Paarung - Belegung - künstliche Besamung beim ...

05.04.2013
Paarung - Belegung -
künstliche Besamung
beim
landwirtschaftlichen Nutztier
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05.04.2013
Spermamenge und -zusammensetzung
Parameter Bulle Schafbock Eber Hengst
Ejakulat (ml) 2 - 9 1 300 - 500 20 - 300
Dichte (1000 Sp. / mm 3 ) 300 - 3000 2000 - 5000 250 120
Zitronensäure (mg/100
ml)
Ergeothionin (mg / 100
ml)
720 137 129 26,1
Spuren - 15,2 7,6
Fructose (mg / 100 ml) 540 247 127 -
N total (mg / 100 ml) 750 875 613 -
Fraktionen des Ejakulates vom Eber
Zeit n. Beginn d.
Ejakulation (min)
1 4 7 8 13
Volumen (ml) 46 100 115 125 140
Spermien (10 3
/Mikroliter)
0 327 18 4 88
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05.04.2013
Geschlechtsreife, Zykluslänge und Brunstdauer bei
weiblichen Haustieren
Haustierart
Eintritt der
Geschlechtsreife (Monate)
Zykluslänge
Brunstdauer
männlich weiblich (Tage) (Tage)
Pferd 12 12 21 5 (2 - 40)
Rind 8 - 10 8 - 11 21 1 (1 - 2)
Schaf 3 - 6 5 - 10 17 1 (1 - 2)
Schwein 5 - 6 5 - 8 21 2 ( 1 - 3)
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05.04.2013
Zykluslänge, Brunstdauer, Ovulationszeitpunkt,
Konzeptionsoptimum bei einigen Nutztierarten
Brunstdauer
(h / d)
16 - 22 8 - 14 h n.
Brunstende
Tierart Zykluslänge
(d)
Rind 21
(18 - 24)
Ovulationszeitpunkt
Konzeptionsoptimum
6 - 18 h n.
Brunstfeststellung
Schwein 21
(16 - 24)
2 - 3 Tage
(Duldung)
24 - 36 h n.
Duldungsbeginn
16 - 24 h n.
Beginn d. Duldung
Stute 21
(19 - 26)
Schaf 16
(14 - 19)
Ziege 21
(17 - 23)
3 - 10 Tage ca. 48 - 24 h vor
Ende d. Rosse
24 - 36 h 18 - 24 h n.
Brunstbeginn
32 - 40 h Ende d. Brunst
bis 8 h danach
um den Zeitpunkt
d. Ovulation
12 - 24 h n.
Brunstbeginn
12 - 24 h n.
Brunstbeginn
Dauer der Trächtigkeit bei Haustieren
Haustierart
Dauer der Trächtigkeit (Tage)
Mittelwert
Varianz
Pferd 336 320 - 350
Rind 280 270 - 290
Schaf 150 149 - 152
Schwein 115 113 - 118
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05.04.2013
Grundlagen des Brunstverhaltens
Schlüsselreize bei der Paarung für das
männliche Tier
• Lokomotorischer Reflex
• Erektionsreflex
• Fricktionsreflex
(Tastkörperchen an Penisspitze)
• Kopulationsreflex
Ejakulation in
mehreren
Phasen:
Samenzellen
Sekrete der
Anhangsdrüsen
• Ejakulationsreflex
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05.04.2013
Geruchsaufnahme
Paarungsverhalten
(nach SIGNORET)
Annäherung
Geruchsaufnahme
Aufsprungversuch
Treiben
„Minnegesang“
Kopf-an-Kopf-Stellung
Aufsprung
wird verweigert;
Kopfauflegen
Kopfstöße in die Seite;
„Minnegesang“
Stehreflex
Deckakt
Vorspiel des Ebers vor der Paarung dauert ca. 15
Minuten
Dauer des Deckaktes ca. 15 bis 30 Minuten
• Stoßen in die Flanke, Stoßen zwischen Hinterbeinen
• Klatschen mit dem Kiefer
• Harnabgabe und -verspritzen
• Urinprobe bei Sau
• Beriechen der Vulva
• Tiere drehen sich im Kreis
• Auflegen des Kopfes auf Kruppe und Schwanzansatz
(Prüfung der Duldung)
• bei Duldungsreflex mehrmaliges Besteigen (von hinten, seitlich,
von vorn)
• Aufsprung garantiert noch keine Paarung !
