Osmotic swelling of glial cells may contribute to the development of retinal edema. We investigated whether sex steroids inhibit the swelling of glial somata in acutely isolated retinal slices and glial cells of the rat. Superfusion of retinal slices or cells from control animals with a hypoosmolar solution did not induce glial swelling, whereas glial swelling was observed in slices of postis- chemic and diabetic retinas. Progesterone, testosterone, estriol, and 17ß-estradiol prevented glial swelling with half-maximal effects at approximately 0.3, 0.6, 6, and 20 lM, respectively. The effect of progesterone was apparently mediated by transactivation of metabotropic glutamate receptors, P2Y1, and adenosine A1 receptors. The data suggest that sex steroids may inhibit cytotoxic edema in the retina.

Da die afrikanischen Spitzmaulnashörner in ihrer Heimat vom Aussterben bedroht sind, besitzt ihre Nachzucht in Zoologischen Gärten große Bedeutung. Zwar sind die Bestände der Giraffen in der Wildnis noch nicht besonders gefährdet, die Verlustrate dieser empfindlichen Tierart in menschlicher Obhut ist jedoch zu hoch. Die Gestagen-konzentrationen im Kot wurden bestimmt, um detailliertere Kenntnisse der Fortpflan-zungsphysiologie dieser beiden Spezies, die für eine erfolgreiche Reproduktion notwendig sind, zu erlangen. Die nichtinvasive Methode erwies sich als geeignet zur Überwachung der Fortpflanzung sowohl bei den Giraffen als auch den Spitzmaulnas-hörnern. Die Gestagenbestimmung im Kot erfolgte in 3 Schritten: Einwiegen des Kotes, Extraktion der Gestagene mit Hilfe von Methanol und ihre Bestimmung mittels Radioimmunoassay. Im methodischen Teil der Arbeit ergaben sich innerhalb einer Tierart (Giraffen, Spitzmaulnashorn und zusätzlich Damagazellen) nur geringfügige Schwankungen der Trockenmasse des Kotes von maximal 5 %, so dass sich auch bei unterschiedlichem Wassergehalt des Kotes ohne vorherige Trocknung der Proben gut vergleichbare Gestagenwerte in verschiedenen Kotproben der gleichen Tierart ermitteln lassen. Nach 24- bzw. 48-stündiger Lagerung bei Raumtemperatur waren im Kot von Giraffen und Nashörnern die Gestagenwerte im Vergleich zum sofortigen Einfrieren der Proben signifikant erhöht. Bei Nashörnern und Gazellen wurden nach längerer Lagerzeit (1 und 3 Monate) bei – 20 °C keine signifikanten Veränderungen der niedrigen Gestagen-konzentrationen im Kot festgestellt. Im Gegensatz dazu zeigte sich bei Kotproben von Giraffen mit hohen Ausgangskonzentrationen eine signifikante Erniedrigung (durchschnittlich 45 %). Im Vergleich zu einmaligem führte mehrmaliges Auftauen der Proben zum signifikanten Absinken der Gestagenkonzentrationen im Kot von Spitzmaulnashörnern und Gazellen. Im Ergebnis dieser Voruntersuchungen wurde für das weitere Vorgehen eine standardisierte Behandlung der Kotproben bis zur Bestimmung ihrer Gestagenkonzentrationen eingehalten. Bei 13 Giraffen und 8 östlichen Spitzmaulnashörnern aus 7 deutschen Zoos (insgesamt 2618 Kotproben) erfolgte zwischen 1997 und 2002 eine Zyklus- und/ oder Graviditäts-diagnostik mittels Gestagenbestimmungen im Kot. Dabei zeigten die Konzentrationen an Progesteronmetaboliten im Kot von 6 adulten, ingraviden Giraffen zyklische Schwankungen mit einer Zykluslänge von ca. 14 Tagen. Die Follikelphase dauerte im Mittel 6,9 Tage mit Gestagengehalten von durchschnittlich 259 ± 49 ng/g Kot und die Lutealphase hatte eine Länge von im Mittel 7,6 Tagen bei Konzentrationen an Progesteronmetaboliten von durchschnittlich 1163 ± 223 ng/g Kot. Brunstsymptome und/ oder Paarungen fielen immer mit dem Ende der Lutealphase zusammen. Am Beginn von 8 Graviditäten kam es bei den Giraffen zum Anstieg der Hormonkonzen-trationen auf Werte, die auch während der Lutealphase erreicht werden. Danach blieb die Gestagenausscheidung mit dem Kot zwischen der 58. und 1. Woche a. p. auf hohem Niveau. Eine Rückkehr auf Basalwerte, die während der Follikelphase auftreten, erfolgte erst 3 Tage p. p. Nach der Geburt konnten bei einigen Tieren postpartale Östren mit einer kurzfristigen Erhöhung der Hormonausscheidung im Kot festgestellt werden. Bei 7 adulten, ingraviden Spitzmaulnashörnern konnte mit der angewandten Methode kein Sexualzyklus ermittelt werden. Diese Tiere zeigten nur geringe Schwankungen der Gestagenausscheidung auf niedrigem Niveau (im Mittel 74 ± 18 ng/g Kot). Im Rahmen von 4 Graviditäten kam es bei den Spitzmaulnashörnern zunächst zu einer langsamen Erhöhung der Ausscheidung von Progesteronmetaboliten mit dem Kot, gefolgt von einem starken Anstieg ab der 56. Woche a. p. auf maximale Konzentrationen von ca. 674 ng/g Kot zwischen der 40. und 36. Woche