Interaktionen von Spermatozoen mit Leukozyten und Epithelzellen im Uterus von Rind und Schwein
Final Report Abstract
Ziel des Forschungsvorhabens war es, tierartübergreifend (Rind und Schwein) zu prüfen, ob und in welchem Umfang Immunzellen auf unterschiedlich aufbereitete Spermatozoenpopulationen während der Uteruspassage reagieren. Hierbei war zu klären, welche Signale für den Einstrom von PMN in das Uteruslumen verantwortlich sind, ob es zu einer selektiven Bindung an bestimmte Spermatozoen kommt oder ob eine derartige Interaktion im Sinne einer Reinigung des Uterus zur späteren Aufnahme des Embryos unspezifisch verläuft. Die Arbeitshypothesen waren: 1.) Durch Bindung der Spermatozoen an Uterusepithelzellen erfolgt die Signalgebung für den Influx von PNM in das Uteruslumen. 2.) Die PMN-Transmigration in den Uterus wird durch Interaktion von Ejakulatbestandteilen mit uterinen Leukozyten, insbesondere MNC, moduliert. 3.) Es gibt selektive Mechanismen für die Interaktion zwischen Spermatozoen und PMN. Die Bindung zwischen Spermatozoen und PMN wird durch Kohlenhydrat-Proteinbindungen vermittelt. Für beide Tierarten wurden immunologische, funktionelle und morphologische Analysen in In-vivo-, Ex-vivo- und In-vitro-Experimenten durchgeführt. Beim Rind fehlten nach Besamung mit sehr unterschiedlichen Spermienpräparationen entgegen den Erwartungen freie Leukozyten im Uteruslumen fast völlig. Außerdem kamen unabhängig vom Vorhandensein von Spermatozoen im Inseminat im Uterus wandständige lymphozytoiden Zellen vor. Entsprechend können die gestellten Hypothesen für den Rinderuterus nicht unterstützt werden. Die Eliminierung überschüssiger Spermatozoen bedarf im Rinderuterus also keiner inflammatorischen Gewebereaktion, sondern wird auf anderem Wege erreicht. Effekte im Zusammenhang mit subklinischen Endometritiden müssen noch abgeklärt werden, scheinen aber von den Ejakulatbestandteilen durch Verminderung der ROS Produktion und PMN Chemotaxis das Entzündungsgeschehen zu modulieren. Ganz anders ist die Situation im Uterus der Sau. Hier findet abhängig von der Spermienaufbereitung eine starke immunlogische Reaktion statt, die insbesondere durch Verdünnerkomponenten verstärkt wird. Seminalplasma wirkt dagegen eher immunsuppressiv, wie sich besonders in den Transmigrationsversuchen zeigen ließ. Besonders interessant ist, dass, zumindest soweit es die Rück spülergebnisse im Ex-vivo-Modell zulassen, intakte Spermatozoen eher im Uterus verbleiben und dass geschädigte Spermatozoen leichter durch Rückfluss das Uteruslumen verlassen. Untersuchungen zum Bindungsmechnismus zwischen Spermien und PMN bzw. UEZ gaben aber keinen Hinweis darauf, dass die Bindung Lektin-vermittelt ist. Im Gegensatz dazu zeigten frühere Untersuchungen, dass im Eileiter und der utero-tubalen Verbindung lektinvermittelte Bindungsstellen zum Epithel existieren.
Publications
-
Immunological response in the bovine uterus after artificial insemination. Reprod. Dom. Anim. 41: Suppl.1 40
H. Wendt, H. Zerbe, H.W. Michelmann, H.J. Schuberth, D. Rath
-
Immunological response of the uterus to semen - only a clearance mechanism? Reprod. Dom. Anim. 41: Suppl.1 41
H. Zerbe
-
Short term ex vivo insemination of sows: A model to study early effects on sperm survival and mitochondria membrane potential. Reprod. Dom. Anim. 41: Suppl.1 36
U. Taylor, A. Frenzel, D. Rath, H. Zerbe, H.W. Michelmann H.J. Schuberth
-
(2006). Qualitätsmanagement im Uterus: nur ausgewählte Spermien erreichen die Eizelle. In: Tierärztliche Hochschule Hannover, Der Präsident (Ed.) Forschung fürs Leben 2005, Schwerpunkt Reproduktionsmedizin pp 21-24
HJ. Schuberth, H. Zerbe, H.W. Michelmann, P. Schwartz, U. Taylor, H. Wendt, A. Frenzel, D. Rath
