Untermodul 4 - 11 Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009 Die instrumentelle...
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Untermodul 4 - 11Andrologie und KB6. Semester (Sommersemester) 2009
Die instrumentelle Samenübertragung beim Schwein
1
Die instrumentelle Samenübertragung beim Schwein
Allgemeines Besamungsstationen Zuchtwertschätzung der KB-Eber
Tierseuchenrechtliche und zuchthygienische Anforderungen an Besamungseber Sexualverhalten des Ebers
Spermagewinnung
Spermabeurteilung
Spermaverarbeitung und –konservierung
Insemination
2
Allgemeines
Mit der Intensivierung der Schweinehaltung gewinnt die KB beim Schwein weltweit mehr und mehr an Bedeutung. Unter den modernen Produktionsbedingungen stellt sie einen
wesentlichen Bestandteil des Reproduktionsprogramms dar. Auch in kleinen Betrieben (beispielsweise ohne Zyklus-
steuerung der Sauen) spielt sie eine wichtige Rolle. Erst ab 1963-1965 fand die Schweinebesamung in Deutschland
ihre Anwendung in der Praxis, vorwiegend im ehemaligen
Gebiet der DDR (Rothe).
3
Eberbesamungsstationen
• Betriebe der Schweinezuchtorganisationen
• Das Prinzip der Einrichtungen entspricht dem der Bullenstationen
• Bereiche Stallbereich
Absamraum
Laborbereich
Verwaltungsbereich
• Neben den Besamungsstationen gibt es betriebseigene Besamungsstationen.
4
Eberbesamungsstationen
Stallbereich- Einzelhaltung in Boxen (Fläche: mindestens 6 m2), Einstreu: Stroh- oder Sägemehlmatten- Bewegungsmöglichkeit durch Auslaufhaltung
Absambereich - Absamraum mit Absamboxen- Wasch- und Behandlungsraum (mit Behandlungsstand)- Trocknungsraum- Vaginenlabor
Laborbereich- Labor- Wasch- und Sterilisationsraum- Depotlagerung der Besamungsportionen- Materiallagerräume- Pausenraum und Sanitärräume fürs Laborpersonal
5
Zuchtwertschätzung beim Eber
Top-Genetik-Programme: Selektion von KB-Ebern mit überdurchschnittlichen Zuchtwerten (seit 1990)
6
Busch/Waberski, 2007
Selektion von Besamungsebern
Selektionskriterien: - körperliche Gesundheit - Rücken– und Seitenspeckdicke (US-Verfahren) - tägliche Zunahmen - Futteraufwand je kg Zuwachs
von 100 ausgewählten Ebern werden 3 – 5 Zuchteber
Abgangsursachen: - mangelhafte Zunahmen < 400 g pro Tag - Mängel im Sexualverhalten - Mängel in der Spermaqualität - Erkrankungen
7
Besamungsdichte: 85 - 87%
Erstbesamungen: 5,6 Mio.
Besamungen nach Rasse bzw. Zucht-Herkunft der Eber (2007), in %:
Schweinebesamung in Deutschland 2007
PIdeutsches
Piétrain
BHZP PIC DL deutsche Landrasse
LWLargeWhite
DEdeutsches
Edelschwein)
Sonstige
72,0 14,7 5,2 2,3 1,6 0,7 3,5
8
ZBS – Schweineproduktion 2009
9
11
• Abstammungsicherheit: Gewährfrist 12 Wochen
• Seuchenfreiheit: Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum
• Geschlechtsgesundheit: Verkäufer haftet dafür, dass der Eber normal entwickelte Geschlechtsorgane aufweist
• Deckvermögen: Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum (guter Geschlechtstrieb, einwandfreie Annahme des Phantoms und Samenabgabe)
• Spermaqualität: Gewährfrist 4 Monate; Beurteilungsgrundlage: 2 Ejakulate (Entnahmeabstand: mind. 4 d, max. 10 d)
Gewährschaftsbestimmungen über Anforderungen an Besamungseber1
1 Zentralverband der Deutschen Schweineproduktion (ZDS e.V.), 2005
12
Deckvermögen: Gewährfrist 6 Wochen ab Einstallungsdatum (guter Geschlechtstrieb, einwandfreie Annahme des
Phantoms und Samenabgabe)
13
Busch/Holzmann, 2001
Nach EU-Richtlinien zu untersuchenden Infektionen
Ursprungsbestand
Status Untersuchung auf Quarantäne
Untersuchung auf
Station
Untersuchung auf
Bestand ist amtlich
frei von:
-Brucellose
- Aujeszkyscher
Krankheit
- Klassischer
Schweinepest
keine Impfung
gegen MKS
-Brucellose
- Aujeszkysche
Krankheit
- Klassischer
Schweinepest
-Brucellose
- Aujeszkysche
Krankheit
-Brucellose
- Aujeszkysche
Krankheit
- Klassischer
Schweinepest
14
Paarungsvorgang beim Eber
