Summary
Dit protocol laat zien hoe praktische zinvolle milieu verrijking voor varkens die in de verschillende stadia van hun leven op een lattenbodem zijn ondergebracht, en het verzamelen van speeksel monsters op een niet-invasieve manier voor de meting van cortisol concentraties, als biomarker voor acute stress.
Abstract
Aangezien varkensvlees wereldwijd het meest geconsumeerde vlees is, is het welzijn van dieren in de varkensvleesindustrie steeds meer een belangrijke publieke aangelegenheid geworden, die een aanzienlijke druk oplegt van klanten, wetgevers en andere stakeholders, om management wijzigingen aan te brengen in het welzijn van deze dieren te verbeteren. Verschillende studies hebben aangetoond dat het verstrekken van milieu verrijking aan varkens hen in staat stelt om hun natuurlijke gedrag te uiten, zoals wroeten en verkennen, evenals nesten voorafgaand aan farrowing, en wordt geassocieerd met verminderde stress en een verbeterde productie en welzijn. Er moet echter rekening worden gehouden met veel overwegingen bij het verstrekken van milieu verrijking, zoals het type vloer, drainage-en riool systemen, het stadium van de varkens in het leven, het materiaal, evenals de hangende methode, de hoogte en de locatie binnen de pen. De doelstellingen van dit document zijn (1) om methodologische informatie te geven over hoe een relatief eenvoudige en praktische betekenisvolle milieu verrijking moet worden verschaft voor varkens die in de verschillende stadia van hun leven op latten vloeren zijn ondergebracht, en (2) demonstreert het verzamelen van speeksel monsters voor de meting van cortisol concentraties, als een biomarker voor acute stress. Protocollen omvatten informatie over het gebruik van jute, katoen touwen, stro in rekken, evenals kauwtabletten silicone sticks apparaten als milieu verrijking in pennen van de werpen en borstvoeding, biggen en finishers. Bovendien is het gebruik van katoenen touw voor een niet-invasieve collectie van speeksel monsters voor de analyse van cortisol concentraties gedetailleerd. De verstrekte protocollen zijn relevant voor professionals die gericht zijn op het verbeteren en monitoren van dierenwelzijn, zowel in onderzoek als in de industriële varkenshouderij.
Introduction
Varkensvlees is wereldwijd het meest geconsumeerde, met meer dan 1.300.000.000 varkens die jaarlijks1,2worden ingezameld en geslacht. In de afgelopen jaren is het welzijn van dieren in de varkensindustrie steeds meer een belangrijke zorg van het publiek geworden, die aanzienlijke druk legt, afkomstig van klanten, wetgevers en andere belanghebbenden, om management wijzigingen aan te brengen om het welzijn van deze dieren. Verschillende studies toonden aan dat het verstrekken van milieu verrijking aan varkens gepaard gaat met verminderde stress en een betere productie en welzijn, omdat het de varkens toestaat hun natuurlijke gedrag, zoals wroeten en verkennen, te uiten, evenals nesten voorafgaand aan werpen3,4,5,6,7.
Varkens worden als intelligente dieren beschouwd en hebben een zeer nieuwsgierige aard; Dus, als er geen geschikte omgeving wordt geboden, zullen varkens waarschijnlijk stereotypisch gedrag en direct manipulatief sociaal gedrag vertonen ten opzichte van pen-mates, wat kan leiden tot Staartbijten, evenals andere verwondingen en stress van8,9. Daarom wordt het verstrekken van een zinvolle milieu verrijking geadviseerd door professionals, en in sommige landen zelfs opgelegd door verordeningen en wetgeving, zoals de Europese Unie Richtlijn 2008/120/EG5.
Het bieden van zinvolle milieu verrijking kan een uitdaging zijn; het moet voldoen aan de natuurlijke gedrags behoeften van de varkens in elke fase van hun leven, evenals rekening houden met praktische en technische beperkingen. Voorafgaand aan het roeien wordt het verstrekken van nest materiaal geassocieerd met een kortere vernauwing, evenals een hogere overlevingskans van de pasgeboren biggen tijdens het vernauwing en gedurende de lactatieperiode. Bovendien, in vrije pennen met milieu verrijking, maternale gedrag is verbeterd, evenals de cognitieve prestaties en gewichtstoename van de biggen3,10,11,12,13. Na het spenen kan het groeperen van varkens (weaners, kweken of finishers) van verschillende nesten of pennen stressvol zijn en agressiviteit veroorzaken ten opzichte van andere penmates, wat kan leiden tot verwondingen14,15. Daarom, bij het mengen van onbekende varkens, het verstrekken van zinvolle milieu verrijking kan potentieel verminderen het optreden van ongewenst gedrag als gevolg van frustratie en agressiviteit of omleiding van wroeten gedrag.
