Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Einfluss des ovariellen und follikulären Blutflusses auf die Vorhersehbarkeit des Superovulationsergebnisses beim Rind

Klein, Corinna Birte

The aim of this study was to obtain criteria for the classification of animals in good or bad donors employing Colour Doppler Sonography for the investigation of the Aa. ovaricae, more precisely at the ramification of the Ramus ovaricus, the dominant follicle, the number of follicles with detectable blood flow and of the corpus luteum before hormonal stimulation. In total 28 Holstein Frisian and German Black Pied cows were randomly divided into two groups. After the ultrasonographic analysis on day 8 of the synchronized cycle, the dominant follicle of the animals belonging to group 1 were aspirated, while those of the animals belonging to group 2 remained intact. Cows of both groups were scanned ultrasonographically on day 10 before the application of eCG, on day 12 before the injection of PGF2α and six days after artificial insemination (day 6 p.i.). During these investigations the size and the area with blood flow of the corpus luteum and, in animals where it was left intact, of the dominant follicle as well as the ovarian PI and TAMV were measured. Besides the sizes and the number of all follicles on the ovaries the number of all follicles with detectable blood flow was counted. The reaction to hormonal stimulation was defined by the number of follicles ≥ 5 mm on the ovaries on day 12, while the superovulatory response was defined by the number of corpora lutea on the ovaries on day 6 p.i. and by the total number of oocytes and embryos and transferable embryos, which were collected by transcervical flushing of the uterus on day 7 p.i.. The following results were obtained:   1.      Animals of group 1 showed a significant higher reaction to hormonal stimulation than animals of group 2 (follicles of category II: 14.3 vs. 10.1 (p < 0.05); follicles of category III: 8.4 vs. 1.3 (p < 0.05)). The superovulatory response was also lower in cows of group 2 than that in cows of group 1. The number of corpora lutea counted only 9.7 versus 17.9 in animals of group 1 (p < 0.001) and the total number of oocytes and embryos and of transferable embryos was likewise lower counting 4.8 and 1.9 in animals of group 2 compared to 11.3 and 4.7 in animals of group 1 (p < 0.01 und p < 0.05).   2.      The observation of the ovarian blood flow resulted in no differences in TAMV between animals of groups 1 and 2 and in animals of both groups TAMV remained at similar levels between days 8, 10, 10+1h and 12 until an increase on day 6 p.i. could be seen (p < 0.05). The PI also showed a similar tendency of animals in groups 1 and 2 on the days 8 (1.1 and 1.3), 10 (1.4 and 1.4) and 10+1h (1.3 and 1.3). Up to day 12 the PI in cows of group 1 decreased significantly to 0.9 (p < 0.05) and then remained unchanged until day 6 p.i. with 0.6, while the PI of animals in group 2 did not change until day 12 with 1.4 and then reached its nadir on day 6 p.i. with 0.7 (p < 0.001).   3.      No differences in the concentration of progesterone could be seen between animals of groups 1 and 2 on days 8, 10 and 12. However on day 6 p.i. the animals of group 1 showed P4-concentrations which were two-fold higher than those of group 2 animals (p < 0.001). Regarding the estrogen concentrations, there were no differences between cows on the days 8, 10 and 6 p.i., but on day 12 the estrogen concentrations of animals in group 2 were 1,9-fold lower than those of the cows in group 1 (p < 0.001). Significant positive correlations between the estrogen concentration of animals of group 1 and the total number of follicles (r = 0.53; p < 0.05) and the number of follicles with detectable blood flow (r = 0.51; p < 0.05) could be seen on day 12, while estrogen only tended to correlate with the number of follicles of category II on day 12 (r = 0.43; p = 0.09). The estrogen concentration of the animals in group 2 on day 12 correlated with PI (r = 0.65; p < 0.05) and estrogen concentration on day 6 p.i. correlated with the number of follicles ≥ 10 mm (r = 0.62; p < 0.05). The number of corpora lutea on day 6 p.i. showed correlations with the P4-concentration on the same day only in animals of group 2 (r = 0.95; p < 0.001).   