Einleitung: Die Übergangszyklen (ÜZ) der Stute sind hinsichtlich klinischer Parameter bereits ausführlich charakterisiert. Das Endmetrium wird bislang, trotz seines elementaren Stellenwertes in der „Reproduktionsachse“, nicht oder nur sehr vereinzelt in die Betrachtungen mit einbezogen. Ziele der Untersuchungen: Ziel dieser Arbeit war eine umfassende morphologischfunktionelle Charakterisierung des equinen Endometriums während der ÜZ, insbesondere im Hinblick auf die endometriale Aktivität und Differenzierung. Zudem wurden die dokumentierten endometrialen Charakteristika in ein klinische Parameter beinhaltendes Gesamtkonzept eingebunden, um ein tiefergreifendes Verständnis der physiologischen Abläufe während des Frühjahrs und Herbstes zu erlangen. Auf dieser Grundlage sollte darüber hinaus der optimale Zeitraum einer diagnostischen Bioptatentnahme hinsichtlich der Funktionsmorphologie des Endometriums ermittelt werden. Tiere, Material und Methoden: Für die vorliegende Arbeit wurden insgesamt 260 Endometriumproben von Stuten verschiedener Rassen sowie mit einem variablen und individuellen Alters- und Reproduktionsstatus untersucht. Diese stammten im Wesentlichen aus den Routineeinsendungen (n = 253) des Instituts für Veterinär-Pathologie der Universität Leipzig der Jahre 1993 - 2012. Darüber hinaus wurden endometriale Gewebeproben von sieben Tieren im Rahmen von Obduktionen entnommen. Als Kontrollgruppe dienten Bioptate von sechs klinisch-gynäkologisch gesunden Stuten aus der physiologischen Zuchtsaison, welche an definierten Tagen des Zyklus entnommen wurden. Für die Auswertung des Herbst-Übergangszyklus (HÜZ) standen 76 Proben aus den Monaten September, Oktober und November zur Verfügung. Der Frühjahrs-Übergangszyklus (FÜZ) wurde durch 184 im Februar, März und April entnommene Bioptate repräsentiert. Die Gewebeproben wurden routinemäßig aufgearbeitet und mittels H.-E. gefärbt. Eine lichtmikroskopische Untersuchung erfolgte im Besonderen hinsichtlich der endometrialen Aktivität sowie der glandulären und stromalen Differenzierung. An 100 ausgewählten Endometriumproben wurde zudem eine immunhistologische Untersuchung hinsichtlich der Expression von Östrogenrezeptor α und Progesteronrezeptor sowie des Proliferationsmarkers Ki67-Antigen durchgeführt. Ergebnisse: Während des HÜZ ergibt sich das Bild einer nahezu kontinuierlichen Abnahme der endometrialen Aktivität. Demgegenüber kann im Verlauf des FÜZ eine deutliche Zunahme der Aktivität beobachtet werden. Der Prozentsatz fehldifferenzierter Endometrien nimmt im Herbst von etwa 14 % im späten September auf nahezu 44 % in der ersten Novemberhälfte zu. In jenen den Untersuchungszeitraum begrenzenden Monatshälften (früher September, 33 %; später November, < 30 %) weichen die ermittelten Fehldifferenzierungsraten von der beobachteten Zunahme ab. Während des FÜZ ist der höchste Prozentsatz fehldifferenzierter Endometrien im späten März (32 %) zu verzeichnen. Im April fällt der Anteil nachgewiesener Differenzierungsstörungen auf < 15 % ab. Mehr als 90 % der fehldifferenzierten Gewebeproben weisen eine irreguläre Funktionsmorphologie auf, während bei den übrigen Endometrien (< 10 %) eine ungleichmäßige Differenzierung beobachtet werden kann. Die ermittelte Kongruenz der endometrialen funktionellen Morphologie und des klinisch- gynäkologisch (vorberichtlich) dokumentierten Zyklusstandes aller im HÜZ und FÜZ untersuchten Proben beträgt rund 70 %. Die dominierende Funktionsmorphologie fehldifferenzierter Endometrien passt in ca. 60 % der Fälle zu dem jeweiligen klinisch dokumentierten Zyklusstand. Während der ÜZ sind sowohl in regulär als auch in fehldifferenzierten Endometrien eine überwiegend schwache Steroidhormonrezeptorexpression und eine nahezu fehlende Ki67-Antigenexpression zu