Volgens de richtlijn 2008/120/EG van de Europese Unie (opgericht in 2001/93/EG) is het noodzakelijk dat varkens permanent toegang hebben tot een voldoende hoeveelheid materiaal om behoorlijke onderzoeks-en manipulatie activiteiten mogelijk te maken, zoals stro, hooi, hout, zaagsel, champignon compost, turf of een mengsel van deze5,6. Het gebruik van deze materialen kan echter op veel boerderijen onbeheersbaar zijn, omdat dit kan leiden tot verstopping van de drainage-en riool systemen, met name op boerderijen met lattenbodem vloeren. Volgens de richtlijn van de Europese Raad kunnen landbouwers echter nog alternatieve verrijkings materialen aanbieden, mits zij de varkens in staat stellen om behoorlijke onderzoeks-en manipulatie activiteiten uit te voeren.
Gebrek aan milieu verrijking kan mogelijk leiden tot frustratie en stress3, die kan activeren de hypothalame hypofyse bijnier (HPA) as. Bij varkens, maar ook bij mensen en andere dieren, stress leidt meestal tot de secretie van adrenocorticotrope hormoon (ACTH) uit de hypofyse. ACTH bindt aan haar receptoren op de bijnierschors en stimuleert de bijnier afgifte van de Glucocorticoïde cortisol, die wordt beschouwd als een belangrijke biomarker van stress en kan worden gemeten in bloed, urine, speeksel en haar. Speeksel cortisol is een marker voor acute stress, omdat het weerspiegelt zijn biologisch actieve concentratie in het bloed4. Het heeft het voordeel dat een niet-invasieve monsterverzameling, zonder behandeling van de dieren, door middel van katoen touwen als milieu verrijking16,17wordt aangeboden. Haar cortisol wordt gebruikt als een marker voor chronische stress, omdat cortisol accuiteert in het haar na verloop van tijd en kan worden geëxtraheerd en gemeten18,19; echter, het vereist de behandeling van dieren, het aantal herhaalde bemonstering wordt beperkt door de haargroei snelheid, en de analyse is meer omslachtig omdat het lange extractieproces vereist. Nog steeds, zowel speeksel en haar cortisol kan aanvullende informatie verstrekken aan ezels dierenwelzijn.
De doelstellingen van dit document zijn (1) om methodologische informatie te geven over hoe een relatief eenvoudige en praktische zinvolle milieu verrijking moet worden verschaft voor varkens die in verschillende stadia van hun leven op een lattenbodem zijn ondergebracht (vernauwing en lactatie, en (2) aantonen hoe niet-invasief speeksel monsters kunnen worden verzameld voor de meting van cortisol concentraties, als biomarker voor acute stress.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Het studie protocol werd ethisch goedgekeurd door het institutioneel Dierenzorg-en gebruiks Comité van de Hebreeuwse Universiteit (MD-16-14754-2). De studie werd uitgevoerd tijdens 2017, aan het Lahav Animal Research Institute en de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem, Israël.
1. milieu verrijkings protocol tijdens de vernauwing en lactatieperiode
Let op: in deze studie werden zeugen ondergebracht in vernauwing/lactatie pennen, onder terughoudendheid voor een beperkte tijd, vanaf 3-5 dagen vóór de verwachte datum van het roeien en tot 10 dagen na het schroeien; Daarna werden opsluiting staven verwijderd, om vrij verkeer en interactie tussen de zeug en zijn biggen mogelijk te maken (geïllustreerd in Figuur 1A). Het volgende protocol is echter ook geschikt voor conventionele scheen kisten, waarbij de zeug gedurende de gehele lactatieperiode wordt ingetogen.
- Hang de verrijkings materialen (jute en katoen touwen) op in de scheen stift voordat de zeug erin wordt geplaatst, zodat het nest achtige gedrag van de sows voorafgaand aan de vernauwing wordt toegestaan.
- Maak voor elke vernauwing pen/krat twee stukjes jute (20 cm breed, één meter lang) en twee stukken van 100% natuurlijke, ongekleurde katoen touwen (2-3 cm in diameter), elk ongeveer één meter lang.