a. p. Im weiteren Verlauf der Gravidität schwankten die Gestagengehalte zwischen 450-600 ng/g Kot. Eine Rückkehr auf das Niveau der Gestagenausscheidung von ingraviden Tieren war erst 3 Tage p. p. zu verzeichnen. Durch Festlegung eines Schwellenwertes von 200 ng/g Kot konnte eine Graviditätsdiagnose bei den Spitzmaulnashörnern ab etwa 52 Wochen vor der Geburt erfolgen. Eine Vorhersage des Geburtszeitpunktes war durch die Bestimmung der Gestagene im Kot weder bei Giraffen noch bei Spitzmaulnashörnern möglich. / Since the African black rhinoceros is threatened to become extinct in its homeland, its offspring in zoological gardens possesses great importance. The existence of the giraffe is not yet particularly endangered in the wild, the loss of this sensible species in captivity is however very high. Gestagen concentrations in the faeces were determined in order to get more knowledge on the reproduction physiology of these two species, which is necessary for a successful reproduction. These non-invasive method was shown to be suitable for monitoring of the reproduction both in giraffes and black rhinoceroses. The gestagens in the faeces were analyzed in 3 steps: weighing of faeces specimens, gestagen extraction with methanol and their determination by means of radioimmunoassay. In the methodical part of the study the dry mass of the faeces showed only small variations up to 5 % within one species (Baringo giraffe, black rhinoceros and also dama gazelle). Thus, it was possible to estimate comparable gestagen levels from several faecal samples within one species without drying, in spite of their different amounts of water. After storage at room temperature for about 24 and/ or 48 hours gestagen concentrations in the faeces of giraffes and rhinoceroses were significantly increased in comparison to samples frozen immediately. After prolonged storage time (1 and 3 months) at – 20 °C no significant changes of low gestagen concentrations were stated in the faeces of rhinoceroses and gazelles. In opposite to this, in the faeces of giraffes with high initial gestagen concentrations a significant decrease (average 45 %) was evident. Repeated thawings of the samples led to a significant dropping of the gestagen levels in the faeces of rhinoceroses and gazelles compared to single thawing. As a result of these preceding investigations a standardized treatment of the faeces samples prior to determination of their gestagen concentrations was observed. Control of reproduction cycle and pregnancy respectively by means of faecal gestagen monitoring was carried out in a total of 2618 faecal samples of 13 giraffes and 8 eastern black rhinoceroses, collected in 7 German zoos from 1997 to 2002. Concentrations of progesterone metabolites in the faeces of 6 adult, nonpregnant giraffes showed cyclic fluctuations with a cycle length of approximately 14 days. The follicular phase took 6.9 days on an average with a mean gestagen concentration of 259 ± 49 ng/g faeces and the luteal phase had a length of 7.6 days on an average with a mean concentration of 1163 ± 223 ng/g faeces. Oestrus behaviour and/ or mating was observed always at the end of the luteal phase. A rise of hormone concentrations to a level, which is characteristic for the luteal phase, was evident at the beginning of 8 pregnancies in giraffes. Afterwards the excretion of faecal gestagens remained on a high level between week 58th and 1st a. p. Basal values, which are characteristic for the follicular phase, were detected 3 days p. p. After parturition some animals showed oestrus behaviour with a short increase of hormone excretion by the faeces. In 7 adult, nonpregnant black rhinoceroses no reproduction cycle could be ascertained by determination of gestagens in the faeces. Only small fluctuations of the gestagen excretion on a low level (on an average 74 ± 18 ng/g faeces) were evident in these animals. Within 4 pregnancies of black rhinoceroses a slow increase of the excretion of faecal progesterone metabolites could be detected, followed by a massive rise from week 56th a. p. to maximum concentrations of approximately 674 ng/g faeces between week 40th and 36th a. p. In the ongoing pregnancy the gestagen concentrations varied between 450-600 ng/g faeces. A return to the level of the gestagen excretion of nonpregnant animals was noticed 3 days p. p. Diagnosis of pregnancy of black rhinoceroses was possible approximately 52 weeks prior to parturition by defining a threshold value of 200 ng/g faeces. Prediction of the day of delivery by means of gestagen determination in the faeces was neither possible in giraffes nor in black rhinoceroses.

