Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen über die Eignung der Dopplersonographie des genitalen Blutflusses zur Beurteilung von Spenderkühen für den Embryotransfer

Honnens, Änne Dorothee

The aim of this study was to investigate the genital blood flow during a superovulation treatment until embryo recovery in donor cattle and to elucidate possible relationships between genital blood flow and the subsequent ovarian response and embryo recovery. A total of 42 Holstein-Friesian and German Black Pied cows were scanned on the day of induction of superovulation (Day 10(SZ)), on the day of PGF2α injection (Day 13(SZ)) and seven days after insemination (Day 7(p.i.)). Ultrasonography with colour Doppler imaging was used to measure blood flow volume (BFV) and pulsatility index (PI) in the ovarian and uterine arteries as well as number and size of follicles and corpora lutea. The ovarian response was characterised by the number of follicles (Æ ≥ 5.0 mm) determined on Day 13(SZ) and the number of corpora lutea found on Day 7(p.i.). On Day 8(p.i.)the uterus was flushed and the total number of recovered embryos (incl. ova) was determined. According to ovarian response and total embryos, animals were assigned to 3 groups: low (≤ 10 follicles/corpora lutea; ≤ 4 embryos), medium (11-20 follicles/corpora lutea; 5-9 embryos), high (> 20 follicles /corpora lutea; > 9 embryos) reaction. The following results were obtained:   1.   The number of stimulated follicles ranged from 2 to 61 (mean: 14.5), the number of corpora lutea from 0 to 50 (median: 14.5) and the number of recovered embryos from 0 to 24 (median: 6.5). There were significant correlations (r = 0.61 to 0.75; P < 0.05) between ovarian response and number of embryos.   2.   Between Days 10(SZ) and 13(SZ) ovarian BFV (oBFV) increased by 60 % from 28.4 to 45.0 ml/min and uterine BFV (uBFV) increased by 42 % from 76.2 to 108.4 ml/min. When uBFV and oBFV on Day 10(SZ) and Day 7(p.i.) were compared, a twofold increase in uBFV (148.2 ml/min) and a 3.6fold rise in oBFV (108.5 ml/min) were found.   3.   The presence of a corpus luteum (CL) both on Day 10(SZ) and Day 13(SZ) had a positive effect (P < 0.05) on oBFV and uBFV. On Day 13(SZ)uBFV ipsilateral to the ovary bearing the CL was lower in cows showing a low follicle number compared to cows with medium or high follicle numbers (89.8 vs. 137.7/129.6 ml/min; P < 0.05). The uterine PI (uPI) was different between cows with low and medium follicle numbers (2.04 vs. 1.52; P < 0.05). No differences could be observed in oBFV related to the number of follicles (P > 0.05).   4.   On Day 10(SZ) low responding cows had a twice as high oBFV ipsilateral to the CL compared to cows showing medium follicle numbers (48.6 vs. 24.4 ml/min; P < 0.05) or showing a medium number of corpora lutea (50.4 vs. 26.8 ml/min; P < 0.05), respectively. Ipsilateral to the CL a lower uBFV was measured in cows showing low follicle numbers compared to cows with medium (67.6 vs. 91.9 ml/min; P < 0.05) or high (67.6 vs. 89.0 ml/min; P < 0.10) follicle numbers. There were no correlations between oPI or uPI and the ovarian response as well as between uBFV or uPI and the number of recovered embryos (P > 0.05). Neither number of all follicles nor size of the CL on Day 10(SZ) were related to ovarian response (P > 0.05).   5.   There were no correlations between ovarian BFV ipsilateral to the CL on Day 13(SZ) and ovarian response (P > 0.05). In contrast, uBFV ipsilateral to the CL differed (P < 0.05) between cows with a low and a high number of corpora lutea (101.3 vs. 139.6 ml/min) as well as between cows producing a low number of embryos and those producing a medium or high number of embryos (101.3 vs. 135.6 or 136.7 ml/min), respectively. The uterine PI was not correlated with the number of corpora lutea and recovered embryos (P > 0.05).   6.   On Day 7(p.i.) cows producing a high number of embryos showed a 1.8- or 3.5fold increase of oBFV compared to cows with medium or low embryo numbers (214.3 vs. 116.3 or 61.0 ml/min; P < 0.05). The uterine BFV differed between cows with a low and a high number of embryos (114.1 vs. 154.9 ml/min; P < 0.05). Ovarian and uterine PI were also positively correlated with the number of recovered embryos (P < 0.05).   The results of this study show strong correlations between ovarian and uterine blood flow and ovarian response as well as number of recovered embryos. This approach could be used to predict the success of a superovulatory treatment and thus to enhance efficiency of embryo transfer programs. 