- Bind de jute en katoen touwen (dubbele overhand knoop) aan de staven van de pen/kratten, zoals geïllustreerd in Figuur 1, uit het midden, waardoor de twee vrije uiteinden van elk stuk aan de vloer kunnen worden gehangen. De hoogte van de touw knopen van jute en katoen moet net lager zijn dan de zeugen schouder, terwijl de vrije uiteinden net boven de vloer liggen (Figuur 1B-C).
- Zeugen zijn meestal geïnteresseerd in de jute en katoen touwen; ze trekken en kauwen er vaak op. Vervang of vul daarom materialen in als het vuil of afgewerkt is.
Opmerking: in deze studie werden materialen elke 4-5 dagen geïnspecteerd en vervangen of bijgevuld wanneer dat nodig was. - Als de biggen geboren zijn, hangen de jute en de katoenen touwen zodat ze zowel voor de zeug als voor de biggen bereikbaar zijn, op een veilige plaats. Meestal, wanneer de materialen zijn bereikbaar voor beide, biggen imiteren hun dammen vanaf zeer jonge leeftijd.
Let op: als toevoeging kan versnipperd papier ook worden verstrekt als milieu verrijking voor de schroei zeugen en biggen, op een lattenbodem. De verenigbaarheid van de drainage-en riool systemen moet echter kritisch worden onderzocht op de specifieke boerderij.
2. milieuverrijkings protocol voor biggen (wanneer stro niet kan worden geleverd)
Opmerking: in deze studie, na het spenen, werden elke twee nestjes gegroepeerd in één pen van weaners. Optimaal, groepen moeten statisch blijven tot het slachten, zonder het mengen of introduceren van nieuwe pen mates in de pen, om te voorkomen dat hiërarchie-gerelateerde strijd en verwondingen. De hoeveelheid ruimte in de pen was volgens Richtlijn 2008/120/EG van de Europese Raad en de Israëlische wetgeving, met ongeveer 20 varkens per groep, en 0,3 m2 van onbelemmerde vloeroppervlak beschikbaar per varken. Om technische redenen kon stro niet worden voorzien voor weaners, zelfs niet in racks. Wanneer stro kan worden geleverd, gebruikt u het Protocol van de finishers van het spenen tot het slachten, zoals beschreven in Protocol sectie 3.
- Bereid voor elke pen één meter lange stukken van 100% natuurlijke, ongekleurde katoen touwen, 2-3 cm in diameter; ten minste één stuk voor elke 10 varkens. Bind de katoenen touwen aan een ketting opgehangen aan het plafond of aan een hangende paal (op afstand van de muur), zoals aangetoond in Figuur 2B.
- Plaats de touwen bij voorkeur in het midden van het "actieve" gebied van de pen, dicht bij de toevoer en de drinkers, en ver van de muur van de pennen (zoals aangegeven in Figuur 2A) om 360 ° toegang mogelijk te maken, die wordt verwacht om agressief gedrag te voorkomen als gevolg van Competitie.
- Hang de touwen op een hoogte waardoor de varkens het gemakkelijk met hun mond kunnen bereiken. Normaalgesproken moet de knoop lager zijn dan de varkensschouder, terwijl de vrije uiteinden van de touwen net boven de vloer moeten zijn, zonder het aan te raken (Figuur 2).
- Bij vuil of afgewerkt touwen vervangen of bijvullen.
Let op: in dit studiemateriaal werden elke 4-5 dagen geïnspecteerd, en vervangen of bijgevuld wanneer nodig. - In aanvulling op de katoen touwen, bieden kauwtabletten siliconen sticks of soortgelijke kauwtabletten apparaten (Figuur 2). Het apparaat dat wordt gebruikt (Zie de tabel met materialen) bevat vier kauwbare stokken waardoor ten minste vier varkens gelijktijdig met het apparaat kunnen communiceren. Voorzie één apparaat voor elke 10 tot 15 varkens.
- Hang het kauwbare apparaat met een ketting van het plafond (meegeleverd in de kit) om het apparaat te laten slingeren beweging; Dit verhoogt de activiteit en de uitdaging voor de varkens, en zorgt er ook voor dat meer varkens tegelijk kunnen deelnemen.
- Plaats het apparaat in het midden van het actieve gebied van de pen, ver van de wanden van de pen om 360 ° toegang mogelijk te maken, wat naar verwachting agressief gedrag als gevolg van de concurrentie voorkomt. Het uiteinde van de siliconen sticks moet op een hoogte van 10 tot 20 cm boven de vloer liggen.