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05.04.2013
Auslösung des Duldungsreflexes bei vollrauschigen Sauen
durch den Viehpfleger mittels Druck auf den Rücken der Sau
unter Einfluss verschiedener Reize von Seiten des Ebers
(n. Signoreit et al. 1961; Hafez et al. 1965)
Situation Reize des Ebers Positive
Reaktionen
Ausschließlich Sauen keine 59%
Sauen + Liebesgesang
akustische 71%
auf Tonband
Sauen + Ebergeruch olfaktorische 81%
Sauen + Eber hinter
Holzwand
Sauen + Eber hinter
Gitter
Sauen + Eber in der
selben Bucht
akustische + olfaktorische 90%
akustische, olfaktorische +
visuelle
akustische, olfaktorische,
visuelle + taktile
97%
100%
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05.04.2013
Brunstverhalten:
…signalisiert als äußeres
Merkmal die
Paarungsbereitschaft der
Sauen.
Rausche, Brunst - Tage
1
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3
4
5
6
Proöstrus (Vorbrunst)
Unruhe, Aufspringen auf andere Tiere, Anschwellen der Vulva,
Absonderung eines klaren dünnflüssigen Schleimes,
Futteraufnahme verringert
Östrus (Haupt- Vollbrunst; Duldungsphase)
Tier lässt sich bespringen, Vulvaschwellung reduziert sich,
Brunstschleim wird zähflüssiger
Typische Brunstlaute (Rollen)
Postöstrus (Nachbrunst)
Abklingen der Symptome
Hormone
Hormone sind inter- und intrazellulär wirksame chemische
Boten unterschiedlicher Struktur, die in spezifisch differenzierten
Zellen gebildet werden oder enzymatisch veränderte
Bluteiweiße darstellen. In den Produktions-, benachbarten
oder entfernt gelegenen Zellen üben sie ihre spezifischen
biologischen Wirkungen aus.
Nach der Bindung an Zellmembran-oder intrazelluläre Rezeptoren
steuern sie über Cyclasen und intrazelluläre chemische
Boten sowie über Beeinflussung der Genexpression
unterschiedlichste Zellfunktionen, insbesondere aber
die Bildung und Aktivierung von Enzymen
bestimmte Wirkungsrichtung
bestimmte Wirkungsdauer
Reversibilität
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05.04.2013
Neurohormonale Regulation der
Fortpflanzung
ZNS
Cortex /Großhirn
Hypothalamus
Releasinghormone
HVL HMLHHL
Gonadotropine
Steriode
Steriode
Gonaden
Effektivität verschiedener Methoden zur
Brunstbeobachtung (de KRUIF et al. 1987)
Methode
Stier oder Suchbulle
Beobachtung 24h/d
dreimal/Tag, 20 min.
zweimal/Tag, 20 min.
einmal/Tag, 20 min.
Kühe die richtig als brünstig
erkannt wurden
95 %
95 %
75 %
65 %
50 %
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05.04.2013
Künstliche Besamung
Künstliche Besamung
Biotechnisches Verfahren der
Reproduktionssteuerung, welches
die Samengewinnung von
Vatertieren, die Beurteilung des
Samens, seine Konfektionierung
und Lagerung sowie die
Samenübertragung zum Inhalt hat.
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05.04.2013
Zoo- u. biotechnische Verfahren in der Schweineproduktion
Kontrollierende Verfahren
Steuernde u. beeinflussende Maßnahmen
Überwachung von
Körperfunktionen
Züchtungstechniken
Züchtungstechnik
assoziierte Verfahren
- Pubertät
- Brunst
- Trächtigkeit
- Geburt
-u.a.