Camels are important husbandry animals which are also often bred in zoological gardens. Unfortunately, camels in European zoos are not usually trained and pregnancy diagnosis in a half-tamed camel is very difficult. Moreover, information of the maternal behaviour of camels is limited. This thesis reviewed current knowledge on camel husbandry, reproduction and behaviour and aimed to 1) examine non-invasive methods of heat and pregnancy diagnosis from urine and saliva in camels kept in zoological gardens; 2) explore their maternal and suckling behaviour; 3) describe experiences with artificial rearing of camel calves. The research into non-invasive pregnancy diagnosis was carried out from 2010 to 2012. Urine from 14 camel females kept in four European zoological gardens was collected and tested using two chemical tests -- the Cuboni reaction and barium chloride test. The Cuboni reaction was significantly (p < 0.01) affected by the pregnancy status of female camels, and its accuracy increased significantly (p < 0.05) in the period leading up to parturition. The barium chloride test did not provide reliable results. Next, the saliva of five adult female camels was sampled for more than one year and concentrations of progesterone (P4) and oestradiol (E2) were measured. The concentrations of P4 (n = 312) and E2 (n = 310) were both significantly (p < 0.0001) affected by the pregnancy status of the animals. Maternal and suckling behaviour was observed from 2003 to 2009 in six zoological gardens, and the presented study includes partial data from this period. Allosuckling (i.e. when a female nurses a non-filial offspring) was described for the first time in camels and it represented 8.58% of all suckling bouts. The non-filial calves suckled more often in the lateral position and preferably joined the filial calf when suckling, so the results support the 'milk theft' hypothesis (stealing of milk) as a main cause of this behaviour. Finally, calf rearing in the Prague zoological garden was summarised and two camel calves were successfully artificially reared. This PhD thesis concluded that 1) the Cuboni reaction with urine and salivary P4 and E2 measurements are suitable methods for pregnancy diagnosis in half-tamed female camels; 2) allosuckling is relatively common in captive Bactrian camels; 3) the artificial rearing of camel calves with a calf milk replacer can be successful.

The gibbon primates of the family Nomascus are classified as critically endangered species, and, to date, basic understanding and information about their biology is missing. With regard to the status of these animals in the wild and captive populations in zoos, being familiar with their reproduction, may improve captive breeding programs. Data collection in this study was to be carried out by the practical use of non-invasive methods (polymerase chain reaction for DNA extraction and enzyme immunoassays), using faecal samples for analysis. The first method, polymerase chain reaction, was used for sex determination in juveniles, because of their coat colour and visual similarity of secondary sex characteristic in both sexes; it is not possible to determinate sex without handling the animal. Another main purpose of this study is to try and answer the hypothesis regarding the ovarian cycle of females, factors influencing their hormone concentration and also the onset of sexual maturity in females and the timing of their fur colour change. Hypotheses were checked by monitoring the concentration of progesterone and oestrogen faecal metabolites and by evaluation of the composition of breeding groups of gibbons with the ZOO influence. During a four year period (from 2010 till 2014), there were a total of 51 animals analysed from 16 different zoos with a faecal sample count totalling 1618 samples. The results confirmed the use of noninvasive methods for sex determination, and thus ensuring the maximum welfare standards. Endocrinological analysis confirmed the hypothesis of the influence of the environment (ZOO) to the hormone concentrations and female´s pregnancy effect in conjunction with her age on the final results of the male - father hormone concentrations. The initial information in this study is the confirmation of the onset of ovarian cycle in young females without connection to their fur colour change and a significant factor of a mother´s impact and her territoriality. This study is the first to present a long term monitoring of ovarian cycles in females and hormone concentrations of other individuals, both male and female, and from various age groups. The results allow us to understand the possible impact of zoo environments on the reproductive status of these gibbons and contribute to the general improvement of breeding management.

Der epitheliale Natriumtransport in der postnatalen Lunge ist für einen ausgeglichenen Flüssigkeitstransport und eine gesunde Lungenfunktion unabdingbar. Eine bedeutende Rolle spielt hierbei der epitheliale Natriumkanal (ENaC). Es ist bereits bekannt, dass unter dem Einfluss von weiblichen Sexualhormonen, wie Progesteron, oder durch die Substitution von Glukokortikoiden, wie Dexamethason, die mRNA-Expression des ENaC und dessen elektrophysiologische Aktivität erhöht wird. Zur Lungenreifeinduktion werden bei Frühgeburtlichkeitsbestrebungen hohe Dosen von Glukokortikoiden verabreicht, die im fetalen Kreislauf auf hohe Progesteronkonzentrationen treffen. Die Auswirkung dieser Hormonkombination auf den epithelialen Natriumtransport ist bisher unbekannt. Um dieser Frage nachzugehen, wurden alveoläre Epithelzellen von Rattenfeten auf permeablen Membranen gezüchtet und mit unterschiedlichen Konzentrationen von Progesteron und Dexamethason inkubiert. Anschließend wurde die mRNA-Expression der drei Untereinheiten des ENaC (α, β, γ) mittels Real-Time PCR analysiert. Mit Hilfe von Ussing-Kammer Messungen wurden die Einflüsse auf den epithelialen Natriumtransport ermittelt. Durch die Experimente konnte der stimulierende Einfluss beider Hormone auf die mRNA-Expression bestätigt werden, wobei Dexamethason einen deutlich stärkeren Effekt erreichte. Durch die Kombination beider Hormone kam es zu einer signifikant geringeren mRNA-Expression und einem verminderten funktionellen Natriumtransport im Vergleich zur reinen Dexamethasoninkubation. Der Einsatz von Hormonrezeptor-Antagonisten zeigte, dass eine Blockierung des Progesteronrezeptors die mRNA-Expression erhöhte, wohingegen die Hemmung des Glukokortikoidrezeptors die mRNA-Expression der ENaCUntereinheiten verminderte. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass Glukokortikoide und weibliche Geschlechtshormone, die einzeln zur Erhöhung der Natriumabsorption führen, durch die Kombination beider Hormone ihren Einfluss auf den Natriumtransport reduzieren.