- Verander de siliconen sticks als ze klaar zijn of als ze vuil zijn.
Opmerking: in deze studie moeten siliconen sticks alleen worden vervangen wanneer ze van de pennen van de weaners naar de pennen van de finishers worden verplaatst.
3. milieu verrijking protocol voor finishers
Opmerking: wanneer stro gedurende de hele periode kan worden geleverd, begin dan met het gebruik van dit Protocol van spening tot de slacht, in plaats van alleen in de pennen van de finishers.
- Voorzie elke pen van stro in een rek, in een opgehangen net of in een toren, zoals afgebeeld in Figuur 2C. In dergelijke inrichtingen zijn slechts kleine hoeveelheden stro voor de varkens beschikbaar, waarvan het grootste deel wordt gekauwd. Daarom kan deze verrijking worden gebruikt op lamellen vloeren, wanneer stro niet als strooisel kan worden geleverd.
NB: in deze studie werd stro geleverd in commerciële rekken (Figuur 2C). - Hang de stro rekken op een hoogte die bereikbaar is voor alle varkens, meestal net onder het schouder niveau. Bevestig ze aan de muur met de eenvoudigste toegang voor zo veel mogelijk varkens, bij voorkeur binnen het "actieve gebied". Zorg ervoor dat de racks goed en veilig aan de muur zijn bevestigd om breuk en verwondingen van het apparaat te voorkomen.
- Zorg ervoor dat rekken zijn volledig gevuld met stro aan het begin; een toevoeging kleine hoeveelheid verse stro kan worden toegevoegd elke 1-3 dagen. U ook aanvullen wanneer het rek leeg is, meestal elke 7-10 dagen.
Let op: lang stro is beter dan gehakte stro om agressiviteit in de groep te verminderen en om te voldoen aan de gedrags behoeften van varkens voor wroeten en het verkennen van20. - Indien van toepassing, overweeg het plaatsen van een opvangbakje of een mat onder het rek, wanneer de vloer is latten, om te voorkomen dat stro wordt verstrooid en het blokkeren van de drainage en rioolwater systemen (Figuur 2C). Omdat stro is voorzien voor varkens voornamelijk om hun wortel-en verkennende gedrag te vervullen, kan een mat de aanwezigheid van een vrij stro laten onderzoeken op het maaiveld.
- In aanvulling op het stro, bieden kauwtabletten, zoals beschreven in sectie 2.
- Wanneer katoen touwen worden gebruikt voor de speeksel collectie, zoals beschreven in de volgende sectie, laat de touwen in de pennen na de speeksel collectie, als een extra verrijking. Andere katoenen touwen kunnen ook worden verstrekt, zoals beschreven in paragraaf 2.
4. speeksel monsters collectie voor analyse van cortisol concentraties
Opmerking: deze sectie bevat informatie hoe u niet-invasief speeksel verzamelt voor cortisol concentratie analyse, als biomarker voor acute stress; speeksel monsters kunnen echter ook worden gebruikt voor analyse van andere biomarkers en zelfs voor het screenen van potentiële pathogenen. Bovendien, haar cortisol moet worden gemeten indien van toepassing.
- Plan speeksel bemonstering voor dezelfde tijd van de dag, om bias te voorkomen, als cortisol secretie verandert langs de dag als gevolg van fysiologisch circadiane ritme, of als gevolg van voeding21. Bemonstering is meestal gemakkelijker voor het voeden, bij voorkeur vóór de tweede voeding van de dag.
- Gebruik ongekleurde, 100% katoen touw (2-3 cm in diameter). Een touw is meestal nodig per 12-15 varkens.
Opmerking: in deze studie werden commerciële, gebruiksklare kits gebruikt voor het verzamelen van speeksel monsters. - Bind het touw dicht bij het midden van de pen, ver van de muur van de pennen. Zorg ervoor dat het snoer dat wordt gebruikt om te hangen (tussen de katoenen touw en de bar) niet bereikbaar is om door de varkens te kauwen, en dat de vrije uiteinden van de katoenen touwen niet de vloer raken, om hygiënische redenen (Figuur 3A).
- Ontrafel het vrije uiteinde van het touw, om het beschikbare kauw oppervlak te vergroten (Figuur 3B).
- Laat het touw hangende voor 15-30 min. typisch, varkens zijn geïnteresseerd in nieuw geleverde touwen en zou het kauwen in deze tijd. Typisch, de overgrote meerderheid van de varkens zal het touw te benaderen.
