UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE. Academiejaar ENDOGENE HORMOONPRODUCTIE BIJ HET PAARD. door.

Transcriptie

1 UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar ENDOGENE HORMOONPRODUCTIE BIJ HET PAARD door Caroline SCHMITT Promotoren: Prof. Dr. ir. Lynn Vanhaecke Dr. Anneleen Decloedt Literatuurstudie in het kader van de Masterproef 2016 Caroline Schmitt

2

3 Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of volledigheid van de gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk uitmaakt op of aanleiding kan geven tot inbreuken op de rechten van derden. Universiteit Gent, haar werknemers of studenten aanvaarden geen aansprakelijkheid of verantwoordelijkheid voor enig gebruik dat door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig vertrouwen dat wordt gesteld in een advies of informatie vervat in de masterproef.

4 UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT DIERGENEESKUNDE Academiejaar ENDOGENE HORMOONPRODUCTIE BIJ HET PAARD door Caroline SCHMITT Promotoren: Prof. Dr. ir. Lynn Vanhaecke Dr. Anneleen Decloedt Literatuurstudie in het kader van de Masterproef 2016 Caroline Schmitt

5 VOORWOORD Hierbij wil ik graag een aantal mensen bedanken. Eerst en vooral wil ik mijn promotorin Anneleen Decloedt bedanken voor de waardevolle begeleiding, advies, geduld en verbeteren van mijn literatuurstudie. Prof. Dr. Lynn Vanhaecke wil ik bedanken voor het nalezen van dit werk. De grootste aandacht verdienen mijn ouders omdat ze steeds in mij geloven en mij altijd blijven steunen om mijn dromen te verwerkelijken. Mijn vriend Sven Taddey wil ik graag bedanken dat hij er altijd voor mij is, voor zijn dagelijkse steun en het vertrouwen in mij.

6 INHOUDSOPGAVE SAMENVATTING... 1 INLEIDING... 2 LITERATUURSTUDIE ALGEMENE EIGENSCHAPPEN VAN HORMONEN HYPOTHALAMUS-HYPOFYSE-GONADEN AS ANATOMIE EN FYSIOLOGIE VAN DE HYPOTHALAMUS-HYPOFYSE AS HORMONEN VAN DE HYPOTHALAMUS: Gonadotropine-releasing hormoon (GnRH) HORMONEN VAN DE HYPOFYSE Luteïniserend hormoon (LH) Follikelstimulerend hormoon (FSH) Prolactine Oxytocine HORMONEN VAN DE GONADEN Uterus - Anatomie en hormonen Prostaglandines Equine chorionic gonadotropin (EcG) Ovaria en follikel - Anatomie en hormonen Oestrogenen Progesteron Inhibine en Activine Follistatine Testes - Anatomie en hormonen ANATOMIE EN HORMONEN VAN DE BIJNIEREN VOORTPLANTINGSFYSIOLOGIE VAN HET PAARD VOORTPLANTINGSFYSIOLOGIE VAN DE MERRIE Seizonaliteit van de cyclus De overgangsperiode Verloop van de cyclus Dioestrus Oestrus Anoestrus VOORTPLANTINGSFYSIOLOGIE VAN DE HENGST DE RUIN PATHOFYSIOLOGIE GRANULOSA (THECA) CEL TUMOR CYRPTORCHIDIE DE ZIEKTE VAN CUSHING PSEUDO RUIN TUMOREN VAN DE TESTES BIJNIERTUMOREN BESPREKING REFERENTIELIJST... 26

7 SAMENVATTING Het overbrengen van informatie tussen cellen en het onderhouden van biologische processen in het lichaam worden gereguleerd door chemische signaalstoffen onder de vorm van hormonen. Deze worden in de bloedbaan gesecreteerd om dan op de specifieke receptoren op de celmembraan of in de cel van het doelorgaan of -weefsel te binden. Op basis van hun chemische structuur kunnen hormonen ingedeeld worden in drie verschillende groepen: steroïdale hormonen, peptidehormonen en tyrosinederivaten. In tegenstelling tot andere diersoorten kent de endogene hormoonproductie bij paarden onderling en tussen de verschillende paardenrassen veel variatie. Een complex samenspel van organen, met de hypothalamus als centraal orgaan, zorgt voor de seksuele activiteit en de mogelijkheid tot voortplanting. Naarmate de dagen langer worden en de omgevingstemperatuur stijgt, begint voor het paard de voortplantingsperiode. De ovaria worden gestimuleerd tot follikelvorming met uiteindelijk het ontstaan van een eicel tot gevolg. Even als andere belangrijke mechanismen in het lichaam kan de endogene hormoonproductie door enkele ziektes of anatomische problemen negatief beïnvloed worden. Granulosaceltumoren bij de merrie zijn hiervan het belangrijkste voorbeeld. De verhoogde testosteronconcentratie kan tot hengstengedrag en onvruchtbaarheid leiden. Bij de hengst kan het niet afdalen van één of beide teelballen of een onvolledige castratie voor problemen zorgen. Trefwoorden: Anatomische problemen - Endogene hormoonproductie - Hypothalamus - Paard - Voortplanting 1

8 INLEIDING Elk lichaam bezit twee belangrijke informatie- en communicatiesystemen, aan de ene kant is er het endocriene of hormonale systeem en aan de andere kant het zenuwstelsel. Samen zijn ze in staat om het functioneren van alle cellen en weefsels op elkaar af te stemmen (Paschke en Voigt, 2010). Hormonen zijn per definitie substanties die door een orgaan of een weefsel geproduceerd, gesecreteerd en via de bloedstroom naar het doelorgaan of doelweefsel getransporteerd worden, waar ze hun functies kunnen uitoefenen. De meeste hormonen kunnen ingedeeld worden in twee hoofdgroepen: de steroïdale en de niet-steroïdale hormonen. Voorbeelden van steroïdale hormonen zijn onder andere: testosteron, 17β-oestradiol en progesteron. Deze hormonen zijn, in tegenstelling tot de niet-steroïdale hormonen, lipofiel, wat betekent dat ze vetoplosbaar zijn en in staat zijn om de celmembraan te kruisen. Niet-steroïdale hormonen zijn niet in staat om de celmembraan te passeren, ze hebben specifieke celmembraanreceptoren nodig waarop ze kunnen binden. De hormoonvrijstelling wordt gereguleerd door positieve en negatieve terugkoppeling die de hormoonconcentraties binnen bepaalde limietwaarden houden (McKeever, 2011). De hypothalamus en de hypofyse dienen hierbij als centraal regulatorische organen (Jockenhövel en Hartmann, 2006). De merrie is een seizonaal polyoestrisch dier. Dit betekent dat de ovaria van merries afhankelijk zijn van de toename van de daglichtlengte. Tijdens het grootste deel van het jaar bevindt de merrie zich in anoestrus, de ovaria zijn tijdens deze periode niet actief en de merrie is niet vruchtbaar (Davies Morel, 2005). Net zoals de merrie is de seksuele activiteit en de testiculaire functie van de hengst evenredig met een toenemende daglichtlengte. De plasmaconcentraties van de verschillende endogene hormonen vertonen een seizonale schommeling (Hoffmann en Landeck, 1999). Het proces van spermatogenese, steroïdogenese en testiculaire functie worden door een complexe samenwerking van endocriene, autocriene en paracriene signalen gereguleerd (Roser, 2008). Een goede kennis van de fysiologie en de pathofysiologie van de endogene hormoonproductie bij paarden vormt de basis om het seksuele gedrag en de voortplantigscyclus te begrijpen. Dit is vooral belangrijk voor de paardenfokkerij, met als doel een gezond en goed presterend dier op te kweken. 2

