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Artigo de método

Fornecendo o enriquecimento ambiental significativo e medindo o cortisol do saliva nos porcos alojados no revestimento slatted

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DOI:

10.3791/60070

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30 de setembro de 2019

 , 
1Koret School of Veterinary Medicine, Robert H. Smith Faculty of Agriculture, Food and Environment, The Hebrew University of Jerusalem

Neste artigo

Resumo

Este protocolo demonstra como fornecer o enriquecimento ambiental prático significativo para os porcos que são alojados no revestimento slatted durante os estágios diferentes de suas vidas, e como coletar amostras da saliva em uma maneira não invasora para a medida de concentrações de cortisol, como um biomarcador para o stress agudo.

Resumo

Como o porco é a carne mais consumida em todo o mundo, o bem-estar dos animais na indústria suína tem se tornado cada vez mais uma grande preocupação pública, o que impõe uma pressão substancial proveniente de clientes, legisladores e outras partes interessadas, para fazer mudanças de gestão para melhorar o bem-estar destes animais. Vários estudos demonstraram que o enriquecimento ambiental para suínos permite expressar seu comportamento natural, como enraizamento e exploração, bem como aninhamento antes do parto, e está associado à redução do estresse e à melhoria da produção e bem-estar. No entanto, muitas considerações devem ser tidas em conta na prestação de enriquecimento ambiental, tais como o tipo de piso, sistemas de drenagem e esgoto, a fase de suínos na vida, o material, bem como o seu método de suspensão, altura e localização dentro da caneta. Os objetivos deste artigo são (1) dar informações metodológicas sobre como fornecer um enriquecimento ambiental relativamente simples e prático para suínos que estão alojados em pisos de Slatted durante as diferentes fases da sua vida, e (2) para demonstrar como coletar amostras de saliva para a mensuração das concentrações de cortisol, como um biomarcador para o estresse agudo. Os protocolos incluem informações sobre o uso de juta, cordas de algodão, palha em racks, bem como silicone mastigável varas dispositivos como enriquecimento ambiental em canetas de parto e lactação, desmamados e finalizadores. Além disso, o uso de corda de algodão para coleta de amostras de saliva não invasiva para análise de concentrações de cortisol é detalhado. Os protocolos fornecidos são relevantes para os profissionais com o objetivo de melhorar e monitorar o bem-estar animal, tanto na pesquisa quanto na pecuária industrial.

Introdução

O porco é a carne mais consumida no mundo, commais de 1.300.000.000suínos sendo levantados e abatidos anualmente1,2. Nos últimos anos, o bem-estar dos animais na indústria suína tornou-se cada vez mais uma grande preocupação pública, que impõe uma pressão substancial, proveniente de clientes, legisladores e outras partes interessadas, para fazer mudanças de gestão para melhorar o bem-estar dos Estes animais. Vários estudos demonstraram que a disponibilização de enriquecimento ambiental aos suínos está associada à redução do stress e à melhoria da produção e do bem-estar, pois permite aos suínos expressar o seu comportamento natural, como o enraizamento e a exploração, bem como o aninhamento antes da parto3,4,5,6,7.

Os porcos são considerados animais inteligentes, e têm uma natureza altamente inquisitiva; assim, se um ambiente adequado não for fornecido, os porcos provavelmente demonstrarão comportamento estereotipado e comportamento social manipulativo direto para posicionamentos de caneta, o que pode levar à mordedura da cauda, bem como outras lesões e estresse8,9. Por conseguinte, a prestação de um enriquecimento ambiental significativo é aconselhada pelos profissionais e, em alguns países, mesmo impostas por regulamentos e legislações, como a diretiva 2008/120/CE do Conselho da União Europeia5.

Proporcionar um enriquecimento ambiental significativo pode ser desafiador; deve satisfazer as necessidades comportamentais naturais dos suínos em cada etapa de suas vidas, bem como levar em consideração as limitações práticas e técnicas. Antes do parto, o fornecimento de material de assentamento está associado a uma duração de parto mais curta, bem como uma maior taxa de sobrevida dos leitões recém-nascidos durante o parto e durante todo o período de lactação. Além disso, em canetas livres com enriquecimento ambiental, melhora o comportamento materno, bem como o desempenho cognitivo e o ganho de peso dos leitões3,10,11,12,13. Após o desmame, o agrupamento de suínos (weaners, Growing ou Finishers) de diferentes ninhadas ou canetas pode ser estressante e causar agressividade em relação a outros companheiros decaneta, oque pode levar a lesões 14,15. Portanto, ao misturar porcos desconhecidos, fornecer enriquecimento ambiental significativo pode potencialmente reduzir a ocorrência de comportamento indesejado resultante da frustração e agressividade ou redirecionamento do comportamento de enraizamento.