Vorspiel Erektion und Ausschachten Aufsprung und Umklammerung Suchbewegungen Einführen des Gliedes in die Scheide Friktionsbewegungen Ejakulation (mehrphasig) Absprung
Busch/Holzmann, 2001
Begattungsdauer: 5 – 20 minEjakulationsdauer: 2-4 min
15
Samengewinnung
Sie erfolgt mit einem Phantom als Sprungpartner Methoden:
Mit Hilfe einer künstlichen Vagina
Mit der Hand ("gloved hand methode")
Automatisierte Samengewinnung
16
Minitüb, 2003
Samengewinnung mit Hilfe der künstlichen Vagina (KV)
Die Gestaltung der KV muss die Besonderheit der Ejakulation beim Eber berücksichtigen:
geeignete Wasser-Luft-Polster und Temperatur (38 - 42°C)
Druckregulierung auf die Penisspitze: entscheidender ejakulationsauslösender
Faktor (Blasebalg)
17
Minitüb, 1996
Schaetz, 1963
Handmethode der Samengewinnung
• wenig aufwendig
• keimarme Ejakulatgewinnung
• fraktionierte Samengewinnung
18
Busch/Waberski, 2007
Samengewinnung mit der Hand
Technik
• Glans penis erfassen und ausziehen
• Kontinuierlicher Druck auf die Glans penis
Fehler:
Präputialöffnung erfassen
Zu wenig oder zu starker Druck auf den Penis
19
Bakterien im Ebersperma
Bedeutung
- Herabsetzung der Lagerungsfähigkeit- Verbrauch von Nährstoffen- Veränderung des Milieus
- Spermienschädigung- herabgesetzte Motilität (v. a. durch E. coli)- Zunahme der Spermienagglutination- Membranschädigungen
- Entwicklung von Antibiotikaresistenzen- USA: Nachweis von multiresistenten Keimen im
Ebersperma - schlechte Erfahrungen mit Streptomycin (One-step-Type)- meist eingesetztes Antibiotikum zur Zeit Gentamicin (Multiple- step-Type)
20
AutoMate
Automatisierte Samengewinnung, im Hochstand
Ziel der neuen Methode:
• standardisierte Samenentnahme
• Gewinnung keimarmer Ejakulate
1. Der Penis wird
mechanisch durch eine enge
Manschette komprimiert,
21
Collectis
Automatisierte Samengewinnung, im
Hochstand
2. Der Penis wird elektronisch gesteuert komprimiert
Die Ejakulat-hauptfraktion wird getrennt aufgefangen
22
Vorsekret Spermienreiche Fraktion
Spermienarme Fraktion
Sekret der Sekret der BulbourethraldrüsenBulbourethraldrüsen
Ejakulatfraktionen
20-30 ml 40 – 80 ml 80 – 200 ml 20 – 40 ml20-30 ml 40 – 80 ml 80 – 200 ml 20 – 40 ml
Weitze 200323
Merkmale der einzelnen Ejakulationsphasen beim Eber
Phase Zeitdauer(min)
Volumen(ml)
FarbeKonsistenz
Zusammensetzung
Vorphase 1 - 2 10 - 15 wässrigschleimig
Urethral-drüsensekret
Hauptphase 1 - 3 120 - 350 grau-weissmilchig
NebenhodenspermaProstatasekret
SamenblasensekretCowpersches Sekret
Nachphase 1 - 5 20 - 80 g grau-weisssagoartige
Flocken
SamenblasensekretCowpersches Sekret
ganz geringe Mengen Spermien
Phase Zeitdauer(min)
Volumen(ml)
FarbeKonsistenz
Zusammensetzung
Vorphase 1 - 2 10 - 15 wässrigschleimig
Urethral-drüsensekret
Hauptphase 1 - 3 120 - 350 grau-weissmilchig
NebenhodenspermaProstatasekret
SamenblasensekretCowpersches Sekret
Nachphase 1 - 5 20 - 80 g grau-weisssagoartige
Flocken
SamenblasensekretCowpersches Sekret
ganz geringe Mengen Spermien
PhasePhase Zeitdauer(min)
Zeitdauer(min)
Volumen(ml)
Volumen(ml)
FarbeKonsistenz
FarbeKonsistenz
ZusammensetzungZusammensetzung
VorphaseVorphase 1 - 21 - 2 10 - 1510 - 15 wässrigschleimigwässrig
schleimigUrethral-
drüsensekretUrethral-
drüsensekret
HauptphaseHauptphase 1 - 31 - 3 120 - 350120 - 350 grau-weissmilchig
grau-weissmilchig
NebenhodenspermaProstatasekret
SamenblasensekretCowpersches Sekret
NebenhodenspermaProstatasekret
SamenblasensekretCowpersches Sekret
NachphaseNachphase 1 - 51 - 5 20 - 80 g20 - 80 g grau-weisssagoartige
Flocken
grau-weisssagoartige
Flocken
SamenblasensekretCowpersches Sekret
ganz geringe Mengen Spermien
SamenblasensekretCowpersches Sekret
ganz geringe Mengen Spermien
24
Spermaqualität von Besamungsebern1, Teil 1
Merkmal Mindestanforderung
Farbe grauweiß, weiß, gelbweiss
Konsistenz molkig bis milchig
Beimengungen (Harn,
Blut, Eiter)
keine
Verschmutzungen (Kot, Haare) keine
Geruch neutral
Volumen ohne Bulbourethralsekret (ml)
100
Spermienkonzentration (106/ml)
Alter d. Ebers: 9 Mo.:150 Mio.