9 LITERATUURSTUDIE 1. ALGEMENE EIGENSCHAPPEN VAN HORMONEN Hormonen zijn signaalstoffen die door het lichaam zelf geproduceerd worden en in staat zijn om het metabolisme en de functie van de respectievelijke doelorganen te beïnvloeden. De synthese en secretie van hormonen vindt plaats in endocriene klieren (vb. hypofyse), zenuwcellen (vb. hypothalamus) of in verspreide endocriene cellen (vb. maag-darm systeem) (Huppelsberg en Walter, 2013). De secretie van de verschillende hormonen kan op drie verschillende manieren plaatsvinden: endocrien, paracrien en autocrien (Paschke en Voigt, 2010). Endocriene hormonen bereiken hun doelcellen in het lichaam via het bloed (vb. glucagon en insuline). Paracriene hormonen worden in de extracellulaire ruimte vrijgesteld en diffunderen van daar naar doelcellen in de directe omgeving (vb. eicosanoïden). Autocriene hormonen daarentegen werken in op dezelfde cel als diegene waardoor ze vrijgesteld werden (vb. groeihormonen) (Nelson en Cox, 2011). Hormonen kunnen aan de hand van hun chemische eigenschappen in drie grote groepen worden ingedeeld: de peptidehormonen, de steroïdale hormonen en de analogen van tyrosine (Paschke en Voigt, 2010). De peptide- en steroïdale hormonen behoren tot de belangrijkste voortplantingshormonen. Peptidehormonen bestaan uit korte aminozuurketens, waarvan sommige aminozuren geladen zijn, waardoor peptidehormonen hydrofiel zijn (Meinecke, 2010). Ze zijn hierdoor niet in staat om door het lipofiele celmembraan van doelcellen te passeren en hebben membraangebonden, extracellulaire receptoren nodig om hun werking uit te kunnen oefenen. Peptidehormonen worden in specifieke membraanvesikels bewaard en kunnen na behoefte gesecreteerd worden (Huppelsberg en Walter, 2013). De intensiteit van het werkingsmechanisme kan veranderen door het aantal en de structuur van de receptoren op de celmembraan. Tot de peptidehormonen behoren onder andere FSH (follikel stimulerend hormoon) en LH (luteïniserend hormoon) (Paschke en Voigt, 2009). Alle steroïdale hormonen worden gesynthetiseerd uit cholesterol (Paschke en Voigt, 2009). Door middel van enzymatische omzettingen wordt cholesterol omgevormd tot progesteron en verder tot de verschillende androgenen zoals testosteron (Sjaastad et al., 2010). In tegenstelling tot peptidehormonen zijn steroïdale hormonen lipofiel. Ze kunnen de bloedbaan verlaten om door de celmembraan van de doelcellen te diffunderen. In de cel binden ze dan aan hun receptor en verplaatsen zich naar de celkern om daar aan het DNA te binden (Meinecke, 2010). Door hun lipofiel karakter, vertonen ze slechts een lage oplosbaarheid in het bloed waardoor ze, in tegenstelling tot peptidehormonen, aan bepaalde transportproteïnen gebonden worden en niet in de cellen opgeslagen kunnen worden (Königshoff en Brandenburger, 2007). Voorbeelden van steroïdale hormonen zijn de oestrogenen, gestagenen en androgenen (Meinecke, 2010). De tyrosinederivaten vormen een bijkomende, gevariëerde groep van hormonen. Dopamine, noradrenaline en adrenaline zijn hydrofiele catecholamines die afkomstig zijn van L-tyrosine en via een binding op extracellulaire receptoren kunnen werken. Een andere groep behorend tot de 3

10 tyrosinederivaten zijn de schildklierhormonen thyroxine (T4) en tri-joodthyronine (T3) die door middel van een binding van twee gejodeerde tyrosinemolecules onstaan (Huppelsberg en Walter, 2013). Figuur 1: Biosynthese van de steroïdale hormonen (naar Strauss, 2013). 2. HYPOTHALAMUS-HYPOFYSE-GONADEN AS 2.1. ANATOMIE EN FYSIOLOGIE VAN DE HYPOTHALAMUS-HYPOFYSE AS De hypothalamus is een complexe anatomische structuur die zich ter hoogte van het ventraal gedeelte van de tussenhersenen bevindt en veel gebieden bevat die instaan voor diverse belangrijke lichaamsfuncties zoals controle van de lichaamstemperatuur, metabolisme, regulatie van de bloeddruk en de voortplanting. De hypothalamus is verbonden met andere structuren van het centraal zenuwstelsel waaronder het limbisch systeem en de hypofyse (Hurcombe, 2011). De hypofyse is ter hoogte van de basis van de hersenen gelokaliseerd en is via de hypofysensteel (infundibulum) met de hypothalamus verbonden. Men kan in de hypofyse verschillende delen onderscheiden: de voorkwab (adenohypofyse) en de achterkwab (neurohypofyse) met daartussen de middenkwab (Loeffler en Gäbel, 2008). De neurohypofyse is met de hypothalamus verbonden door 4

11 middel van axonen, dit in tegenstelling tot de adenohypofyse die via een speciaal vasculair systeem, het hypothalamische- hypofysaire portaalsysteem, met de hypothalamus in verbinding staat (Sjaastad et al., 2010). De hormonen die vrijgesteld worden door de hypothalamus zijn via een dynamisch evenwicht verbonden met de glandotrope (op klieren inwerkend) hormonen van de hypofyse en de glandulaire (klassieke) hormonen van de organen (vb. schildklier, bijnier en gonaden). Het dynamisch evenwicht wordt door een negatieve terugkoppeling in stand gehouden. De door de hypothalamus vrijgestelde hormonen stimuleren de hypofyse en zorgen zo voor een vrijstelling van de glandotrope hormonen die op hun beurt de vorming en vrijstelling van de glandulaire hormonen in de doelorganen induceren. De glandulaire hormonen komen via het bloed in de hypothalamus en de hypofyse terecht waar ze de vrijstelling van de hormonen van zowel de hypothalamus als de hypofyse remmen wanneer de hormoonconcentraties in het bloed voldoende hoog zijn. Daalt de concentratie van de glandulaire hormonen in het bloed, dan wordt het negatieve terugkoppeling gestopt, met een stijging van de hypothalamische en hypofysaire hormonen tot gevolg. De enige hormonen die bij vrouwelijke dieren een positieve terugkoppeling geven, zijn de oestrogenen (Jockenhövel en Hartmann, 2006) (Figuur 2). Figuur 2: De hypothalamische-hypofysaire regelkring: de hypothalamus als centraal orgaan zorgt voor de hormoonsecretie door de adenohypofyse, die op haar beurt de hormoonsecretie van de doelorganen stimuleert. De doelorganen en de adenohypofyse zijn in staat om de hormoonsecretie van de hypothalamus via een negatieve terugkoppeling te beïnvloeden. Een positieve terugkoppeling van de doelorganen op de adenohypofyse is ook mogelijk. 5

