Einsatz von Prostaglandinen bei Färsen und Kühen – eine Literaturübersicht

Zusammenfassung:

Der Einsatz von Prostaglandinen (PG) in der Reproduktionsmedizin von Kühen und Färsen ist bei zahlreichen Indikationen möglich. Der Beitrag soll eine Übersicht der Anwendungsmöglichkeiten der PG und deren sinnvolle Nutzung geben. PG werden vom Organismus in vielen Geweben gebildet und regulieren zahlreiche physiologische Vorgänge, weisen jedoch eine reduzierte und kürzere Wirkung auf als synthetische Präparate. Für die Reproduktion hat vor allem PGF_2╒ in natürlicher und synthetischer Formulierung große Bedeutung. Einsatzmöglichkeit ist die Zyklussteuerung durch induzierte Luteolyse eines endokrin aktiven Corpus luteum. Eine terminorientierte Besamung bei Stillbrünstigkeit oder nach Bestandssynchronisation ermöglicht einen koordinierten Ablauf in der tierärztlichen Praxis und den landwirtschaftlichen Betrieben. PG finden auch in der Therapie von Reproduktionsstörungen Anwendung. So können zyklusstörende Ovarialzysten und Endometritiden bzw. Pyometren durch alleinige PG-Behandlung oder durch Applikation in Kombination mit anderen Medikamenten behandelt werden. Geburtseinleitung oder Abortinduktion werden ebenfalls durch den luteolytischen Effekt der PG erzielt. Ein relativ neuer Ansatzpunkt für den PG-Einsatz ist die Aktivierung der Myokontraktilität im Uterus nach erfolgter Besamung, um die Trächtigkeitsrate zu steigern und den Besamungsindex zu optimieren.

Summary:

Application of prostaglandin (PG) in reproductive medicine of cows and heifers displays a wide field of indications. This review gives an outline of PG applications and their use in veterinary medicine. PG are produced in different tissues of the organism and are involved in the regulation of some physiological pathways. However, natural PG are less active and their duration of action is shorter compared to synthetical ones. In reproduction natural as well as synthetical PGF_2╒ play an important role. Regulation of oestrus cycle by luteolysis of an endocrine active corpus luteum is one indication for their use. Timed artificial insemination in cows with silent heat or after oestrus synchronisation allows coordination of veterinary practice and facilitates management practices on the farms. Injections of PG alone or in combination with other drugs can be used for treatment of oestrous cycle aberrations caused by ovarian cysts or endometritis including pyometra. Induction of parturition and abortion are achieved by the luteolytical effect of PG. A new aspect for PG use is the activation of myocontraction of the uterus after artificial insemination to increase the pregnancy rate and to optimize the insemination index.

Schlüsselwörter:

Rind - Fruchtbarkeit - Reproduktionsmedizin - PGF_2╒

Key words:

Cattle - fertility - reproductive medicine - PGF_2╒

• Literatur

• 1 Arechiga CF, Staples CR, McDowell LR, Hansen PJ. Effects of timed insemination and supplemental beta carotene on reproduction and milk yield of dairy cows under heat stress. J Dairy Sci 1998; 81: 390-402.
• 2 Aschermann G, Kaiser J. Untersuchung zum therapeutischen Einsatz von Prostaglandin F2 Dinolytic in der Rinderpraxis. Tierärztl Umsch 1981; 36: 39-51.
• 3 Bazer FW, Tatcher WW, Hansen PJ, Mirando MA, Ott TL, Plante TL. Physiological mechanisms of pregnancy recognition in ruminants. J Reprod Fertil 1991; 43 Suppl. 39-46.
• 4 Bazer FW, Ott TL, Spencer TE. Maternal recognition of pregnancy: comparative aspects. Trophoblast Res 1998; 12: 375-386.
• 5 Bergström S, Danielsson H, Samuelsson B. The ezymatic formation of prostaglandin E2 from arachidonic acid. Prostaglandins and related factors. Biochim Biophys Acta (Amst.) 1964; 90: 207-210.
