Effects of levonorgestrel on the ovarian cycle of Göttingen minipigs

Um das Göttinger Minischwein als Versuchstier für endokrin-pharmakologische Fragestellungen einsetzen zu können, müssen die pharmakologischen Wirkungen der Substanzen auf den Zyklus der Tiere beurteilt werden können. In einem Vorversuch wurden zunächst Methoden auf ihre Anwendbarkeit und Aussagekraft geprüft, das Zyklusgeschehen an sechs weiblichen Minischweinen zu charakterisieren. Als geeignet erwiesen sich der natürliche Duldungsreflex, die Rötung/Schwellung der Vulva, die Beurteilung von Vaginalschleim, die Ultraschalluntersuchung der Ovarien sowie die Bestimmung der Plasmakonzentrationen von LH, FSH, 17-ß-Estradiol und Progesteron. In dem nachfolgenden Hauptversuch wurden 12 weibliche Tiere (1 Kontrollgruppe, 3 Dosisgruppen) über einen Zeitraum von 24 Tagen intramuskulär mit LNG, einem synthetischen Gestagen, behandelt. Ziel der Behandlung war es, die Ovulation der Tiere zu hemmen und die Schwellendosis für eine Ovulationshemmung zu ermitteln. Als niedrigste pharmakologisch wirksame Dosis für eine Ovulationshemmung wurde 0,02 mg/kg/Tag LNG ermittelt. In der 0,002 mg/kg/Tag Dosisgruppe waren durch das Verhalten und die Veränderungen am äußeren Genital keine eindeutigen Brunstsymptome zu erkennen. Eine Ovulation konnte jedoch durch die Ultraschalluntersuchung, die Histologie der Ovarien sowie die Messung der Hormonkonzentrationen nach Ende des Versuchs bestätigt werden. In der 0,02 mg/kg/Tag und der 0,1 mg/kg/Tag LNG Dosisgruppe zeigten sowohl das Verhalten der Tiere wie auch alle übrigen Parameter eine eindeutige Unterbrechung des Sexualzyklus an, dass keine Ovulation stattfand. Dabei traten in der mittleren und hohen Dosisgruppe außer am Ovar auch substanzbedingte Effekte an Vagina und Uterus sowie bei den Organgewichten auf. Diese Ergebnisse korrelierten mit bereits bekannten Wirkungen bei anderen Spezies, wie z. B. der Ratte. Das Tiermodell des Göttinger Minischweins erwies sich daher als sehr geeignet, pharmakologische Hormonwirkungen auf den Sexualzyklus des Göttinger Minischweins zu erfassen. Dies traf ebenfalls auf die Auswahl der Methoden zu, die eine zusätzliche Möglichkeit boten, gestagene Wirkungen von Hormonen und anderen Substanzen in toxikologischen Studien zu untersuchen.To be able to use the Göttingen minipig as an experimental animal model for endocrinological and pharmacological objectives, it must be possible to evaluate the pharmacological effect of a substance on the ovarian cycle of the animals. In a preliminary study, methods were tested for their practicability and significance to characterize the cycle by using six female minipigs. Suitable proved to be the natural toleration reflex, the redness/swelling of the vulva, the evaluation of the vaginal mucus, the ultrasound examination of the ovaries as well as the determination of the plasma concentrations of luteinizing hormone, follicle stimulating hormone, 17-ß-estradiol and progesterone. In a main study, 12 female animals (3 treatment groups, 1 control group) were treated intramuscularly for 24 days with levonorgestrel (LNG), a synthetic gestagen. The aim was to inhibit the ovulation of the animals and to determine the threshold dose for the inhibition of ovulation. The lowest pharmacologically effective dose for the inhibition of ovulation was determined to be 0.02 mg/kg/day LNG. In the 0.002 mg/kg/day dose group, no clear estrus symptoms were evident on the outer genital. However, ovulation was confirmed by an ultrasound examination as well as the hormone concentrations at the end of the study. In the 0.02 mg/kg/day and 0.1 mg/kg/day dose groups, both behavior and all other measured parameters showed a clear interruption of the sexual cycle, and no ovulation occurred. Animals in both the mid- and high dose groups showed substance related effects, not only on the ovary but also on the vagina, uterus, and the organ weights. These results correlated with known effects observed in other species, e.g. the rat. Overall, the Göttinger minipig proved to be a very suitable animal model to test pharmacological hormone effects on the sexual cycle of the minipig. This was also applicable to the choice of methods, which offered an additional possibility to evaluate the gestagenic effects of hormones and other substances in toxicology studies