Untermodul 4 - 9 Andrologie und KB 6. Semester (Sommersemester) 2009

1. Untermodul 4 - 9Andrologie und KB6. Semester (Sommersemester) 2009 Die instrumentelle Samenübertragung beim Rind

2. Die instrumentelle Samenübertragung beim RindGliederung • Aufbau von Bullenbesamungsstationen • Tierseuchenrechtliche und zuchthygienische Anforderungen • Spermagewinnung • Spermabeurteilung • Spermaverarbeitung • Spermakonservierung • Insemination

3. Besamungsstation - eine Einrichtung, in der männliche Zuchttiere zur Gewinnung, Behandlung und Abgabe von Samen zur künstlichen Besamung gehalten werden, • - bedarf einer staatlichen Betriebserlaubnis, • unterliegt der staatlichen Überwachung • - auf züchterischem Gebiet, - auf veterinärhygienischem Gebiet; • Träger kann sein: - Besamungsgenossenschaft - GmbH - Privatperson - eingetragener Verein - usw.Trend: internationale kommerzielle Organisationen AGTK Wehrend, 2007

4. Aufbau von Bullenbesamungsstationen • Stallbereich • Samenentnahmebereich • Laborbereich • Spermadepot • Verwaltungsbereich

5. Aufbau von BullenbesamungsstationenStallbereich • Bullenställe mit Stand- und Boxenhaltung • Bewegungskarussell • Lagerräume für Material und Futter • Behandlungsraum

6. Bereich Haltung der Zuchttiere • räumlich getrennt von anderen Bereichen • - keine offenen Luftverbindungen zu anderen Stallungen • keine anderen Tierarten • keine kreuzenden Wege auf dem Weg zum Absambereich • - räumlich getrennter Quarantänebereich AGTK Wehrend, 2007

7. Haltung von ZuchtbullenBoxenhaltung (Boxengröße 4 x 4 m) • Boxenbegrenzung: durch Stahlrohrgitter, deren Abstände Fluchtmöglichkeiten für das Personal bieten AGTK Wehrend, 2007

8. Haltung von Zuchtbullen Vorschriften der Unfallverhütungsvorschrift„Tierhaltung“ von der Landwirtschaftlichen Berufsgenossenschaft (Auszug) - über 12 Monate Nasenring- Leitstange: mindestens 1,4 Meter lang mit sicher schließbarem Anhängesystem - wenn Bulle in Einzelbox , muss diese über Fluchtmöglich- keiten und Personenschlupf verfügen AGTK Wehrend, 2007

9. Aufbau von BullenbesamungsstationenSamenentnahmebereich • Sprung-/Spermagewinnungsraum • Warteraum für Bullen • Wasch- und Trockenraum für Bullen

10. Sprungraum • überdacht • Bodenbelag trittsicher • Wandbeschichtung wasserabweisend • ausreichend groß • Boden und Wände leicht zu reinigen und zu desinfizieren • rückstaugeschützter Wasserabfluss AGTK Wehrend, 2007

11. Aufbau von BullenbesamungsstationenLaborbereich • Laboratorien für Spermauntersuchung, -verarbeitung und –konservierung • Wasch- und Sterilisationslabor • Vorbereitungsraum für künstliche Vaginen • Containerraum • Umkleide- und Lagerräume

12. Laborbereich • separat von der Samenentnahme (meist direkt benachbart) • Arbeitseinheiten für Samen- untersuchung, -verdünnung, -konfektionierung • bei Arbeiten mit flüssigem Stickstoff ausreichende Belüftung • Beispiele für die apparative Ausstattung:- Mikroskop mit Heiztisch- Zentrifuge- Wasserbad- Abfüll- und Dosierungsvorrichtungen- Heißluftsterilisator

13. Bereich Spermadepot • ausreichende Lüftung • Unfallverhütungsvorschriften zum Umgang mit flüssigem Stickstoff AGTK Wehrend, 2007

14. Nach EU-Richtlinien zu untersuchenden Infektionen

15. In der Besamungsstation werden gehalten: • Produktionsbullen: Bullen mit Zuchtwert im Alter von 4,5 – 8 Jahren • Prüfbullen: Testbullen im Alter von 1,0 –1,8 Jahren mit begrenzter Produktion von Sperma für Prüfanpaarungen • Verwahrbullen: Wartebullen im Alter von 1,8 – 4,5 Jahren in Warte- oder Verwahrhaltung bis Zuerkennung des Zuchtwertes

