Fertilization dan Cleavage

FERTILISASI : PERTEMUAN ♀ x ♂FERTILISASI : PERTEMUAN ♀ x ♂ (Prose's penyatuan 2 gamete) (Prose's penyatuan 2 gamete)

Untuk mencapai inti ovum Untuk mencapai inti ovum spermatozoa hrs melewatispermatozoa hrs melewati

1. sel granulosa1. sel granulosa2. Zona pellusida2. Zona pellusida3. dinding sel ovum 3. dinding sel ovum

(membran vitellin)(membran vitellin)

• Kepala sperm menempel pd zone pellucida (receptor zp)

• Ab antizona: memblok penempelan sperm

• Ikatan ZP dpt dihambat dg Ab antisperm

atau glikoprotein yg diekstrak dr ZP.

• Glycosyl transferase, proteinase dan glycosidase pd lapisan membran plasma kepala sperm dpt menghasilkan ikatan pada ZP3

Untuk masuk ke dalam sel ovum, spermatozoa terlebih dahulu harus menembus:

(a). Massa kumulus (bila masih ada)

(b). Zona pelusida

(c). Membran vitellin

PENETRASI SPERMPENETRASI SPERM

Pertautan kepala sperma dengan permukaan membran vitellus.

aktivasi sel ovum

Motility/hyperactivation

Diepididymis (10 – 15 hr)Diepididymis (10 – 15 hr)Maturasi tergt dari Maturasi tergt dari sekresi epididymissekresi epididymis dan dan waktu transportwaktu transport

Di Ampula, Di Ampula,

Sp aktif bergerak Sp aktif bergerak (ampula mengandung zat spt: (ampula mengandung zat spt: bicarbonate, pyruvate, asam amino bebas,oxygen, bicarbonate, pyruvate, asam amino bebas,oxygen, karbohidrate, steroid, Co2 dan nucleosides) karbohidrate, steroid, Co2 dan nucleosides) produk sel-sel mukosa ampulaproduk sel-sel mukosa ampula

Bag kepala sp mengandung enzim Bag kepala sp mengandung enzim hyaluronidase hyaluronidase yg berfungsi mencairkan asam hyhaloronate yg berfungsi mencairkan asam hyhaloronate diantara sel-sel granulosadiantara sel-sel granulosa

Sp menembus dd zp dan kepala sp bersentuhan dg Sp menembus dd zp dan kepala sp bersentuhan dg membran vitellin dan terjadi membran vitellin dan terjadi reaksi zona reaksi zona (untuk (untuk mencegah sp lain masukmencegah sp lain masuk))

Reaksi zona zat yg dilepaskan oleh granula Reaksi zona zat yg dilepaskan oleh granula kortika yg terdapat diluar membran vitellinkortika yg terdapat diluar membran vitellin

RZRZ : jelas pada domba, tapi tdk jelas pada babi : jelas pada domba, tapi tdk jelas pada babi (antara m.vitellin dan zp sering ditemukan (antara m.vitellin dan zp sering ditemukan lebih dari 1 ekor sp.) dan kelinci ± 200 splebih dari 1 ekor sp.) dan kelinci ± 200 sp

Pd hw yg tdk mempunyai RZ, mempunyai Pd hw yg tdk mempunyai RZ, mempunyai Vitellin BlokVitellin Blok

RZRZ dan VB sangat penting karena ovum dan spdan VB sangat penting karena ovum dan sp adl sel-sel haploid adl sel-sel haploid

Haploid + haploid Haploid + haploid

DiploidDiploid (berkemb normal)(berkemb normal)

Supplementary sperm Supplementary sperm (sperma suplemen): (sperma suplemen):

Pada ruang ZP Pada ruang ZP lebih dr 1 splebih dr 1 sp

•Mengetahui lifespans (fertilitas) ovum dan Mengetahui lifespans (fertilitas) ovum dan sperm sperm

•Waktu ovulasi (tgt sp.hewanya)Waktu ovulasi (tgt sp.hewanya)•Kosent sperm ( hanya 1.000 – 10.000 sp Kosent sperm ( hanya 1.000 – 10.000 sp

mencapai istmus) dan hanya 10 - 100 sp yg mencapai istmus) dan hanya 10 - 100 sp yg mencapai ampula setelah 4 sampai 12 jammencapai ampula setelah 4 sampai 12 jam

Seleksi pada Seleksi pada uterotubal junction,uterotubal junction, isthmus isthmus (babi)(babi)vagina, servik, uterusvagina, servik, uterus (ruminansia (ruminansia

Mencegah Mencegah polispermipolispermi

Intracellular calcium oscillationsCortical reactionZona reactionBlock of polyspermy

Setelah Fertilisasi(Reaksi Acrosoma)

Istilah:Istilah:supernumenary spermsupernumenary sperm (Sperma Supernumerik) : bila sudah (Sperma Supernumerik) : bila sudah terjadi RZ dan VB, tapi dlm vitellus didapat lebih dari 1 sp terjadi RZ dan VB, tapi dlm vitellus didapat lebih dari 1 sp