De acordo com a diretiva 2008/120/CE do Conselho da União Europeia (estabelecida em 2001/93/CE), é necessário que os suínos tenham acesso permanente a uma quantidade suficiente de material, para permitir atividades de investigação e manipulação adequadas, tais como palha, feno, madeira, serragem, composto decogumelos,turfa ou uma mistura destes5,6. Entretanto, o uso destes materiais pode ser incontrolável em muitas explorações agrícolas, porque pode causar o bloqueio dos sistemas da drenagem e de esgoto, particular em explorações agrícolas com revestimento slatted. Ainda assim, de acordo com a diretiva do Conselho da UE, os agricultores podem fornecer materiais de enriquecimento alternativos, desde que permita que os suínos realizem atividades adequadas de investigação e manipulação.

A falta de enriquecimento ambiental pode potencialmente levar à frustração e stress3, que pode ativar o hipotálamo pituitária adrenal (hPa) eixo. Em suínos, bem como em humanos e outros animais, o estresse tipicamente leva à secreção de hormônio Adrenocorticotrópico (ACTH) da glândula pituitária. ACTH se liga aos seus receptores no córtex adrenal e estimula a liberação adrenal do cortisol glicocorticóide, que é considerado como um grande biomarcador de estresse e pode ser medido em sangue, urina, saliva e cabelo. O cortisol do saliva é um marcador para o stress agudo, desde que reflete sua concentração biologicamente ativa no sangue4. Tem a vantagem de uma coleta de amostras não invasiva, sem manuseio dos animais, por meio de cordas de algodão fornecidas como enriquecimento ambiental16,17. O cortisol capilar está sendo usado como um marcador para o estresse crônico, uma vez que o cortisol se acumula no cabelo ao longo do tempo e pode ser extraído e medido18,19; no entanto, requer manipulação de animais, o número de amostragem repetida é limitado pela taxa de crescimento do cabelo, e a análise é mais complicada, pois requer processo de extração longa. Ainda assim, tanto a saliva quanto o cortisol capilar podem fornecer informações complementares para avaliar o bem-estar animal.

Os objetivos deste trabalho são (1) dar informações metodológicas sobre como fornecer enriquecimento ambiental relativamente simples e prático para suínos que estão alojados em piso ripado durante diferentes estágios de suas vidas (parto e lactação, desmamados aos finalizadores), e (2) para demonstrar como coletar não invasora amostras da saliva para a medida de concentrações do cortisol, como um biomarcador para o esforço agudo.

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Protocolo

O protocolo do estudo foi aprovado eticamente pelo Comitê institucional de cuidado e uso de animais da Universidade Hebraica (MD-16-14754-2). O estudo foi conduzido durante 2017, no Lahav animal Research Institute e na Universidade Hebraica de Jerusalém, Israel.

1. protocolo de enriquecimento ambiental durante o período de parto e lactação

Nota: neste estudo, as porcas foram alojadas em canetas de parto/lactação, contenção por tempo limitado, de 3-5 dias antes da data prevista para o parto e até 10 dias após o parto; posteriormente, as barras de confinamento foram removidas, para permitir a livre circulação e interação entre a porca e seus leitões (ilustrado na Figura 1A). Entretanto, o seguinte protocolo é igualmente apropriado para as caixas de parto convencionais, em que a porca é contida durante todo o período de lactação inteiro.