-Künstl. Besam.
-Embryotransfer
-ET-assoziierte
Techniken
- Spermasexing
-Pubertätsstimulation
- Synchronisation von
Östrus
Ovulation
Geburten
Züchterischer Innovationsgehalt der künstlichen
Besamung beim Nutztier
u.a.:
• Spermahandel ersetzt Zuchttierhandel
• Tiergesundheit: Vermeidung von Deckseuchen
Vermeidung von Erregereinschleppung
• vielfache Vermehrung wertvoller Vatertiere
• Erhöhung des Selektionsdruckes bei Vatertieren
• Individuelle Anpaarungen über regionale Entfernungen
• Anpaarung schwerer älterer Vatertiere an erstmals zu belegende, junge
weibliche Tiere
• Senkung der Kosten (Vatertierhaltung, Arbeitszeit für Belegung, etc.)
• Ermöglichung der Besamung großer Gruppen weiblicher Tiere zur
gleichen Zeit
• Spermabestellung nach Zeitvorgaben möglich
• Spermaproduktion auf Vorrat
• Verbesserung von Reproduktionsleistungen
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05.04.2013
Züchterische Vorteile von KB
• Breite Streuung der Vatertiere in Zuchtherden
• Kurzer Basiszuchteinsatz der Vatertiere
= kurzes Generationsintervall
• Große Datenmenge für gezielte Zuchtarbeit
• Zentrale Datenverarbeitung der Informationen
aus allen Zucht- und Produktionsstufen
• Anwendung der BLUP-Zuchtwertschätzung
Umsetzung schnellen Zuchtfortschrittes
Hygiene-Vorteile von KB
• Infektionsrisiko von außen sinkt, da kein
Vatertierzukauf
• Keine Krankheitsübertragung beim Deckakt
– Allg. Schmierinfektionen: HWI-Erreger, Chlamydien
– Spez. Infektionen: Leptospirose, PRRS, PPV, (Brucel.)
• Sanierungsprogramme möglich
Geschlechtsgesundheit der Herde steigt
Weniger erkrankungsbedingte
Fruchtbarkeitsstörungen
Steigende Leistungen
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05.04.2013
Samengewinnung
„Torbogenreflex“
Optischer Impuls beim
männlichen Tier infolge der
Wahrnehmung des
Paarungspartners oder des
Phantoms.
Er löst primär über die
visuelle Wahrnehmung das
Vorspiel des männlichen
Tieres und für den Aufsprung
im Weiteren die sexuelle
Reflexkette für den Deckakt
die aus.
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05.04.2013
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05.04.2013
Künstliche Vagina
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05.04.2013
Absamvorgang
Beurteilung von Sperma
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05.04.2013
Klassische Spermatologie
makroskopische Kriterien
Volumen n. Filtration
Geruch
Farbe
mikroskopische Kriterien
Motilität
Konzentration
Morphologie
Quantität - Volumen
Spermienkonzentration
Qualität - Motilität
Morphologie
Standardspermatologische
Parameter
Erfüllung der Mindestanforderungen
Zielstellung einer In-vitro-Beurteilung von Sperma:
Selektion von Ejakulaten mit eingeschränkter Qualität
Standardspermatologie
Motilität nativ
Motilität nach Verdünnung
Motilität nach Konservierung
Spermienmorphologie
Erkennung subfertiler Vatertiere
Erkennen von besonderen Situationen in
Besamungsstationen
Vatertierspezifische Spermienzahl/Dosis
Weiterentwicklung der Konservierung
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05.04.2013
Dichtebestimmung
( Photometer )
Kriterien der Befruchtungspotenz von Spermien
ungeschädigtes Akrosom mit
entsprechenden Enzymaktivitäten
normales morphologisches Erscheinungsbild
Reaktivierbares
Genom
Rezeptoren für den
Eizellkontakt
funktionstüchtige Zellmembran
normale Stoffwechselaktivität
Fähigkeit zur Kapazitation
und Akrosomenreaktion
normales Motilitätsverhalten
vor und nach Kapazitation
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05.04.2013
Motilitätsbestimmung
( Mikroskop, Wärmeplatte, Monitor )
reale Bewegung
gemittelte
Kopfauslenkung
effektive
Vorwärtsbewegung
• immotile Spermien
• lokal motile Spermien motile
• progressive Spermien Spermien
lineare, nichtlineare Spermien
Kreisgänger, hypermotile Spermien
Vorwärtsbewegung von Spermien
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05.04.2013
Protoplasmatischer
Tropfen in der Migration
Morphologisch
abnormale/normale
Spermien
Schlinge an der
Geißel
Zusammeneingerollte
Geißel
Akrosomdefekt
Proximaler
protoplasmatischer Tropfen
geschwoll
enes
Akrosom
Schlinge
an der
Geißel
Anzahl Spermien je Besamungsportion:
Rind……………………………….ca. 20.000.000 (Mio.)