Polispermia Polispermia gagal fertilisasi gagal fertilisasi ( (jmlh kromosum > dr normal)jmlh kromosum > dr normal)

fertilisasi Triploid fertilisasi Triploid

kebunt. matikebunt. mati

• Kepala sp menyentuh membran vitelinKepala sp menyentuh membran vitelin

• Reaksi membran ditandai, adanya tonjolan kecil pd Reaksi membran ditandai, adanya tonjolan kecil pd

membran membran

• Kepala dan seluruh tubuh sp masuk kedlm sitoplasma sel Kepala dan seluruh tubuh sp masuk kedlm sitoplasma sel

ovum ovum

• Membran plasma yg menjadi pembungkus sp lebur menjadi Membran plasma yg menjadi pembungkus sp lebur menjadi

satu dg membran vitellinsatu dg membran vitellin

PENJIWAAN SPERM DAN OVUMPENJIWAAN SPERM DAN OVUM

• Pengkerutan protein dan pembelahan inti sel ovum yg terakhir

• Hasil pengkerutan: dikeluarkannya cairan kedalam rongga antara

zp dan vitellin

• Hasil pembelahan inti sel ovum menghasilkan polar bodi

Kepala sperma terlepas dg bagian lainnya dan menggembung

Period of CleavagePeriod of Cleavage

• zygote• blastomeres• morula

– Cairan terlihat terkumpul diantara cel morulla Cairan terlihat terkumpul diantara cel morulla BalstocoeleBalstocoele– Tubuh embrio terlihat terbagi 2, karena ada bag sel yg tumbuh Tubuh embrio terlihat terbagi 2, karena ada bag sel yg tumbuh

membentuk lapisan tipis dibag permukaan membentuk lapisan tipis dibag permukaan – Bag luar disebut Bag luar disebut Trophoblast PlasentaTrophoblast Plasenta– Bag dalam Bag dalam inner cell mass Mahluk baruinner cell mass Mahluk baru

• Fertlisasi Zygote (gamet)Fertlisasi Zygote (gamet)

2 cell, 4 cell, 8 cell, 16 cell dan 32 cell(Dlm Zona Pelluucida)

32 cell (stadium 32 cell (stadium morulla)morulla)

32 cell (stadium 32 cell (stadium morulla)morulla)

• Cairan terlihat terkumpul diantara cel morulla Cairan terlihat terkumpul diantara cel morulla BalstocoeleBalstocoele

• Tubuh embrio terlihat terbagi 2, karena ada bag Tubuh embrio terlihat terbagi 2, karena ada bag sel yg tumbuh membentuk lapisan tipis dibag sel yg tumbuh membentuk lapisan tipis dibag permukaan permukaan

• Bag luar disebut Bag luar disebut Trophoblast Plasenta Trophoblast Plasenta • Bag dalam Bag dalam inner cell mass Mahluk baruinner cell mass Mahluk baru

• Morolla Morolla masuk uterusmasuk uterus Blastocyst yg mempunyai yg mempunyai trophoblasttrophoblast

• Fungsi Fungsi trophoblasttrophoblast : : menyerap cairan yg mengandung nutrisi menyerap cairan yg mengandung nutrisi

bagi embriobagi embrio

• Pada beberapa mamalia zp pecah setelah Pada beberapa mamalia zp pecah setelah Blastocyst menyentuh endometriummenyentuh endometrium ImplantasiImplantasi

• Cairan uterus memp. peran sangat penting dalam Cairan uterus memp. peran sangat penting dalam menunjang kehidupan embrio menjelang implantasi (spt;menunjang kehidupan embrio menjelang implantasi (spt; Glysin, alanine, taurine dan glutamineGlysin, alanine, taurine dan glutamine))

Time of Events in Early Embryonic DevelopmentTime of Events in Early Embryonic Development

spesiesspesies

Cattle Horse Sheep SwineCattle Horse Sheep Swine

Gamet Longevity (HoursGamet Longevity (Hours))

• Sperm 30-40 72-120 30-48 34-72Sperm 30-40 72-120 30-48 34-72

• Ovum 20-24 6-8 16-24 5-10Ovum 20-24 6-8 16-24 5-10

Ebryonic Development (days)Ebryonic Development (days)

• 2- cell 1 1 1 0,6-0,82- cell 1 1 1 0,6-0,8

• 4-cell 1,5 1,5 1,3 14-cell 1,5 1,5 1,3 1

• 8-cell 3 3 1,5 2,58-cell 3 3 1,5 2,5

• Blastocyst 7-8 6 6-7 5-6Blastocyst 7-8 6 6-7 5-6

• Hatching 9-11 8 7-8 6Hatching 9-11 8 7-8 6

Blastocyst Transport to UterusBlastocyst Transport to Uterus

Hours 72-84 140-144 66-72 46-48Hours 72-84 140-144 66-72 46-48

Cell stage 8-16 Blastocyst 8-16 4Cell stage 8-16 Blastocyst 8-16 4

Blastocyst Elongation (days) Blastocyst Elongation (days) 13-21 - 11-16 11-1513-21 - 11-16 11-15

