Die erfolgreiche Embryonenproduktion bei Rindern hängt nicht nur vom züchterischen Wert des Spendertieres ab, sondern auch von dessen guter Fruchtbarkeit. Nach einer unkomplizierten Kalbung und Nachgeburtsphase sollte das Spendertier idealerweise zwei bis drei deutliche Brunsten in regelmäßigem Zyklus aufweisen. Auch Jungrinder ab einem Alter von 11 Monaten können vor der ersten Trächtigkeit für die Embryonenspülung genutzt werden.
Voraussetzungen für die Spenderkuh
Für die Spenderkuh sind bestimmte Voraussetzungen hinsichtlich ihrer Gesundheit und ihres Zyklus zu erfüllen. Nach der Kalbung sollte eine gynäkologische Voruntersuchung der Kuh zwischen 3 und 7 Wochen erfolgen. Diese Untersuchung klassifiziert die Kuh als:
- tauglich als Spender
- untauglich als Spender
- tauglich als Spender unter Vorbehalt
Folgende Zustände können eine Kuh als Spender untauglich machen:
- Verfetteter Ernährungszustand zum Zeitpunkt des Abkalbens
- Schwergeburt
- Geburtsverletzung
- Gebärmuttervorfall
- Nachgeburtsverhalten
- Lochiometra (krankhafter Lochialfluss - wässrig, stinkend)
- Pyometra (Eiteransammlung in der Gebärmutter)
- Endometritis (Gebärmutterschleimhautentzündung unterschiedlichen Ausmaßes)
- Urovagina (Senkscheide)
- Eierstockzysten
- Inaktive Eierstöcke
- Zu kleine Eierstöcke
- Stoffwechselprobleme wie Festliegen, Milchfieber, Acetonämie, Acidose (Übersäuerung) oder Energiemangel
- Klauen- und Gelenksprobleme
- Euterentzündung
Die Superovulation
Die Superovulation stellt eine follikelstimulierende Hormonbehandlung dar, die in der Zyklusmitte begonnen werden muss, typischerweise zwischen dem 8. und 14. Zyklustag. Dies erfordert einen stabilen Brunstzyklus des Spendertieres und das Vorhandensein eines funktionsfähigen Gelbkörpers am Eierstock. Die Superovulation kann frühestens nach der zweiten deutlich sichtbaren Brunst nach dem Abkalben eingeleitet werden, also etwa 8 Wochen nach dem Abkalben.
Fünf Tage nach Beginn der Superovulation tritt die Brunst ein. Für eine erfolgreiche Befruchtung aller freigesetzten Eizellen sind in der Regel 2 bis 4 Besamungen notwendig. Normalerweise wird ein Bulle eingesetzt, eine Mischbesamung mit maximal zwei nicht eng verwandten Bullen ist jedoch auch möglich. Die Besamungen werden vom zuständigen Besamungstechniker durchgeführt.
Da nicht alle Embryonen für das Einfrieren geeignet sind, sollten etwa 4 bis 10 Empfängertiere bereitgestellt werden. Dies erfordert eine Vorausplanung einiger Tiere für den geplanten Embryotransfer (ET).
Wiederkäuen bei Rindern
Zur Synchronisation der Empfängertiere für den Embryotransfer können verschiedene Methoden angewendet werden:
- Eine Prostaglandininjektion 9,5 Tage vor dem geplanten Transfertermin.
- Zwei Prostaglandininjektionen 22 und 9,5 Tage vor dem Transfertermin.
- Verwendung einer Scheidenspirale für 7 bis 10 Tage, mit anschließender Herausnahme 9 Tage vor dem Transfertermin und PG-Gabe 24 Stunden vorher.
- Sogenannte Ov-Synch-Programme, eine Kombinationsbehandlung mit GnRH und PG, unabhängig vom Zyklusstand.
Die Eierstöcke (Ovarien) der Kuh
Die Funktionen der Eierstöcke umfassen das zyklische Ausbilden und Reifen von Eibläschen, die Produktion des Brunsthormons Östrogen, das Springen des Eibläschens, die Bildung des Gelbkörpers und die Produktion des Gelbkörper-Hormons Progesteron. Die Eierstöcke sind die Keimdrüsen der Kuh.