16. Anforderung an Zuchtbullen für den Einsatz in der KB und an Deckbullen • - bei Mängelanzeige tierärztliches Fachgutachten • Verkäufer gewährleistet die angegebene Abstammung des Bullen • Verkäufer haftet für das Freisein von erkennbaren Mängeln und solchen Mängeln, die zum Zeitpunkt der Übergabe mit geeigneten diagnostischen Methoden erfasst werden können. • Zum Zeitpunkt der Übergabe gewährleistet der Verkäufer das Freisein von Erkrankungen außerhalb des Geschlechtsapparates, die die Zuchtverwendung einschränken oder ausschließen. • Physiologisch ausgebildete und nicht krankhaft veränderte Geschlechtsorgane (insbesondere Freisein von Genitalinfektionen) sind bis zu 12 Wochen nach der Übergabe durch den Verkäufer zu gewähleisten. • - Der Verkäufer haftet für eine Reaktionszeit bis zum ersten Aufsprung von maximal 10 Minuten sowie einen physiologischen Ablauf der Paarungsreflexe und die Annahme der künstlichen Vagina (Frist 12 Wochen nach Ablauf der Quarantäne. aus: ADR-Empfehlung 8.2, 2006

17. Anforderung an Zuchtbullen für den Einsatz in der künstlichen Besamung und für Deckbullen • Befruchtungsfähigkeit (Frist: 4 Monate ab Beginn des Einsatzes): • Erfüllung der Mindestanforderungen des Ejakulates (s. u.!) • Beurteilungsgrundlage: drei Ejakulatuntersuchungen in einem Abstand von 3 – 5 Tagen; bei Nichterfüllung der Mindestanforderungen in mindestens einem Ejakulat – Untersuchung von zwei weiteren Ejakulaten im Abstand von nicht weniger als 14 Tagen und nicht mehr als 4 Wochen – Die Gewährfrist für die Spermaqualität beträgt 12 Wochen nach Abschluß der Quarantäne • Sonderegelung Deckbullen (Frist: 12 Wochen nach Einstallung): Potentia coeundi: - Mangelnde Libido sexualis ist frühestens zwei Wochen nach Verbringung anzeigbar. • - Nach einer Deckruhe von einem Tag müssen zwei Drittel der dem Bullen vorgestellten paarungsbereiten Tiere gedeckt werden. • Potentia generandi: - Von sechs einmal gedeckten Rindern sollen vier erfolgreich befruchtet werden. ADR-Empfehlung 8.2, 2006

18. Methoden der Samengewinnung bei Bullen • Künstliche Vagina: Methode der Wahl • Elektroejakulation: Methode nur für Sonderfälle, in Deutschland

19. Samengewinnung mittels der künstlichen Vagina • Erstmals bei Bullen durch Milowanow (SU, 1931) verwendet • Im Laufe der Jahre zahlreiche Modellmodifikationen entstanden • Sehr häufig genutzt: das dänische Modell • Sprungpartner: Zuchtbulle, fixes oder bewegliches Phantom Minitüb, 1998

20. Samengewinnung durch Elektroejakulation • Weit verbreitetes Verfahren in Ländern mit extensiver • Rinderhaltung, vor allem bei Fleischrassen • Durch Stromstöße wechselnder Stromstärke und Spannung im • Bereich der Anhangdrüsen kommt es zu Kontraktion der samen- • ableitenden Wege und der Samenblasendrüsen • (0 auf 200 mA, 10-30 Volt, Reizdauer: 3-5 sec) • Erektion  Ejakulation; auch Ejakulation ohne Erektion Elmore, 1985 Minitüb, 2003

21. Samengewinnung durch Elektroejakulation In der deutschen Rinderzucht • nicht zulässig bei Bullen mit Störungen der Begattungsfähigkeit oder mit schwacher Libido sexualis • anwendbar beispielsweise beim Verdacht, dass die schlechte Konzeption von Färsen/Kühen einer Herde (Fleischrasse) durch den Deckbullen hervorgerufen wurde Parsons, 2003 Walker, 1991 ja nein

