Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Charakterisierung von Besamungsbullen anhand der mehrdimensionalen Graustufenanalyse sonografischer Bilder des Genitales sowie einem erweiterten spermatologischen Untersuchungsspektrum

Ligner, Andrea

This study aimed at characterizing young and old breeding bulls using multidimensional texture analyses of ultrasonographic pictures and extended spermatological analyses. Moreover, it examined correlations between the quality of ejaculate and one or more parameters of the texture analyses. The findings are to contribute to the soundness of methods for evaluating breeding bulls. Two groups of bulls served this study, one consisting of 12 to 15-month-old bulls (n = 20), the other of bulls of age five years and older (n = 20). All bulls were examined sonographically, the young ones three times in six-week intervals; the old ones one time. Texture of B-mode pictures of the testes and accessory sex glands were analyzed with MaZda 3.20 software, using the following texture parameters: Mean Gray Level (MGL), Homogeneity (HOM), Contrast (Contrast), and Mean Gradient Value (GRAD). Additionally, testosterone concentration in serum was determined every examination day. Spermatological examinations contained Motility (CMA) of spermatozoa and flow cytometry parameters PAS, PMI and DFI. The testis parenchyma of the young bulls showed a significant decrease (p < 0,05) of MGL from the 12th to the 15th month of age, while the remaining texture parameters showed no significant change. Comparison of the 15-month-old bulls and the old breeding bulls showed no significant difference in MGL levels, while the multidimensional parameters HOM and GRAD showed a difference. MGL of all examined accessory sex glands decreased significantly in parenchyma  between the ages of 12,13,5,or 15 months, respectively (p < 0,05). The old breeding bulls, by comparison to the young bulls, showed significantly higher MGL values in all accessory sex glands (p < 0,05). The data of the accessory sex glands showed high variability for the parameters HOM and/or Contrast. Sperm cell concentrations correlated at an average < 0,05-probability level with ejaculate and HOM (r = 0.413), Contrast (r = -0.481) and GRAD (r = 0.422). Flow cytometry parameters PAS, PMI, and DFI and mean sperm motility did not differ between the young and old bulls. The young bulls showed lower volumes of ejaculate and lower concentrations of sperm per ejaculate than the old breeding bulls. A negative correlation was found between DFI values and testosterone concentrations in serum (rs = -0.649). The results of this study demonstrate that multidimensional texture analysis of B-mode pictures of the genital tract and spermatological examination by flow cytometry qualify for examining objective andrology. Future studies should show whether these methods also qualify for detecting infertile bulls.

In der vorliegenden Arbeit bestand die Zielsetzung einerseits darin, Bullen im Test- und Wiedereinsatz mittels der mehrdimensionalen Graustufenanalyse und erweiterter spermatologischer Untersuchungstechniken zu charakterisieren. Andererseits sollte geprüft werden, ob Zusammenhänge zwischen der Spermaqualität eines Tieres und einem oder mehreren sonografischen Parametern bestehen. Diese Erweiterungen der Charakterisierung von Besamungsbullen könnte zukünftig hilfreich sein für die Beurteilung der Einsatzfähigkeit eines Bullen in der künstlichen Besamung. Es wurden in Abhängigkeit vom Alter zwei Versuchsgruppen gebildet. Die Gruppe der Jungbullen (n = 20) wurde in sechswöchigen Abständen insgesamt dreimal untersucht (12. bis 15. Lebensmonat). Die Altbullengruppe (n = 20) umfasste eine Gruppe von über 5 jährigen Bullen, die kontinuierlich für die Spermaproduktion genutzt wurden. Diese Gruppe wurde einmalig sonografisch untersucht. Es wurden die Hoden sowie alle akzessorischen Geschlechtsdrüsen untersucht. Die sonografischen B-Bilder wurden mit einer computergestützten Graustufenanalyse (MaZda 3.20) ausgewertet und die Parameter mittlerer Grauwert (MGL), Homogenität (HOM), Kontrast (Kontrast) sowie mittlerer Gradient (GRAD) erfasst. An allen Untersuchungstagen erfolgte zudem eine Blutprobenentnahme zur Bestimmung der Testosteronkonzentration im Blutserum. Die spermatologischen Untersuchungen umfassten die Bestimmung der Spermienmotilität sowie der durchflusszytometrischen Parameter PAS, PMI und DFI. In der Gruppe der Jungbullen konnte zwischen dem 12. und 15. Lebensmonat am Hodengewebe ein Abfall (p < 0,05) des MGL festgestellt werden, während sich die mehrdimensionalen Parameter nicht änderten (p > 0,05). Im Vergleich zu den Altbullen bestand kein Unterschied (p > 0,05) im MGL. Hier konnten jedoch Unterschiede in den mehrdimensionalen Parametern Homogenität und GRAD dargestellt werden. In allen akzessorischen Geschlechtsdrüsen fand zwischen dem 12. und 13,5. bzw. 15. Lebensmonat ein Abfall des mittleren Grauwertes statt (p < 0,05). Altbullen wiesen im Vergleich zu 15 Monate alten Jungbullen signifikant höhere MGL Werte aller akzessorischen Geschlechtsdrüsen auf. Die Graustufenanalyse der akzessorischen Geschlechtsdrüsen wies hohe Variationskoeffizienten auf. Zwischen der Spermiengesamtzahl sowie den untersuchten mehrdimensionalen Graustufenparametern des Hodengewebes HOM (r = 0,413), Kontrast (r = -0,481) und GRAD (r = -0,422) ergaben sich mittlere Korrelationen (p < 0,05). Die spermatologischen Parameter PAS, PMI und DFI sowie die Motilitätsparameter differierten nicht zwischen Jung- und Altbullen (p > 0,05). Die Jungbullen wiesen niedrigere Ejakulatvolumina und niedrigere Ejakulatdichten auf als die untersuchte Altbullengruppe. Zwischen dem DFI-Wert und der Serumtestosteronkonzentration konnte eine mittlere negative Korrelation (rs = -0,649; p < 0,01) ermittelt werden. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die Graustufenanalyse sonografischer Bilder des Genitaltraktes und die Durchflusszytometrie geeignete Methoden darstellen, um die Aussagen der andrologischen Untersuchung zu objektivieren. Inwiefern diese Parameter geeignet sind, um subfertile Tiere zu identifizieren, ist in weiteren Studie abzuklären.

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Ligner, Andrea: Charakterisierung von Besamungsbullen anhand der mehrdimensionalen Graustufenanalyse sonografischer Bilder des Genitales sowie einem erweiterten spermatologischen Untersuchungsspektrum. Hannover 2009. Tierärztliche Hochschule.

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