beobachten. Insgesamt zeigen die irregulär differenzierten Endometrien v. a. im Bereich des tiefen Drüsenepithels eine deutlich stärkere Expressionsintensität insbesondere von Östrogenrezeptor α als entsprechende Strukturen regulär differenzierter Endometrien. Schlussfolgerungen: Die vermehrte Nachweisbarkeit endometrialer Fehldifferenzierungen sowie einer fehlenden Kongruenz histomorphologischer und klinisch-gynäkologischer Befunde während der ÜZ ist möglicherweise auf eine in diesen Zeiträumen physiologische Entkopplung insbesondere der ovariell-endometrialen Regulationsmechanismen zurückzuführen. Eine diagnostische Bioptatentnahme zur endometrialen Funktionsanalytik sollte demzufolge ab der zweiten Aprilhälfte und bis Ende August stattfinden.:INHALTSVERZEICHNIS I ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS V 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 2 2.1 Der Sexualzyklus der Stute 2 2.1.1 Allgemeine Betrachtungen 2 2.1.2 Regulation des Sexualzyklus während der physiologischen Zuchtsaison 3 2.1.3 Der Anöstrus (anovulatorische Phase) 5 2.1.3.1 Der Herbst-Übergangszyklus 6 2.1.3.2 Der tiefe Winteranöstrus (ovarielle Inaktivität) 9 2.1.3.3 Der Frühjahrs-Übergangszyklus 10 2.2 Histomorphologie des Endometriums der Stute 11 2.2.1 Morphologische Charakteristika des zyklisch aktiven Endometriums 12 2.2.2 Endometriale Differenzierungsstörungen 12 2.2.2.1 Endometriale Atrophie und Inaktivität 15 2.2.2.2 Histomorphologie des equinen Endometriums während der Übergangszyklen – Physiologische endometriale Asynchronizität 18 2.2.2.3 Endometriale Hyperplasie 18 2.2.2.4 Endometriale Hypoplasie 19 2.2.2.5 Irreguläre glanduläre Differenzierung 19 2.2.2.6 Ungleichmäßige glanduläre Differenzierung 22 2.2.2.7 Vollständig irreguläre und ungleichmäßige glanduläre Differenzierung 24 2.3 Östrogen- und Progesteronrezeptoren 25 2.3.1 Aufbau, Struktur und Wirkmechanismen der Steroidhormonrezeptoren 25 2.3.2 Hormonelle Beeinflussung der Steroidhormonrezeptorexpression 26 2.3.3 Hormonrezeptoren im Endometrium der Stute 27 2.4 Ki67-Antigen 28 2.4.1 Allgemeine Betrachtungen 28 2.4.2 Ki67-Antigen im Endometrium der Stute 29 2.5 Fazit aus der Literatur im Hinblick auf den eigenen Forschungsschwerpunkt 30 3 TIERE, MATERIAL UND METHODEN 31 3.1 Tiergut, Material und Probenherkunft 31 3.2 Nähere Charakterisierung des Tiergutes und des Untersuchungsmaterials 31 3.2.1 Selektionskriterien für die Auswahl des Untersuchungsmaterials aus der Datenbank 31 3.2.2 Probenentnahme und Dokumentation der Ovarbefunde von Sektionstieren 32 3.2.3 Endokrinologische Analysen der Blutserumproben 33 3.2.3.1 Bestimmung von E2 im Pferdeserum (mit Extraktion) 33 3.2.3.2 Bestimmung von P4 im Pferdeserum (mit Extraktion) 34 3.2.4 Kontrollstuten 35 3.3 Probenaufarbeitung und histologische Präparation 35 3.4 Lichtmikroskopie 36 3.4.1 Auswertung der histologischen Präparate 36 3.5 Immunhistologie 39 3.5.1 Anfertigung der immunhistologischen Präparate 39 3.5.2 Auswertung der immunhistologischen Untersuchungen 40 3.5.2.1 Steroidhormonrezeptoren 41 3.5.2.2 Proliferationsmarker – Ki67-Antigen 42 4 ERGEBNISSE 43 4.1 Charakterisierung des HÜZ 43 4.1.1 Lichtmikroskopische Beurteilung der endometrialen Proben (HÜZ) 45 4.1.1.1 Endometriale Aktivität 45 4.1.1.2 Endometriale Differenzierung 47 4.1.1.3 Endometriale Alterationen 49 4.1.2 Immunhistologische Beurteilung ausgewählter endometrialer Proben (HÜZ) 51 4.1.3 Gegenüberstellung histomorphologisch-funktioneller und klinisch-gynäkologischer Befunde unter Berücksichtigung anamnestischer Daten 54 4.1.4 Zusammenfassende Darstellung des HÜZ 56 4.2 Charakterisierung des FÜZ 60 4.2.1 Lichtmikroskopische Beurteilung der endometrialen Proben (FÜZ) 62 4.2.1.1 Endometriale Aktivität 62 4.2.1.2 Endometriale Differenzierung 64 