Initial Placentation (days) Initial Placentation (days) 22 17 15 1322 17 15 13

Birt Birt ((days) days) 278-290 335-345 145-155 112-115 278-290 335-345 145-155 112-115

AWAL PERKEMBANGAN ENBRIOAWAL PERKEMBANGAN ENBRIO

IMPLANTASI IMPLANTASI

Proses implantasi adl proses yg berlangs scr bertahapProses implantasi adl proses yg berlangs scr bertahap

1.1. Persentuhan embrio dengan endometriumPersentuhan embrio dengan endometrium

2.2. Terlepasnya Zona pellusida Terlepasnya Zona pellusida

3.3. Pergeseran atau pembagian tempat (Pergeseran atau pembagian tempat (polytocouspolytocous))

4.4. Pertautan Pertautan trophoblast trophoblast dengan epitel endometriumdengan epitel endometrium

Pecahnya Zp: - ada sebelum menyentuh endometrium (beberapa mammalia) Pecahnya Zp: - ada sebelum menyentuh endometrium (beberapa mammalia)

- setelah menyentuh endometrium (marmot) akibat - setelah menyentuh endometrium (marmot) akibat adanya juluran-juluran protein yg berasal dr adanya juluran-juluran protein yg berasal dr trophpbalst trophpbalst

(akibat (akibat

reaksi dr embrio)reaksi dr embrio)

Hewan Polytocous: Hewan Polytocous: mekanisme penyebaran embrio disebut dingan mekanisme penyebaran embrio disebut dingan mekanisme kontraksi uterus mekanisme kontraksi uterus

Pecahnya Zp:• ada sebelum menyentuh endomet (bbrp mammalia)

• setelah menyentuh endometrium (marmot), akibat adanya juluran protein yg berasal dr trophpbalst (akibat reaksi dr embrio)

Hewan Polytocous: mekanisme penyebaran embrio disebut mekanisme kontraksi uterus

(Spacing embrio)

Implantasi terjadi: bila embrio telah bertautan dengan terjadi: bila embrio telah bertautan dengan endometrium dan tempatnya tdk berubahendometrium dan tempatnya tdk berubah

SIFAT IMPLANTASI

• Embrionya terbenam dalam kripta endomet (seluruh trophoblast berhub. sangat erat dng dinding kelenjar endomet) hewan pengerat (rodentia)

• Emb. hanya bersentuhan dng epithel endomet (pertautan terjadi

karena penjuluran protein trophoblast ke endomet sehingga seluruh tubuh embrio masih berada dlm lumen uterus sifat implantasi mengambang (sulit ditentuka

DombaDomba: implantasi ± hr ke 10-22 setelah IBSapi: hr ke 11 – 40 Model implantasi kedua sp ini adl sangat rawan

Implantasi pd babiImplantasi pd babi

• Setelah 1,5 – 2 hr di tuba : embrio masuk utereusSetelah 1,5 – 2 hr di tuba : embrio masuk utereus

• Spacing embrio (pengaturan tempat embrio) 10-15 Spacing embrio (pengaturan tempat embrio) 10-15 hrhr

• Terlepasnya zp (sebelum implantasi)Terlepasnya zp (sebelum implantasi)

• Stl Implantasi: trophpblast tumbuh cepatStl Implantasi: trophpblast tumbuh cepat

• Nutrisi untuk embrio berasal dr uterus Nutrisi untuk embrio berasal dr uterus HistotropheHistotrophe (susu uterus) (susu uterus)

• Terjadi hubungan yg erat antara trophoblast dengan Terjadi hubungan yg erat antara trophoblast dengan endometrium terbentuk endometrium terbentuk plasentaplasenta

DombaDomba

• 3hr post ovulasi morulla dan memasuki lumen 3hr post ovulasi morulla dan memasuki lumen uterusuterus

• Morulla blastulaMorulla blastula

• Blastula melayang-layang dlm histotrophe (17 hr post Blastula melayang-layang dlm histotrophe (17 hr post ovulasi) Masih dapat di flushingovulasi) Masih dapat di flushing

• Db. Mempunyai karunkula dan tersebar diseluruh Db. Mempunyai karunkula dan tersebar diseluruh permukaan endometpermukaan endomet

• Jumlah karunkula terbanyak adl pada Jumlah karunkula terbanyak adl pada curvatura curvatura mayor mayor dr cornua uteri dan mempunyai demensi dr cornua uteri dan mempunyai demensi lebih besar drpd di bagian lebih besar drpd di bagian apexapex cornua uteri cornua uteri

• Karunkula berbtk mangkok (cotyledonaria) jml Karunkula berbtk mangkok (cotyledonaria) jml ± 90 ± 90 buahbuah

• Terjadi persentuhan antara trophoblast dg epitel Terjadi persentuhan antara trophoblast dg epitel karunkulakarunkula