4.      A negative correlation between PI and the number of follicles of category II on day 12 could be found only in animals in group 2 (r = -0.68; p < 0.05). The TAMV on day 6 p.i. showed positive correlations to the number of corpora lutea of day 6 p.i. in animals of both groups (group 1: r = 0.36; p < 0.05; group 2: r = 0.48; p < 0.05).   5.      A prediction of the reaction to the hormonal stimulation and the superovulatory response of animals in group 1 could be made by counting the total number of follicles, the number of follicles of category I and the number of follicles with detectable blood flow on day 8 and 10. The number of transferable embryos showed no correlation to the above mentioned parameters. In animals of group 2 only the total number of follicles and the number of follicles of category I on day 8 correlated with the reaction to the hormonal stimulation. There were neither correlations of follicle categories nor the number of follicles with detectable blood flow and the superovulatory response.   6.      After hormonal stimulation a prediction could be made in animals of both groups for the number of corpora lutea on day 6 p.i., for the total number of follicles, for the number of follicles of category II and for the number of follicles with detectable blood flow on day 12. A correlation of the total number of follicles and the number of follicles of category II on day 12 with the number of oocytes and embryos and the number of follicles > 10 mm on day 6 p.i was only possible in animals of group 1. In animals of groups 1 and 2 the number of corpora lutea on day 6 p.i. showed a positive correlation to the total number of oocytes and embryos (r = 0.68; p < 0.01 and r = 0.60; p < 0.05) and in animals of group 2 there was also a correlation to the number of transferable embryos (r = 0.58; p <0.05).   7.      Neither in animals of group 1 nor in animals of group 2 the TAMV or the PI measured before hormonal stimulation could be used to predict the reaction to hormonal stimulation or to the superovulatory response. After stimulation a negative correlation was only found for animals in group 2 between PI on day 12 and the number of corpora lutea on day 6 p.i. (r = -0.48; p < 0.05). 8.      In cows of group 2 the concentration of progesterone showed correlations to the superovulatory response before and after hormonal stimulation, while there were no correlations for animals of group 1. Before stimulation the estrogen concentration in animals of both groups could not be used to predict the reaction to hormonal stimulation or the superovulatory response. In comparison to this the estrogen concentration in animals of group 1 on day 12 tended to correlate with the total number of oocytes and embryos and showed a significant correlation to the number of degenerated embryos. The results of this study provide an opportunity to predict the superovulatory response of an animal by looking at the growing follicles and the follicles with detectable blood flow, while the ovarian blood flow does not seem to be a good parameter. The presence of a dominant follicle linked with a bad reaction to hormonal stimulation and superovulatory response can also be seen in the ovarian blood flow. The approach of this study could be completed in other studies to analyze the blood flow of individual follicles so that a prediction regarding the reaction of a donor animal to hormonal treatment could be made more precisely to improve the efficiency of embryo transfer programs.