to REL cows. Results of both studies indicate that a protracted induction of parturition by using repeated slow doses of glucocorticoids induces higher estrogen levels before term and consequently stimulates placental maturation. No differences were found on the incidence of retained placenta between a protracted and a conventional induction of parturition. Blood flow in the main uterine arteries remains constant in the last seven days of pregnancy. Therefore, alterations in placental maturation induced by glucocorticoids cannot be detected by transrectal Doppler sonography of these vessels. However, already before parturition differences in uterine blood flow resistance can be observed depending on the release of the fetal membranes in due time after parturition.

Ziel der Dissertation war es, die Auswirkungen einer protrahierten und einer konventionellen Geburtseinleitung bei der Kuh in Bezug auf das Vorkommen von Nachgeburtsverhaltungen zu vergleichen. Dabei wurden an postpartal gewonnenen Plazentomen vergleichende histologische und immunhistologische Untersuchungen hinsichtlich der Merkmale der Plazentareifung durchgeführt. Weiterhin wurden die Änderungen in der Steroidhormonkonzentration bei Anwendung verschiedener Methoden zur Geburtseinleitung untersucht. Ferner wurde zusätzlich die transrektale Dopplersonographie der Arteriae uterinae daraufhin überprüft, ob sie sich als nicht-invasive Methode zur Beurteilung der Plazentareife eignet. Dreizehn Kühe erhielten eine protrahierte Geburtseinleitung (PIP), indem ihnen zwischen dem 268. und 273. Tag der Gravidität zweimal täglich 1,3 mg Dexame­thason i.m. verabreicht wurden. Am 274. Tag der Gravidität wurde abschließend eine hohe Dosis von 40 mg Dexamethason i.m. injiziert. Für eine konventionelle Geburts­einleitung (SIP) erhielten 10 Kühe einmalig 40 mg Dexamethason i.m. am Tag 274 der Gravidität. Eine dritte Gruppe (SPON, n = 11) diente als unbehandelte Kontroll­gruppe. Die Inzidenz von Nachgeburtsverhaltungen unterschied sich nicht (P > 0.05) zwischen den Gruppen PIP (54 %) und SIP (70 %). Kühe der Gruppe SPON lagen mit einer Inzidenz von 9 % Nachgeburtsverhaltungen im erwarteten Bereich und damit deutlich niedriger (P < 0,05) als die Gruppen PIP und SIP. Die Gruppe SPON hatte eine durchschnittliche Tragezeit von 282 ± 4,1 Tagen (278 bis 289 Tage, n = 11). In der Gruppe SIP kalbten acht Tiere am Tag 276 und zwei an Tag 277 der Gravidität (30 bis 70 Stunden nach Applikation von 40 mg Dexamethason). Neun Tiere aus der Gruppe PIP kamen zwischen 24 und 36 Stunden nach der letzten Applikation von 40 mg Dexamethason an Tag 275 der Gravidität in Geburt. Drei Kühe kalbten während der protrahierten Einleitung zwischen Tag 272 und 274 und ein Tier an Tag 276 der Trächtigkeit. Alle Tiere der Gruppe PIP, welche am Tag 275 der Gravidität kalbten, kamen tagsüber zwischen 6 und 20 Uhr in die Geburt. Im Gegensatz dazu kamen neun Tiere aus der Gruppe SPON und SIP tagsüber (6 bis 20 Uhr) und 12 Tiere während der Nacht (20 bis 6 Uhr) zum Kalben. In der ersten Studie zeigten die Färbungen mit Masson Trichrom und Pan-Zyto­keratin einen höheren Grad an reduzierten und abgeflachten Arealen im maternalen Kryptenepithel bei Tieren mit (REL) im Vergleich zu Tieren ohne Nachgeburtsabgang (RET) innerhalb von 12 Stunden post partum. Eine immunhistologische Färbung mit Caspase-3 bestätigte die Vermutung von mehr apoptotischen Zellen in der Gruppe SPON und PIP, verglichen mit Tieren der Gruppe SIP. Um die Hypothese einer „funktionellen“ Plazentareifung zu verifizieren, wurden die endotheliale (eNOS) und die induzierte (iNOS) Nitritoxid-Synthase, beides potente Vasodilatatoren, auf ihr Vorkommen in der bovinen Plazenta untersucht. Sowohl eNOS als auch iNOS konnten ausschließlich im Choriongewebe, nicht jedoch im maternalen Gewe­be, nachgewiesen werden. Endothelin-1 (ET-1), als Vasokonstriktor, war dagegen sowohl im Choriongewebe, als auch im maternalen Kryptenepithel nachzu­weisen. Keine Unterschiede waren in den Lokalisationen von NOS und ET-1 zwi­schen den Gruppen SPON, SIP und PIP noch zwischen den Gruppen RET und REL festzustellen. Ferner wurde das Hormonprofil von in den letzten sieben Tag vor der Geburt gewon­nenen Blutproben bestimmt. In der Gruppe SPON fiel die Konzentration von Progesteron (P4) zwischen den Tag -7 und -1 vor der Geburt um 46 % (P < 0,05). In der Gruppe SIP sank diese nur um 20 %, während bei den PIP Tieren eine Abnahme von P4 von 59 % zu verzeichnen war (P < 0,05). Der Östrogen-Level in der Gruppe PIP stieg während der kontinuierlichen Glukokortikoidgabe deutlich um 283 % an (P < 0,05), während er bei den SIP Tieren in den letzten sieben Tagen vor der Geburtseinleitung konstant blieb (P > 0,05) und sich erst mit der hohen Einleitungsdosis sprunghaft innerhalb eines Tages um 140 % erhöhte (P < 0,05). Die Plasma Kortisolkonzentration fiel in der Gruppe PIP während der niedrig dosierten Dexamethason Applikation um 21 % ab und war geringer (P < 0,05) als bei den SPON und SIP Kühen. Die beiden letztgenannten Tiergruppen zeigten eine hohe Variabilität im Kortisolspiegel. Der uterine Blutfluss, beurteilt anhand des Blutflussvolumens (BFV) und des Resistance Index (RI), änderte sich in den letzten sieben Tagen vor der Geburt bei keiner der drei Tiergruppen (P > 0,05) und differierte auch nicht zwischen den Gruppen (P > 0,05). Der RI-Wert war jedoch bei den RET-Kühen höher (P < 0,001) als bei den REL Kühen. Die Ergebnisse beider Studien zeigen, dass eine protrahierte Geburtseinleitung mit wiederholten, niedrig dosierten Glucocorticoidgaben zu einem erhöhten Östrogen-spiegel und damit zu einer Stimulation der Plazentareifung führt. Kein signifikanter Unterschied konnte in der Inzidenz an Nachgeburtsverhaltungen zwischen protrahierter und konventioneller Geburtseinleitung festgestellt werden. Die Durchblutung der Aa. uterinae änderte sich in den letzten sieben Tagen vor der Geburt nicht. Somit eignet sich die transrektale Dopplersonographie dieser Gefäße nicht, um glucocorticoidbedingte Änderungen in der Plazentareife zu erfassen. Es sind jedoch bereits präpartal Unterschiede im uterinen Blutflusswiderstand in Abhängigkeit vom zeitgerechten Abgang der Nachgeburt post partum festzustellen.

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Hartmann, Desiree: Auswirkungen einer protrahierten Geburtseinleitung beim Rind auf die Plazentareifung, den uterinen Blutfluss sowie Steroidhormone im Plasma. Hannover 2011. Tierärztliche Hochschule.

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