Untermodul 4 - 2 Andrologie und KB 6. Semester 2009 Hormonale Regulation der Gonadenfunktion beim...
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Untermodul 4 - 2
Andrologie und KB6. Semester 2009
Hormonale Regulation der Gonadenfunktion beim männlichen Tier
Spermatogenese
1
Neuroendokrine Regulation der männlichen Geschlechtsorgane
Hafez/Hafez, 2000
Die Beziehungen zwischen GnRH-, LH- und FSH-Sekretion
Nach Senger, 1997
Die Beziehungen zwischen LH- und T-Konzentration im peripheren Blut
Hormone, die die Sexualfunktion beim männlichen Tier steuern (1)
Hormon Herkunft Wirkungsebene Hauptwirkung
GnRH Hypothalamus Adenohypophyse FSH-, LH- Freisetzung
LH Adenohypophyse Hoden
(Leydig-Zellen)
Stimulierung der Testosteronproduktion
FSH Adenohypophyse Hoden
(Sertoli-Zellen)
Funktion der Sertoli- Zellen
Prolactin Adenohypophyse Hoden, Gehirn kann maternales Verhalten hervorrufen
Oxytocin
(OT)
Hypothalamus,
Neurohypophyse
gl. Muskulatur v. N-H-Schwanz, Samenleiter,
Samenleiterampulle
PGF2α-Synthese, präejakulatorische Spermienmotilität
Hormon Herkunft Wirkungsgewebe Hauptwirkung
Estradiol (E2) Sertoli-Zellen Gehirn Sexualverhalten
Testosteron(T4)
Leydig-Zellen Anhangdrüsen,Tunica dartus, Hodenparenchym, Skelettmuskulatur
Wachstum,fördert Spermatogenese undAnhangdrüsensekretion
Inhibin Sertoli-Zellen Gonadotropine der Hypophyse
hemmt FSH-Sekretion
Prostaglandine(PGF2α)
Samenblasen-drüse
Nebenhoden metabolische Spermienaktivität,NH-Kontraktion
Hormone, die die Sexualfunktion beim männlichen Tier steuern (2)
Hormonelle Regulation der Fortpflanzung beim Hengst
• Exogene Reize: Tageslichtlänge, Temperatur, Ernährung, sexuelle Stimulierung, Rangordnung • Testosteronsekretion: jahreszeitliche Schwankungen• In den Leydig-Zellen werden neben Androgenen große Mengen an Östrogenen synthetisiert
Knottenbelt, 2003
Funktionen der Androgene
Testosteron-Funktionen - Haarwuchs- Knochenstoffwechsel- Muskelaufbau- Stimulierung und Erhaltung des Geschlechtstriebes- Funktion der männlichen Geschlechtsorgane
Östrogene - Eber: synergistische Rolle mit
Testosteron für das Paarungs- verhalten und Funktion der Anhangdrüsen
Nieschlag, 1996
Bei einem männlichen zuchtreifen Tier ist eine ungestörte normale Samenzellbildung abhängig von:
adäquater GnRH-Produktion durch den Hypothalamus ausreichender FSH- und LH-Sekretion durch die Hypophyse ausreichender Sekretion von Steroidhormonen durch die
Gonaden.
Endokrine Regulation - Spermatogenese
Spermatogenese
Vorgang der Bildung männlicher Gameten
Sie beginnt mit der Teilung von Stammzellen und endet mit der Bildung von Spermien.
Phasen der Keimzellreifung:
- Mitotische Proliferation und Differenzierung der diploiden Keimzellen (Spermatogonien)
- Meiotische Reifeteilung der tetraploiden Keimzellen (Spermatozyten)
- Transformation der haploiden Keimzellen (Spermatiden) in Spermien
Schnorr/Kerstin, 2006
Dauer der Spermatogenese (im Durchschnitt) bei einigen Haustieren und dem Menschen
Gattung Dauer (Tage)
Bulle 61
Eber 38
Hengst 57
Bock 47
Hund 54
Mensch 64
Untermodul 4 - 3Andrologie und KB6. Semester (Sommersemester) 2009
SpermaproduktionSpermientransport im weiblichen Genitale
Paarungsreflexkette
11
Spermaproduktion bei Haustieren und Menschen
1 “spermatogenic efficiency“2 “daily spermatozoal production“3 während der Zuchtsaison
Spezies Hodenmasse, beide
(Gramm)
Spermienzahl pro Gramm
testikuläres Gewebe 1
Spermienzahl pro Tag 2
Bulle, Milchrasse
650 18 x 106 10 x 109
Bulle, Fleischrasse
500 18 x 106 8 x 109
Schafbock3 550 26 x 106 14 x 109 Eber 750 30 x 106 25 x 109 Hengst 165 18 x 106 3 x 109 Mensch 40 4,25 x 106 45 – 207 x 106
Nach Senger, 1997
Normale Ejakulatvolumen und Spermiendichtebei Haustieren und Menschen
Spezies Ejakulatvolumen(ml)
Spermienkonzentration ( x106/ml)
Bulle 3 – 155
500 – 25001000
Schafbock 0,3 – 2,01,5
2000 – 40003000
Eber 100 – 500150
50 –300100
Hengst 25 – 20060
30 – 800120
Rüde 2 – 159
60- 300100
Mensch 2 – 63
20 – 25080
Spermientransport im
weiblichen Genitale
Spermientransport im weiblichen Genitale
Voraussetzung für eine Befruchtung der Eizelle(n)
ist vor allem, dass
befruchtungsfähigen Spermien sich in der Eileiterampulle befinden und zwar
in ausreichender Anzahl und
zum richtigen Zeitpunkt im Bezug auf
Belegungs- bzw. Besamungszeitpunkt.