- Om het speeksel uit het touw te halen, zet het vrije deel van het touw in een steriele plastic zak (zoals afgebeeld in Figuur 3D) en knijp het touw door de druk van de buitenkant van de zak, van boven naar beneden, toe te passen tot voldoende vloeistof (voorgesteld bij minste 2 mL) zich ophot aan de onderkant van de zak (Figuur 3E), en verwijder vervolgens het touw uit de zak.
Opmerking: in deze studie werd een 30 cm x 40 cm zak in de kit meegeleverd. Indien mogelijk moet deze stap in de pen worden uitgevoerd zonder het ophang snoer te snijden. Op deze manier is de speeksel extractie meestal gemakkelijker en kunnen de touwen als verrijking in de pen worden achtergelaten. Als er niet genoeg speeksel is, kan een wringer worden gebruikt (was niet vereist in deze studie). - Om het speeksel van de zak in een steriele buis te brengen, trek het touw naar buiten en snijd voorzichtig de onderste hoek van de zak boven een 50 ml steriele plastic buis (hoewel slechts 400 μL is meestal vereist voor elke analyse in duplicaten, worden ten minste 2 ml aanbevolen voor collectie n Figuur 3F). Afdichting van de buis, en markeer het met een permanente marker of een vooraf voorbereide sticker (dieren/pen, datum, tijd, boerderij, enz.).
- Bewaar de speeksel monsters in een geïsoleerde verpakking met ijsblokjes tot het laboratorium wordt afgeleverd.
- Centrifugeer in het laboratorium de speeksel monsters tot vuil kan worden gescheiden (voor 8 min bij 3000 x g). Het schone speeksel moet worden overgebracht met een schone wegwerp Pasteur-pipet in voorgemarkeerde steriele buizen van kleiner volume (bijv. 2 mL schroefdop vriezer buizen) voor het gemak. Monsters kunnen onmiddellijk worden geanalyseerd of bevroren worden gehouden bij een temperatuur van-20 °C of lager tot aan de analyse.
- Voorafgaand aan de analyse van de cortisol concentratie moeten de relevante monsters worden bevestigd en moeten monsters op kamertemperatuur worden ontdooid indien ze bevroren zijn. Meng elk monster zachtjes en Centrifugeer het vervolgens opnieuw voor de analyse om eventueel overgebleven vuil te verwijderen dat de assay kan verstoren (8 min bij 3000 x g).
- Voer een analyse van de cortisol concentraties uit met een gevalideerde Assay, volgens het specifieke kitprotocol.
Opmerking: in deze studie werden speeksel cortisol monsters gemeten in duplicaten door enzym-linked immunosorbent assay volgens de richtlijnen van de fabrikant. Voor varkens die eerder met touwen als enrichments werden meegeleverd, zou het verzamelen van speeksel heel gemakkelijk zijn, omdat varkens een hoge interesse in de touwen vertonen. Voor varkens die niet bekend zijn met de touwen, kan het echter enige tijd duren voor de opleiding; Dus, het verzamelen van voldoende speeksel mogelijk niet mogelijk vanaf de eerste keer. Indien nodig kunnen touwen worden geweekt in appelsap voor training (uiteraard kan het speeksel in dat geval niet worden gebruikt voor analyse). Als speeksel monsters nodig zijn van individueel huisvestings varkens, kan de collectie moeilijker zijn dan bij een groep, en zijn er meestal trainingssessies met door appelsap doorweekte touwen nodig. Het kauwen van Verzamel touwen kan ook worden aangemoedigd door het bemonsteren van individuen die naast elkaar liggen als gevolg van nabootsen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
In de huidige studie werden 16 nesten (170 biggen) willekeurig in twee behandelingsgroepen verdeeld; in één groep werd milieu verrijking geleverd aan acht nesten ("verrijkte groep", zoals beschreven in Protocol secties 1-3), terwijl het niet werd verstrekt aan de andere acht nesten ("niet-verrijkte groep"). Na het spenen werden elke twee nestjes gegroepeerd in één groep van ongeveer 20 varkens. Speeksel monsters werden verzameld en geanalyseerd voor cortisol concentraties elke twee weken in elke pen, zoals beschreven in Protocol sectie 4.
