Nadine Hülsmann, Masterarbeit 04.02.2013

Effekte von Beta-Carotin auf die Spermaqualität von Besamungsbullen

Einleitung:

Die Bedeutung und Wirkung von β-Carotin für die Fruchtbarkeitsleistung weiblicher Rinder ist umfassend untersucht. Nicht nur seine Funktion als Vorstufe für das Vitamin A sondern auch seine eigenständige Wirkung wurde bestätigt. Eine β-Carotin-Supplementation führt bei Milchkühen zu besseren Befruchtungsergebnissen und deutlicheren Brunstsymptomen. Tiere mit β-Carotin-Mangel zeigen beispielsweise eine verzögerte Ovulation (Ahlswede et al., 1976; Schams et al., 1976). Eine β-Carotin-Supplementation während der Trockenstehzeit wirkt sich hingegen positiv auf die Wiederaufnahme der Eierstockaktivität aus (Kawashima et al., 2009, Kawashima et al., 2010).

Ob β-Carotin auch, ähnlich wie beim weiblichen Rind, eine eigenständige Wirkung auf die Fruchtbarkeitsleistung männlicher Rinder hat, wurde bislang kaum untersucht. Weiss (1975) folgerte aus seinem Versuch, in dem er β-Carotin durch Vitamin A ersetzte, dass β-Carotin eine Vitamin A unabhängige Bedeutung für die Spermatogenese hat. Auf einen lange andauernden β-Carotin-Mangel reagieren die Nebennieren mit Rückbildung und die Samenblasendrüse zeigt signifikant weniger Drüsengewebe .

Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, ob Zusammenhänge zwischen der β-Carotin-Versorgung und der Spermaqualität von Bullen bestehen. Des Weiteren soll überprüft werden, ob es möglich ist, den β-Carotin-Status anhand der Blutserumfarbe zuverlässig einzuschätzen.

Zusammenfassung:

In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob der von weiblichen Rindern bekannte eigenständige positive Effekt von β-Carotin auf die Fruchtbarkeit auch bei männlichen Tieren nachzuweisen ist. Des Weiteren wurde die Zuverlässigkeit der Einschätzung der β-Carotin-Versorgung mittels Farbskala überprüft und ein Vergleich mit den Meßmethoden HPLC im Labor und mit dem iCheck Carotene durchgeführt.

Zur Verfügung standen 28 Bullen der Besamungs- und Embryotransferstation Georgsheil des VOST. Untersucht wurden die Blutparameter β-Carotin, Vitamin A, Vitamin E, HDL, Selen, Eisen und Zink. Nach der ersten Blutuntersuchung aller Tiere erhielt die Versuchsgruppe täglich 250 g Olewo Karottenchips. Sieben Wochen nach Zufütterung der Karottenchips wurden erneut Blutproben genommen und ein drittes Mal nach weiteren sieben Wochen. Die in dieser Arbeit ausgewerteten Spermaqualitätsparamter wurden während des Routinebetriebes der Station gewonnen.

Durch die Fütterung der Karotten-Chips konnte der β-Carotin-Status von der ersten zur zweiten Blutprobe von 2,087 µg/ml auf 2,44 µg/ml erhöht werden (p = 0,1971), lag aber im Mittel immer noch im kritischen Bereich. Zum dritten Termin fielen die Werte signifikant auf 1,826 µg/ml ab (p = 0,0444), was mit der Umstellung des Mineralfutters zusammenhängen könnte. In der Vergleichsgruppe gibt es keine Schwankungen zwischen den Terminen.

Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • Tiere mit hohen Vitamin E- und β-Carotin-Blutspiegeln zeigen auch hohe HDL-Blutspiegel. Dies wird am deutlichsten im Vergleich der Tiere mit β-Carotin-Werten > 2,5 µg/ml und denen mit β-Carotin-Werten < 2,0 µg/ml (Tabelle 25). Vitamin E und β-Carotin in ihrer Funktion als Antioxidans scheinen einen positiven Einfluss auf die Höhe der HDL-Konzentration zu haben.
  • Hohe β-Carotin-Blutspiegel gehen einher mit hohen Werten für Volumen, Dichte, Gesamtspermienzahl und Gesamtanzahl vorwärtsbeweglicher Spermien. Dies wird ebenfalls am deutlichsten im Vergleich der Tiere mit β-Carotin-Werten > 2,5 µg/ml und denen mit β-Carotin-Werten < 2,0 µg/ml (Tabelle 29). Tiere mit β-Carotin-Blutspiegeln von 2,748 µg/ml zeigten signifikant höhere Werte für Volumen (p = 0,0006), Dichte (p < 0,0001), Gesamtspermienzahl (p = 0,0001) und Gesamtanzahl vorwärtsbeweglicher Spermien (p = 0,0001) als Tiere mit β-Carotin-Blutspiegeln von 1,258 µg/ml. Die höhere Spermaqualität lässt sich allerdings nicht gesichert der besseren Carotin-Versorgung zuschreiben, da diese Tiere auch über signifikant höhere Vitamin E-Blutspiegel verfügten (3,145 mg/l vs. 2,152 mg/l).
  • Der Einsatz des iCheck Carotene ermöglicht eine einfache, schnelle und zuverlässige Bestimmung der β-Carotin-Blutspiegel.

Die Beurteilung des β-Carotin-Status mittels Farbskala wurde als nicht zuverlässig eingestuft, da ca. 50% der 69 Schätzungen falsch waren. ICheck-Messergebnisse und HPLC-Ergebnisse korrelierten stark (r2 = 0,96).