12 2.2. HORMONEN VAN DE HYPOTHALAMUS: Gonadotropine-Releasing hormoon (GnRH) Het Gonadotropine-Releasing Hormoon (GnRH) is een peptidehormoon dat door de neurosecretorische cellen van de hypothalamus gesecreteerd wordt (Handler en Aurich, 2009). Biochemisch is GnRH opgebouwd uit tien aminozuren en het hormoon heeft zowel een autocriene als een paracriene functie (Meinecke, 2010). De hoofdfunctie van GnRH bestaat erin de secretie van de twee gonadotropinehormonen, het luteïniserend hormoon (LH) en het follikelstimulerend hormoon (FSH), te stimuleren, die dan een effect op de eindorganen, in dit geval de ovaria, uitoefenen (Hines, 1987). GnRH heeft een halfwaardetijd van slechts 2 tot 4 minuten, dit betekent dat het behouden van de seksuele cyclus afhankelijk is van een aanhoudende, doch pulsatieve GnRH secretie (Figuur 3). De pulsatieve secretiewijze voorkomt dat doelcellen van GnRH in de adenohypofyse hun receptoren in de celmembraan verliezen en de GnRH moleculen niet langer kunnen binden (Meinecke, 2010). Volgens Becker en Johnson (1992) zijn de endogene GnRH pulsen afwezig tijdens de anoestrus. Tijdens de dioestrus kunnen elke 11 uur en tijdens de oestrus één keer per uur GnRH pulsen aangetoond worden. Alhoewel de GnRH secretie door de hypothalamus daalt tijdens de anoestrus, blijft de totale hoeveelheid van hypofysaire GnRH receptoren constant (Johnson, 1987). GnRH kan therapeutisch toegediend worden ter inductie van de ovulatie. Dit is vooral van belang bij merries in seizonale anoestrus of in de transitionele periode en om de folliculaire fase van cyclische (merrie met ovariele activiteit) merries te verkorten (Becker en Johnson, 1992). Figuur 3: Regulatie van de seksuele cyclus van de merrie: hypothalamus, hypofyse, ovaria en uterus bestaan uit zich wederzijds beïnvloedende regelkringen en zijn van belang voor het in stand houden en reguleren van de seksuele cyclus en de voortplanting van de merrie (naar Handler en Aurich, 2009). 6

13 2.3. HORMONEN VAN DE HYPOFYSE Luteïniserend hormoon (LH) Het luteïniserend hormoon (LH) is een glykoproteïne dat, zoals alle glykoproteïnehormonen, bestaat uit een α- en een β-subeenheid. Terwijl de α-subeenheid indentiek is voor LH en FSH, is de β- subeenheid specifiek voor elk hormoon (Clark et al., 2005). LH zorgt ervoor dat de follikel oestrogeen gaat produceren en vomt de geselecteerde follikel om tot een progesteronsecreterend corpus luteum (Cocco et al., 2013). Na synthese wordt LH in de gonadotrope cellen opgeslagen tot de cellen een GnRH signaal ontvangen, waarna LH in de nabije capillairen vrijgesteld wordt (Meinecke, 2010) (Figuur 3). Tijdens de dioestrus (luteale fase) is de circulerende LH concentratie laag, maar enkele dagen voor het begin van de oestrus begint de LH concentratie te stijgen omdat de oestrogeensecretie door de rijpende follikels een stimulerende werking op de LH productie heeft. Kort na de ovulatie bereikt de LH concentratie zijn maximumwaarde, de zo genoemde LH piek. De LH concentratie daalt de volgende 4 tot 5 dagen na de ovulatie langzaam (Hyland, 1990). Volgens Irvine et al. (1998) zorgen trage GnRH pulsen voor een FSH-synthese en secretie, terwijl een hogere LH synthese en secretie door vlugge GnRH pulsen bekomen worden. Tijdens de late oestrus zorgt een verhoging van de LH concentratie ook voor een verhoging van de LH receptoren op de thecacellen van de follikel. Dit proces stimuleert de productie van testosteron dat via de thecacellen naar de granulosacellen gaat diffunderen. Ter hoogte van de granulosacellen wordt testosteron dan omgezet naar 17β-oestradiol, het chemisch actieve oestrogeen (Hyland, 1990). Bij mannelijke dieren zorgt LH voor de synthese en de secretie van androgenen vanuit de Leydig cellen (Meinecke, 2010) Follikelstimulerend hormoon (FSH) Het follikelstimulerend hormoon (FSH) is een glykoproteïne dat net zoals LH uit een α- en een β- subeenheid opgebouwd is (Reimers, 2003) en ook onder invloed van GnRH door de gonadotrope cellen van de adenohypofyse geproduceerd wordt. De hoofdfuncties van dit hormoon zijn het zorgen voor het ontstaan, de initiële groei en ontwikkeling van de ovariële follikels (McCue et al., 2007). FSH is bijkomend in staat om de mitotische activiteit van de foetale granulosacellen te laten stijgen door de eiwitsynthese te stimuleren. Door binding van FSH aan zijn doelcellen, wordt het adenylaatcyclase geactiveerd, met een stijging van de intracellulaire concentratie cyclisch AMP tot gevolg. Dit proces leidt dan uiteindelijk tot de beïnvloeding van de follikelcellen (Dorrington, 1979). De FSH concentratie tijdens de oestrus wordt gekenmerkt door twee opeenvolgende concentratiegolven. Een eerste secretiepiek is te zien kort na de ovulatie en een tweede piek tijdens de luteale fase van de cyclus (Figuur 8) (Hyland, 1990). Als de grootste van de follikels een diameter bereikt van 13 mm stagneert de FSH concentratie (Aurich, 2011). Er bestaat een relatie tussen de FSH concentratie in het bloed en de folliculaire ontwikkeling: enkele dagen voordat de dominante follikel van een primaire folliculaire golf een grootte van 15 mm bereikt, stijgt de FSH concentratie (Ginther en Bergfelt, 1993). Volgens Meinecke (2010) is FSH bijkomend belangrijk voor de stimulatie en de instandhouding van de spermatognese door middel van binding op de sertollicellen, die op hun beurt op de paracriene weg 7