In deze studie toonden zeugen, biggen en varkens, wanneer ze goed werden verstrekt, interesse in alle verrijkingsinrichtingen. Zeugen gebruikten de kabels van jute en katoen vóór de vernauwing, indien aanwezig. Tijdens de lactatieperiode, toen jute en katoen touwen bereikbaar waren voor zowel de dam als haar biggen, geïmiteerd biggen hun dammen vanaf de leeftijd van 2-3 dagen oud; echter, wanneer materialen niet bereikbaar waren voor de zeug, begonnen biggen het materiaal later te gebruiken, meestal na meer dan een week oud. In de borstvoeding en de weaners pennen werden de jute-en katoen touwen meestal elke 4-5 dagen vervangen of aangevuld, terwijl de kauwbare siliconen sticks slechts één keer werden vervangen, toen varkens op de leeftijd van 70 dagen werden verplaatst van de pen van de weaners naar de finishers-pen. In de pennen van de finishers werden geen drainage-en riool blokkeringen geregistreerd.
De kans om te sterven gedurende de hele periode tot de slacht was significant hoger bij biggen/varkens in de niet-verrijkte groep in vergelijking met de verrijkte groep (of = 3,38, 95% bi = 1.05-10.83; P = 0,004). Speeksel cortisol monsters werden met succes verzameld tijdens de studie elke twee weken, net voor de tweede voeding van de dag. De varkens in de verrijkte groep toonden grote belangstelling voor de speeksel inzameling van katoen touwen vanaf het begin; echter, in de niet-verrijkte groep speeksel volumes in de eerste collectie waren meestal lager (2-10 mL), maar uit de tweede of derde collectie sessies was het vergelijkbaar tussen de groepen. Typisch, een volume groter dan 30-40 mL werd gemakkelijk geëxtraheerd uit elk touw. De monsters werden bevroren (-80 °C) bewaard tot de analyse. De cortisol concentraties, zoals gemeten met ELISA, waren over het algemeen significant lager in de verrijkte varkens, vergeleken met de niet-verrijkte varkens (P = 0,0044; Figuur 4).
Figuur 1: milieu verrijking tijdens de vernauwing en lactatieperiode. A) de illustratie van de Uitschuif stift, die twee stadia van de opsluiting staven aantoont, hetzij wanneer de zeug is ingetogen (stadium R) of nadat de opsluiting staven zijn verwijderd (fase F), zodat vrij verkeer en interactie tussen de zeugen en haar Biggen. Aanbevolen locaties voor de jute-en katoen touwen voor en na de vernauwing zijn respectievelijk groen en blauw gemarkeerd. B) beelden van een zeug en haar biggen communiceren met katoen TOUWEN (CR) en jute (J) als milieu verrijking in een vernauwing/lactatie-pen. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 2: milieu verrijking voor biggen en finishers. A) eenSchematische illustratie van een pen die de aanbevolen locaties voor het ophangen van het milieu materiaal in het "actieve gebied" (blauw X) aantoont. (B-C) Afbeeldingen van varkens verrijkt zoals voorgesteld. B) in de pen van de weaners, katoenen TOUWEN (CR) als milieu verrijking of voor het verzamelen van speeksel monsters opgehangen aan het plafond of van een paal (P) om het van de wand van de pen te distantiëren, kauwbare siliconen sticks (BR) opgehangen aan een ketting van het plafond ( HC). C) in de pen van de finishers wordt stro geleverd in een rek (SR), een stro toren (ST) of een stro korf (SB); een mat (M) kan de roostervloer bedekken onder elk van deze stro apparaten. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 3: speeksel bemonsteringsproces met behulp van katoen touwen. (a-F) De zes belangrijkste stadia voor de speeksel bemonstering worden geïllustreerd: opknoping van het touw, ontraveling van het vrije uiteinde van het touw, waardoor de varkens te kauwen, speeksel extractie van het touw in een plastic zak en vervolgens overbrengen naar een plastic buis. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 4: speeksel cortisol concentraties in verrijkte en niet verrijkte varkens. Speeksel monsters werden om de twee weken verzameld met behulp van katoenen touwen, op het niveau van de pennen, van de spening tot de slacht, van verrijkte en niet-verrijkte varkens; cortisol concentraties werden gemeten met ELISA. Voor deze analyse werden alle monsters gegroepeerd per groep, zonder rekening te houden met de monsternemings datum. De cortisol concentraties waren significant lager in de verrijkte groep, vergeleken met de niet-verrijkte groep (Mann Whitney-test; P = 0,0044). Resultaten worden weergegeven als gemiddelde ± SEM. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Hierin beschrijven we protocollen waarin wordt beschreven hoe u eenvoudige en praktische milieu verrijking biedt voor varkens die zijn ondergebracht op een lattenbodem gedurende verschillende stadia van hun leven, en hoe u niet-invasief speeksel monsters verzamelt voor de meting van cortisol concentraties, als biomarker voor acute stress. Stro als strooisel wordt beschouwd als een van de meest geschikte milieu verrijking voor varkens, maar kan onpraktisch zijn op lattenbodems. Toch kunnen relatief goedkope alternatieven zoals jute, katoenen touwen, stro in rekken en kauwtabletten praktisch en veilig worden toegepast.