  1. Pendure os materiais do enriquecimento (juta e cordas de algodão) na pena de parto antes que a porca esteja movida nele, a fim permitir as porcas ' aninhamento-como o comportamento antes do parto.
  2. Para cada caneta/caixa de parto, prepare duas peças de juta (20 cm de largura, um metro de comprimento), e duas peças de 100% natural, cordas de algodão sem cor (2-3 cm de diâmetro), aproximadamente um metro de comprimento cada.
  3. Amarrar a juta e cordas de algodão (duplo nó overhand) para a caneta/grades ' bares, como ilustrado na Figura 1, a partir do seu meio, permitindo que as duas extremidades livres de cada peça a ser pendurado em direção ao chão. A altura dos nós da juta e das cordas de algodão deve ser apenas mais baixa do que o ombro das porcas, quando suas extremidades livres forem apenas acima do assoalho (Figura 1B-C).
  4. As porcas são tipicamente interessadas nas cordas da juta e do algodão; Eles costumam puxar e mastigar. Conseqüentemente, substitua ou reabasteça materiais quando sujo ou terminado.
    Nota: neste estudo, os materiais foram inspecionados a cada 4-5 dias e substituídos ou reabastados quando necessário.
  5. Depois que os leitões nascem, pendure as cordas da juta e do algodão de modo que sejam alcançáveis para a porca e seus leitões, em um lugar seguro. Tipicamente, quando os materiais são alcançáveis para ambos, os leitões imitam suas represas de uma idade muito adiantada.
    Nota: como uma adição, o papel desfiado pode igualmente ser fornecido como o enriquecimento ambiental para as porcas e os leitões de parto, no assoalho slatted. No entanto, a compatibilidade dos sistemas de drenagem e esgoto, deve ser analisada criticamente na fazenda específica.

2. protocolo de enriquecimento ambiental para desmamados (quando a palha não pode ser fornecida)

Nota: neste estudo, após o desmame, cada duas ninhadas foram agrupadas em uma caneta de weaners. Otimamente, os grupos devem permanecer estáticos até o abate, sem misturar ou introduzir novos companheiros de caneta na caneta, para evitar lutas e ferimentos relacionados à hierarquia. O subsídio de espaço na caneta foi de acordo com a diretiva 2008/120/CE do Conselho Europeu e com a legislação israelense, com aproximadamente 20 suínos por grupo, e 0,3 m2 de área de piso desobstruída disponível por porco. Por razões técnicas, a palha não poderia ser fornecida para weaners, nem mesmo em racks. Quando a palha pode ser fornecida, use o protocolo dos Finishers do desmame ao abate, como detalhado na seção 3 do protocolo.

  1. Para cada caneta, prepare peças de um metro de comprimento de 100% natural, cordas de algodão sem cor, 2-3 cm de diâmetro; pelo menos uma peça para cada 10 porcos. Amarrar as cordas de algodão a uma corrente pendurada do tecto ou a um poste de suspensão (para distanciá-la da parede), como demonstrado na Figura 2B.
    1. Posicione as cordas de preferência no centro da área "ativa" da caneta, perto do alimentador e dos bebedores, e longe da parede das canetas (como marcado na Figura 2a) parapermitir o acesso de 360 °, que é esperado para evitar comportamentos agressivos devido à Competição.
  2. Pendurar as cordas em uma altura que permite que os porcos para alcançá-lo com suas bocas facilmente. Tipicamente, o nó deve ser menor do que o ombro dos porcos, enquanto as extremidades livres das cordas devem estar logo acima do chão, sem tocá-la (Figura 2).
  3. Substitua ou reabasteça as cordas quando sujo ou terminado.
    Nota: neste estudo, os materiais foram inspecionados a cada 4-5 dias e substituídos ou reabastados quando necessário.
  4. Além das cordas de algodão, forneça varas de silicone mastigáveis ou dispositivos mastigáveis similares (Figura 2). O dispositivo usado (veja a tabela de materiais) contem quatro varas mastigáveis que permite que pelo menos quatro porcos interajam com o dispositivo simultaneamente. Forneça um dispositivo para cada 10 a 15 porcos.
  5. Pendure o dispositivo mastigável com uma corrente do teto (incluído no jogo) para permitir o movimento balançando do dispositivo; Isso aumenta a atividade e o desafio para os porcos, e também permite que mais porcos participem de uma só vez.
    1. Posicione o dispositivo no centro da área ativa da caneta, longe das paredes da caneta para permitir acesso de 360 °, o que é esperado para evitar comportamentos agressivos devido à concorrência. A extremidade das varas do silicone deve estar em uma altura de 10 a 20 cm acima do assoalho.
  6. Mude as varas do silicone quando terminado ou se sujo.
    Nota: neste estudo, as varas de silicone devem ser alteradas apenas quando movidas das canetas dos weaners para as canetas dos finalizadores.

3. protocolo de enriquecimento ambiental para finalizadores

Nota: quando a palha pode ser fornecida durante todo o período, comece a usar este protocolo do desmame até o abate, em vez de apenas nas canetas dos finalizadores.