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war Kriterien betreffend des Blutflusses festzulegen, die eine Einteilung der Kühe in gute und schlechte Donortiere bereits vor Einleitung der Superovulation erlauben. Zu diesem Zweck wurde der Blutfluss der Aa. ovaricae, genauer der Endaufzweigung des Ramus ovaricus am Ovarhilus, des dominanten Follikels und des Corpus luteums vor und nach der Stimulation mit eCG mittels farbdopplersonographischer Untersuchungen bestimmt. Weiterhin wurde die Gesamtzahl der durchbluteten Follikel vor und nach der Stimulation ermittelt. Für die Untersuchungen wurden 28 Kühe der Rassen Deutsche Schwarzbunte und Holstein Frisian zufällig in zwei Gruppen eingeteilt. Nach der sonographischen Untersuchung am Tag 8 des synchronisierten Zyklus wurde bei den 16 Tieren der Gruppe 1 der dominante Follikel abpunktiert, während er bei den 12 Tieren der Gruppe 2 belassen wurde. Weiterhin wurden die Tiere beider Gruppen am Tag 10, vor der eCG-Applikation, am Tag 12, vor der PGF2α-Injektion und sechs Tage nach der Besamung (Tag 6 p.i.) sonographisch untersucht. Dabei wurden Größe und Durchblutungsfläche des Corpus luteums und bei den Tieren, bei denen er noch vorhanden war, des dominanten Follikels bestimmt. Die Größe und Anzahl aller auf den Ovarien vorhandenen Follikel und die Gesamtzahl der durchbluteten Follikel sowie PI und TAMV in den Endaufzweigungen der Ovararterien wurden ermittelt. Die Stimulationsantwort der Kühe definierte sich über die Anzahl an Follikeln ≥ 5 mm, die sich am Tag 12 auf den Ovarien angebildet hatten. Die Superovulationsantwort resultierte aus der Anzahl der am Tag 6 p.i. auf den Ovarien vorhandenen Corpora lutea und der am Tag 7 p.i. per transzervikaler Uterusspülung gewonnenen Gesamtzahl an Eizellen und Embryonen sowie der Anzahl transfertauglicher Embryonen. Es konnten folgenden Ergebnisse erarbeitet werden:   Die Tiere der Gruppe 1 zeigten eine deutlich höhere Stimulationsantwort als die Tiere der Gruppe 2 (Follikel Kategorie II: 14,3 gegen 10,1 (p < 0,05); Follikel Kategorie III: 8,4 gegen 1,3 (p < 0,05)). Auch die Superovulationsantwort war bei den Kühen der Gruppe 2 geringer als bei denen der Gruppe 1, da die Anzahl der Corpora lutea nur 9,7 betrug im Gegensatz zu 17,9 bei Tieren der Gruppe 1 (p < 0,001). Die Gesamtzahl an Eizellen und Embryonen und transfertauglichen Embryonen war bei Tieren der Gruppe 2 mit 4,8 und 1,9 signifikant niedriger als bei Tieren in Gruppe 1 mit 11,3 und 4,7 (p < 0,01 und p < 0,05).   2.      Die Beobachtung des ovariellen Blutflusses ergab, dass TAMV sich zwischen Tieren der Gruppen 1 und 2 nicht unterschied und bei beiden Gruppen an den Tagen 8, 10, 10+1h und 12 annähernd gleich blieb, dann allerdings bis Tag 6 p.i. signifikant anstieg (p < 0,05). Auch der PI zeigte bei Tieren der Gruppen 1 und 2 zunächst an den Tagen 8 (1,1 und 1,3), 10 (1,4 und 1,4) und 10+1h (1,3 und 1,3) den gleichen Verlauf. Am Tag 12 fiel jedoch der PI bei Tieren der Gruppe 1 deutlich auf 0,9 ab (p < 0,05) und blieb bis Tag 6 p.i. mit 0,6 unverändert, während sich der PI bei Tieren in Gruppe 2 bis Tag 12 mit 1,4 nicht veränderte und erst am Tag 6 p.i. mit 0,7 signifikant niedriger war als an den anderen Untersuchungstagen (p < 0,001).   3.      An den Tagen 8, 10 und 12 waren keine Differenzen bezüglich der Progesteronkonzentration zwischen den Tieren der Gruppen 1 und 2 zu sehen. Am Tag 6 p.i. wiesen jedoch Kühe der Gruppe 1 eine mehr als doppelt so hohe P4-Konzentration im Blutplasma verglichen mit Kühen der Gruppe 2 (p < 0,001) auf. Die Östrogenkonzentration dagegen zeigte an den Tagen 8, 10 und 6 p.i. keinen Unterschied zwischen den beiden Gruppen, war aber am Tag 12 im Blutplasma der Kühe der Gruppe 1 um das 1,9-fache höher als bei Kühen in Gruppe 2 (p < 0,001). Nur bei Tieren der Gruppe 1 wies die Östrogenkonzentration am Tag 12 deutliche Zusammenhänge mit der Gesamtzahl der Follikel (r = 0,53; p < 0,05), mit der Anzahl durchbluteter Follikel (r = 0,51; p < 0,05) und tendenzielle Beziehungen zur Anzahl an Follikeln der Kategorie II auf (r =0,43; p = 0,09). Dagegen zeigten sich Korrelationen des Östrogenwertes innerhalb der Tiere der Gruppe 2 am Tag 12 mit dem PI des gleichen Tages (r = 0,65; p < 0,05) und des Östrogenwertes am Tag 6 p.i. mit der Anzahl Follikel ≥ 10 mm (r = 0,62; p < 0,05). Die Anzahl der Corpora lutea am Tag 6 p.i. korrelierte lediglich bei Tieren der Gruppe 2 und nicht bei denen der Gruppe 1 (p > 0,05) positiv mit der P4-Konzentration des gleichen Tages (r = 0,95; p < 0,001).   