• Sel-sel trophoblast masuk dalm cell vili pada Sel-sel trophoblast masuk dalm cell vili pada karunkula pertautan yg sangat erat karunkula pertautan yg sangat erat

• Hr ke 30 implantasi selesaiHr ke 30 implantasi selesai

Sapi

• Hampir sama dg db (karunkula)

• Jumlah embrio hampir sama 1-2 buah Bedanya: faktor waktu dan kemungkinan terjadinya anastomosa bila kembar (tidak pd domba)

• Anastomosa (kembar ♂♀) Freemartin (majir)

• Implantasi lebih lambat yi. ± 33 hr

• Karunkula berbtk spt bunga kol (cotyledonaria) jml 100 -110

KARUNKULA

KOTILEDON / CHORION

Endometrium Endometrium

Membran Slip

Plasentoma

PADA KUDAPADA KUDA• Blastocyst dapat hidup dlm susu uterus sampai 60 hrBlastocyst dapat hidup dlm susu uterus sampai 60 hr

• Ukuran embrio tdk mengalami perkemb yg cepat (Ukuran embrio tdk mengalami perkemb yg cepat (± 5 ± 5 cm)cm)

• > 60 hr, trophoblas tumbuh vili-vili terjadi > 60 hr, trophoblas tumbuh vili-vili terjadi pertautanpertautan

• Umur 14 mgg (3,5 bln) implantasi terjadi Umur 14 mgg (3,5 bln) implantasi terjadi

PLACENTATIONTenunan tubuh embrio dan induknya, yg terjalin waktu pertumb. embrio untuk keperluan penyaluran makanan dr induk ke anak dan zat buangan dr anak ke induk.

Kebuntingan muda: jr tubuh embrio paling luar menjadi Amnion, allantois, chorion dan kantong kuning telur (yolk sac)

Amnion: bag yg menyelubungi fetus dibagian paling dalam

Khorion: bag yg menyelubungi fetus dibagian paling luar

Allantois: bag yg terdapat diantara amnion dan khorion

• Lapis sel allantois dibag dalam menjadi satu atau berhimpitan Lapis sel allantois dibag dalam menjadi satu atau berhimpitan dg sel-sel membrana amniondg sel-sel membrana amnion

• Lapis luar berfusi atau berhimpitan dng sel-sel membrana Lapis luar berfusi atau berhimpitan dng sel-sel membrana khorionkhorion

• Arteri dan vena dr plasenta ke tubuh embrio berada pd Arteri dan vena dr plasenta ke tubuh embrio berada pd lapisan membrana allantois dan khorionlapisan membrana allantois dan khorion

• Adanya ruang amnion yg berisi cairan yg konsistensinya agak Adanya ruang amnion yg berisi cairan yg konsistensinya agak kentalkental

Fungsi cairan amnionFungsi cairan amnion: : mengurangi getaran atau goncangan dr mengurangi getaran atau goncangan dr luar tubuh induk dan sbg tempat penampungan zat buangan luar tubuh induk dan sbg tempat penampungan zat buangan dr embrio mll urethra.dr embrio mll urethra.

• Cairan allantois konsistensinya lebih encer memungkinkan Cairan allantois konsistensinya lebih encer memungkinkan bagi fetus mengikuti perubahan posisi indukbagi fetus mengikuti perubahan posisi induk

Fungsi : Fungsi : sebagai tempat pembuangan urin melalui sebagai tempat pembuangan urin melalui urachus urachus (sal urin yg menghubungkan kantong urin dan kantong (sal urin yg menghubungkan kantong urin dan kantong allantois melalui tali pusar.allantois melalui tali pusar.

• Kantong kuning telur Kantong kuning telur tehenti tummbuh setelah kantong tehenti tummbuh setelah kantong amniom dan allantois terbentuk seutuhnyaamniom dan allantois terbentuk seutuhnya

Placentation

Reptilian Chorioallantoic Placenta

Chorioallantoic placentaof the lizard Mabuya

Mammalian Placentation

• Transitory placentae exist in most species – Yolk sac – Chorionic – Chorioamniotic

• Chorioallantoic – formed by chorion, • Chorioallantoamniotic – final placenta

Chorionic Connective Tissue

• Embryo travels down tube and enters uterus• Embryo interacts with wall of uterus – Implantation – Maternal recognition of pregnanc

Trophoblast• expands and forms placental tissues• 2 types •Cytotrophoblast •Syncytiotrophoblast• Cyto - main region of the placenta• Syncytio- invasive tissue

Uterine Response•Decidualization•Inflammation response endometrium overgrowsembryo

Inflammation response • endometrium overgrows embryo • decidualization

Placental Shapes

• Diffuse – Horses, camels, pigs, dolphins

• Zonary – Carnivores (raccoon, dog, cat)

• Cotyledonary (placentomes) – Cows, sheep

• Discoid – Primates, rodents, rabbits, insectivores

Zonary

Diffuse

Discoid

Cotyledonary

• ZonaryZonary– Dog, CatDog, Cat

Paraplacenta (pigmented)