• 6 Bergström S, Carlson LA, Weeks JR. The Prostaglandins: a family of biologically active lipids. Pharmacol Rev 1968; 20: 1-19.
• 7 Burton NR, Lean IJ. Investigation by metaanalysis of the effect of prostaglandin F_2╒-I administered post partum on the reproductive performance of dairy cattle. Vet Rec 1995; 136: 90-94.
• 8 Busch W. Steuerung der Fortpflanzungsfunktionen mit Hormonen. In: Veterinärmedizinische Endokrinologie. Döcke F. Hrsg. Jena: Fischer; 1994: 803-822.
• 9 Chavatte PM, Archbald LF, Risco C, Tran T, Sumrall D. Effectivenes of Prostaglandin F_2╒ in the initial treatment of bovine ovarian cysts. Theriogenology 1993; 40: 745-755.
• 10 Conley AJ, Ford SP. Effect of prostaglandin F_2╒-induced luteolysis in vivo and in vitro progesteron production by individual placentomes in cows. J Anim Sci 1987; 65: 500-507.
• 11 Cooper MJ. Cloprostenol as a tool in the management of dairy cattle. Acta Vet Scand 1981; 77 (Suppl.): 171.
• 12 Drillich M, Beetz O, Pfützner A, Sabin M, Sabin HJ, Kutzer P, Nattermann H, Heuwieser W. Effects of a systemic antibiotic treatmant of toxic puerperal metritis in dairy cows. J Dairy Sci 2001; 84: 2010-2017.
• 13 Drillich M, Wittke M, Tenhagen BA, Unsicker C, Heuwieser W. Behandlung chronischer Endometritiden bei Milchkühen mit Cephapirin, Tiaprost oder einer Kombination aus beiden Wirkstoffen. Tierärztl Praxis 2005; 33 G 404-410.
• 14 Eiler H, Byrd WH, Hopkins FM. Uterokinetic activity of Fenprostalene (a Prostaglandin F_2╒ analog) in vivo and in vitro in the bovine. Theriogenology 1989; 32: 755-765.
• 15 Etherington WG, Martin SW, Bonnett BN, Johnson WH, Miller RB, Savage NC, Walton JS, Mongomery ME. Reproductive performance of dairy cows following treatment with single or two sequential doses of cloprostenol 26 and/or 40 days postpartum. Theriogenology 1988; 29: 565-575.
• 16 Falkenberg U, Heuwieser U. Untersuchungen zum Zeitpunkt der Prostaglandin F_2╒-Applikation bei der Behandlung der chronischen Endometritis des Rindes. Dtsch Tierärztl Wschr 2005; 112: 252-256.
• 17 Ferguson JD, Galligan DT. Prostaglandin synchronization programs in dairy herds – part 1. Comp Cont Educ Pract Vet 1993; 15: 646-655.
• 18 Flint APF. Interferon, the oxytocin receptor and the maternal recognition of pregnancy in ruminants and non-ruminats; a comparative approach. Reprod Fertil Dev 1995; 7: 313-318.
• 19 Fuchs AR, Helmer H, Behrens O, Liu HC, Antonian LS, Chang MJ, Fields MJ. Oxytocin and bovine parturition: a steep rise in endometrial oxytocin receptors precedes onset of labor. Biol Reprod 1992; 47: 937-946.
• 20 Gallo GF, Algire JE, Srikandakumar A, Downey BR. Effects of a prostaglandin F_2╒ analogue on the ovulatory response of superovulated heifers. Anim Reprod Sci 1992; 27: 83-90.
• 21 Garverick HA, Zollers WG, Smith MF. Mechanisms associated with corpora luteum lifespan in animals having normal or subnormal luteal function. Anim Reprod Sci 1992; 28: 111-124.
• 22 Gay JM, Upham GL. Effect of exogeneous prostaglandin F_2╒ in clinically normal postparturient dairy cows with a palpable corpus luteum. J Am Vet Med Assoc 1994; 205: 870-873.