14 inwerken op de functie van de Leydig cellen en zo in staat zijn om de steroïdbiosynthese zowel te stimuleren als te remmen Prolactine Prolactine is een enkelstrengig peptidehormoon met de adenohypofyse als syntheseplaats (Meinecke 2010). Het zorgt voor de activatie van het melkklierweefsel, lokt de lactatie uit en zorgt voor de secretie van melk bij het moederdier. Het is bovendien in staat om bij zoogdieren voor het moederinstinct te zorgen. De secretie van prolactine wordt door het prolactine-releasing hormoon en dopamine afkomstig van de hypothalamus gestimuleerd (Loeffler en Gäbel, 2008). In tegenstelling tot de andere hormonen van de adenohypofyse wordt de prolactinesecretie normaal voortdurend door de hypothalamus geremd. Tijdens de lactatieperiode wordt de dopaminevrijstelling door het zuigen van het veulen in de hypothalamus gestopt, met een stijging van de prolactinesecretie in de hypofyse tot gevolg (Huppelsberg en Walter, 2013) Oxytocine Oxytocine is een peptidehormoon dat in de hypothalamus door neurosecretorische cellen geproduceerd wordt. Het bestaat uit negen aminozuren en wordt na de productie in de hypothalamus in de neurohypofyse opgeslagen (Hyland, 1990). Oxytocine zorgt voor een contractie van de gladde spieren in de bijballen van mannelijke dieren, voor uteruscontracties en de afgifte van melk in de mammaire klieren van vrouwelijke dieren (McKeever, 2002) HORMONEN VAN DE GONADEN Uterus-Anatomie en hormonen De uterus of baarmoeder bestaat uit twee hoornen (cornua uteri), het uteruslichaam (corpus uteri) en de uterushals (cervix uteri) (Loeffler en Gäbel, 2008) (Figuur 4). De uiteinden van de uterushoornen wijzen bij de merrie dorsaal naar de nieren, terwijl het caudaal gedeelte ventraal doorhangt en tegen de darmlussen ligt. De uteruswand is opgebouwd uit drie verschillende lagen, namelijk het slijmvlies (tunica mucosa, endometrium) dat de uteruswand van binnen bedekt, de spierlaag (tunica muscularis, myometrium) en de serosalaag (tunica serosa, perimetrium) (König en Liebich, 2009). 8

15 Figuur 4: Anatomie van de baarmoeder (naar König en Probst, 2009) Prostaglandines Arachidonzuur is de biologische precursor van de prostaglandines. Prostaglandines zijn biologisch actieve lipiden die hormoonachtige werkingsmechanismen vertonen maar omdat ze niet door een specifiek weefsel of klier geproduceerd worden, worden ze volgens de klassieke definitie van hormonen niet als hormonen beschouwd. Soms bevindt hun werkingsplaats zich ter hoogte van een ander orgaan of weefsel, maar in de meeste gevallen werken ze lokaal (Bearden en Fuquay, 1984). Prostaglandines worden door de niet-drachtige baarmoeder van de merrie geproduceerd en zorgen zo voor het oplossen (luteolyse) van het corpus luteum (Santos et al., 2013). Prostaglandines behoren tot de meest gebruikte hormonen voor oestrusinductie, oestrussynchronisatie, behandeling van merries met een corpus luteum persistens, inductie van uteruscontracties en abortusinductie. De beste respons op prostaglandines treedt op 5 tot 10 dagen na de ovulatie (Squires, 2008). Prostaglandine F2α (PGF2α) (Figuur 3) is het natuurlijk luteolytisch agent die de luteale fase of de oestrus voltooid en zo ervoor zorgt dat een nieuwe oestrus mag beginnen als er geen bevruchting heeft plaatsgevonden. Door een stijgende oestrogeenproductie wordt de groei van het myometrium gestimuleerd, waardoor een stijging van de PGF2α synthese en de vrijstelling bekomen wordt. Om de luteolytische effecten van PGF2α tijdens de dracht te voorkomen, zal de vrucht signalen naar de uterus van het moederdier zenden (Hafez et al., 2000). Volgens Szóstek et al. (2014) werd aangetoond dat PGF2α in vivo bij de merrie een luteolytische functie heeft, in tegenstelling tot prostaglandine E2 (PGE2), die luteotrofisch werkt. 9

16 Equine chorionic gonadotropin (EcG) De zich ontwikkelende foetus heeft voor zijn overleven nutritionele, endocriene en immunomodulaire condities nodig die door de placentaire trofoblasten gegarandeerd worden. Expressie van groei en transcriptiefactoren zorgen voor de differentiatie van de trofoblasten bij elk zoogdier (Cabrera-Sharp et al., 2014). Zoals FSH en LH is het equine chorionic gonadotropin (EcG) een glykoproteïne dat bestaat uit een α- en een β-subeenheid. De endometriale cups van de drachtige baarmoeder treden op als productieplaats van dit hormoon. De endometriale cups worden vanaf dag 40 van de dracht gevormd en blijven ter plaatse tot dag 85. Hoewel de FSH functies van EcG dominant aanwezig zijn, heeft dit hormoon ook LH functies. EcG wordt niet via de urine geëxcreteerd maar is wel in het bloed van drachtige merries terug te vinden (Hafez et al., 2000). Omdat EcG dezelfde werkingsmechanismen als FSH en LH vertoont is het niet verwonderlijk dat het zich ook aan dezelfde receptoren gaat binden en zo belangrijke luteotropische effecten uitoefent en de luteale progesteron-, androgen- en oestrogeenproductie stimuleert. Het heeft bijkomend luteogenische effecten en gaat zo tijdens het eerste derde van de dracht de vorming van het corpus luteum stimuleren (Flores- Flores et al., 2014). EcG kan tussen dag 45 en 100 in het bloedserum van een drachtige merrie aangetoond worden (Referentiewaardes routinelabo, Laboklin, Duitsland) Ovaria en follikel - Anatomie en hormonen De ovaria (Figuur 5) bevinden zich bij de merrie tussen de laatste rib en het uiteinde van de heup (Davies Morel, 2008). Een geslachtsrijpe merrie heeft grote, boonvormige ovaria die gemiddeld mm lang en mm dik zijn. Het grootste deel van de ovaria wordt bedekt met peritoneum, in tegenstelling tot de ovulatiegroeve (fossa ovaria) die met kiemepitheel bedekt is (Leiser, 2004). In de ovulatiegroeve vindt de ovulatie plaats (Loeffler en Gäbel, 2008). De mesovaria (ligamentum latum uteri) zorgen voor de aanhechting van de ovaria ongeveer een handbreed caudaal van de nieren ter hoogte van de lendenwervels. Dit zorgt ervoor dat de ovaria als controle voor de dracht of bij problemen te palperen zijn (Leiser, 2004). 10