Chorion

Endothel

INDUK

Kapiler

FETUS

Jar. Ikat

Epitel Chorion

EpitelEndometrium

Jar Ikat

Endothel

STRUKTUR HISTOLIOGIS

STRUKTUR HISTOLIOGIS

• Macamnya dibedakan berdasarkan jumlah lapisan tenunan sel yg memisahkan aliran darah induk dan anak

• Ada 5 struktur scr histologisAda 5 struktur scr histologis

1. 1. epiheliochoreale2. syndesmochorealesyndesmochoreale

3. 3. endotheliochorealeendotheliochoreale

4. hemochreale4. hemochreale

5. hemoendothelia5. hemoendothelia

EphiteliochorealeEphiteliochoreale:: tdp pd tipe P difusa (kd) tdp pd tipe P difusa (kd)darah induk dan anak dipisahkan oleh 2 lapis epitel, 2 darah induk dan anak dipisahkan oleh 2 lapis epitel, 2 lapis endotel, dan 2 lapis tenunan pengikat yg masin-lapis endotel, dan 2 lapis tenunan pengikat yg masin-masing berasal dr endo dan trophoblastmasing berasal dr endo dan trophoblast

syndesmochorealesyndesmochoreale: tdp pd tipe P. cotyledonaria (sp,kb,db): tdp pd tipe P. cotyledonaria (sp,kb,db)darah anak dan induk dipisahkan oleh 3 lap. Tenunan darah anak dan induk dipisahkan oleh 3 lap. Tenunan sel yi. Endotel, tenunan pengikat dan tenunan epitel sel yi. Endotel, tenunan pengikat dan tenunan epitel trophoblast (dr anak). Dari induk hanya endotheltrophoblast (dr anak). Dari induk hanya endothel

endotheliochoreale endotheliochoreale : : tdp pd tipe P. zonaria (aj, kc)tdp pd tipe P. zonaria (aj, kc)

Hemochreale Hemochreale : : tdp pd tpe plasenta diskoidales (man, tdp pd tpe plasenta diskoidales (man, mencit, tikus, marmot dan kelinci)mencit, tikus, marmot dan kelinci)mempunyai lapisan pemisah darah anak dan induk mempunyai lapisan pemisah darah anak dan induk lebih tipis dan dipisahkan oleh 3 tenunan lap sel yg lebih tipis dan dipisahkan oleh 3 tenunan lap sel yg berasal dr trophoblast (endotel, t.pengikat dan ep. berasal dr trophoblast (endotel, t.pengikat dan ep. trophoblast)trophoblast)

HemoendotheliaHemoendothelia : : (hemo = darah, endothel = epithel p.darah) (hemo = darah, endothel = epithel p.darah)

darah induk dan anak hanya dipisahkan oleh 1 lapis darah induk dan anak hanya dipisahkan oleh 1 lapis tenunan sel tenunan sel yi endothel dr p.darah anak (tdp pd yi endothel dr p.darah anak (tdp pd kelinci dg kelinci dg

tipe P.diskoidale) tipe P.diskoidale)

Placental ClassificationPlacental Classification• Based on number of layers separating fetal and Based on number of layers separating fetal and

maternal bloodmaternal blood

Syndesmochorial (Epitheliolchorial) (Ruminants)

Binucleate giant cells (unique)

• Transfer placental lactogen

• Secrete pregnancy

specific protein B

• Steroidogenesis

Endotheliochorial (bitch, queen)

Complete erosion of endometrial epithelium and interstitium; maternal capillaries exposed to chorionic epithelium

Hemochorial (primates, rodents)

Maternal blood in contact with chorionic epithelium

Hemoendothelial (rabbit, rat, guinea pig)

Maternal blood in contact with chorionic capillaries

Placental TransferPlacental Transfer

• Simple diffusionSimple diffusion– Water, gasesWater, gases

• Facilitated diffusionFacilitated diffusion– Glucose, amino acidsGlucose, amino acids

• Active transportActive transport– Na, K, CaNa, K, Ca

• Not transferred:Not transferred:– Immunoglobulins (species dependent)Immunoglobulins (species dependent)– ProteinsProteins– LipidsLipids

• TransferredTransferred– Steroid hormonesSteroid hormones– Toxic substances (pharmaceuticals, Toxic substances (pharmaceuticals,

heavy metals)heavy metals)– Microorganisms (viruses, bacteria)Microorganisms (viruses, bacteria)

Placental Hormone Placental Hormone ProductionProduction Maintenance of pregnancy Stimulation of ovarian function Stimulation of mammary gland Promotion of fetal growth and maturityAssist in parturition

Placental Hormones:Placental Hormones:Chorionic GonadotropinsChorionic Gonadotropins

• Equine (eCG)Equine (eCG)– LH like activity in LH like activity in

horseshorses– FSH activity in FSH activity in

othersothers– Produced by Produced by

endometrial cupsendometrial cups

Placental Hormones:Placental Hormones:Chorionic GonadotropinsChorionic Gonadotropins