Steckbrief der Eierstöcke
Die Eierstöcke einer Kuh sind oval, seitlich etwas abgeplattet und messen etwa 2 x 3 x 3 cm. Ein einzelner Eierstock wiegt ca. 15-20 g. Ihre Größe variiert je nach Funktionsgebilden, sind aber im Verhältnis zur Körpergröße und zum Gewicht der Kuh relativ klein.
Lage der Eierstöcke
Die Eierstöcke befinden sich rechts und links der eingerollten Gebärmutterhörner, eingebettet im breiten Gebärmutterband (Ligamentum latum). Sie sind vom freien Trichter des Eileiters umhüllt. Bei einer rektalen Untersuchung sind sie oft nicht frei zu ertasten, sondern müssen erst aus dem Aufhängeapparat herausgelöst werden.
Anatomie der Eierstöcke
Über das breite Gebärmutterband ziehen Blutgefäße und Nerven zum Eierstock. Sie treten am mit dem Band verwachsenen Rand in das Eierstocksgewebe ein. Die andere Seite ist frei und nicht mit dem Aufhängeapparat verbunden. Die Oberfläche eines funktionierenden Eierstocks ist durch die Funktionsgebilde in verschiedenen Entwicklungsstadien uneben und höckerig.
Die Funktionsgebilde der Eierstöcke
Durch hormonellen Einfluss während des Brunstzyklus bilden sich unterschiedliche Funktionsgebilde an der Oberfläche des Eierstocks:
- Eibläschen (Follikel)
- Gelbkörper (Corpus luteum)
Je nach Zyklusstand verschwinden sie wieder und es bilden sich neue.
Untersuchung des Eierstocks
Die Funktionsgebilde können ab einer bestimmten Größe mit Übung ertastet oder im Ultraschallbild dargestellt werden. In der Schweiz ist die Diagnose von Funktionskörpern auf den Eierstöcken einer Kuh eine tierärztliche Tätigkeit.
Die Eibläschen (Follikel)
Follikel sind Zellkomplexe, die aus einer Eizelle und den sie versorgenden Zellen (Granulosa-Zellen) bestehen. Sie sind im Bindegewebe des Eierstocks eingebettet. Histologen unterscheiden verschiedene Follikelstadien:
- Primordialfollikel
- Primärfollikel
- Sekundärfollikel
- Tertiärfollikel
- Brunst-Follikel
Der Ruhezustand
Eizellen werden nicht nachgebildet; stattdessen ruhen etwa 150.000 Follikel-Komplexe (Primordialfollikel) auf den Eierstöcken. Sie sind seit der 10. Embryonalwoche angelegt und jahrelang aktivierungsfähig.
Der Weckruf
In jedem Zyklus erwachen mehrere „schlafende“ Komplexe, deren Aktivierung hormonunabhängig erfolgt. Ab diesem Zeitpunkt entwickeln sich die Zellkomplexe weiter, wobei die Mehrheit in einem Vorstadium zugrunde geht.
Primärfollikel
Nach der Aktivierung vermehren sich die Versorgungszellen, die der Eizelle für ihren Reifeprozess wichtige Substanzen zur Verfügung stellen. Solange die Granulosa-Zellen einschichtig um die Eizelle liegen, spricht man von Primärfollikeln.
Sekundärfollikel
Bei weiterer Vermehrung der Granulosa-Zellen bilden diese eine ca. 10-schichtige Wand um die Eizelle. Auch die Eizelle wächst und bildet eine widerstandsfähige Oberfläche (Zona pellucida).
Tertiärfollikel
Sobald die Eizelle ihre Endgröße erreicht hat, produzieren die Granulosa-Zellen Flüssigkeit, wodurch ein kleines Bläschen entsteht. Das weitere Wachstum wird durch das Hormon FSH gesteuert. Umgebende Bindegewebszellen wandeln sich zu Thekazellen um. Große Tertiärfollikel beginnen mit der Produktion von Östrogen.