Zusammenfassung Adriana J. Wöckel Feldstudien zur Beurteilung und Optimierung des gewählten Besamungstages bei Kühen unter Zuhilfenahme eines quantitativen Milchprogesteron-Schnelltests Ambulatorische und Geburtshilfliche Tierklinik der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig Eingereicht im April 2017 92 Seiten, 11 Abbildungen, 17 Tabellen, 314 Literaturangaben Schlüsselwörter: Rind, Progesteron, Brunsterkennung, Milchprogesteron-Schnelltest, Praxistauglichkeit Einleitung Zur modernen ökonomischen Milchviehwirtschaft gehören Langlebigkeit, Gesundheit und eine gute reproduktive Leistung der Kühe. Ein effektives Brunstbeobachtungs- und Besamungsmanagement stellt dabei einen essentiellen Bestandteil dar. Aufgrund der intensiven Zucht, welche hauptsächlich auf Hochleistung der Tiere ausgelegt wird, kommt es immer mehr zur Verkürzung der Östrusdauer und Reduktion der Symptomatik, was die Detektion und Nutzung der Brunst deutlich erschwert. Es begründet sich somit die Notwendigkeit, neben der visuellen Brunstbeobachtung weitere Methoden, wie die Progesteronmessung, zu nutzen, um eine möglichst effiziente Überwachung umsetzen zu können. Ziele der Untersuchung In einem Hauptversuch sollte unter Anwendung des Hormonost® Farmertest der Firma Biolab GmbH (München) zur Milchprogesteronmessung der gewählte Besamungstag kontrolliert bzw. moduliert werden. Die erhobenen Fruchtbarkeitskennzahlen nach dem Versuch sollten mit den Ergebnissen bei Kontrolltieren, welche keine begleitende Progesteronmessung erfahren hatten, verglichen werden. Zusätzlich wurde der Einfluss der Parität und der Milchleistung der Tiere überprüft und in einem Teilversuch die Übereinstimmung der Beurteilung „Brunst“ zwischen dem Progesteronwert und den klinisch-gynäkologischen Befunden erfasst. Tiere, Material und Methoden Die Studie umfasste einen Hauptversuch, welcher von April bis Dezember 2014 in einem sächsischen Milchviehbetrieb an 84 Versuchs- und 68 Kontrolltieren der Rasse Holstein Friesian durchgeführt wurde. Dabei wurde an drei vorher festgelegten Zeitpunkten (Tag der Besamung, sechs Tage und 20 Tage später) eine Endgemelksprobe zur Progesteronmessung gewonnen und analysiert. Für den optimalen Tag der Besamung, welcher als Zeitpunkt eins definiert war, wurde der Tag mit der niedrigsten P4-Konzentration gewählt und die weiteren Untersuchungszeitpunkte anhand dessen festgelegt. Es wurden die Fruchtbarkeitskennzahlen des Betriebes vor und nach dem Versuch und tierbezogene Daten, wie Erstkalbealter, aktuelle Laktationsnummer, die Milchmenge im brunstnahen Zeitraum sowie die Wartezeit und gegebenenfalls wie viele Besamungen bereits vor dem Versuch stattfanden, erhoben und dokumentiert. Die Progesteronanalysen wurden mit dem Hormonost® Farmertest unter gleichbleibenden Bedingungen durchgeführt. Es erfolgte eine direkte Mitteilung der Werte an den Stallleiter und gegebenenfalls die Empfehlung einer weiteren künstlichen Besamung am Folgetag sowie die folgenden Probennahmetermine. In einem Teilversuch erfolgte bei 18 Versuchstieren die Progesteronmessung begleitend zur Erhebung klinisch-gynäkologischer Befunde am Tag der Besamung und 21 Tage später, der Umrinderkontrolle. Die Vorauswahl der Kühe und der Milchprobennahme-Plan entsprachen dem Hauptversuch. Ergebnisse Die erhobenen Fruchtbarkeitskennzahlen des Betriebes sowie die der Versuchstiere im Vergleich zu den Kontrolltieren verbesserten sich im Rahmen der Studie. Die Progesteron-kontrollierten Tiere wurden signifikant schneller tragend, wobei an den Messzeitpunkten eins und zwei kein signifikanter Unterschied zwischen später für „tragend“ bzw. „nicht tragend“ befundeten Tieren bestand. Rund zwei Drittel der Versuchstiere wurden aufgrund der P4-Messung ein weiteres Mal besamt. Erst 20 Tage nach der Besamung konnte statistisch ein signifikanter Unterschied zwischen später trächtigen und nicht trächtigen Kühen ermittelt werden. Im Laktationsgruppenvergleich zeichnete sich eine altersabhängige Minimierung der lutalen Leistung anhand niedrigerer P4-Werte ab. Der Milchmengenabfall zur Brunst erwies sich im Hauptversuch als signifikant, allerdings aufgrund der Reduktion von nur einem Liter als nicht praxisrelavant. Im Teilversuch konnte eine gute Übereinstimmung der Brunstbeurteilung zwischen rektaler Untersuchung (87,5-100 %) und vaginaler Untersuchung (93,8-100 %) mit der zugehörigen Milchprogesteronmessung gefunden werden. Schlussfolgerungen Die on-farm Milchprogesteronmessung mit dem Hormonost® Farmertest lässt sich nach etwas Übung sowohl vom Landwirt als auch vom Tierarzt gut durchführen und kann zu einer Verbesserung der fertilen Leistung, durch die Optimierung des Besamungstages und schnelleres Erkennen von nicht trächtigen Tieren in einem Milchviehbetrieb führen. Die Untersuchungsdauer betrug für bis zu sechs Milchproben rund 20 Minuten nach entsprechender Vorbereitungszeit und kostete ca. 3,73 € pro analysierter Milchprobe zzgl. der Anschaffungskosten für das Testsystem. Jene Tiere, bei denen eine unsichere Brunstdiagnose vorliegt, die eine Stillbrünstigkeit aufweisen oder unter einer lutealen Schwäche leiden, können über den Milchprogesterontest gut identifiziert werden. Die somit gewonnenen Informationen ermöglichen daraufhin, unter Einleitung geeigneter Maßnahmen, eine Verbesserung der Fertilität.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Sexualzyklus beim Rind 3 2.1.1 Östrus 4 2.1.2 Metöstrus 5 2.1.3 Diöstrus 5 2.1.4 Proöstrus 7 2.1.5 Wiedereintritt in den Zyklus nach der Kalbung 8 2.2 Das Gelbkörperhormon Progesteron 9 2.2.1 Progesteron 9 2.2.2 Progesteronverlauf während des Zyklus 10 2.2.3 Einflussfaktoren auf Progesteron, Brunstverhalten und Fruchtbarkeit 13 2.3 Fruchtbarkeitskennzahlen und Brunstbeobachtung 21 2.3.1 Erläuterung der wichtigsten Fruchtbarkeitskennzahlen 21 2.3.2 Bedeutung der Brunstbeobachtung für einen Milchviehbetrieb 23 2.3.3 Auswahl einzelner Methoden zur Brunstbeobachtung 25 2.3.3.1 Visuelle Brunstbeobachtung 25 2.3.3.2 Aktivitätsmessung (Bewegungs- und Wiederkauverhalten) 27 2.3.3.3 Farbmarkierung und Drucksensoren 31 2.3.3.4 Elektrische Leitfähigkeit im Vaginalschleim 32 2.3.3.5 Milchleistung 33 2.3.3.6 Brunstdiagnose durch den Tierarzt 34 2.3.3.7 Progesteronmessung 35 3 Tiere, Material und Methoden 40 3.1 Tiere 40 3.1.1 Versuchsbetrieb 40 3.1.2 Auswahlkriterien für die Versuchs- und Kontrolltiere 41 3.1.3 Versuchs- und Kontrolltiere 42 3.2 Material und Methoden 43 3.2.1 Milchprobengewinnung 43 3.2.2 Testsystem Hormonost® Farmertest 43 3.2.2.1 Allgemeines zum Hormonost® Farmertest 43 3.2.2.2 Testdurchführung und Messprinzip 44 3.2.2.3 Überprüfung der Messgenauigkeit und Durchführungssicherheit unter Anwendung der Kontrolllösungen 46 3.2.3 Betriebsdaten aus dem Herdenmanager 47 3.3 Versuchsaufbau und Ablauf 47 3.3.1 Vorversuch 47 3.3.2 Milchprogesteronmessung in Begleitung zum normalen Betriebsablauf (Versuch 1) 47 3.3.3 Milchprogesteronmessung in Kombination mit der Erhebung klinisch-gynäkologischer Befunde (Versuch 2) 49 3.4 Statistische Methoden 50 3.4.1 Statistische Tests des Vorversuchs 52 3.4.2 Statistische Tests der Milchprogesteronmessung in Begleitung zum normalen Betriebsablauf (Versuch 1) 52 3.4.3 Statistische Tests der Milchprogesteronmessung in Kombination mit der Erhebung klinisch-gynäkologischer Befunde (Versuch 2) 53 3.4.4 Erläuterung zur grafischen Darstellung der Ergebnisse 54 4 Ergebnisse 55 4.1 Ergebnisse des Vorversuchs 55 4.2 Ergebnisse zur Milchprogesteronmessung in Begleitung zum normalen Betriebsablauf (Versuch 1) 55 4.3 Ergebnisse zur Milchprogesteronmessung in Kombination mit der Erhebung klinisch-gynäkologischer Befunde (Versuch 2) 65 5 Diskussion 68 5.1 Ziel der Arbeit 68 5.2 Kritische Betrachtung der Methoden 68 5.2.1 Auswahl des Betriebes und der Tiere 68 5.2.2 Milch als Analysemedium für Progesteron 69 5.2.3 Versuchsplanung 70 5.2.4 Praktikabilität, Zeit- und Kostenaufwand des Hormonost® Farmertests 72 5.3 Diskussion der wichtigsten Versuchsergebnisse 74 5.3.1 Diskussion zur Milchprogesteronmessung in Begleitung zum normalen Betriebsablauf (Versuch 1) 74 5.3.2 Diskussion zur Milchprogesteronmessung in Kombination mit der Erhebung klinisch-gynäkologischer Befunde (Versuch 2) 84 5.4 Schlussfolgerung 87 6 Zusammenfassung 89 7 Summary 91 8 Literaturverzeichnis 93 9 Danksagung 111