22. Künstliche Vagina • Mantelrohr, z. B. aus Hartgummi • Innenschlauch, z. B. aus Latex • Samenauffangglas • Gummiringe • Ventil • Gleitmittel • Latextrichter Minitüb, 2003

23. Künstliche Vagina Schlüsselreize:- Temperatur (zwischen 40 - 41°C)- Druck- Gleitvermögen - Wärmeschrank (Cave: Keimvermehrung)- Wasser (Cave: spermizid)- alternativ: Luft

24. Absamvorgang • - geschlechtliche Stimulation- Entwicklung von Routinen • Präputium erfassen und Penis ablenken- Vagina anbieten Eingangsöffnung der Vagina wird an die Penisspitze geführt- Suchbewegungen • - der Bulle stößt aktiv in die Vagina • Fehler:- Penis erfassen- Vagina überstülpen Busch/Löhle/Peter, 1991

25. Hygienische Samengewinnung garantiert keimarmes Sperma Top Agrar , 1994

26. Spermabeurteilung – Richtwerte Ejakulat (unverdünntes Sperma) ADR-Empfehlung 8.2, 2006

27. Spermakonservierung beim Rind TRIS-Eidotter-Citronensäure-Fructose-Glycerol: für Pailletten

28. Spermakonservierung beim Rind TRIS-Eidotter-Citronensäure-Fructose-Glycerol: für Pailletten

29. Frischsperma-Konservierung • Nutzung eines kaprogensäurehaltigen Verdünners • Besamungsdosis: 2 - 5 Mio. Spermien! • Begasung der Inseminationsportion mit Stickstoff • Befruchtungsfähigkeit der Samenzellen etwa 3 Tage • Anwendung z.Z. in Gegenden mit hoher Rinder- • konzentration (z.B. Nordwestdeutschland, Bayern) • oder bei hohem Bedarf an Sperma eines Spitzenbullen

30. SpermabeurteilungAnforderung an flüssigkonserviertes Sperma • Gesamtzahl mindestens 3 Mio. Spermien • mindestens 50 % Vorwärtsbeweglichkeit bis 72 Std. nach der Gewinnung bei sachgerechter Lagerung ADR-Empfehlung 8.2.2006

31. Kryokonservierung (TG-Sperma) • Wichtigste Methode der Spermaverarbeitung beim Rind • Eidotter ist in verschiedenen Verdünnermedien nach wie vor sehr gebräuchlich • Anzahl der Spermien pro Dosis: 15-25 Mio., nach Auftauen etwa 10 Mio. lebende Spermien (Schwellenwert) • Neuer Verdünner: auf der Basis von Soja-Lecithinen Verdrängung des Eigelbs in den Verdünnern?

32. Spermakonservierung beim Rind TRIS-Eidotter-Citronensäure-Fructose-Glycerol: für Pailletten

33. Spermabeurteilung – Anforderung an aufgetautes Tiefgefriersperma • Auftauen unter kontrollierten Bedingungen: - 38°C im Wasserbad für 10 Sekunden • mindestens 50 % Vorwärtsbeweglichkeit • pro Besamungsportion mindestens 6 Mio. vorwärtsbewegliche Spermien Bedenke: - 30 – 50 % der Spermien überleben das Einfrieren und Auftauen nicht – daher muss mehr rein als rauskommen soll- bei den überlebenden Spermien ist die Überlebenszeit verkürzt ADR-Empfehlung 8.2

34. Neuer Verdünner für das BullenspermaBiociphos:Soja-Lecithine anstatt Eigelb

35. Kommerzielle Verdünner Eidotterhaltige Verdünner Eidotterfreie Verdünner Triladyl (Minitüb) Biociphos Plus (IMV) Trilutor (BIOLAB) BioXCell (IMV) Laiciphos (IMV) AndroMed (Minitüb)

36. Verschiedene Verpackungsformen für Sperma: Ampulle, Pellet mit Auftaulösung, Minitüb, mittlere Paillette Top Agrar, 1994