• 23 Geisert RD, Short EC, Zavy MT. Maternal recognition of pregnancy. Anim Reprod Sci 1992; 28: 287-298.
• 24 Ginther OJ. Local utero-ovarian relationships. J Anim Sci 1967; 26: 578-598.
• 25 Ginther OJ. Internal regulation of physiological processes through local venoarterial pathways: a review. J Anim Sci 1974; 39: 550-564.
• 26 Gross TS, Williams WF, Moreland TW. Prevention of the retained fetal mebrane syndrome (retained placenta) during induced calving in dairy cattle. Theriogenology 1986; 26: 365-370.
• 27 Grünberg W. Untersuchungen zum Einsatz von D-Cloprostenol zur Luteolyse beim Milchrind. Tierärztl Umsch 2002; 57: 508-513.
• 28 Grunert E. Ovarielle Dysfunktion. Grunert E, de Kruif A. Hrsg. Berlin: Blackwell; 1999: 111-146.
• 29 Grunert E, Zerbe H. Grundlage der Hormontherapie. In: Fertilitätsstörungen beim weiblichen Rind. Grunert E, de Kruif A. Hrsg. Berlin: Blackwell; 1999: 159-181.
• 30 Grunert E, Diez G, Rietbrock W, Dehoust H. Ein Beitrag zur Estrumate-Behandlung stillbrünstiger Rinder. Zuchthygiene 1978; 13: 49-54.
• 31 Grusenmeyer D, Pate J. Localization of prostaglandin F2 alpha inhibition of lipoprotein use by bovine luteal cells. J Reprod Fert 1992; 94: 311-318.
• 32 Heuwieser W, Oltenacu PA, Lednor AJ, Foote RH. Evaluation of different protocols for prostaglandin synchronisation to improve reproductive performance in dairy herds with low oestrus detection eficiency. J Dairy Sci 1997; 80: 2766-2774.
• 33 Heuwieser W, Mansfeld R. Östrussynchronisation. In: Fertilitätsstörungen beim weiblichen Rind. Grunert E, de Kruif A. Hrsg. Berlin: Blackwell; 1999: 352-359.
• 34 Heuwieser W, Tenhagen BA, Tischer M, Luhr J, Bluhm H. Effect of three programmes or the treatmant of endometritis on the reproductive performance of a dairy herd. Vet Rec 2000; 146: 338-341.
• 35 Hirsbrunner G, Küpfer U, Burkhardt H, Steiner A. Wirkung verschiedener Prostaglandine auf den intrauterinen Druck und die Uterusmotorik von Kühen im Diöstrus. Tierärztl Umsch 1999; 54: 624-630.
• 36 Hospes R, Thumes M, Holsteg M, Failing K, Bostedt H. Über die Effektivität von DL- im Vergleich zu D-Cloprostenol bei Milchrindern mit einem Corpus luteum periodicum oder Corpus luteum persistens. Tierärztl Prax 2005; 33 G 395-403.
• 37 Kanitz W, Milödner H, Freymann U, Kanitz E, Schneider F, Becker F. Untersuchungen zum Ovulationszeitpunkt nach induzierter Luteolyse beim Rind in Abhängigkeit vom Zyklusstadium. Züchtungsk 1996; 68: 268-279.
• 38 Kimm IH, Suh GH, Son DS. A progesterone-based timed AI protocol more effectively prevents premature estrus and incomplete luteal regression than an Ovsynch protocol in lactating Holstein cows. Theriogenology 2003; 60: 809-817.
• 39 Klindworth HO, Hoedemarker M, Burfeindt D, Heilenbrinker T. Ovulationssynchronisation (OVSYNCH) in hochleistenden Milchviehherden: II. Milchleistung, Erkrankungen und Kosten-Nutzen-Analyse. Dtsch Tierärztl Wschr 2001; 111: 142-147.