RindRind
SchafSchaf
SchweinSchwein
PferdPferd
MenschMensch
Samendeponierung bei der Kopulation
Das Samenablegen in weiblichen Genital ist speziesabhängig:
Nach Sorensen, 1982
Einteilung der Vatertiere nach dem Ort des Spermaablegens
Scheidenbesamer: Bulle, Schafbock, Ziegenbock
Uterusbesamer: Hengst, Eber, Rüde
Spermientransport
Es werden drei Phasen des Samenzellentransportes
unterschieden:
1. initialer schneller Transport,
2. Besiedlung der Spermienreservoirs (vorwiegend aktiv)
3. langsame Ablösung und Transport der Spermien (vorwiegend aktiv).
Phasen des Spermientransportes
Zu 1. Er findet sofort nach der Belegung statt, nimmt 2 -.10 min in Anspruch,
die Mizellen des Zervikalschleims erleichtern das Eindringen der Spermien in die Zervikalkrypten,
Er wird durch die kontraktile Aktivität des Myometrium und Mesosalpinx gefördert.
Zu 2. In den Zervikalkrypten herrscht ein spermienfreundliches Milieu (Wiederkäuer,
Mensch; Hund?)
Zu 3. Die Spermien werden hauptsächlich durch retrograden Transport, Leukozyteninfiltration und Spermiophagie abgestoßen. Immunologische Abwehrvorgänge, physiko-chemische und mechanische Barrieren können die Vorwärtsbeweglichkeit der Samenzellen verhindern. Innerhalb von mehreren Stunden siedeln sich befruchtungskompetente
Spermien im Eileiter ein.
„Schicksal“ der Spermien nach der Samenablage bei der Kopulation
Vagina• Spermienabstoßung• Phagozytose• Eintritt in die Zervix/Uterus
Zervix• „privilegierte“ Passage• Beseitigung unbeweglicher Spermien
• Beseitigung abnormer SpermienUterus• beginnende Kapazitation• Phagozytose
Ovidukt• vollendete Kapazitation• hyperaktive Motilität
Ovulation• Akrosomreaktion• Spermium-Penetration• Bildung des weibl. + männl. Vorkernes
Nach Senger,1997
Spermienanzahl: Ort der Ablage - Ort der Befruchtung
Bullenejakulat
Von der großen Anzahl der Spermien, die beim Deckakt in die Fornix vaginae plaziert werden, gelangt nur ein sehr geringer Anteil in den Eileiter.
Hunter und Greve, 1998Hunter und Greve, 1998
Spermienreservoir im kaudalen Eileiteristhmus Der kaudale Isthmus fungiert als Spermienreservoir bei
den Wiederkäuern Pferd und Schwein beim Hund: ? (Uterindrüsen als Spermienspeicher ?)
Aufgaben des Isthmus: Selektion der intakten Spermien Sicherstellung des Überlebens der Spermien Kapazitation der Spermien Begrenzung der Spermienzahl am Befruchtungsort
Rind
Senger,1997
Pferd
Senger, 1997
Kapazitation und Akrosomreaktion
Kapazitation ist der Reifungsprozess der Spermien im weiblichen Genitaltrakt Erst nach der Kapazitation haben die Spermien die Fähigkeit, die
Eihüllen (Cumulus oophorus, Corona radiata u. Zona pellucida) zu
durchdringen und so die Befruchtung zu ermöglichen Es handelt sich um Veränderungen im Akrosom und um Veränderungen des Bewegungsmusters (Hyperaktivierung). Die Dauer der Kapazitation hängt vom Intervall Insemination -
Ovulation ab (beträgt einige Stunden). Kapazitierte Spermien sind kurzlebig und instabil Transport
zur Ampulle und Befruchtung müssen unmittelbar erfolgen.
Paarungsreflexkette(Sexuelle Reflexkette)
•Der Begattungsakt (Kopulation) stellt eine Aufeinanderfolge von sich wiederholenden Handlungen dar.• Die Reflexkette unterliegt genetischer Veranlagung und neuroendokrinen Mechanismen.
Ablauf der Begattung beim Bullen
Für die klinischen Belange wird der Ablauf der Begattung wie folgt unterteilt:
• Vorspiel (Excitatio) mit Versteifung (Erectio) und Ausschachten
(Emissio) des Gliedes
• Aufsprung auf den Deckpartner (Ascensus)
• Umklammerung (Circumplexio)
• Suchbewegungen (Adjustatio)
• Einführen (Intromissio) des Gliedes in die Scheide
• Nachstoß (Propulsus) mit Samenausstoßung (Eiaculatio)
• Absprung (Descensus)
Ablauf der sexuellen Reflexkette
Vorspiel Präkoitale Phase
mit Versteifung und Ausschachten des Penis
Paarung Koitale Phase
mit Aufsprung, Umklammerung, Suchbewegungen, Einführen des Penis, Friktionsbewegungen bzw. Nachstoß mit Ejakulation
Nachspiel Postkoitale Phase
Abstieg vom Paarungspartner mit Peniserschlaffung und Rückverlagerung in das Präputium