  1. Forneça cada caneta com palha colocada em um rack, em uma rede pendurada, ou em uma torre, como ilustrado na Figura 2C. Quando fornecido em tais dispositivos, somente pequenas quantidades da palha estão disponíveis para os porcos de cada vez, e a maioria dele está sendo mastigada. Conseqüentemente, este enriquecimento pode ser usado em assoalhos slatted, quando a palha não pode ser fornecida como o fundamento.
    Nota: neste estudo, a palha foi fornecida em racks comerciais (Figura 2C).
  2. Pendure as cremalheiras da palha em uma altura que seja alcançável para todos os porcos, geralmente apenas abaixo do nível do ombro. Anexá-los à parede com o acesso mais fácil para o maior número possível de porcos, de preferência dentro da "área ativa". Certifique-se que as cremalheiras estão fixadas corretamente e com segurança à parede para evitar a ruptura e os ferimentos do dispositivo.
  3. Certifique-se de que as prateleiras estão completamente cheias de palha no início; uma adição pequena quantidade de palha fresca pode ser adicionado a cada 1-3 dias. Alternativamente recarga quando o rack está vazio, normalmente a cada 7-10 dias.
    Nota: a palha longa é melhor do que a palha picada para reduzir a agressividade no grupo e para encontrar necessidades comportáveis dos porcos para enraizamento e exploração20.
  4. Quando aplicável, considere colocar uma bandeja de coleta ou um tapete embaixo do rack, quando o piso é ripado, para evitar que a palha seja dispersa e bloqueando os sistemas de drenagem e esgoto (Figura 2C). Uma vez que a palha é fornecida para suínos principalmente para cumprir o seu enraizamento e comportamento exploratório, uma esteira pode permitir a presença de alguma palha livre a ser explorado no nível do solo.
  5. Além da palha, forneça dispositivos mastigáveis, conforme detalhado na seção 2.
  6. Quando as cordas de algodão são usadas para a coleta de saliva, conforme detalhado na próxima seção, deixe as cordas nas canetas após a coleta de saliva, como um enriquecimento adicional. Outras cordas de algodão também podem ser fornecidas, conforme detalhado na seção 2.

4. coleta de amostras de saliva para análise de concentrações de cortisol

Nota: Esta seção fornece informações sobre como coletar de forma não invasiva a saliva para análise de concentração de cortisol, como um biomarcador para estresse agudo; no entanto, amostras de saliva também podem ser usadas para análise de outros biomarcadores e até mesmo para o rastreamento de potenciais patógenos. Além disso, o cortisol capilar deve ser medido quando aplicável.