17 Figuur 5: Schema van een ovarium met de verschillende stadia van rijpende follikels (uit König en Probst, 2009). Het follikelstimulerend hormoon (FSH) en het luteïniserend hormoon (LH) beiden geproduceerd door de adenohypofyse, zorgen samen voor de rijping van de follikels in de ovaria. Naast de eicellen maken de epitheelcellagen, die de eicel omgeven, ook een rijpingsproces door. Ze nemen namelijk in aantal toe doordat de cellen zich gaan vermeerderen. De oöcyste van de primaire follikel wordt door een éénlagig plaveicelepitheel omgeven terwijl de cellen van de secundaire follikel reeds kubisch zijn en in aantal zijn toegenomen. De oöcyste wordt vervolgens door de zona pellucida omgeven. Dit is een verdikking van de buitenzijde van de celmembraan. De epitheelcellen die de oöcyste omgeven delen verder om zo een meerlagig stratum granulosum te vormen waardoor polygonale granulosacellen ontstaan (Loeffler en Gäbel, 2008). De tertiaire follikel wordt door een corona radiata omgeven en bevat een holte als gevolg van toenemende vloeistofproductie. De rijpe follikel die dan tot slot gaat ovuleren heet men de Graafse follikel. De follikelwand bestaat uit een binnenste laag, de theca interna die 17β-oestradiol gaat produceren, en een buitenste laag, de theca externa die bloedvaten bevat (König en Probst, 2009) (Figuur 5). 11

18 Figuur 6: Schema van de folliculaire ontwikkeling: a) primordiale follikel b) primaire follikel c) secundaire follikel d) tertiaire follikel e) Graafse follikel (naar Ulfig, 2011) Oestrogenen Oestrogenen behoren tot de groep van de steroïdale hormonen. De steroïdale hormonen worden gesynthetiseerd uit cholesterol (Paschke en Voigt, 2009). Door middel van enzymatische omzettingen wordt cholesterol omgevormd tot progesteron en verder tot de verschillende androgenen zoals testosteron (Sjaastad et al., 2010). Onder invloed van FSH vormen de granulosacellen testosteron om in het biologisch actieve oestrogeen 17β-oestradiol (Bearden en Fuquay, 1984). De oestrogene werking wordt bekomen door het activeren van twee verschillende pathways: een klassieke, genomische en een niet-genomische pathway. Tijdens de klassieke, genomische pathway binden oestrogenen op hun receptor in de celkern met de transcriptie van nieuwe eiwitten tot gevolg. De nietgenomische pathway geeft wel een snellere reactie, maar zorgt niet voor synthese van nieuwe eiwitten (Honnes et al., 2011). Typisch voor steroïdale hormonen is het transport in het bloedplasma door middel van binding aan transportproteïnen. Oestrogenen zorgen er hoofdzakelijk voor dat de mogelijkheid van het kunnen bevruchten van de eicel geoptimaliseerd wordt. Ze veroorzaken veranderingen van het geslachtsstelsel zoals bijvoorbeeld stimulatie van de klieren in het endometrium, stijgende tonus van de gladde spieren van het myometrium en een verhoogte doorbloeding van de uterus en uitwendige genitaliën (Sjaastad et al., 2010). 12

19 De oestrogeenconcentratie begint ongeveer 6 tot 8 dagen voor de ovulatie te stijgen. Rond twee dagen voor de ovulatie is er een duidelijke oestrogeenpiek waar te nemen. De stijgende oestrogeenconcentratie wordt veroorzaakt door de folliculaire groei en uitwendig te herkennen door het typische oestrusgedrag van de merrie, ook hengstigheid genoemd. Net vóór de ovulatie is er een snelle daling van de oestrogeenconcentratie te zien (Christensen, 2011). 17β-oestradiol zorgt gedurende de follikulaire fase voor een stijging van de bloedstroom in de uterus. Tijdens de luteale fase ten slotte is er terug een daling van de uteriene bloedstroom te meten (Honnes et al., 2011). 17βoestradiol kan in het bloedserum of -plasma aangetoond worden, waarbij de concentraties afhankelijk zijn van de cyclus: tijdens de dioestrus bedraagt de 17β-oestradiol concentratie 3,7-5,0 pg/ml en tijdens de oestrus 7,1-13,0 pg/ml. Verhoogde concentraties kunnen wijzen op een ovariële cyste (Referentiewaardes routinelabo, Laboklin, Duitsland) Progesteron Progesteron is het meest voorkomende, natuurlijk progestageen, dat in verschillende delen van het geslachtsstelsel van de merrie geproduceerd wordt, waaronder het corpus luteum, de placenta en de bijnieren. LH (luteïniserend hormoon, ) zorgt in eerste instantie voor de stimulatie van de progesteronproductie. Zoals de oestrogenen wordt progesteron in het bloed alleen getransporteerd door binding aan een eiwit (Hafez et al., 2000). De hoofdfunctie van progesteron is in alle species het aanhouden van de dracht. Tijdens de dracht wordt progesteron ofwel geproduceerd door het corpus luteum ofwel door de placenta of door allebei. Een onvoldoende progesteronproductie of een lekkage van progesteron zorgt altijd voor het aborteren van de vrucht (Pineda, 2003). De progesteronproductie in het bloedplasma bedraagt tijdens de hengstigheid van de merrie beduidend minder dan 1 ng/ml. Kort voor de ovulatie is er een lichte progesteronstijging te meten die dan rond uur na de eisprong verder gaat stijgen. Er is een duidelijke maximumwaarde waar te nemen ongeveer tussen dag 5 en dag 7 na de ovulatie. De progesteronconcentraties in het bloedplasma bevinden zich dan tussen 5 en 20 ng/ml, maar er bestaan altijd duidelijke verschillen tussen dieren onderling (Handler en Aurich, 2009). Als de eicel van de merrie niet bevrucht wordt daalt de progesteronconcentratie 4 tot 5 dagen voor de volgende ovulatie. Er wordt dan opnieuw een basaal niveau aangehouden tijdens de folliculaire fase. Een nieuwe oestrus kan niet beginnen voordat de progesteronconcentratie terug gedaald is onder 1 ng/ml (Davies Morel, 2008) Inhibine en Activine Inhibine en activine zijn, net zoals LH en FSH, glykoproteïnen en behoren tot de transforming growth factor-β (TGF-β) superfamilie. Ze zijn allebei zeer belangrijk voor de secretie van FSH (Phillips, 2004). Er bestaan twee verschillende vormen van inhibine: inhibine A en inhibine B, die beide uit een α-en een β-subeenheid bestaan. De α-subeenheden zijn zowel voor inhibine A als inhibine B identiek, de β- subeenheid is verschillend. De granulosacellen van de zich ontwikkelende follikel zijn verantwoordelijk voor de inhibineproductie. Via de bloedstroom komt inhibine in de adenohypofyse terecht om hier de 13