ŠIMKOVÁ, D. Reproduction of an African elephant (Loxodonta africana) in a Zoo Zlín – Lešná. Mendel University in Brno, 2019. Diploma thesis. The thesis analyzes the issue of reproduction of critically endangered species of African elephant. The work is focused on monitoring of animal weight and blood test results during the reproductive cycle. The first part describes the general characteristics of the reproduction cycle of the African elephant, the issue of pregnancy and childbirth, and the female reproductive system. In the second part, there are given data from three particular elephants from the Zoo in Zlín. The data are processed into graphs and these are then commented on and compared with the conclusions of already conducted studies and scientific papers. At the end, all the knowledge and forecast of the African elephant reproduction in the Zoo - Lešná in the future are evaluated. All the results show that females are fully capable of reproduction and there is no need to make any changes in the breeding of these animals.

Ziel dieser Studie war die Etablierung einer Kokultur aus equinen endometrialen Epithel- und Stromazellen. Nach der erfolgreichen Umsetzung des Kokulturmodells sollte im weiteren Versuchsablauf durch die Zugabe von 17β-Östradiol (E2) und/oder Progesteron (P4) zum Nährmedium der Einfluss der Hormone auf die Zellen untersucht werden. Neben einer lichtmikroskopischen Auswertung der zytomorphologischen Charakteristika beider Zellarten sollte die Expression der Steroidhormonrezeptoren Östrogenrezeptor α und Progesteronre-zeptor sowie der uterinen Proteine Uteroglobin und CalbindinD9k immunzytologisch überprüft werden. Für die Etablierung der Kokultur wurden Endometriumproben von lebenden (n = 5) sowie frischtoten (n = 4) Stuten gewonnen. Eine jeweils parallel entnommene Gewebeprobe von jedem Tier wurde in Formalin fixiert und diente als Referenzmaterial (in situ). Auf die Zelliso-lierung (mechanisch und enzymatisch) folgte die Separation von Epithel- und Stromazellen (EZ/SZ) mittels Filtration, Dichtegradientenzentrifugation und Differenzialadhärenz. An-schließend wurden die EZ auf die Außenseite von Millicell®-Membraneinsätzen aufgebracht. Nach zwei Tagen erfolgte das Einsäen der bis zu diesem Zeitpunkt separat kultivierten SZ auf die Innenseite der Membranen. Als Nährmedium diente ein Gemisch aus DMEM und Ham’s F-12, wobei diesem 2,5 % fötales Kälberserum sowie verschiedene Additive zugesetzt wurden. Ab Kulturtag 4 wurden dem Medium definierte Konzentrationen und Kombinationen von E2 und P4 zugesetzt. Die Kultivierung erfolgte bei einem CO2-Partialdruck von 5 % in 37 °C warmer wasserdampfgesättigter Raumluft. Mit der polarisationsmikroskopisch er-fassbaren Ausbildung durchgehender Zellrasen („scheinbare Konfluenz“) wurden die Kokul-turen in Formalin fixiert und für die Lichtmikroskopie aufgearbeitet. Das Ausgangsgewebe zeigte mehrheitlich eine sekretorische Funktionsmorphologie (n = 6). Einzelne Endometrien befanden sich in einem Übergangsstadium von der Sekretions- zur Proliferationsphase (n = 1), bzw. vice versa (n = 1) oder wiesen eine irregulär proliferative Differenzierung (n = 1) auf. Im Rahmen der Kokultivierung bildeten die EZ innerhalb der Schnittebene vier und die SZ drei verschiedene morphologische Zelltypen aus. Dabei traten rundovale bis polygonale EZ (Typ 1) selten bis gelegentlich, spindelförmige EZ (Typ 2) gelegentlich bis häufig und iso-prismatische (Typ 3) sowie mehrschichtig wachsende EZ (Typ M) jeweils selten auf. Die SZ zeigten innerhalb der Schnittebene selten eine rundovale bis polygonale Zellform (Typ 1), sehr häufig eine spindelförmige Morphologie (Typ 2) und selten ein mehrschichtiges Wachstum (Typ M). Ein Zusammenhang zwischen der endometrialen Funktionsmorphologie zum Zeitpunkt der Zellisolierung oder dem Hormonzusatz und der Häufigkeitsverteilung der Zell-typen sowie der Wachstumsgeschwindigkeit der kultivierten Zellen war nicht offensichtlich. Zytokeratin 19 wurde stets von EZ exprimiert, während es auf Seiten der SZ nur sporadisch in maximal 5 % der Zellen im Bereich mehrschichtig wachsender Zellrasen auftrat. Die Stero-idhormonrezeptoren konnten lediglich in einzelnen Kokulturen aus sekretorisch differenzier-tem Ausgangsgewebe detektiert werden. Uteroglobin wurde in vitro mit einer variablen Häufigkeit in den EZ-Typen exprimiert. Während ein übergreifender Zusammenhang zur hormonellen Supplementierung nicht abgeleitet werden konnte, wurde jedoch ersichtlich, dass im Bereich einschichtig wachsender EZ in Ansätzen aus sekretorisch differenzierten Endometrien unter niedrigen Hormondosen (Zusatz von entweder nur E2 oder nur P4) im Median häufiger Uteroglobin exprimiert wurde. Mit zunehmender Hormonkonzentration im