  1. Planejar a amostragem de saliva para a mesma época do dia, para evitar viés, pois a secreção de cortisol muda ao longo do dia devido ao ritmo circadiano fisiológico, ou devido à alimentação21. A amostragem é tipicamente mais fácil antes da alimentação, preferivelmente antes da segunda alimentação do dia.
  2. Use uncolored, 100% corda de algodão (2-3 cm de diâmetro). Uma corda é tipicamente necessária por 12-15 porcos.
    Nota: neste estudo, foram utilizados kits comerciais prontos para uso para coleta de amostras de saliva.
  3. Amarre a corda perto do centro da caneta, longe da parede das canetas. Certifique-se de que o cabo que é usado para pendurar (entre a corda de algodão e a barra) não é alcançável para mastigar pelos porcos, e que as extremidades livres das cordas de algodão não tocam no assoalho, para razões da higiene (Figura 3a).
  4. Desvendar a extremidade livre da corda, para aumentar a superfície mastigável disponível (Figura 3B).
  5. Deixe a corda pendurada por 15-30 min. tipicamente, os porcos estão interessados em cordas recentemente fornecidas e mastigá-lo-iam durante este tempo. Tipicamente, a grande maioria dos porcos abordará a corda.
  6. Para extrair a saliva da corda, coloque a parte livre da corda em um saco de plástico estéril (como ilustrado na Figura 3D) e aperte a corda, aplicando a pressão do lado de fora do saco, de cima para baixo, até líquido suficiente (sugerido em pelo menos 2 mL) acumula-se na parte inferior do saco (Figura 3e) e, em seguida, retire a corda do saco.
    Nota: neste estudo, um saco de 30 cm x 40 cm foi incluído no kit. Se possível, esta etapa deve ser executada na pena sem cortar o cabo de suspensão. Desta forma, a extração de saliva é geralmente mais fácil, e as cordas podem ser deixadas na caneta como um enriquecimento. Se não houver saliva suficiente, um wringer pode ser usado (não foi necessário neste estudo).
  7. Para transferir a saliva do saco para um tubo estéril, puxe a corda para fora e corte cuidadosamente o canto inferior do saco acima de um tubo de plástico estéril de 50 mL (embora apenas 400 μL é geralmente necessária para cada análise em duplicatas, pelo menos 2 ml são recomendados para collectio n Figura 3F). Sele o tubo, e marque-o com um marcador permanente ou uma etiqueta pre-preparada (animais/pena, data, hora, exploração agrícola, etc.).
  8. Armazene amostras de saliva em um recipiente isolado com blocos de gelo até serem entregues ao laboratório.
  9. No laboratório, Centrifugueamostras de saliva até que a sujeira possa ser separada (por 8 min a 3000 x g). A saliva limpa deve ser transferida com uma pipeta Pasteur descartável limpa em tubos estéreis pré-marcados de volume menor (por exemplo, tubos de congelador de tampa de rosca de 2 mL) para maior comodidade. As amostras podem ser analisadas imediatamente, ou podem ser mantidas congeladas a uma temperatura de-20 ° c ou abaixo até a análise.
  10. Antes da análise da concentração do cortisol, a identidade relevante das amostras deve ser confirmada, e as amostras devem ser descongeladas na temperatura ambiente se congelado. Misture delicadamente cada amostra, e então Centrifugue-a outra vez antes da análise para remover a sujeira restante possível que pode interferir com o ensaio (8 minutos em 3000 x g).
  11. Realize a análise das concentrações de cortisol com um ensaio validado, de acordo com o protocolo específico do kit.
    Nota: neste estudo, amostras de cortisol de saliva foram medidas em duplicatas por ensaio imunoenzimático de acordo com as diretrizes do fabricante. Para os porcos que foram previamente fornecidos com cordas como enriquments, coletando saliva seria muito fácil como porcos mostram grande interesse nas cordas. No entanto, para os porcos que não estão familiarizados com as cordas, pode demorar tempo para a formação; assim, a coleta de saliva adequada pode não ser possível a partir da primeira vez. Se necessário, as cordas podem ser embebidos no suco de maçã para o treinamento (obviamente, em tal caso, a saliva não pode ser usada para a análise). Se forem necessárias amostras de saliva de suínos alojados individualmente, a coleção pode ser mais desafiadora do que de um grupo, e sessões de treinamento com cordas encharcadas de suco de maçã são tipicamente necessárias. A mastigação de cordas da coleção pode igualmente ser incentivada por indivíduos de amostragem um ao lado de se devido ao imiticking.

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Resultados

No presente estudo, 16 ninhadas (170 leitões) foram alocadas aleatoriamente em dois grupos de tratamento; em um grupo, o enriquecimento ambiental foi fornecido a oito ninhadas ("grupo enriquecido", conforme descrito nas seções de protocolo 1-3), enquanto não foi fornecida às outras oito ninhadas ("grupo não enriquecido"). Após o desmame, cada duas ninhadas foram agrupadas em um grupo de cerca de 20 suínos. Amostras de saliva foram coletadas e analisadas para concentrações de cortisol a ca...

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Discussão

Nisto, nós descrevemos os protocolos que detalham como fornecer o enriquecimento ambiental simples e prático para os porcos que são alojados no assoalho slatted durante estágios diferentes de sua vida, e como coletar não invasora amostras da saliva para a medida do cortisol concentrações, como um biomarcador para o stress agudo. A palha como um fundamento é considerada como um do enriquecimento ambiental o mais apropriado para porcos, mas pode ser impraticável em assoalhos slatted. No entanto, alternativas relativamente ...

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Agradecemos Lahav CRO para a realização da pesquisa em sua fazenda e para a equipe da fazenda para fornecer ajuda técnica valiosa durante todo o estudo. O estudo foi financiado pelo cientista-chefe de Israel, Ministério da agricultura e desenvolvimento rural.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Bite-RiteIkadan System USA Inc.Considere encomendar bastões de silicone substituíveis adicionais
ELISA; Kit de Cortisol para SalivaDRG International Inc. NJ, EUASlv2930
HALM 60/80 CMW. Domino A/S, DK49084/ 85
TEGO Kit de Fluidos Orais para SuínosITL BioMedical, EUAA100930Incluindo tudo o que é necessário para o protocolo de amostragem de saliva

Referências

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