4.      Bei den Tieren in Gruppe 2 konnte eine negative Korrelation des PI nur am Tag 12 mit der Anzahl Follikel der Kategorie II ermittelt werden (r = -0,68; p < 0,05). Einen positiven Zusammenhang gab es bei den Tieren beider Gruppen zwischen TAMV und der Anzahl angebildeter Corpora lutea am Tag 6 p.i. (Gruppe 1: r = 0,36; p < 0,05; Gruppe 2: r = 0,48; p < 0,05).   Eine Vorhersage der Stimulationsantwort und der Superovulationsantwort vor der Stimulation konnte bei Tieren in Gruppe 1 anhand der Follikelgesamtzahl, der Anzahl der Follikel der Kategorie I und der Anzahl durchbluteter Follikel sowohl am Tag 8 als auch am Tag 10 getroffen werden. Lediglich die Anzahl transfertauglicher Embryonen zeigte keinen Zusammenhang mit den o.g. Follikelklassen an den Tagen 8 und 10. Innerhalb der Tiere der Gruppe 2 ließ sich nur eine Beziehung der Follikelgesamtzahl und der Anzahl der Follikel der Kategorie I am Tag 8 zur Stimulationsantwort nachweisen. Es gab hierbei keinen Zusammenhang der Follikelklassen oder der Anzahl der durchbluteten Follikel zur Superovulationsantwort.   6.      Nach der Stimulation konnte bei beiden Gruppen eine Vorhersage bezüglich der Anzahl der am Tag 6 p.i. auf den Ovarien zu findenden Corpora lutea aufgrund der Gesamtzahl der Follikel, der Anzahl der Follikel der Kategorie II und der Anzahl durchbluteter Follikel von Tag 12 getroffen werden. Nur bei Tieren in Gruppe 1 war auch ein Zusammenhang der Gesamtzahl der Follikel und der Anzahl der Follikel der Kategorie II jeweils zur Gesamtzahl an Eizellen und Embryonen sowie der Anzahl Follikel > 10 mm am Tag 6 p.i. festzustellen. Die Zahl der Corpora lutea am Tag 6 p.i. korrelierte bei Tieren der Gruppen 1 und 2 positiv mit der Gesamtzahl an Eizellen und Embryonen (r = 0,68; p < 0,01 und r = 0,60; p < 0,05) und bei Tieren der Gruppe 2 auch mit der Anzahl transfertauglicher Embryonen (r = 0,58; p <0,05).   7.      In keiner der beiden Gruppen wies die TAMV oder der PI vor der Stimulation auf die Stimulations- oder Superovulationsantwort hin. Nach der Stimulation konnte lediglich bei Tieren in Gruppe 2 für den PI von Tag 12 ein negativer Zusammenhang mit der Anzahl an Corpora lutea von Tag 6 p.i. ermittelt werden (r = -0,48; p < 0,05).   8.      Die Progesteronkonzentrationen der Tiere der Gruppe 2 zeigten sowohl vor der Stimulation als auch danach Zusammenhänge zur Superovulationsantwort, während bei Tieren der Gruppe 1 keinerlei Beziehungen zu sehen waren. Vor der Stimulation konnten keine Korrelationen der Östrogenkonzentration zur Stimulations- oder Superovulationsantwort bei Tieren in einer der Gruppen festgestellt werden. Dagegen konnte nach der Stimulation bei Tieren der Gruppe 1 eine tendenzielle Beziehung des Östrogenwertes von Tag 12 mit der Gesamtzahl an Eizellen und Embryonen und ein deutlicher Zusammenhang zur Anzahl degenerierter Embryonen nachgewiesen werden.   Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass anhand des Follikelwachstums und der Follikeldurchblutung die Reaktion eines Tieres auf die Superovulation abgeschätzt werden kann, wogegen dies mit Hilfe der ovariellen Durchblutung nur eingeschränkt möglich ist. Das Vorhandensein eines dominanten Follikels und die damit verbundene schlechtere Stimulations- und Superovulationsantwort spiegelt sich auch im ovariellen Blutfluss wider. In weiteren Studien könnte versucht werden, die Durchblutung verschiedener Follikelkategorien differenziert darzustellen, so dass eine genauere Abschätzung der Reaktion eines Donortieres möglich wäre, was zu einer effizienteren Nutzung von Embryotransferprogrammen beitrüge.  

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Klein, Corinna Birte: Einfluss des ovariellen und follikulären Blutflusses auf die Vorhersehbarkeit des Superovulationsergebnisses beim Rind. Hannover 2008. Tierärztliche Hochschule.

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