Medium nahm der Anteil immunopositiver Zellen (Typen 1, 2 und 3) deutlich ab. Innerhalb der Stromazellpopulation wurde Uteroglobin selten und ausschließlich in Zellen aus sekretorisch differenziertem Ausgangsmaterial nachgewiesen. CalbindinD9k wurde in vitro vornehmlich intrazytoplasmatisch und sehr vereinzelt intranukleär exprimiert. Insgesamt konnte das Protein in vitro stets in wenigen Typ-1-EZ, sehr selten in Typ-2-EZ und in einer geringen bis mäßigen Anzahl von Typ-3- und Typ-M-EZ beobachtet werden. Innerhalb der Stromazellpo-pulation trat CalbindinD9k ausschließlich in einer geringen (Endometrien aus dem Östrus) bis mäßigen (Endometrien aus dem Interöstrus) Anzahl der Typ-2- und wenigen Typ-M-SZ auf. Insgesamt wurden keine deutlichen Einflüsse der endometrialen Funktionsmorphologie zum Zeitpunkt der Zellisolierung und/oder der hormonellen Supplementierung in vitro auf die im-munzytologischen Charakteristika der kokultivierten Zellen ersichtlich. Abschließend betrachtet, konnte ein Kokultursystem equiner endometrialer Epithel- und Stromazellen erfolgreich etabliert und charakterisiert werden. Es bietet dabei, trotz der z. T. fehlenden Kongruenz zu den Gegebenheiten in situ, Ansätze für potenzielle Folgearbeiten, insbesondere hinsichtlich der Erfassung interzellulärer Wechselwirkungen sowie bezüglich der Vermittlung und Wirkung hormoneller Einflüsse auf zellulärer Ebene. / The aim of the present study was the establishment of a coculture system of equine endome-trial epithelial and stromal cells. Subsequent to the successful development of the coculture model the culture medium should be supplemented with 17β-estradiol (E2) and/or progester-one (P4) in order to study the influence of the hormones on the cellular level. In addition to the examination of cytomorphological characteristics of both cell types via light microscopy, the expression of the steroid hormone receptors (estrogen receptor α and progesterone receptor) as well as of the uterine proteins Uteroglobin and CalbindinD9k was investigated. For the establishment of the coculture system endometrial samples were obtained from living (n = 5) as well as freshly deceased mares (n = 4). A simultaneously taken tissue specimen of each animal was fixed in formalin and served as in situ reference material. After an initial mechanical and enzymatical isolation the epithelial and stromal cells (EC/SC) were separat-ed via filtration, density gradient centrifugation and differential adhesion. Subsequently, the EC were applied to the outer surface of Millicell® inserts. The SC were cultivated separately for 2 days before they were seeded onto the inner surface of the same insert. The culture medium used was comprised of a DMEM and Ham‘s F-12 basis as well as 2.5 % foetal calf serum and different additives. Starting on day 4 of cultivation the standardised medium was supplemented with different concentrations and combinations of E2 and P4. Throughout the study the cultures were kept in a humidified atmosphere of 37°C and a 5 % partial pressure of carbon dioxide. Once the cocultures formed continuous cell layers, as determined via a polarisation microscope (“apparent confluency”), the membranes were fixed in formalin and routinely processed for light microscopical evaluation. The initial tissue samples predominantly showed a secretory functional morphology (n = 6), while single specimens were obtained during the transition from the secretory to the prolifera-tive phase (n = 1) or vice versa (n = 1). One endometrial sample exhibited an irregular proli-ferative differentiation. In the course of cocultivation the EC formed 4 and the SC 3 different cellular morphologies within the section plane. EC with a round-oval to polygonal cell form (type 1) were rarely to occasionally encountered, while spindle-shaped EC (type 2) were occasionally to frequently seen and EC with a cuboidal morphology (type 3) as well as such cells growing in stratified layers (type M) were only infrequently detected. The SC only rarely showed a round-oval to polygonal cell form (type 1) or areas of a stratified cell growth (type M), whereas spindle-shaped SC (type 2) were observed very often. A correlation of the endometrial functional morphology at the time of cell isolation or the hormonal supplementation and the frequency distribution of the cell types as well as the