4.2.1.3 Endometriale Alterationen 65 4.2.2 Immunhistologische Beurteilung ausgewählter endometrialer Proben (FÜZ) 67 4.2.3 Gegenüberstellung histomorphologisch-funktioneller und klinisch-gynäkologischer Befunde unter Berücksichtigung anamnestischer Daten 70 4.2.4 Zusammenfassende Darstellung des FÜZ 74 4.3 Morphologisch-funktionelle Beurteilung endometrialer Bioptate im Zyklusverlauf (Kontrollstuten) 78 5 DISKUSSION 79 5.1 Ziel der Arbeit 79 5.2 Kritische Beurteilung des Untersuchungsmaterials 79 5.3 Charakteristika der Übergangszyklen 81 5.3.1 Endometriale Aktivität und deren Vergleich mit den Befunden der klinisch-gynäkologischen Untersuchung 81 5.3.2 Endometriale Differenzierung im saisonalen Kontext 83 5.3.2.1 Potenzielle Einflussfaktoren auf die endometriale Funktionsmorphologie während der ÜZ (Alter, Parität und Güstzeit) 85 5.3.2.2 Vergleich der Ergebnisse der endometrialen Funktionsanalyse mit den Befunden der klinisch-gynäkologischen Untersuchung 87 5.3.3 Expressionsverhalten von ERα, PR und Ki67-Antigen in ausgewählten endometrialen Bioptaten 88 5.3.3.1 Expressionsverhalten von ERα, PR und Ki67-Antigen in Endometrien mit einer regulären Funktionsmorphologie 88 5.3.3.2 Expressionsverhalten von ERα, PR und Ki67-Antigen in Endometrien mit einer irregulären Funktionsmorphologie 90 5.4 Fazit 91 5.5 Ausblick und weiterführende Untersuchungen 93 5.5.1 Homogenität des Probenmaterials 93 5.5.2 Funktionelle Charakterisierung des Endometriums während der ÜZ 93 6 ZUSAMMENFASSUNG . 95 7 SUMMARY 97 8 LITERATURVERZEICHNIS 99 9 ANHANG 116 9.1 Fragebogen zur Vervollständigung der klinisch-anamnestischen Daten 116 9.2 Charakterisierung der Kontrollstuten 117 9.3 Reagenzien für die Immunhistologie 118 9.4 Auswertungsprotokoll Lichtmikroskopie und Immunhistologie 119 10 DANKSAGUNG 122 / Introduction: With regard to clinical parameters the transitional period of the mare is already characterized thoroughly. Despite its important key-role in the reproductive axis, however, the endometrium is largely neglected in these considerations. Objective: The aim of the present study was a detailed morphofunctional characterization of the equine endometrium during the autumn (ATP) as well as the spring transitional period (STP). Special emphasis was placed regarding the endometrial activity and differentiation. Furthermore, the investigated endometrial characteristics were integrated in a superordinate concept, also considering clinical parameters, in order to gain a more comprehensive understanding of physiological processes during both ATP and STP. Based on these findings the most effective time span for diagnostic biopsy sampling, especially regarding the functional morphology of the endometrium, should be evaluated. Material and methods: For this survey altogether 260 endometrial samples of mares with a variable age and foaling status as well as of different breeds were investigated. The main part of the examined specimens (n = 253) was obtained from routine biopsy submissions sent to the Institute of Pathology at the University of Leipzig from 1993 to 2012. Moreover, endometrial tissue was retrieved from 7 mares, which were submitted for necropsy to the same department. Samples with no endometrial alterations taken from 6 gynaecologically healthy mares during the physiological breeding season on defined days of the oestrus cycle served as positive controls. To outline the ATP, 76 specimens taken in September, October and November were selected for examination. Samples taken in February, March and April were chosen to investigate the STP (184). All samples were routinely processed and stained with haemalum and eosin (H.