1 Einleitung und Zielstellung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Physiologie der Fortpflanzung bei Stuten 3 2.2 Follikulogenese 6 2.3 Funktionelle Follikelentwicklung 9 2.4 Eizellreifung 14 2.5 Bedeutung der Mitochondrien in Oozyten während der Maturation 22 2.6 Bedeutung der Kumuluszellen für die Prozesse der Eizellreifung 24 2.7 Parameter zur Bestimmung der Eizellqualität 26 2.8 In-vivo-Oozytengewinnung bei Stuten 33 3 Material und Methode 37 4\. Ergebnisse 54 4.1 Kumulus-Oozyten-Komplex-Gewinnung mittels transvaginaler ultraschallgeleiteter Follikelpunktion 54 4.2. Steroidkonzentrationen in den Follikelflüssigkeiten der unterschiedlichen Follikelpopulationen 56 4.3 Aktivität der Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase der gewonnenen Oozyten 58 4.4 Untersuchungen zur Chromatinkonfiguration der Oozyten 63 4.5 Untersuchungen zur mitochondrialen Aktivität in den gewonnenen Oozyten 70 4.6 Untersuchungen zur mitochondrialen Aggregation der gewonnenen Oozyten 76 5 Diskussion 82 6 Zusammenfassung 106 7 Summary 108 8 Zitierte Literatur 110 9 Publikationen 124 10 Danksagung 125 11 Selbstständigkeitsversicherung 126, Ziel des tierexperimentellen Designs war es Eizellen in vivo zu gewinnen, die verschiedenen, definierten physiologischen Entwicklungsstadien von Follikelpopulationen zugeordnet werden konnten. Durch die parallele Bestimmung mehrerer Parameter der Eizellqualität an jeder einzelnen Eizelle, sollten Zusammenhänge in vivo zwischen chromosomalen und zytoplasmatischen Reifungsprozessen in den Oozyten untersucht werden. Insbesondere sollte dabei die follikuläre Herkunft als Einflussfaktor auf die Eigenschaften von Oozyten näher beschrieben werden. Die Oozytengewinnung erfolgte durch wiederholte transvaginale ultraschallgeleitete Follikelpunktionen, die in 120 Follikelpunktionssitzungen an 14 Mecklenburger Warmblutstuten während einer Zuchtsaison vorgenommen wurden. Die Eizellgewinnung erfolgte zunächst bei rossigen Stuten, denen 24 Stunden zuvor ein hCG-Präparat appliziert worden war. Die Follikelaspirate wurden getrennt nach präovulatorischen Follikeln und subordinanten Follikeln gesammelt. Nach einer Ablation aller sichtbaren Follikel, wurden die Stuten einer zweiten Follikelaspiration unterzogen, noch bevor sich in der neu herangewachsenen Follikelpopulation ein dominanter Follikel entwickelt hatte. Zur genaueren Charakterisierung der verschiedenen Follikelgruppen erfolgten stichprobenartig Analysen der Östradiol-17β- und Progesteronkonzentrationen in den Follikelflüssigkeiten. Die Kumulus-Oozyten- Komplexe (KOK) wurden nach der Gewinnung unter einem Stereomikroskop morphologisch beurteilt und mit Brillant-Cresyl-Blau (BCB) unter Kulturbedingungen zur Bestimmung der Aktivität der Glukose-6-Phosphat- Dehydrogenase (G-6-PDH) inkubiert. Anschließend wurden die denudierten Oozyten mit dem Fluoreszenzfarbstoff MitoTracker Orange CMTM Ros zur Bestimmung der mitochondrialen Aktivität und Aggregation vital inkubiert und nach einer Fixierung in Paraformaldehyd mit Hoechst 33258 zur Bestimmung der Chromatinkonfiguration parallel gefärbt. Die Östradiol-17β-Konzentrationen waren mit 1911,4±184,5 ng/ml in präovulatorischen Follikeln, mit 885,6±120,6 ng/ml in Follikeln der wachsenden und mit 54,4±155,9 ng/ml in Follikeln der subordinanten Follikelgruppe zwischen den Follikelgruppen signifikant unterschiedlich (p, The aim of this study was to recover equine oocytes in vivo, which could be assigned to follicle populations in different physiologic developmental stages. By a parallel determination of several parameters of oocyte quality for every single oocyte, links between chromosomal and cytoplasmic maturation processes in vivo should be investigated. Especially the impact of the different follicular origins on the characteristics of oocytes should be described in detail. Oocyte recovery was done by repeated transvaginal ultrasound guided follicle aspiration in 14 Mecklenburger Warmblood mares, which underwent 120 follicle aspiration sessions during one breeding season. Follicle aspiration sessions were performed first during the heat of the mares, 24 hours after they had received hCG. The aspirates of the preovulatory follicles and the subordinate follicle populations were collected separately. After an ablation of all visible follicles of the mare, a second follicle aspiration session was done just before a dominant follicle had developed in the newly grown progressive follicle population. To characterise the follicle populations more closely random samples of follicle fluid from the different follicle populations were taken simultaneously and analysed for their oestradiol and progesterone content. Immediately after recovery the cumulus- oocytes-complexes (COCs) were divided in groups depending on their cumulus morphology under a stereomicroscope and incubated under culture conditions with brilliant cresyl blue (BCB), to evaluate the activity of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G-6-PDH) enzyme. The denuded oocytes were then incubated with the Mito Tracker Orange CMTM Ros vital stain to measure the mitochondrial activity and aggregation. Following a fixation with paraformaldehyde the oocytes were also subjected to Hoechst 33258 stain to detect the chromatin configuration. The oestradiol concentrations showed a level of 1911.7 ± 185.5 ng/ml in preovulatory follicles, 885.6 ± 120.6 ng/ml in growing and 54.4 ± 155.9 ng/ml in subordinate follicle populations indicating significant differences between the follicular fluid samples of the different follicle populations (p < 0.05). Significantly more oocytes with compact cumuli were found in the progressive follicle population (p < 0.05), whereas the subordinate follicle population tended to contain more oocytes, which were only covered by corona radiata cells (p = 0.06). By the measurement with BCB stain, altogether one third of the recovered oocytes showed a high G-6-PDH activity. No significant impacts of the follicle population of origin, the cumulus morphology, the mitochondrial aggregation patterns or the mitochondrial activity of the oocytes were observed on the distribution patterns of oocytes with different G-6-PDH activity. The evaluation of the chromatin configuration showed that follicles of growing follicle populations contained significantly higher proportions of oocytes with a fibrillar diplotene, while subordinante follicle populations had higher proportions of oocytes with a condensed diplotene (p < 0.05). While oocytes with the chromatin configuration of a fibrillar diplotene showed a significantly higher amount of oocytes with a low G-6-PDH activity, oocytes with pycnotic chromatin had a significantly higher number of oocytes with a high G-6-PDH activity (p < 0.05). Oocytes with a pycnotic chromatin were found in subordinate follicle populations only. The mitochondrial activity (fluorescence intensity/oocyte) was significantly increased in oocytes of growing follicle populations as compared to oocytes from subordinate follicle populations (p < 0.05). Higher levels of mitochondrial activity were found also in oocytes with an expanded cumulus and in oocytes with only corona radiata cells than in the oocytes with a compact cumulus (p < 0.05). The mitochondrial activity was significantly higher in oocytes which showed mitochondria in granulated aggregation pattern than in oocytes with fine mitochondrial aggregation pattern (P