Der Graaf-Follikel (Brunst-Bläschen)
Der Graaf-Follikel ist ein sprungreifes Bläschen mit einem Durchmesser von ca. 2 cm. Die Theka-Zellen produzieren eine Östrogen-Vorstufe, die Granulosa-Zellen synthetisieren daraus Östrogen und geben es ins Blut ab, was zu Brunstsymptomen führt. Die Granulosa-Zellen produzieren zudem immer mehr Flüssigkeit, und die Eizelle löst sich von der Blasenwand.
Dauer der Follikelbildung
Die Entwicklung eines Brunstfollikels dauert mehrere Wochen: bis zum Sekundärfollikel ca. 4 Wochen, die Endreifung bis zum sprungreifen Bläschen ca. 1 Woche. Schädigungen während dieser Zeit können zu stiller Brunst oder Umrindern führen.
Zelltypen des Brunstfollikels
- Eizelle: Weibliche Keimzelle, umgeben von Cumulus-Zellen.
- Granulosazellen: Versorgungszellen der Eizelle, produzieren Östrogen, sensibel für FSH.
- Thekazellen: Ursprünglich Bindegewebszellen, produzieren Östrogen-Vorstufe, sensibel für LH, werden zu Luteinzellen des Gelbkörpers.
Dominanter Follikel und Follikelwellen
In jedem Zyklus wird ein Pool von Primordialfollikeln aktiviert. Einer wächst am schnellsten - der „dominante Follikel“ - und unterdrückt das Wachstum anderer Follikel. Dieser Prozess erfolgt schubweise, was als „Follikelwellen“ bezeichnet wird.
- Follikelwellen beim Foetus: Beginnen schon vor der Geburt.
- Follikelwellen beim Kalb: Vor der Pubertät nur wenige Entwicklungsschritte.
- Follikelwellen beim Rind: Erst mit Geschlechtsreife kann es zum Eisprung kommen.
- Follikelwellen bei der zyklischen Kuh: Reifung zum Graaf-Follikel, oft mit Östrogenproduktion.
- Follikelwellen bei der trächtigen Kuh: Können Brunstsymptome auslösen, aber kein Eisprung.
- Follikelwellen bei der alten Kuh: Reduzierte Follikelzahl und mögliche Verschlechterung der Eizellqualität.
Punktion der Follikel (Ovum Pick Up - OPU)
Beim OPU werden Tertiärfollikel dargestellt, punktiert und die Eizellen samt Cumulus-Zellen abgesaugt. Diese Eizellen können im Labor zur In-vitro-Fertilisation (IVF) und Embryonenproduktion genutzt werden.
Nährmedium: Follikelflüssigkeit
Die Follikelflüssigkeit ist entscheidend für die Eizellreifung und enthält Sauerstoff, Zucker, Hyaluronsäure, Triglyceride, Cholesterol, Proteine, Aminosäuren, Mineralstoffe, Vitamine und Hormone. Sie kann jedoch auch schädliche Substanzen wie Ketonkörper, NEFA, Harnstoff, Bakterien- und Schimmelpilz-Toxine enthalten, die sich negativ auf die Eizelle und die Embryonalentwicklung auswirken.
Der Eisprung
Der Eisprung erfolgt unter dem Einfluss des LH-Hormons, wobei die Follikeloberfläche einreißt. Die Eizelle wird vom Eileiter aufgefangen.
Der Gelbkörper (Corpus luteum)
Bereits vor dem Eisprung beginnt die Luteinisierung, die Bildung des Gelbkörpers aus den Follikelzellen. Der Gelbkörper ist ein temporäres Organ, dessen Hauptaufgabe die Produktion und Sekretion von Progesteron ist, welches die Trächtigkeit aufrechterhält und den Zyklus blockiert.
Entwicklungsstadien des Gelbkörpers
- Weiches Blutgerinnsel (Corpus haemorrhagicum): Füllt die Follikelhöhle nach dem Eisprung (ca. 5 Tage).
- Umwandlung in Gelbkörper (Corpus luteum): Ab Tag 6 entwickelt sich ein fester, reifer Gelbkörper, der seine maximale Größe (20-35 mm) und eine derbe Konsistenz erreicht.
- Gelbkörper in Rückbildung (Corpus albicans): Ab Tag 18 vernarbt der Gelbkörper, wenn keine Trächtigkeit eintritt.