• eCGeCG– LH-likeLH-like– Secondary CL’sSecondary CL’s– Accessory CL’sAccessory CL’s

Placental Hormones:Placental Hormones:Chorionic GonadotropinsChorionic Gonadotropins

• Human (Human (hCGhCG))

– LH like activityLH like activity– Present in urine of pregnant womenPresent in urine of pregnant women

– Used to induce ovulation, Used to induce ovulation, luteinizationluteinization

Human Hemochorial

Maternal Recognition of Maternal Recognition of PregnancyPregnancy• Prevention of luteolysisPrevention of luteolysis

– Anti-luteolyticAnti-luteolytic– LuteotrophicLuteotrophic

• Maintenance of elevated Maintenance of elevated progesteroneprogesterone

Cow, EweCow, Ewe Trophoblastic protein - Interferon tau

Cow: bIFN-τ (btp-1) Ewe: oIFN-τ (otp-1)

- Produced by trophoblast, d 13-21 post ovulation

Inhibits oxytocin receptor synthesis by endometrium

Also promotes protein synthesis by endometrial glands for embryo survival

SowSow• EstradiolEstradiol

– Produced d 11-12 post ovulationProduced d 11-12 post ovulation– Increases prolactin receptorsIncreases prolactin receptors– Promotes exocrine secretion of PGFPromotes exocrine secretion of PGF– Stimulates uterine contractions to Stimulates uterine contractions to

distribute fetusesdistribute fetuses– Minimum 2 conceptuses per horn Minimum 2 conceptuses per horn

requiredrequired

MareMare• Embryonic mobilityEmbryonic mobility

• Embryo doesn’t Embryo doesn’t elongateelongate

• Day 12-14 post Day 12-14 post ovulationovulation

““Implantation”Implantation”

Initial Initial attachment attachment

(d)(d)

Attachment Attachment complete (d)complete (d)

CowCow 2525 4040

EweEwe 1616 3030

SowSow 1212 18-2018-20

MareMare 45-5045-50 100-120100-120

PlacentaPlacenta• Metabolic exchange between dam Metabolic exchange between dam

and conceptusand conceptus– Chorion (villi)Chorion (villi)– EndometriumEndometrium

• Transient endocrine organTransient endocrine organ– Maintenance of pregnancyMaintenance of pregnancy– Preparation for parturition, lactationPreparation for parturition, lactation– Initiation of parturitionInitiation of parturition

BENTUK MAKROSKOPIS PLASENTABENTUK MAKROSKOPIS PLASENTA

BENTUK MAKROSKOPIK PLASENTABENTUK MAKROSKOPIK PLASENTA

• Khorion adl bagian lap terluar dr trophoblast• Trophoblast tumbuh menjalar menyelimuti

seluruh permukaan endo• Terbentuknya jar plasenta karena penjalaran

trophoblat (tgt dr spesies)• Sapi dan domba: lap luar trophoblast

bersentuhan langs dg endo.• Kuda dan babi: plasenta terbentuk dr hub.

Superfisial dr sel epitel endo dan epitel khorion• Tipe plasenta pd sp,db dan kb: Cotyledonaria• Tipe pada babi dan kuda: difusa• Tipe pd anjing: zonaria• Tipe pd kera: diskoidalis

3 periode kebuntingan3 periode kebuntingan

1.1. Periode ovum : mulai fertilisasi sampai Periode ovum : mulai fertilisasi sampai implantasi)implantasi)

2.2. Periode embrio : implantasi sampai Periode embrio : implantasi sampai pembentukan alat2 tubuh bag. dalam)pembentukan alat2 tubuh bag. dalam)

3.3. Periode fetus : periode terakhir dari Periode fetus : periode terakhir dari terbentuknya alat tubuh bag dalam, terbentuknya alat tubuh bag dalam, extremitas sampai lahirextremitas sampai lahir

Lama kebuntingan: masing-masing sp berbeda Lama kebuntingan: masing-masing sp berbeda Perbedaan individu dalam spesies disebabkan Perbedaan individu dalam spesies disebabkan

oleh:oleh:. Faktor genetik. Faktor genetik. Faktor sosial dan lingkungan. Faktor sosial dan lingkungan

Periode dr mulai fertilisasi sampai kelahiran normal

SIRKULASI PLASENTASIRKULASI PLASENTA

• 2 sirkulasi yg paralel yaitu sirkulasi fetus dan maternal 2 sirkulasi yg paralel yaitu sirkulasi fetus dan maternal (induk)(induk)

• Pada plasenta epithelichoreale, darah ini tidak tercampur Pada plasenta epithelichoreale, darah ini tidak tercampur

• Darah yg mensuplai plasenta adalah darah arteri dan Darah yg mensuplai plasenta adalah darah arteri dan vena uterinavena uterina

• Arteri umbilicus membawa darah dr fetus ke plasentaArteri umbilicus membawa darah dr fetus ke plasenta

• Darah kembali ke vena umbilicus dr plasenta ke fetusDarah kembali ke vena umbilicus dr plasenta ke fetus