20 FSH secretie te remmen (Meinecke, 2010). Inhibine heeft alleen een remmend effect op de FSH uitscheiding van de hypofyse, de LH secretie wordt niet door inhibine beïnvloedt. Het hormoon heeft zo een belangrijk effect op het vrijkomen van LH en FSH (Hafez et al., 2000). Hoewel de gonaden de hoofdbronnen zijn van inhibine is er ook in de bijnier, de hypofyse, de hersenen, de milt, het beenmerg en de placenta mrna van inhibinesubeenheden terug te vinden (Rombauts en Healy, 1995). De sertollicellen zijn verantwoordelijk voor de synthese van het glykoproteïne inhibine bij mannelijke dieren. Inhibine heeft paracriene effecten op de verschillende stadia van de spermatogenese en reguleert op een endocriene manier de functie van de hypofyse. Dit zorgt voor een remming van de synthese van FSH in de adenohypofyse. Activine wordt tevens door de granulosacellen geproduceerd en bestaat telkens uit twee β-subeenheden van het inhibine A en/ of B. In totaal bestaan er drie verschillende vormen van activine (Meinecke, 2010). Activine heeft een tegenovergesteld effect dan inhibine: het zorgt uiteindelijk voor proliferatie van de granulosacellen en voor een stijgende FSH receptorexpressie (Morresey, 2011). Het verschil tussen GnRH en activine op de FSH secretie bestaat erin, dat na een stimulatie door GnRH een veel snellere secretie van FSH op te merken is dan na een stimulatie door activine. Het maximale effect van activine kan soms pas na 24 uur optreden. Terwijl GnRH tot een directe LH-secretie leidt, heeft activine geen effect op de secretie van LH (Keck et al., 2002) Follistatine Follistatine, of ook wel het FSH-suppressing protein genoemd, is een enkel-keten glykoproteïne dat in drie isovormen aanwezig is in de follikelvloeistoffen die de FSH secretie onderdrukken (DePaolo et al., 1991). Dit hormoon wordt door verschillende weefsels geproduceerd, maar de hoofdproductieplaats bevindt zich in de granulosacellen van de ovaria. Het zorgt voor een inhibitie van aromatase- en inhibineproductie, die geïnduceerd wordt door FSH. Follistatine moduleert op een autocriene manier de functie van de granulosacellen, zoals luteïnisatie of atresie en zorgt voor een neutralisatie van de effecten van activine (Findlay, 1993). Twee moleculen van follistatine vormen een complex met een dimeer van activine waardoor beide bindingsplaatsen van activine gemaskeerd worden (Bilezikjian et al., 2012) Testes - Anatomie en hormonen De testikels van de hengst ontstaan embryonaal in de liesregio bedekt door een hulsel en bevatten kiemcelproducerende organen. De ovale testes wegen afhankelijk van leeftijd en ras van het paard, tussen 150 en 300 g. De bijballen (epididymis) zijn aan de dorsale kant van elk testikel aangehecht en overlappen aan de laterale oppervlakte. Op die manier wordt er een testiculaire bursa tussen de teelballen en de bijballen gevormd (Auer, 2012). Bij het ongeboren veulen liggen de testikels zoals de ovaria caudaal van de nieren, circa 10 cm ventraal van de dorsale buikwand, maar deze positie is niet 14

21 de doelpositie. De testikels ondergaan een afdaling (descensus testes) en worden hierbij door de testikelband ondersteund. Tussen 14 dagen pre- en postnataal moeten de testikels afgedaald zijn (König en Probst, 2009). Uiteindelijk komen de testes terecht in het scrotum. De afdaling van de testikels is belangrijk voor de ontwikkeling en de productie van de spermatozoa omdat de hogere lichaamstemperatuur ter hoogte van de abdominale holte voor een slechte ontwikkeling van de zaadcellen zorgt. De testes worden omgeven door de tunica albuginea, dit is een stevige laag bestaande uit bindweefsel en gladde spieren die met de viscerale laag van de tunica vaginalis verbonden is. De steuncellen of sertollicellen genoemd zijn verantwoordelijk voor de FSH productie en liggen in de wand van de tubuli seminiferi contorti. Tussen de tubuli seminiferi contorti, in het interstitium, bevinden zich de Leydig cellen, die de mannelijke geslachtshormonen (adrogenen) produceren (König en Liebich, 2009). De ontwikkeling en de maximale groei van de testikels vindt niet alleen tijdens de puberteit (12-18 maanden) plaats maar is een proces dat aanhoudt tot het dier een leeftijd van ongeveer 4 tot 5 jaar bereikt heeft (Roser, 2000). Het androgeen dat het hoogste percentage in mannelijke indivudu s uitmaakt is testosteron. Dit hormoon wordt net zoals alle steroïdale hormonen afgeleid van cholesterol. Testosteron zorgt samen met FSH voor de start en het in gang houden van de spermatogenese en de primaire en secundaire geslachtskenmerken (Loeffler en Gäbel, 2008). De binding van LH ter hoogte van de cellen van Leydig geeft aanleiding tot de testosteronsynthese. Testosteron inhibeert onder andere de GnRH secretie ter hoogte van de hypothalamus, met een lagere LH en FSH secretie tot gevolg. Door dit negatieve terugkoppelingsmechanisme wordt de testosteronsecretie in de Leydig cellen geremd. Een deel van het testosteron dat in de testes geproduceerd wordt, wordt onder andere door de sertollicellen omgevormd tot oestrogenen (Sjaastad et al., 2010). In de hengst zorgt 17β-oestradiol, en niet testosteron, voor de secretie van LH uit de adenohypofyse (Roser, 2001). Via diffusie komen de androgenen vanuit de Leydig cellen in het bloed terecht en van daar bereiken ze opnieuw via diffusie de doelcellen (Meinecke, 2010). De testosteronconcentraties kunnen in het bloedserum of -plasma gemeten worden. Deze bedragen bij een hengst 1,5-5,0 ng/ml, bij ruin en merrie minder dan 0,04 ng/ml (Referentiewaardes routinelabo, Laboklin, Duitsland). 3. ANATOMIE EN HORMONEN VAN DE BIJNIEREN Craniaal van elke nier ligt er één bijnier die meestal driehoekig van vorm is en bij het paard een roodbruine kleur vertoont. Elke bijnier kan in twee delen onderverdeeld worden: de bijniercortex en het bijniermerg dat door de sympathicus geïnerveerd wordt. De hormonen die in de bijniercortex geproduceerd worden zijn derivaten van cholesterol en worden corticosteroïden genoemd. Naargelang hun werking bestaan er drie hoofdgroepen van corticosteroïden: de mineralocorticoïden (vb. aldosterone), de glucocorticoïden (vb. cortisol) en de voortplantingshormonen (Loeffler en Gäbel, 2008). Bij intacte mannelijke dieren speelt de productie van androgenen in de bijniercortex een minder belangrijke rol omdat de meeste androgenen door de testes geproduceerd worden (Huppelsberg en Walter, 2013). Bij ruinen en merries speelt de bijnier wel een cruciale rol. Het adrenocorticotroop hormoon (ACTH) en andere factoren die tot nu toe nog niet bekend zijn spelen een belangrijke rol bij 15