> 9 Mo.: 200 Mio.2
Spermiengesamtzahl SGZ- (109/Ejakulat)
Alter d. Ebers: 9 Mo.: 15 Mrd.
> 9 Mo.: 20 Mrd.
2Wenn Volumen > 250 ml ist, kann dieser Wert bis zu 20% unterschritten werden25
Merkmal Mindestanforderung
Motile Spermien (%)
70
Morphologisch anomale Spermien + Spermien mit Plasmatropfen (%)
25
Spermien mit Kopfveränd. (%) 5
Spermien mit Kopfkappenveränd.(%)
10
Spermien mit Plasmatropfen (%) 15
Spermien mit Schleifen (%) 15
Andere morphol. Abweichungen (%) 15
Keimgehalt im ersten untersuchten Ejakulat
keine für Tier und Mensch spezif. pathogenen Keime
Spermaqualität von Besamungsebern1, Teil 2
1Gewährschaftsbestimmungen des ZBS e.V. (Stand 20.10.2005) 26
Spermaaufbereitung und -konservierung
Flüssigkonservierung
(Standardverfahren)
Tiefgefrierkonservierung
Verfahren:
27
Flüssigkonservierung des Eberspermas
Glucose-Natriumcitrat mit zahlreichen Modifikationen
+ Antibiotika
Verdünner:
28
Bestandteile(g/l)
Beltsville ThawingSolution (BTS)
Kiew/Merkt I + II
Androhep1
GlucoseEDTANatriumcitratNatriumhydro-gencarbonatKaliumchloridHEPESBovines Serum-Albumin
37,0 1,25 6,0
1,25
0,75
60,0 3,7 3,7 1,2
26,0 2,4 8,0 1,2
9,0 2,5
Zusammensetzung von Verdünnern
llaaoo
1Langzeitverdünner29
Flüssigkonservierung des Eberspermas
Glucose-Natriumcitrat mit zahlreichen Modifikationen
+ Antibiotika
Verdünner:
wichtiger Bestandteil: EDTA
bindet toxische Stoffwechselprodukte und Schwermetallionen
wirkt membranstabilisierend
wirkt antimikrobiell
30
31
Verdünnungsvorgang
Spermaportionen oder Spermatuben
Besamungsvolumen Spermiendosis
80 - 100 ml1,5 – 2,5 Mrd. Spermien
Aufbewahrung · Temperatur · Lebensdauer
16 - 18°C2 - 3 Tage
("Langzeitverdünner": 6 Tage)
...
Citrate
Bicarbonate
EDTA
Glucose
32
Klimabox für Ebersamen
33
Tiefgefrierkonservierung
• Nur spermienreiche Fraktion des Ejakulates genutzt• Vorverdünnung mit Flüssigspermaverdünner• langsame T°-Anpassung und Zentrifugation• Resuspension mit eigelbhaltigem Kühlverdünner • weitere Abkühlung auf 5°C und Zusatz von Glycerin und Ovus ES Paste • Inseminationsportion: Pailletten oder Flag bags• Inseminationsdosis: 4 Mrd. Spermien• Auftauen der Besamungsportion: aufwendig• Inseminationszeitpunkt: möglichst ovulationsnah (4 h davor)
• Gründe für geringen Einsatz: Niedrigere Abferkelrate (55-60%) Große Variation der Eberfertilität
34
Problematik des TG-Spermas
Ursachen für die geringe Akzeptanz des tiefgefrorenen Spermas in der Schweinezucht sind vor allem:
• Aufwendiges Konservierungsverfahren: Das große Ejakulat-
volumen muss vor dem Einfrieren verringert werden.