Schwein……..…1.500.000.000 - 2.000.000.000 (Miard.)
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05.04.2013
Organisationsformen der künstlichen
Besamung bei landwirtschaftlichen Nutztieren
•Fernbesamung
Besamungsbeauftragter
•Zustellbesamung
Eigenbestandsbesamung
•Standortbesamung
Spermaproduktion und
Besamung am gleichen
Standort (Betrieb)
Zustellbesamung
• Zentrale Station für
Vatertiere
• fachgerechte
Spermaproduktion
• Sperma wird nach
telefonischer
Anmeldung mit
Kurierdienst in
die Betriebe gebracht
• Besamung durch
Angehörige
des Betriebes
• Einheit von
Brunstbeobachtung
und Besamung
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05.04.2013
Fernbesamung
• Zentrale Station der Vatertiere
• Besamung durch Angehörige der Vatertierstation
• fachgerechte Spermaproduktion
Nachteile !
• Trennung zw. Personal für Brunstbeobachtung u.
Besamungsdurchführung
• Hygiene
• fremde Person
• Realisierung des opt. KB-Zeitpunktes ist schwierig
Standortbesamung
• Relativ hohe Kosten, deshalb für große Betriebe geeignet bzw.
für Betriebe in der Nachbarschaft
• ungünstige Auslastung der Vatertiere
• hohe Investitionskosten
Nachteile !
• Spermagewinnung nach Bedarf
• opt. KB-Termin ist realisierbar
• Einheit von Besamungstechniker und Person für Brunstkontrolle
• Züchterische Aspekte für Vatertierauswahl !!
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05.04.2013
Entwicklung der Durchführung der künstlichen
Besamung (in % aller Besamungen)
-Schwein -
1995 1998 2001 2002
Besamungsbeauftragte/Tierärzte
913,1 8,0 4,8 3,1
Eigenbestandsbesamer 86,9 88,92,07 95,2 96,9
Entwicklung der Künstlichen Besamung beim Rind
Jahr KB-Stationen KB-Betriebe Erstbesamungen % der Kühe u. Färsen
1955 105 210.142 1.266.717 20,3
1965 96 450.000 2.899.972 45,3
1970 74 510.907 3.781.423 60,3
1975 58 489.412 4.701.374 77,5
1980 52 420.430 5.510.798 89,1
1985 48 333.259 5.831.038 92,4
1990 39 266.588 5.385.973 94,1
1995 29 206.885 5.848.117 97,9
2000 27 156.641 5.105.920 81,4
2002 26 136.701 4.812.381 78,5
2003 24 123.690 4.769.953 81,2
2007 22 101.961 4.414.910 79,7
2009 22 92.350 4.334.737 77,7
2011 21 82.561 4.259.308 75,7
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05.04.2013
Entwicklung der Anwendung der
KB-Pferd in Deutschland
ca. 30.000 Anpaarungen über KB/Jahr Abfohlrate seit 1990: 58 - 62 %
Schema für die Besamung
von Sauen
(u.a. SCHLEGEL et al. 1988,
SCHNURRBUSCH u. HÜHN 1994,
LEIDING 2000, WEITZE et al.