Hormonproduktion des Gelbkörpers
Der Gelbkörper ist ein stark durchblutetes Organ, das schnell wächst und Progesteron produziert. Die Durchblutung ist entscheidend für die Versorgung der Luteinzellen mit Ausgangsstoffen für die Progesteronbildung.
Zwillingsträchtigkeiten beim Rind
Zwillingsträchtigkeiten bei Rindern, insbesondere bei Hochleistungskühen, sind häufiger geworden und können zu Problemen wie Geburtskomplikationen, Erkrankungen in der Frühlaktation, schlechterer Fruchtbarkeit und einem erhöhten Merzungsrisiko führen. Weibliche Kälber aus getrenntgeschlechtlichen Zwillingsgeburten sind oft unfruchtbar.
Die Trächtigkeitsdauer bei Zwillingsgeburten ist kürzer (ca. 272 Tage im Vergleich zu 277 Tagen bei Einlingsträchtigkeiten). Der Anstieg von Zwillingsträchtigkeiten wird mit der gesteigerten Milchleistung erklärt: Hochleistende Kühe nehmen viel Futter auf, was zu einer intensiven Durchblutung der Leber führt. In der Leber werden Sexualhormone wie Progesteron verstoffwechselt. Durch die stärkere Durchblutung werden diese schneller abgebaut, was zu Doppelovulationen und somit zu Zwillingsschwangerschaften führen kann.
Zwillingsträchtigkeiten entstehen in der Regel aus Doppelovulationen. Es gibt unilaterale (Zwillinge in einem Horn) und bilaterale (Zwillinge in beiden Hörnern) Zwillingsträchtigkeiten. Eine Trächtigkeitsuntersuchung mittels Ultraschall ist zur Identifikation von Kühen mit Zwillingsträchtigkeit ratsam.
Vorbeugung und Management von Zwillingsträchtigkeiten
Es gibt nur eingeschränkte Maßnahmen zur Vorbeugung von Zwillingsträchtigkeiten. Bei der Zucht hochleistender Kühe muss das Risiko in Kauf genommen werden. Hormonprogramme wie Ovsynch, insbesondere bei Tieren ohne Gelbkörper zu Beginn des Protokolls (geringe Progesteronkonzentration), können das Risiko für Doppelovulationen erhöhen. Der Einsatz von exogenem Progesteron kann helfen, Doppelovulationen und Zwillinge zu reduzieren.
Für Kühe mit Zwillingsträchtigkeiten sind ein angepasstes Management entscheidend:
- Frühes Erkennen und Dokumentieren von Zwillings-TU im Herdenmanagementprogramm.
- Regelmäßige Kontrolle der Körperkondition (BCS).
- Früheres Trockenstellen (je nach BCS).
- Maximaler Kuhkomfort in der Trockenstehphase.
- Früheres Anfüttern.
- Regelmäßige Ketosetests.
- Prophylaktische Unterstützung des Stoffwechsels.
Eine Reduzierung der Melkfrequenz auf einmal täglich kann bei Ketose einen schnellen Behandlungserfolg bringen.
Therapeutischer Einsatz von Hormonen zur Verbesserung der Fruchtbarkeit
Bei Kühen, die nach Ablauf der Freiwilligen Wartezeit nicht tragend werden, kann ein OvSynch-Programm eingesetzt werden. Wenn nach der künstlichen Besamung kein Gelbkörper vorhanden ist (bis zu 30 % der Fälle), können Kühe durch Progesteronsupplementierung im Folgezyklus tragend werden.
Ein spezielles Progesteron-Protokoll, das eine GnRH-Injektion, eine intravaginale Progesteron-Spange für 7 Tage, PGF-Injektionen und eine erneute GnRH-Gabe umfasst, hat in Studien zu Trächtigkeitsraten von bis zu 46 % bei erfolglos besamten Kühen ohne Gelbkörper geführt. Dies stellt eine signifikante Verbesserung gegenüber normalen Ovsynch-Programmen dar.
Der therapeutische Einsatz von Hormonen kann somit die Fruchtbarkeit einzelner Kühe verbessern und die Nutzungsdauer sowie Profitabilität verlängern.
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