37. Pailletten ( Straws) • Entwicklung aus Frankreich, die sich seit den sechziger Jahren weltweit verbreitet hat. • Polyvinylchlorid, verschiedene Farben • Verschiedene Größen: - große Pailletten (Makrotübs): Länge 240 mm;  5 mm, Inhalt 4 ml - mittlere Pailletten: Länge 133 mm;  2,9 mm, Inhalt 0,5 ml - feine Pailletten:Länge 133 mm;  2 mm, Inhalt 0,25 ml - Modell Minitüb: Länge 65 mm;  3 mm, Inhalt 0,25 ml • Vorteile der Miniaturisierung: - rationelle Lagerung - Veränderung des Verhältnisses von Oberfläche zu Inhalt Nachteile der Miniaturisierung: - bei einigen Tieren müssen mehrere Pailletten eine • Besamungsportion ergeben (Pferd)

38. Spermalagerung • in flüssigem Stickstoff (N2) • Temperatur -196 Grad Celsius • Eigenschaften: - farblos - geruchlos - chemisch nicht aggressiv - schwerer als Luft - Siedepunkt: -196 °C

39. Gefahr durch flüssigen Stickstoff • N2 muss verdampfen können - Explosionsgefahr bei festem Verschluss - Erstickungsgefahr in verschlossenen Räumen • Erfrierungen- besondere Gefahr: Augenverletzungen • Merke: - Container vor Umkippen schützen, auch im Auto • - Augen schützen (Schutzbrille tragen) • - Container nicht in schlecht belüfteten Räumen lagern (Keller, Abseiten, u .a.) • - Container müssen regelmäßig aufgefüllt werden

40. AGTK Wehrend, 2007

41. Sollte nicht im Fahrgastraum transportiert werden. AGTK Wehrend, 2007

42. Sofortmassnahmen bei Unfällen mit flüssigen Stickstoff • Kleidung und Schuhe ausziehen, wenn N2 zwischen Kleidung und Haut • Augen: mit Wasser spülen • Bei Blasenbildung nicht reiben betroffene Stellen mit Verbandsmaterial abdecken • Räume lüften AGTK Wehrend, 2007

43. Entnahme einer Besamungsportion • Prinzip • Nur die Portion entnehmen, die gebraucht wird- die anderen Portionen nicht schädigen- die entnommene Portion unverzüglich dem Auftauprozess • zuführen • Vorgehen • Kanister soweit anheben, dass Paillette mit Pinzette erfasst • werden kann • obere Kante der Pailletten darf Niveau der Containeröffnung nicht überragen- Paillette kurz schwenken- Kanister absenken- Paillette ins Auftaugerät überführen

44. Geräte für das Auftauen von Tiefgefriersperma Minitüb, 2001

45. Vorbereitende Maßnahmen für die Insemination • AuftauenderPaillete (38°C, Wasserbad) • FeinePaillette: 10 sec. • Minitüb: 20 sec. • (MotilitätderSamenzellen:  50%) • AbtrocknenderPaillette • EinlegenderPaillette in das Besamungsgerät • AbschneidenderPaillettenspitze • AnsetzenderInseminationshülle

46. Top Agrar, 1995

47. Top Agrar 1995

48. Besamungszeitraum • Ideale Bedingungen für eine Konzeption liegen dann vor, • wenn bereits zum Zeitpunkt der Ovulation in der Eileiterampulle • Spermien präsent sind. • Die Lebensfähigkeit, vor allem die Befruchtungsfähigkeit der • Spermien im Eileiter beträgt etwa 24 Stunden. • Die Lebensdauer der Eizelle ist relativ kurz, etwa 6 - 8 • Stunden.Lebende Samenzellen sollten gegen Ende der Brunst im Eileiter befruchtungsbereit sein.

49. Der optimale Besamungszeitpunkt (I) • Ovulation erfolgt durchschnittlich 8 - 12 Stunden nach Ende der äußeren Brunstsymptome • Kapazitation der Spermien dauert 6 - 8 Stunden • Optimaler Besamungszeitpunkt liegt in der zweiten Hälfte des Östrus, d.h. 12 bis 18 Stunden nach den ersten Brunstsymptomen • Morgens-Abends-Regel (steht die Kuh morgens => Besamung abends) Fehlerquelle: Brunstfeststellung entspricht nicht dem Brunstbeginn

50. Samenablage in Genitaltrakt - Standardmethoden • Samenablage in den Gebärmutterkörper intrauterine Spermadeponierung • Samenablage in das vordere Drittel der Zervix • intrazervikale Spermadeponierung - Samenablage in das ipsilaterale Horn tief intracornuale Spermadeponierung