• Aliran darah fetus dan maternal bisa countercurrent, Aliran darah fetus dan maternal bisa countercurrent, concurrent dan crosscurrent (aliran yg berbeda) concurrent dan crosscurrent (aliran yg berbeda)

SIRKULASI DARAH FETUSSIRKULASI DARAH FETUS

• Pada prinsipnya sama dg hewan dewasa, kecuali oxygenation Pada prinsipnya sama dg hewan dewasa, kecuali oxygenation terjadi pada plasenta bukan pada paru-paruterjadi pada plasenta bukan pada paru-paru

• Sirkulasi fetus juga diperkirakan mempunyai aliran darah oksigen Sirkulasi fetus juga diperkirakan mempunyai aliran darah oksigen langsung kejaringanlangsung kejaringan

1. Ductus venosus darah terbesar vena umbilicalis dr dalam 1. Ductus venosus darah terbesar vena umbilicalis dr dalam liver ke liver ke

ParturitionParturition

Initiation of ParturitionInitiation of Parturition

• Fetal maturityFetal maturity

• Stage 1: Initiation of myometrial Stage 1: Initiation of myometrial contractionscontractions

• Stage 2: Expulsion of fetusStage 2: Expulsion of fetus

• Stage 3: Expulsion of fetal membranesStage 3: Expulsion of fetal membranes

• Fetal pituitary-adrenal axisFetal pituitary-adrenal axis– Fetal stressFetal stress– Release of fetal ACTHRelease of fetal ACTH– Stimulates fetal adrenals to produce Stimulates fetal adrenals to produce

corticoidscorticoids

Fetal Fetal corticoidscorticoids

Promotes synthesis of:•17a hydroxylase•17-20 desmolase•Aromatase

Decreased P4

Increased E2

Removal of ‘P4 block’

Increased secretions of reproductive tract

Hormonal Changes that Control Parturition

Time of parturition iscontrolled by maturation of the hypothalamus- pituitary-adrenal axis

CRFFetal anteriorpituitary gland

Stimulates oxytocin receptorin myometrium

Steps Fetal ACTH causes - Fetal Corticosteroids causes - Progesterone levels placental production or CL regression) - Production of Estrogens by placenta - PGF2production by

uterus - Pine-needle abortion incattle - cause by a corticosteroid-like product

Corticotropic ReleasingHormone

Infusion inducesparturition Fetal

Adrenal

AdrenalcorticotropicHormone (ACTH)

Removal Blocks Parturition

Corticosteroid

Glucocorticoid

Estrogen(Increase)

Progesterone(Decrease)

ProstaglandinF2

(Increase)

Hypothalamus

Redrawn from Liggins, G.C. 1969. In Foetal Autonomy

Significance of initial hormonal changes

Progesterone - removes block on uterine contractions.

Estrogen - makes uterus more responsive to induction of contractions i.e., more irritable and smooth muscle tissue stimulation.

Events just Prior to Parturition:

1. Pelvic ligaments soften - Tail head sinks due to estrogens and relaxin. 2. Cervix softens and begins secreting stringy mucus - estrogens and relaxin.

.

Allows myometrial muscle fibers to work together in bundles

Induction of oxytocin receptors

Increased water content in cervical tissue andcervical plug is removed

3. Swelling of vulva.

4. Udder swells - fills with first milk and due to edema:

5. Fetus moves into proper position - resting on thorax, front feet and head facing the cervix

Collagenase breaks down collagen which also widensthe pelvis

Prolactin, Estrogens and glucocorticoids

Stages of Parturition:

I. Dilation of Cervix. (2-6 hours, cow) Uterine contractions become coordinated and regular - Estrogen & PGF2 induced

Fetus pushed against cervix - amnion dilates cervix Chorioallantoic membrane may break

Pressure of fetus in cervix stimulates oxytocin release and reflex contractions of abdominal muscles.

Heifers 12 hours

SynchronizedThis occurs because progesterone has declined

Stimulates oxytocin release

1st Water Bag

Ferguson Reflex

Contractions force the calf legs and head tospread cervix

II. Expulsion of Fetus (.5-2 hours, cow) Strong uterine contractions due to synergistic actions of high estrogen, PGF2 and oxytocin Strong abdominal muscle contractions

Amnion ruptures - mucin lubricates vagina - vestibule

Fetus passes through vagina - vestibule.

Longer than 2 hours considered to have dystocia

2nd Water Bag

Cause of death in 6.4% of calf losses on average

1. Head

2. Shoulders

Three Barriers in Delivery of a Calf

3. Hips

Sow Delivery of Piglets

Length of Stage II in sow is 2 to 4 hours

Delivery of piglets is usually between 8 to 45 minutesbetween each one.