-E.). Subsequently, the samples were evaluated microscopically especially with regard to the functional morphology of the endometrium, that means activity as well as glandular and stromal differentiation. An immunohistochemical evaluation of the expression of oestrogen receptor α and progesterone receptor as well as of Ki67-antigen was performed on selected endometrial samples (n = 100). Results: Concerning the endometrial activity a considerable decrease in activity from September to the second half of November could be detected in ATP. Compared to this course in autumn, a noticeable increase in activity could be recognized during STP. The appearance of endometrial disorders in ATP is characterized by a straight increase from about 14 % in late September to nearly 44 % in the first half of November. At the ‘margins’ of ATP (early September, 33 %; late November, < 30 %) results deviating form the mentioned increase were observed. During STP the highest percentage of endometrial differentiation disorders could be detected in late March (32 %). At the end of STP in April, the percentage of endometrial maldifferentiations declined to about 15 % or lower. Altogether, the vast majority (90 %) of specimens with differentiation disorders were classified as being differentiated ‘irregularly’. Accordingly, only about 10 % of all maldifferentiated endometria showed an ‘unequal’ functional morphology. A comparison of the clinically evaluated ovarian status and the endometrial functional morphology revealed that both parameters were in accordance in about 70 % of all mares examined during ATP and STP. Regarding only maldifferentiated endometria, a consistence of the predominant functional morphology and the ovarian status could only be detected in about 60 % of all investigated cases. During the transitional peroids, both regularly differentiated endometria and specimens showing functional disorders showed an only mild steroid hormone receptor expression and almost no expression of Ki67-antigen. However, a distinctively higher oestrogen receptor α expression could be observed in the epithelial cells of mainly mid to basal glands especially in ‘irregular’ differentiated specimens compared to according structures of regularly differentiated endometria. Conclusion: Endometrial maldifferentiations as well as a relatively low ratio of concordance of the histomorphological findings in the endometrium compared to the reported gynaecological status are frequently found in biopsies taken during the transitional periods. These two conditions might display a physiological decoupling of the regulatory processes between ovaries and endometrium. Therefore, a diagnostic sampling – with regard to a functional analysis of the endometrium – should take place during the physiological breeding season between late April and before September.:INHALTSVERZEICHNIS I ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS V 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 2 2.1 Der Sexualzyklus der Stute 2 2.1.1 Allgemeine Betrachtungen 2 2.1.2 Regulation des Sexualzyklus während der physiologischen Zuchtsaison 3 2.1.3 Der Anöstrus (anovulatorische Phase) 5 2.1.3.1 Der Herbst-Übergangszyklus 6 2.1.3.2 Der tiefe Winteranöstrus (ovarielle Inaktivität) 9 2.1.3.3 Der Frühjahrs-Übergangszyklus 10 2.2 Histomorphologie des Endometriums der Stute 11 2.2.1 Morphologische Charakteristika des zyklisch aktiven Endometriums 12 2.2.2 Endometriale Differenzierungsstörungen 12 2.2.2.1 Endometriale Atrophie und Inaktivität 15 2.2.2.2 Histomorphologie des equinen Endometriums während der Übergangszyklen – Physiologische endometriale Asynchronizität 18 2.2.2.3 Endometriale Hyperplasie 18 2.2.2.4 Endometriale Hypoplasie 19 2.2.2.5 Irreguläre glanduläre Differenzierung 19 2.2.2.6 Ungleichmäßige glanduläre Differenzierung 22 2.2.2.7 Vollständig irreguläre und ungleichmäßige glanduläre