growth rate of the cultivated cells was not evident. The EC always expressed Cytokeratin 19, while on the side of the SC only up to 5 % of the cells in areas of stratified cell growth exhibited this filament. Solely in individual cocultures from secretory differentiated endometrial tissue the steroid hormone receptors could be de-tected. Uteroglobin was expressed in vitro in EC with a variable frequency. An overall corre-lation of the hormonal supplementation and the Uteroglobin expression could not be derived. However, under low hormone doses (only E2 or only P4 supplement) Uteroglobin was detect-ed in EC in areas of single-layered cell growth more often (median value). With an increase in hormone concentration the amount of immunopositive cells (types 1, 2 and 3) diminished noticeably. In SC the protein could only rarely be seen and exclusively in cells from endome-tria with a secretory functional morphology. In vitro CalbindinD9k was predominantly detected intracytoplasmatically, while single cells showed an additional intranuclear expression. Alto-gether, CalbindinD9k could always be observed in a few type-1-EC, rarely in type-2-EC and with a variable frequency in small to moderate numbers of type-3- and type-M-EC. In SC the protein was exclusively expressed in a small (endometrial samples form the oestrous phase) to moderate (endometrial tissue from the interoestrous phase) number of type-2-SC and a few type-M-SC. Generally, no distinct influence of the endometrial functional morphology at the time of tissue sampling and/or of the hormonal supplementation in vitro on the immuno-cytochemical characteristics of the cocultured cells could be observed. In summary, a coculture system of primary equine endometrial epithelial and stromal cells was successfully established and characterised. Despite of the partly absent congruence to the in situ conditions/prerequisites, the present study offers a basic approach and scaffold for further investigations, particularly regarding the ascertainment of intercellular dependencies or the mediation and effectiveness of hormonal influences on the cellular level.

Veterinært speciale, 27 ECTS point. / Haves kun i elektronisk udg.

The aim of this diploma thesis was to detect (anti-)progestagenic activity in wastewater samples from the influent and effluent of six wastewater treatment plants (WWTPs) located in South Bohemia. Subsequently, the efficiency of the treatment process of this WWTPs was assessed from this point of view. The wastewater from WWTPs was transported to the laboratory and extracted oby solid phase extraction. The eluates were washed, evaporated and dissolved in DMSO. Detection of (anti-)progestagenic activity was performed by using the PR-CALUX in vitro bioassay. Transgenic cells were seeded on well plates and were exposed to ORG2058, reference substance for progestagenic activity, or RU-486, reference substance for antiprogestagenic activity, as well as a number of diluted wastewater extracts. After that, luminiscence of the cells was measured and it was was expressed in relative light units which were a measure of (anti-)progestagenic activity.(Anti-)progestagenic activity was reported in equivalent concentrations of the reference substance. Progestagenic activity in WWTPs influent ranged from below LOQ up to 1.8 ng/l ORG2058 eq. In effluent this activity ranged from below LOQ up to 0.5 ng/l ORG2058 eq. The elimination rate of progestagenic activity ranged from -25% to 100%. Antiprogestagenic activity in WWTPs inffluent was below the LOQ up to 1 ng/l RU-486 eq. In effluent this activity was below LOQ up to 9.7 ng/l RU-486 eq. The elimination rate of antiprogestagenic activity ranged from -50% to 100%.(Anti-)progestagenic activity in waste water has been demonstrated by using the PR-CALUX in vitro bioassay. Negative removal efficiency of some WWTPs was also documented. This is probably caused by biotransformation of some substances which don´t have (anti-)progestagenic activity to substances which have this activity or it is caused by deconjugation of metabolits of compounds with (anti-)progestagenic activity. Antiprogestagenic activity may be more hazardous for organisms living in the aquatic environment than progestagenic activity because of concentrations in WWTPs effluent. However this activity should not be underestimated.