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, mit Hilfe der Dopplersonographie beim Rind erstmals die genitale Durchblutung während eines Superovulationsprogramms bis zur Gewinnung der Embryonen zu bestimmen und zu überprüfen, ob der Erfolg der Superovulationsbehandlung anhand der Perfusionsverhältnisse des inneren Genitales zuverlässig abgeschätzt werden kann. Dazu wurden 42 Kühe der Rassen Deutsche Schwarzbunte und Holstein Friesian unmittelbar vor der hormonellen Stimulation zur Superovulation (Tag 10(SZ)), am Tag der Brunstinduktion (Tag 13(SZ)) sowie sieben Tage post inseminationem (Tag 7(p.i.)) sonographisch untersucht. Die Untersuchungen beinhalteten die Bestimmung des Blutflussvolumens (BFV) und des Blutflusswiderstandes (PI) in den Aa. ovaricae und Aa. uterinae sowie die Erfassung von Anzahl und Größe der Follikel und Corpora lutea. Die Ovar­reaktion wurde durch die Zahl der an Tag 13(SZ) festgestellten Follikel (Æ ≥ 5,0 mm) und die Zahl der an Tag 7(p.i.) vorhandenen Corpora lutea charakterisiert. Das Spülergebnis wurde nach der Spülung an Tag 8(p.i.) durch die Zahl der gewonnenen Embryonen/ Eizellen definiert. Für jeden Parameter wurden die Kühe in drei Klassen eingeteilt: geringe (≤ 10 Follikel/Corpora lutea; ≤ 4 Embryonen), mittlere (11-20 Folli­kel/Corpora lutea; 5-9 Embryonen) und hohe (> 20 Follikel/Corpora lutea; > 9 Embry­onen) Reaktion. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:   1.   Die Zahl der stimulierten Follikel variierte zwischen 2 und 61 (Mittelwert: 14,5), die Zahl der entwickelten Corpora lutea lag zwischen 0 und 50 (Median: 14,5) und die Zahl der gewonnenen Embryonen/Eizellen betrug 0 bis 24 (Median: 6,5). Es bestanden jedoch Korrelationen (r = 0,61 bis 0,75; p < 0,05) zwischen Ovarreaktion und Spülergebnis.   2.   Zwischen den Tagen 10(SZ) und 13(SZ) steigerten sich das ovarielle BFV (oBFV) um 60 % von 28,4 auf 45,0 ml/min und das uterine BFV (uBFV) um 42 % von 76,2 auf 108,4 ml/min. Während uBFV sich bis Tag 7(p.i.) fast verdoppelte (148,2 ml/min), erreichte oBFV das 3,6fache (108,5 ml/min) des Ausgangswertes.   3.   Das Vorhandensein eines Corpus luteum (CL) hatte sowohl an Tag 10(SZ) als auch an Tag 13(SZ) einen positiven Einfluss (p < 0,05) auf oBFV und uBFV. An Tag 13(SZ) differierte uBFV ipsilateral zum CL zwischen Kühen mit geringer und mittlerer bzw. hoher Follikelzahl (89,8 vs. 137,7 bzw. 129,6 ml/min; p < 0,05). Der uterine PI (uPI) unterschied sich zwischen Kühen mit geringer und mittlerer Follikelzahl (2,04 vs. 1,52; p < 0,05). Der ovarielle Blutfluss war an Tag 13(SZ) unabhängig von der Follikelzahl.   4.   Kühe mit einer geringen Ovarreaktion wiesen retrospektiv an Tag 10(SZ)ipsilateral zum CL etwa das doppelte oBFV (p < 0,05) der Kühe auf, die zwischen 10 und 20 Follikel (48,6 vs. 24,4 ml/min) bzw. Corpora lutea (50,4 vs. 26,8 ml/min) anbildeten. Das uterine BFV war ipsilateral zum CL niedriger bei Tieren mit gerin­ger Follikelreaktion als bei Tieren mit mittlerer (67,6 vs. 91,9 ml/min; p < 0,05) und hoher (67,6 vs. 89,0 ml/min; p < 0,10) Follikelreaktion. Keine Beziehungen be­standen zwischen oPI bzw. uPI und der Ovarreaktion sowie zwischen uBFV bzw. uPI und dem Spülergebnis (p > 0,05). Weder die Gesamtzahl der Follikel noch die CL-Größe standen an Tag 10(SZ) in Beziehung zur Ovarreaktion (p > 0,05).   5.   Der ovarielle Blutfluss an Tag 13(SZ) zeigte keine Korrelation (p > 0,05) mit der Ovarreaktion. Das ipsilateral zum CL gemessene uBFV differierte (p < 0,05) retrospektiv zwischen Kühen mit geringer und hoher Gelbkörperzahl (101,3 vs. 139,6 ml/min) und zwischen Kühen mit geringem Spülergebnis einerseits und mittlerem sowie hohem Spülergebnis andererseits (101,3 vs. 135,6/136,7 ml/min). Der uterine PI war unabhängig von der Gelbkörper- und Embryonenzahl (p > 0,05).   6.   Kühe mit hohem Spülergebnis wiesen an Tag 7(p.i.) das 1,8- bzw. 3,5fache oBFV der Tiere auf, die ein mittleres bzw. geringes Spülergebnis lieferten (214,3 vs. 116,3 bzw. 61,0 ml/min; p < 0,05). Das uBFV differierte zwischen Kühen mit geringem und hohem Spülergebnis (114,1 vs. 154,9 ml/min; p < 0,05). Auch oPI und uPI differierten in Abhängigkeit von dem Spülergebnis (p < 0,05).   Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass beim Rind deutliche Zusammenhänge zwischen der ovariellen und insbesondere der uterinen Durchblutung des inneren Genitales einerseits und der Ovarreaktion und dem Spülergebnis andererseits bestehen. Diese könnten in zukünftigen Studien genutzt werden, um den Erfolg einer Superovulationsbehandlung prospektiv abzuschätzen und damit die Gesamteffizienz von Embryotransferprogrammen zu verbessern.

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Honnens, Änne Dorothee: Untersuchungen über die Eignung der Dopplersonographie des genitalen Blutflusses zur Beurteilung von Spenderkühen für den Embryotransfer. Hannover 2006. Tierärztliche Hochschule.

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