• Niedrige Ausbeute an Besamungsportionen pro Ejakulat: Eine Besamungsdosis beträgt 4 Mrd. Samenzellen. • 30% der Spermien sollten nach dem Auftauen beweglich sein.
• Hohe Kälteschocksensibilität: Bei der Kühlung des Samens
unter +15°C stirbt ein hoher Anteil der Spermien ab (etwa 50%).
• Rolle des Seminalplasmas: zusätzliche Seminalplasmazugaben
können die Befruchtungsergebnisse positiv beeinflussen.
35
Auftauen von TG-Sperma
Verdünner im Wasserbad bis auf 20°C erwärmen
TG-Sperma (Makrotüb oder Tubette) im Wasserbad
bei 50°C 45 sec lang erwärmen
Aufgetautes Sperma dem Verdünner zugeben
36
37
Paarungszeitpunkt
Zeitpunkt der Besamung
Hintergrund: - Ovulationen ( Dauer. 4-6 Std.) erfolgen im letzten
Brunstdrittel
- Kapazitation der Spermien: 4 - 6 Std.
- Befruchtungs- u. Entwicklungsfähigkeit d. Eizellen: 6 - 10 Std.
- Besamung sollte 0 – 16 Std. vor den Ovulationen erfolgen
befruchtungsfähige Spermien sollen auf die Eizellen im Eileiter warten
38
Bestimmung des optimalen Besamungszeitpunktes
Exakte Sauenbeobachtung ist Voraussetzung
Brunstkontrolle mit geschlechtsaktivem Eber zweimal täglich (Abstand 8- 12 Stunden) Bestimmung des Duldungseintrittes
Einsatz von Ebergeruchsspray anstatt des Ebers: positiver Stimulationseffekt während der Brunstkontrolle und bei der Insemination
39
Festlegung des Inseminationszeitpunktes
Duldungsorientierte Insemination
KB1 24 Std. nach Feststellung des Duldungsreflexes
KB2 12 – 18 Std. nach KB1
wenn Duldungsreflex 48 Std. anhält,
KB3 12 Std. nach KB2
Terminorientierte Insemination (OS-Verfahren)
KB1 24 Std. nach ovulationsauslösender Injektion
KB2 12 – 16 Std. nach KB
- bei Jungsauen nicht später als 40 Std. nach Injektion!
- bei Altsauen nicht später als 42 Std. nach Injektion!
40
Zeitpunkt der Besamung bei Altsauen nach dem Ferkelabsetzen
Duldungsorientierte Besamung
frühzeitiger Brunsteintritt - vermutlich lange Brunstdauer - KB 1 – KB 3 - KB 1: später als 24 Stunden nach Brunstbeginn
mittlerer Brunsteintritt
- KB 1 – KB 2
- KB 1: 8 - 18 Stunden nach Brunstbeginn
später Brunsteintritt
- häufig nur KB1
- KB 1: unmittelbar nach Brunstbeginn
41
Spiralkatheter Gummi „Melrose“
Spirette, Spiralkatheter Andere Katheter-Modelle
42
Insemination
43
Senger, 2001
Belstra, 2002
Inseminationstechnik
Deponierung der Spermaportion im kranialen Teil der Zervix (konventionelles Verfahren) Wenn die Sau „richtig steht“ (also duldet), wird das Sperma von der Gebärmutter „angesaugt.“
44
Besamungsgurte:
- Gurte, die um die Flanke geschnürt werden verstärken den Duldungsreflex- Halterung für die Besamungspipette
Besamungsbügel
- werden von oben auf die Sau gesteckt- verstärken den Duldungsreflex- Halterung für die Besamungspipette
45
Ort der Deponierung einer Besamungsportion
46
Belstra, 2002
47
Belstra, 2002
48
Verschiedene Modelle von Besamungskatheternmit Innenkatheter für die intrauterine Insemination
Ursachen für einen mangelhaften Besamungserfolg
unzureichende Brunstkontrolle
zu geringe Anzahl von Besamungen pro Rausche
falscher Besamungszeitpunkt
Fehler in der Besamungstechnik
Mängel der Besamungsportion (Lagerungstemperatur, Keime)
zu geringes Volumen der Besamungsportion
49