22 de synthese en secretie van androgenen in de bijniercortex (Hart en Barton, 2011). Het belangrijkste androgeen van de bijniercortex is het dehydroepiandrosteron (DHEA), dat in doelweefsels enzymatisch in testosteron, dehydrotestosteron en 17β-oestradiol omgezet wordt. Bij vrouwelijke dieren wordt het merendeel van de mannelijke geslachtshormonen in de bijnieren geproduceerd (Paschke en Voigt, 2010). In het merg van de bijnieren worden eveneens catecholamines zoals adrenaline en noradrenaline geproduceerd, die een grote invloed op het bloedvatenstelsel en het koolhydraatmetabolisme uitoefenen (Loeffler en Gäbel, 2008). 4. VOORTPLANTINGSFYSIOLOGIE VAN HET PAARD 4.1. VOORTPLANTINGSFYSIOLOGIE VAN DE MERRIE Seizonaliteit van de cyclus Merries zijn seizonale polyoestrische dieren, die gemiddeld op een leeftijd van 1 ½ jaar voor de eerste keer in oestrus gaan. De oestrus vindt alleen plaats tijdens zes maanden van het jaar, dit is ongeveer van april tot september. De meeste veulens worden elf maanden later, tussen maart en augustus geboren. Dit is evolutionair gegroeid omdat er gedurende deze periode van het jaar voldoende voedsel aanwezig is, de omgevingstemperatuur warm genoeg en daardoor de kans voor het overleven van het veulen het grootst is (Davies, 2008). Omgevingsfactoren zoals conditie, licht en temperatuur hebben een uitermate belangrijke invloed op de voortplantingsprocessen van zoogdieren (Downey, 1980). De belangrijkste omgevingsfactor die ervoor zorgt dat de merries in de lente in oestrus gaan is een stijging van het aantal uren licht per dag (fotoperiode) (Sendel, 2010). Tijdens de wintermaanden remt melatonine de secretie van GnRH in de hypothalamus. Een stijging van de daglengte zorgt voor een dalende productie van melatonine waardoor het dekseizoen kan beginnen (Busch, 2004). Melatonine is een hormoon dat door de epifyse geproduceerd wordt. De epifyse op zich is in staat om de detectie van licht via de ogen in een endocrien signaal te transformeren (Nagy et al., 2000). Via neuromodulatoren beïnvloedt melatonine in het centraal zenuwstelsel de GnRH secretie in de hypothalamus en daarmee de functie van de voortplanting (Meinecke, 2010). Door selectie in de fokkerij wordt bij sommige rassen, zoals renpaarden getracht om de merries al in januari te laten bevallen om dan de veulens zo vroeg mogelijk in de sport op te leiden. Dit zorgt ervoor dat ongeveer 30% van de merries ovulaties tijdens de wintermaanden vertonen (Aurich, 2011). Volgens Nagy et al. (2000) hebben paarden die in het begin van het jaar geboren worden meer voordelen en presteren zelfs beter dan paarden die later in het jaar geboren worden De overgangsperiode Specifiek voor merries is de zo genoemde overgangsperiode die gekenmerkt wordt door een onregelmatige cyclische activiteit van de ovaria. Deze is zowel in het voorjaar, vóór elk begin van de normale oestruscyclus, en vóór het in anoestrus gaan in het najaar te zien (Handler en Aurich, 2009). Typisch voor de overgangsperiode is de ontwikkeling van de follikels die door het uitblijven van een 16

23 LH piek op een gegeven moment atresie (wegkwijning) ondervinden. Deze periode duurt ongeveer 40 tot 60 dagen, waarbij een onregelmatig seksueel gedrag te zien is in vergelijking met het gewone seksuele gedrag tijdens de follikulaire fase (Hopkins en Althouse, 2003). In tegenstelling tot de preovulatoire follikelwand is de wand van de transitionele follikels minder gevasculariseerd, de thecacellaag is minder goed ontwikkeld en er is minder proliferatie van zowel de endotheelcellen en de granulosacellen (Watson en Al-zi abi, 2002) (Figuur 7). Figuur 7: Morfologie van de follikelwanden: a) een preovulatoire follikel en b) een transitionele anovulatoire follikel. De theca interna van de transitionele anovulatoire follikel is dun en verliest de plompe polyhedrale cellen die zichtbaar zijn in de preovulatoire follikels (aangeduid met pijlen) (uit Watson en Al-zi abi, 2002) Verloop van de cyclus De fysiologische oestruscyclus van een merrie duurt ongeveer 21 dagen ± 3 dagen en valt in twee verschillende fasen op te splitsen: de oestrus en de dioestrus (Figuur 8). De oestrus wordt ook de folliculaire fase genoemd en duurt ongeveer zes dagen met een individuele variatie van 4-10 dagen. De dioestrus is meestal een fase van 15 dagen, maar dagen is ook mogelijk (Sendel, 2010). De duur van de oestrus is langer tijdens het begin van het fokseizoen, waarschijnlijk door een lagere LH uitscheiding tijdens deze periode (Brinsko et al., 2011). 17

24 Figuur 8: Concentratieverloop van de belangrijkste endogene hormonen gedurende de cyclus van de merrie: rond één week voor de ovulatie is er bij het paard een geleidelijke stijging van de LH secretie waar te nemen, die op het einde van de oestrus tot de ovulatie leidt. Door de verhoogde synthese van LH worden de granulosacellen van de dominante follikel gestimuleerd tot een verhoogde 17β-oestradiolsynthese. Na de ovulatie stoppen de granulosacellen met de secretie van 17βoestradiol en stellen in plaats daarvan progesteron vrij, waardoor de geovuleerde follikel omgevormd wordt tot een corpus luteum (gele lichaam). De FSH secretie tijdens de dioestrus kent een bifasisch verloop. Dit betekent dat er een eerste secretiepiek tijdens, of kort na de ovulatie opgemerkt kan worden en een tweede piek rond 10 dagen na de luteale fase. Als de eicel niet bevrucht wordt, begint het endometrium met de secretie van prostaglandine F2α (PGF2α) wat voor het wegkwijnen van het corpus luteum en daardoor tot een daling van de progesteronconcentratie in het bloedplasma zorgt (naar Handler en Aurich, 2009) Dioestrus De dioestrus wordt gekenmerkt door het feit dat het genitaalstelsel van de merrie niet in staat is om drachtig te worden of zelfs een vrucht te kunnen voeden. Bovendien zijn de merries in deze periode niet ontvankelijk voor de hengst (Brinsko et al., 2011). De luteale fase duurt ongeveer dagen (Nett et al., 1976). De follikelgroeve of fossa ovaria van het ovarium wordt na de ovulatie opgevuld met bloed. Hierdoor onstaat tijdens de dioestrus het gele lichaam (corpus luteum) dat, in tegenstelling tot bijvoorbeeld bij het rund, rectaal niet te voelen is. De progesteronconcentratie in het serum begint al voor de ovulatie te stijgen met maximumconcentraties (10-16 ng/ml) op dag 5-6 preovulair. De progesteronconcentraties blijven tot dag constant. De oestrogeenconcentraties zijn tijdens de dioestrus heel laag (4 pg/ml) (Wilczek en Merl, 2012). De merrie zal zich tijdens de dieoestrus agressief gedragen tegenover de hengst en algemeen het contact met mannelijke paarden vermijden (Crowell-Davis, 2007). Merries zijn monovulair, slechts één follikel wordt tijdens de groeifase dominant, de andere follikels regresseren tijdens de primaire folliculaire golf (Roser en Meyers-Brown, 2012). De dominante follikel bereikt een diameter van ca. 35 mm. Bij de merrie zijn er tijdens de dioestrus primaire en secundaire follikelgolven te zien. Primaire golven komen tijdens de mid-dioestrus te voorschijn waarbij de dominante follikel gaat ovuleren tijdens de oestrus. Secundaire golven komen tijdens de late oestrus 18