• 40 Kluge K, Ungemach FR. Neue Arzneimittel für Pferde und landwirtschaftliche Nutztiere und Veränderungen auf dem Arzneimittelmarkt seit 1996. Tierärztl Prax 1998; 26 G 301-306.
• 41 Kral J, Bilek P, Mysickova S, Borovicka A, Pichova D, Sevik B. The effect of optically active cloprostenol isomers on the secretory activity of the yellow corpuscle. Biol Chem Vet (Praha) 1988; 24: 217-221.
• 42 LeBlanc SJ, Duffield TF, Leslie KE, Bateman KG, Keefe GP, Walton JS, Johnson WH. The effect of treatment of clinical endometritis on reproductive performance in dairy cows. J Dairy Sci 2002; 85: 2237-2249.
• 43 Leidl W, Bostedt H, Stolla R, Schefels W, Kuhn A. Zur Wirkung von Prostaglandin F2 sowie über klinische Erfahrungen mit dem Analog Estrumate insbesondere bei Anöstrie des Rindes. Berl Münch Tierärztl Wschr 1977; 90: 309-314.
• 44 Löscher W. Pharmaka mit Wirkung auf periphere Mediatoren. In: Pharmakotherapie bei Haus- und Nutztieren. Löscher W, Ungemach FR, Kroker R. Hrsg. Stuttgart: Parey; 2006: 56-62.
• 45 López-Gatius F, Yániz JL, Santolaria P, Murugavel K, Guijarro R, Calvo E, López-Béjar M. Reproductive performance of lactating dairy cows treated with cloprostenol at the time of insemination. Theriogenology 2004; 62: 667-689.
• 46 Lucy MC, McDougall S, Nation DP. The use of hormonal treatments to improve the reproductive performance of lactating dairy cows in feedlot or pasture- based management systems. Anim Reprod Sci 2004; 82–83: 495-512.
• 47 Macmillan KL, Henderson HV. Analyses of the variation in the interval from an injection of postaglandin F_2╒ to oestrus as a method of studying patterns of follicle development during dioestrus in dairy cows. Animl Reprod Sci 1983; 6: 245-254.
• 48 Mann GE, Lamming GE. Relationship between maternal endocrine environment, early embryo development and inhibition of the luteolytic mechanismen in cows. Reproduction 2001; 121: 175-180.
• 49 Müller-Schlösser F, Paufler S. Praxiserhebung nach Anwendung von zwei synthetischen Prostaglandinanalogen am weiblichen Rind und Pferd. Tierärztl Umsch 1978; 33: 386-389.
• 50 Munro RK, Moore NW. The use of progesterone administred intravaginally and pregnant mare serum gonadotrophin given by injection in controlled breeding programs in beef and dairy cattle. Aust Vet 1985; 62: 228-235.
• 51 Narumiya S. Structures, properties and distributions of prostanoid receptors. Samuelsson B, Ramwell PW, Paoletti R, Folco G, Granstrom E, Nicosia S. eds. In: Advances in Prostaglandin, Thromboxane and Leukotriene Research. 1995. 23 17-22.
• 52 Niswender GD, Juengel JL, McGuire WJ, Belfiore CJ, Wiltbank MC. Luteal function: the estrous cycle and early pregnancy. Biol Reprod 1994; 50: 239-247.
• 53 Okuda K, Miyamoto AY, Skarzynski DJ. Regulation of endometrial prostaglandin F_2╒ synthesis during luteolysis and early pregnancy in cattle. Domest Anim Endocrinol 2002; 23: 255-264.
• 54 Ott RS, Bretzlaff KN, Hixon JE. Comparison of palpable corpora lutea with serum progesterone concentrations in cows. J Am Vet Med Assoc 1986; 188: 1417-1420.
• 55 Peters AR. Effect of prostaglandin F2 alpha on hormone concentrations in dairy cows after parturition. Vet Rec 1989; 124: 371-373.
• 56 Peters MW, Pursley JR. Fertility of lactating dairy cows treated with Ovsynch after pre-synchronization injections of PGF_2╒ and GnRH. J Dairy Sci 2002; 85: 2403-2406.