Delivery will alternate piglets between horns

Last 1/4 of horn in large litters increases the chanceof stillborn - Length of umbilical cord

Uterine horn contracts to shorten distance after deliveryof each piglet

III. Expulsion of the Placenta (4-5 hours, cow) Uterine contractions continue

Blood forced from cotyledon villi - shrinkage separates cotyledon and caruncle

Contractions push placenta out

Causes of retained Placentas: -Infections caused adhesions between cotyledon and caruncle

-Calving stress - twins or calving difficulty - edema of cotyledon - won't separate from caruncle -Weak uterine contractions - villi won't shrink

Prolapsed uterus -cow tired need to giveoxytocin

Oxytocin

Milk fever - Calcium low

Parturition: Stage IParturition: Stage I

• Increased myometrial activityIncreased myometrial activity

• Fetal positioningFetal positioning

• Cervical relaxation/dilationCervical relaxation/dilation

• Oxytocin releaseOxytocin release

• Rupture of chorioallantoisRupture of chorioallantois

Parturition: Stage IIParturition: Stage II

• Estrogen stimulates secretory Estrogen stimulates secretory activityactivity

• Fetal activity (response to hypoxia) Fetal activity (response to hypoxia) stimulates myometrial activitystimulates myometrial activity

• Cervical stretching (pressure) causes Cervical stretching (pressure) causes oxytocin releaseoxytocin release

• Eventually fetus is deliveredEventually fetus is delivered

Parturition: Stage IIIParturition: Stage III

• Release of fetal membranesRelease of fetal membranes

Care of retained placentas:

Do not manually remove from uterus; uterine damage greater than infection of retained placenta

Infuse Bovine uterus with tetracycline and systemic injections of penicillin until placenta passes ~ 2-4 days.

Do not pull placenta out even in Mare!Check to see placenta is fully intact in Mare or you need aVeterinarian to clean her out.Don’t breed on foal heat if there is a problem

Don’t give mare tetracycline as this will cause inflammation!!

Can treat cow with either PGF2 or oxytocin (ergonovine)to expel the infection

Hormonal changes cause:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Final maturation of fetus

Expansion of birth canal

Maternal behavior

Synthesis and ejection of milk

Initiation of uterinecontractions

Termination of pregnancy

Initiates parturitionand lung development

Cortisol - stimulates lung surfactant

Prolactin completes finalmammary development and milk secretion

Fescue toxicity problems:Ergot causes inhibition ofprolactin release and thusmilk production

Fetal CorticoidsFetal Corticoids

• Stimulate PGF synthesisStimulate PGF synthesis– Stimulates myometrial activityStimulates myometrial activity– Causes luteolysisCauses luteolysis

PuerperiumPuerperium

• ‘‘Reproductive repair’Reproductive repair’– Uterine involutionUterine involution

•Myometrial contractionsMyometrial contractions

•Expulsion of lochiaExpulsion of lochia

•Endometrial repairEndometrial repair

– Resumption of ovarian activityResumption of ovarian activity– Elimination of bacterial contamination Elimination of bacterial contamination

Myometrial ContractionsMyometrial Contractions

• Stimulated by oxytocinStimulated by oxytocin

• Removal of debris and fluid from Removal of debris and fluid from uterusuterus

• Compress uterine vasculature, Compress uterine vasculature, minimize hemorrhageminimize hemorrhage

• Reduce size of uterusReduce size of uterus

LochiaLochia

• Normal dischargeNormal discharge

• Duration varies with speciesDuration varies with species

LactationLactation

• Mammary GlandMammary Gland– Isometric growth until pubertyIsometric growth until puberty– Allometric growth post-pubertyAllometric growth post-puberty

•Hormonal influenceHormonal influence

Mammary Gland Mammary Gland DevelopmentDevelopment• Repeated estrous cycles result in Repeated estrous cycles result in

development of mammary glandsdevelopment of mammary glands• AlveoliAlveoli

– Secretory tissueSecretory tissue– Develop under progesterone Develop under progesterone

• DuctsDucts– EstrogenEstrogen– ProlactinProlactin– SomatotropinSomatotropin

Mammary Gland Mammary Gland DevelopmentDevelopment• Last trimesterLast trimester

– Lobules develop in alveoliLobules develop in alveoli– Milk secretion dependent onMilk secretion dependent on

•ProlactinProlactin

•Adrenal cortical hormonesAdrenal cortical hormones

•Placental lactogenPlacental lactogen

Mammary Gland SecretionsMammary Gland Secretions

• ColostrumColostrum– ImmunoglobulinsImmunoglobulins– Growth factorsGrowth factors– Temporary secretionTemporary secretion

• MilkMilk– Composition differs among speciesComposition differs among species

Mammary Gland InvolutionMammary Gland Involution

• Decreased sucklingDecreased suckling– Pressure atrophyPressure atrophy

•Capable of rapid cessationCapable of rapid cessation

• Critical for milk production after Critical for milk production after subsequent pregnancysubsequent pregnancy

Milk EjectionMilk Ejection

• Secretion vs. EjectionSecretion vs. Ejection– Secretion into alveoliSecretion into alveoli– If not secreted, pressure atrophy occursIf not secreted, pressure atrophy occurs

• EjectionEjection– Neuroendocrine reflexNeuroendocrine reflex