25 of in het begin van de dioestrus te voorschijn. De dominante follikel zal dan ofwel tijdens de dioestrus ovuleren ofwel regresseren (Ginther en Bergfelt, 1993). Het einde van de dioestrus wordt gekenmerkt door de regressie van het corpus luteum, begin van een nieuwe folliculaire fase en het einde van de hengstigheid (Brinsko et al., 2011) Oestrus De oestrus bij de merrie duurt in tegenstelling tot bij andere diersoorten maar enkele dagen. Dit is het gevolg van een hoge FSH concentratie in combinatie met een hoge 17β-oestradiolconcentratie in de ovaria. Daardoor wordt het LH-progesteron systeem geïnhibeerd (Strauss, 1986). Enkel gedurende de oestrus of folliculaire fase is de merrie ontvankelijk voor de hengst. Tijdens de oestrus is het genitaalstelsel, in tegenstelling tot de tijdens di- en anoestrus, wel voorbereid om het sperma van de hengst naar het oviduct te transporteren en een daarop volgende bevruchting is mogelijk. De ovulatie van de dominante follikel maakt ook deel uit van de folliculaire fase. De belangrijkste waarneembare veranderingen van een hengstige merrie zijn: oedeemvorming van de vulvalippen, roodheid en vochtigheid van de vaginale slijmvliezen, secretie van een slijmerige urine, ritmische contractie van de clitorisspieren (het zo genoemde Blitzen ) en het zijdelings dragen van de staart bij aanwezigheid van een hengst (Busch, 2004). Oestrusdetectie gebeurt meestal doordat men een mogelijks hengstige merrie in contact brengt met een hengst. Niet alle merries in oestrus vertonen hetzelfde oestrusgedrag of intensiteit van de hengstigheid (Pryor en Tibary, 2005). Een bijzonder oestrusfenomeen is de zogenoemde stille oestrus. Hierbij is er wel folliculaire groei en een ovulatie aanwezig maar toch vertonen de merries geen typisch oestrusgedrag. Redenen hiervoor kunnen onder andere onderdrukking van een merrie door een dominante merrie zijn of het feit dat niet elke merrie bij elke hengst een duidelijke oestrusgedrag gaat vertonen (Crowell-Davis, 2007). De ovulatie vindt ongeveer 24 uur vóór het einde van de oestrus plaats (Wilczek en Merl, 2012) Anoestrus Per definitie is de anoestrus een periode zonder aanwezigheid van een oestrus. De merrie is tijdens deze periode niet ontvankelijk voor de hengst (Thompson, 2011). Een daling van het aantal uren licht per dag tijdens de herfst en winter onderdrukt de GnRH secretie in de hypothalamus. De dalende GnRH levels zorgen op hun beurt voor een reductie van de gonadotropine hormonen LH en FSH. Het resultaat daarvan zijn een mindere folliculaire groei en anovulatie (Donadeu en Watson, 2007). In de ovaria zijn er tijdens deze periode maar kleine follikels aanwezig (Watson en Al-zi abi, 2002). De anoestrus heeft meestal een duur van 3 tot 8 maanden. Door de afwezigheid van GnRH uitscheiding werken de ovaria bijna niet (Newcombe, 2007). Sommige merries tonen ook tijdens de anoestrus het typische oestrusgedrag, gaande van de aanwezigheid van de hengst toelaten tot zelfs het vertonen van de volledige hengstigheid. Dit gedrag tijdens de anoestrus kan fysiologisch verklaard worden door hormonale stimulatie vanuit een niet- 19

26 ovariële herkomst zoals bijvoorbeeld de bijniercortex. Het seksuele gedrag van de merrie kan door androgenen, oestrogenen en progesagenen die door de bijniercortex geproduceerd worden, beïnvloed worden. Terwijl veel lagere hoeveelheden door de bijniercortex gesecreteerd worden dan door de ovaria blijkt de merrie in tegenstelling tot andere Ungulata meer gevoelig te zijn voor lage hormoonconcentraties (Crowell-Davis, 2007) VOORTPLANTINGSFYSIOLOGIE VAN DE HENGST De seksuele activiteit van de hengst is zoals die van de merrie afhankelijk van het endogene ritme dat op zijn beurt weer afhankelijk is van omgevingsfactoren, met opnieuw de fotoperiode als cruciale factor. De testikelgrootte, testosteronvrijgave, spermaproductie en het seksuele gedrag daalt buiten de voortplantingsperiode (Gerlach en Aurich, 2000). Tijdens de niet-voortplantingsperiode is er wel een lagere spermaconcentratie bij de hengst te meten, toch zijn ze in tegenstelling tot merries ook tijdens de niet-voortplantingsperiode vruchtbaar. Door het lengen van de dagen daalt de melatoninesecretie door de epifyse, wat een stijging van de GnRH secretie door de hypothalamus als gevolg heeft (Roser, 2009). Uiteindelijk bedragen de plasmaconcentraties van LH en FSH bij een seksueel actieve hengst 3,0-4,0 ng/ml en 7,0-7,5 ng/ml. FSH werkt in op de sertolicellen en zorgt daarbij voor het starten van de spermatogenese en de ontwikkeling van zowel de spermatogonia als de secundaire spermatocyten. De Leydig cellen zijn verantwoordelijk voor de testosteronproductie en worden gestimuleerd door LH (Davies Morel, 2008). Inhibine wordt bij mannelijke dieren ook door de sertolicellen geproduceerd en werkt paracrien op de verschillende stadia van de spermatogenese en via de adenohypofyse op de secretie van FSH. Een ander hormoon dat deel uitmaakt van de endogene hormonen van mannelijke dieren is prolactine, maar de functie en betekenis is hier nog niet goed gekend (Meinecke, 2010). Het belangrijkste endogeen hormoon bij alle mannelijke dieren is weliswaar testosteron dat in de testes maar in mindere mate ook in de bijnieren geproduceerd wordt. Testosteron is verantwoordelijk voor de primaire en secundaire geslachtskenmerken evenals voor de spermatogenese (Loeffler en Gäbel, 2008). De testosteronconcentratie bedraagt bij hengsten 500 tot 1000 pg/ml of hoger (McCue, 2014). In tegenstelling tot andere mannelijke zoogdieren produceren de Leydig cellen voornamelijk van april tot augustus bij de hengst grote hoeveelheden aan 17βoestradiol. Het hormonaal evenwicht tussen androgenen en oestrogenen is hierbij afhankelijk van het testiculaire aromatase (Lemazurier et al., 2002). Oestrogenen worden door verschillende testiculaire weefsels geproduceerd en spelen bij de hengst een belangrijke para- en autocriene rol bij het reguleren van de testiculaire functie (Roser, 2009). 20