• 57 Prinzen R, Allgayer F, Bartz U, Huber E. Effekte von Prostaglandin PGF_2╒ auf das Konzeptionsergebnis von Färsen und Kühen. Tierärztl Umsch 1991; 46: 27-35.
• 58 Pursley JR, Mee MO, Wiltbank MC. Synchronization of ovulation in dairy cows using PGF_2╒ and GnRH. Theriogenology 1995; 44: 915-923.
• 59 Pursley JR, Kosorok MR, Wiltbank MC. Reproductive management of lactating dairy cows using synchronization of ovulation. J Dairy Sci 1997; 80: 301-306.
• 60 Ramwell PW, Leovey EMK, Sintetos AC. Regulation of the arachidonic acid cascade. Biol Reprod 1977; 16: 70-88.
• 61 Randel RD, Lammoglia MA, Lewis AW, Neuendorff DA, Guthrie MJ. Exogenous PGF_2╒ enhanced GnRH-induced LH release in postpartum cows. Theriogenology 1996; 45: 643-654.
• 62 Randel RD, Del Vechhio RP, Neuendorff DA, Peterson LA. Effect of alfaprostol on postpartum reproduction in Brahman cows and heifers. Theriogenology 1988; 29: 657-670.
• 63 Re G, Badino P, Novelli A, Vallisneri A, Girardi C. Specific binding of dl-cloprostenol and d-cloprostenol to PGF_2╒-receptors in bovine corpus luteum and myometrial cell membrans. J Vet Pharmacol Ther 1994; 1: 455-458.
• 64 Savio JD, Boland MP, Hynes N, Mattiacci MR, Roche JF. Will the first dominant follicle of the estrous cycle of heifers ovulate following luteolysis on day 7?. Theriogenology 1990; 33: 677-687.
• 65 Schmid G, Stolla R. Intrauterine Druckmessung beim Rind mittels Mikrotransducern. Tierärztl Umsch 1988; 43: 439-444.
• 66 Senger PL. Pathways to Pregnancy and Parturition. Current Concepts Inc. Washington State University, Pullman WA USA: 328-345.
• 67 Smith WL, DeWitt DL. Prostaglandin endoperoxide synthases-1 and -2. Adv Immunol 1996; 62: 167-215.
• 68 Spencer TE, Bazer FW. Biology of progesterone action during pregnancy recognition and maintenance of pregnancy. Front Biosci 2002; 7: 1879-1898.
• 69 Stevenson JS, Lucy MC, Call EP. Failure of timed inseminations and associated luteal function in dairy cattle after two injections of prostaglandin F2-alpha. Theriogenology 1987; 28: 937-946.
• 70 Stevenson JS, Kobayashi Y, Thompson KE. Reproductive performance of dairy cows in various programmed breeding systems including OvSynch and combinations of gonadotropin-releasing hormone and prostglandin F_2╒ . J Dairy Sci 1999; 82: 506-515.
• 71 Stock AE, Stolla R. Der dominante Ovarfollikel beim Rind – Physiologische Zusammenhänge und praktische Bedeutung. Tierärztl Umsch 1995; 50: 543-550.
• 72 Stocker H, Waelchli RO. A clinical trial on the effect of prostaglandin F2 alpha on placental expulsion in dairy cattle after ceasarean operation. Vet Rec 1993; 132: 507-508.
• 73 Stolla R, Bendel M, Hegemann M, Braun J. Einsatz von PG F_2╒ und GnRH zur Zyklussteuerung beim Rind. Tierärztl Prax 1998; 26 G 187-192.
• 74 Stolla R, Schmid G. Auswirkungen natürlicher und synthetischer PGF_2╒-Präparate auf die Uteruskontraktilität des Rindes. Berl Münch Tierärztl Wschr 1990; 103: 198-202.
• 75 Tenhagen B-A, Birkelbach E, Heuwieser W. Serum progesteron levels in postpartum dairy cows after repeated application of the prostaglandin F_2╒ analoga D(+) cloprostenol sodium. J Vet Med A 2000; 47: 402-410.