Het bereik van de speeksel cortisol concentraties in deze studie zijn vergelijkbaar met eerdere publicaties17,22,23. De significante verschillen in speeksel cortisol concentraties tussen verrijkte en niet-verrijkte dieren, is in overeenstemming met de hypothese dat milieu verrijking acute stress bij varkens bij een punt monster kan verminderen, zoals in eerdere studies is aangetoond, ten minste tot een bepaalde leeftijd, zolang het circadiane ritme niet wordt beschadigd door de langdurige chronische stress24,25. Zoals opgemerkt, cortisol kan worden gemeten in bloed, urine, en speeksel als markers voor acute stress, en in het haar als een marker voor chronische stress. Een protocol voor het meten van haar cortisol werd eerder beschreven door Meyers et al. en kan relevant zijn bij het beoordelen van dierenwelzijn19. Echter, bij het zoeken naar markers voor acute stress, men moet overwegen dat elke bemonstering, op zichzelf, cortisol vrijlating kan verhogen als gevolg van dier behandeling of pijn veroorzaakt tijdens de procedure16,26. Vandaar, niet-invasieve speeksel bemonstering, zoals voorgesteld in de huidige studie, is een relevante methode, die kan worden gebruikt voor cortisol analyse, evenals voor de analyse van andere biomarkers en zelfs voor de screening van potentiële pathogenen27.
De belangrijkste uitdagingen bij het verzamelen van speeksel volgens dit protocol kunnen zijn bij het verzamelen van varkens die niet bekend zijn met de touwen, omdat ze kunnen voorkomen dat de touwen kauwen, en daarom kan training nodig zijn. Training kan worden uitgevoerd met behulp van touwen die worden geweekt in appelsap (in dergelijke gevallen kunnen die speeksel monsters niet worden gebruikt voor analyses). Als speeksel monsters nodig zijn van individueel huisvestings varkens, kan de collectie nog uitdagender zijn dan bij een groep, en zijn er meestal trainingssessies met door appelsap doordrenkte touwen nodig. Het kauwen van de touwen kan ook worden aangemoedigd door het bemonsteren van individuen naast elkaar als gevolg van nabootsen. Voor de opleiding van jonge biggen, moeten touwen worden opgehangen om bereikbaar te zijn voor hun moeder om leren en vroeg kauwen te stimuleren. Een andere mogelijke belemmering bij het gebruik van katoen touwen voor verrijking of voor de speeksel collectie is dat het kan worden gevangen in oormerken van bepaalde merknamen. Als dit het geval is, moeten de oormerken of de verrijkings methode worden vervangen.
Met behulp van katoen touwen meten speeksel cortisol concentratie op het niveau van de groep, die voorziet in de toepasselijke screening voor dit hormoon. Een mogelijk nadeel van deze inzamelings methode is dat het geen representatieve meting van alle individuen in de groep kan zijn, omdat het wordt beïnvloed door de hoeveelheid speeksel die in het touw van elk afzonderlijk varken wordt geabsorbeerd. Om dit nadeel te minimaliseren, is het raadzaam om voldoende aantal touwen te leveren, om voldoende Ophaaltijd mogelijk te maken, en om verschillende herhaalde verzamelingen uit te voeren. In vergelijking met de bestaande methode van individuele bemonstering, is de collectie zelf niet stressvol voor de varkens, omdat deze wordt gegeven als een verrijking van het milieu, zonder behandeling van de varkens.