Differenzierung 24 2.3 Östrogen- und Progesteronrezeptoren 25 2.3.1 Aufbau, Struktur und Wirkmechanismen der Steroidhormonrezeptoren 25 2.3.2 Hormonelle Beeinflussung der Steroidhormonrezeptorexpression 26 2.3.3 Hormonrezeptoren im Endometrium der Stute 27 2.4 Ki67-Antigen 28 2.4.1 Allgemeine Betrachtungen 28 2.4.2 Ki67-Antigen im Endometrium der Stute 29 2.5 Fazit aus der Literatur im Hinblick auf den eigenen Forschungsschwerpunkt 30 3 TIERE, MATERIAL UND METHODEN 31 3.1 Tiergut, Material und Probenherkunft 31 3.2 Nähere Charakterisierung des Tiergutes und des Untersuchungsmaterials 31 3.2.1 Selektionskriterien für die Auswahl des Untersuchungsmaterials aus der Datenbank 31 3.2.2 Probenentnahme und Dokumentation der Ovarbefunde von Sektionstieren 32 3.2.3 Endokrinologische Analysen der Blutserumproben 33 3.2.3.1 Bestimmung von E2 im Pferdeserum (mit Extraktion) 33 3.2.3.2 Bestimmung von P4 im Pferdeserum (mit Extraktion) 34 3.2.4 Kontrollstuten 35 3.3 Probenaufarbeitung und histologische Präparation 35 3.4 Lichtmikroskopie 36 3.4.1 Auswertung der histologischen Präparate 36 3.5 Immunhistologie 39 3.5.1 Anfertigung der immunhistologischen Präparate 39 3.5.2 Auswertung der immunhistologischen Untersuchungen 40 3.5.2.1 Steroidhormonrezeptoren 41 3.5.2.2 Proliferationsmarker – Ki67-Antigen 42 4 ERGEBNISSE 43 4.1 Charakterisierung des HÜZ 43 4.1.1 Lichtmikroskopische Beurteilung der endometrialen Proben (HÜZ) 45 4.1.1.1 Endometriale Aktivität 45 4.1.1.2 Endometriale Differenzierung 47 4.1.1.3 Endometriale Alterationen 49 4.1.2 Immunhistologische Beurteilung ausgewählter endometrialer Proben (HÜZ) 51 4.1.3 Gegenüberstellung histomorphologisch-funktioneller und klinisch-gynäkologischer Befunde unter Berücksichtigung anamnestischer Daten 54 4.1.4 Zusammenfassende Darstellung des HÜZ 56 4.2 Charakterisierung des FÜZ 60 4.2.1 Lichtmikroskopische Beurteilung der endometrialen Proben (FÜZ) 62 4.2.1.1 Endometriale Aktivität 62 4.2.1.2 Endometriale Differenzierung 64 4.2.1.3 Endometriale Alterationen 65 4.2.2 Immunhistologische Beurteilung ausgewählter endometrialer Proben (FÜZ) 67 4.2.3 Gegenüberstellung histomorphologisch-funktioneller und klinisch-gynäkologischer Befunde unter Berücksichtigung anamnestischer Daten 70 4.2.4 Zusammenfassende Darstellung des FÜZ 74 4.3 Morphologisch-funktionelle Beurteilung endometrialer Bioptate im Zyklusverlauf (Kontrollstuten) 78 5 DISKUSSION 79 5.1 Ziel der Arbeit 79 5.2 Kritische Beurteilung des Untersuchungsmaterials 79 5.3 Charakteristika der Übergangszyklen 81 5.3.1 Endometriale Aktivität und deren Vergleich mit den Befunden der klinisch-gynäkologischen Untersuchung 81 5.3.2 Endometriale Differenzierung im saisonalen Kontext 83 5.3.2.1 Potenzielle Einflussfaktoren auf die endometriale Funktionsmorphologie während der ÜZ (Alter, Parität und Güstzeit) 85 5.3.2.2 Vergleich der Ergebnisse der endometrialen Funktionsanalyse mit den Befunden der klinisch-gynäkologischen Untersuchung 87 5.3.3 Expressionsverhalten von ERα, PR und Ki67-Antigen in ausgewählten endometrialen Bioptaten 88 5.3.3.1 Expressionsverhalten von ERα, PR und Ki67-Antigen in Endometrien mit einer regulären Funktionsmorphologie 88 5.3.3.2 Expressionsverhalten von ERα, PR und Ki67-Antigen in Endometrien mit einer irregulären Funktionsmorphologie 90 5.4 Fazit 91 5.5 Ausblick und weiterführende Untersuchungen 93 5.5.1 Homogenität des Probenmaterials 93 5.5.2 Funktionelle Charakterisierung des Endometriums während der ÜZ 93 6 ZUSAMMENFASSUNG . 95 7 SUMMARY 97 8 LITERATURVERZEICHNIS 99 9 ANHANG 116 9.1 Fragebogen zur Vervollständigung der klinisch-anamnestischen Daten 116 9.2 Charakterisierung der Kontrollstuten 117 9.3 Reagenzien für die Immunhistologie 118 9.4 Auswertungsprotokoll Lichtmikroskopie und Immunhistologie 119 10 DANKSAGUNG 122