• 76 Tenhaben BA, Surholt R, Wittke M, Vogel C, Drillich M, Heuwieser W. Use of Ovsynch in dairy herds – differences between primiparous und multiparous cows. Anim Reprod Sci 2004; 81: 1-11.
• 77 Tenhagen BA. Vergleich des Ovsynch mit anderen Methoden des Reproduktionsmanagements von Milchkühen. Tierärztl Prax 2005; 33 G 209-217.
• 78 Tenhagen BA. Einflüsse auf den Erfolg der terminierten Besamung nach der Synchronisation laktierender Milchkühe mit dem OVSYNCH Programm – Eine Literaturübersicht. Dtsch Tierärztl Wschr 2005; 112: 136-141.
• 79 Thatcher WW, Meyer MD, Danet-Desnoyers G. Maternal recognition of pregnancy. J Reprod Fert 1995; 49 Suppl. 15-28.
• 80 Tian W, Noakes DE. Effects of four hormone treatments after calving on uterine and cervical involution and ovarian activity in cows. Vet Rec 1991; 128: 566-569.
• 81 Tischer M. Bewertung der Fruchtbarkeit. In Modernes Fruchtbarkeitsmanagement beim Rind. Mahlkow-Nerge K, Tischer M, Zieger P. Hrsg. Bonn: AgroConcept GmbH; 2005: 80-83.
• 82 Tolleson DR, Randel RD. Effects of alfaprostol and uterine palpation on postpartum interval and pregnancy rate to embryo transfer in Brahman influenced beef cows. Theriogenology 1988; 29: 555-564.
• 83 Vasconcelos JLM, Silcox RW, Rosa GJM, Pursley JR, Wiltbank MC. Synchronization rate, size of the ovulatory follicle, and pregnancy rate after synchronization of ovulation beginning on different days of the oestrus cycle lactating dairy cows. Theriogenology 1999; 52: 1067-1078.
• 84 Vilarroel A, Lane V. Parturition induction in dairy cattle to decrease losses in reproductive performance due to potentially large calves. Proc. Of the XXV World Buiatrics Congress Budapest 2008: 320.
• 85 Wagner WC, Thompson FN, Evans LE, Molokuw ECI. Hormonal mechanismen controlling parturition. J Anim Sci 1974; 39 Suppl. 39-57.
• 86 Watts TL, Fuquay JW. Reponse and fertility of dairy heifers following injection with prostaglandin F (2alpha) during early, middle or late diestrus. Theriogenology 1985; 23 (Suppl. 04) 655-661.
• 87 Weems CW, Weems YS, Randel RD. Prostaglandins and reproduction in female farm animals. Vet J 2006; 171: 206-228.
• 88 Wittke M, Drillich M, Tenhagen BA, Heuwieser W. Vergleich der Ovulationssynchronisation (OVSYNCH) mit selektiven Brunstinduktion mit PGF_2╒ nach rektaler Palpation in einer Milchviehherde. Dtsch Tierärztl Wschr 2005; 112: 361-400.
• 89 Wiltbank MC, Shiao TF, Bergfelt DR, Ginther OJ. Prostaglandin F2 alpha receptors in the early bovine corpus luteum. Biol Reprod 1995; 52: 74-78.
• 90 Wray S. Uterine contraction and physiological mechanisms of modulation. Am J Phys 1993; 26: 1-16.
• 91 Zerobin K. Grundsätze der hormonalen Therapie von Fortpflanzungsstörungen. Döcke F. Hrsg In: Veterinärmedizinische Endokrinologie. Jena: Fischer; 1994: 748-802.
• 92 Zor A, Kaneko T, Schneider HPG, McCann SM, Field JB. Further studies on stimulation of anterior pituitary cyclic adrenosine-3,5’-monophosphate formation by hypothalamic extract and prostaglandins. J Biol Chem 1970; 245: 2883-2885.