1994, 2000)
später Duldungseintritt
Ovulation
mittlerer Duldungseintritt
Ovulation
früher Duldungseintritt
Ovulation
Brunstkontrolle
bis Ende der
Duldung!!
1 2 3 4 5 6 7 8
Ebers wird akzeptiert
Absetzen
Duldung bei Rückendruck
Befruchtungskapazität des Spermas
Tage
Zeitfenster für KB: 12 vor bis 4 Stunden nach der (berechneten) Ovulation
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05.04.2013
Angaben zum Ovulationszeitpunkt und –
zur -dauer bei Sauen
Dauer der Ovulation
Literaturangabe
Spontanöstrus
(n. LH-Peak)
Nach
20 g GnRH
(Goserelin ® )
Nach
50 g GnRH
(Gonavet ® )
37 – 49 Std.
40 – 49 Std.
38 – 45 Std.
SOEDE et al. (1994)
MARTINAT-BOTTE et al. (1995)
WABERSKI et al. (1997)
38 – 42 Std. BRÜSSOW et al. (2006)
34 – 42 h
BRÜSSOW et al. (1990)
RATKY et al. (1998)
(n. LEVIS, 1995)
Zeit zwischen den Stimulationspeaks beträgt durchschnittlich 60 Minuten.
A………Nach der Stimulation, Beginn der Besamung
B – C…Duldungsreflex, Peak, optimale Zeit für KB
D………Duldungsreflex nimmt ab, ungünstig für KB
E………In dieser Zeit keine Besamung
Der Duldungsreflex dauert 5 bis 15 Minuten.
Ein weiterer Duldungsreflex lässt sich erst nach 45-55 Minuten auslösen.
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05.04.2013
Spermien auf dem Weg zur Befruchtung nach MÜLLER, 2000
60 x 10 9 (2 - 3 x 10 9 )
Bindung
an Eileiter
Speicherung
Ablösung
vom Eileiter
Selektion
?
> 10 4
motil
lebend
morph.+
Kapazitation
Heparin
Progesteron
Follikelflüssigkeit
Akrosomenreaktion
10 3 -10 2 1
Kumulus
Zona pellucida
Befruchtung
Kapazitation
Bindung und Erkennung
Induktion der
Akrosomreaktion
Befruchtungskaskade
Kapazitation
Überleben
Reservoir-
Bildung
Transport
Zona hardening
Penetration der
Zona pellucida
Fusion der Gameten
Eizellaktivierung
Vagina/
Cervix
Uterus
Eileiter
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05.04.2013
Terminorientierte Besamung
in der modernen und effizienten
Ferkelproduktion
Künstliche Besamung beim Schwein
Duldungsorientierte
Besamung
• Manuelle Duldungskontrolle
mit Eber
• Festlegung des individuellen
Besamungstermins
nach Zeitpunkt
der ersten Duldungsfeststellung
Terminorientierte
Besamung
• Besamungstermin
ergibt sich aus der
Behandlungsfolge für
die Brunst- und
Ovulationssynchronisation
Synchronisation der
Ovulationen innerhalb der
gleichgeschalteten Zyklen
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05.04.2013
Arbeitsorganisatorischer Vorteil bei der
Anwendung
der OS u. TOB gegenüber der DOB!
Bezogen auf die Anzahl zur Besamung aufgestellter
und synchronisierter Sauen ist infolge der 100%igen
Besamung aller Tiere (ÖR = 100%) eine höhere
Leistung je aufgestellte Sau zu erreichen als bei
duldungsorientierter Besamung.
(SCHWARZE und SCHLEGEL,1976)
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05.04.2013
Brunststimulation mit dem
Eber und Lichtleiste
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