Kortom, varkens kunnen in alle levensstadia ecologisch worden verrijkt, zelfs op een lattenbodem, met behulp van jute, katoenen touwen, stro in rekken en kauw apparaten. Het type verrijking, de hangende methode, evenals de hoogte en locatie binnen de pen, zijn belangrijk voor hun effectiviteit. Met betrekking tot de speeksel collectie van Cotton topes zijn de timing en de hangende aanbevelingen cruciaal voor succesvolle samplings. Deze protocollen zijn relevant voor professionals die gericht zijn op het verbeteren en monitoren van dierenwelzijn, zowel in onderzoek als in de industriële varkenshouderij.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
We bedanken Lahav CRO voor het uitvoeren van het onderzoek in hun bedrijf en het team van de boerderij voor het leveren van waardevolle technische hulp tijdens de studie. De studie werd gefinancierd door de Israëlische Chief Scientist, ministerie van landbouw en plattelandsontwikkeling.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Bite-Rite | Ikadan System USA Inc. | Consider ordering additional replaceable silicone sticks | |
| ELISA; Saliva Cortisol Kit | DRG International Inc. NJ, USA | Slv2930 | |
| HALM 60/80 CM | W. Domino A/S, DK | 49084/ 85 | |
| TEGO Swine Oral Fluids Kit | ITL BioMedical, USA | A100930 | Including everything needed for the saliva sampling protcol |
References
- McGlone, J. J. The Future of Pork Production in the World: Towards Sustainable, Welfare-Positive Systems. Animals (Basel. 3, 401-415 (2013).
- Kuberka, L., Cozzens, T., Mezoughem, C. Livestock and Poultry: World Markets and Trade. Available at: https://apps.fas.usda.gov/psdonline/circulars/livestock_poultry.pdf [accessed). USDA-FAS, Office of Global Analysis, Global Commodity Analysis Division. , Washington, DC, USA. (2018).
- Oostindjer, M., et al. Effects of environmental enrichment and loose housing of lactating sows on piglet performance before and after weaning. Journal of Animal Science. 88, 3554-3562 (2010).
- Munsterhjelm, C., et al. Environmental enrichment in early life affects cortisol patterns in growing pigs. Animal. 4, 242-249 (2010).
- Bracke, M. B. M., Koene, P. Expert opinion on metal chains and other indestructible objects as proper enrichment for intensively-farmed pigs. PLoS One. 14, (2019).
- Marcet Rius,, M,, et al. Providing straw to allow exploratory behaviour in a pig experimental system does not modify putative indicators of positive welfare: peripheral oxytocin and serotonin. Animal. 12, 2138-2146 (2018).
- Giuliotti, L., Benvenuti, M. N., Giannarelli, A., Mariti, C., Gazzano, A. Effect of Different Environment Enrichments on Behaviour and Social Interactions in Growing Pigs. Animals. 9, (2019).
- Stafford, K. J. Tail biting: an important and undesirable behaviour of growing pigs. Veterinary journal. 186, 131-132 (2010).
- Sutherland, M. A. Welfare implications of invasive piglet husbandry procedures, methods of alleviation and alternatives: a review. New Zealand Veterinary Journal. 63, 52-57 (2015).
- Herskin, M. S., Jensen, K. H., Thodberg, K. Influence of environmental stimuli on nursing and suckling behaviour in domestic sows and piglets. Animal Science. 68, 27-34 (1999).
- Lawrence, A. B., et al. The Effect of Environment on Behavior, Plasma-Cortisol and Prolactin in Parturient Sows. Applied Animal Behaviour Science. 39 (94), 313-330 (1994).
- Baxter, E. M., Lawrence, A. B., Edwards, S. A. Alternative farrowing accommodation: welfare and economic aspects of existing farrowing and lactation systems for pigs. Animal. 6, 96-117 (2012).
- Oliviero, C., Heinonen, M., Valros, A., Halli, O., Peltoniemi, O. A. Effect of the environment on the physiology of the sow during late pregnancy, farrowing and early lactation. Animal Reproduction Science. , 365-377 (2008).
- Thomsen, R., Edwards, S. A., Rousing, T., Labouriau, R., Sorensen, J. T. Influence of social mixing and group size on skin lesions and mounting in organic entire male pigs. Animal. 10, 1225-1233 (2016).
- Rydhmer, L., Hansson, M., Lundstrom, K., Brunius, C., Andersson, K. Welfare of entire male pigs is improved by socialising piglets and keeping intact groups until slaughter. Animal. 7, 1532-1541 (2013).
- Heimburge, S., Kanitz, E., Otten, W. The use of hair cortisol for the assessment of stress in animals. General and Comparative Endocrinology. , 10-17 (2019).
- Morgan, L., et al. Effects of group housing on reproductive performance, lameness, injuries and saliva cortisol in gestating sows. Preventive Veterinary Medicine. , 10-17 (2018).
- Meyer, J. S., Novak, M. A. Minireview: Hair cortisol: a novel biomarker of hypothalamic-pituitary-adrenocortical activity. Endocrinology. 153, 4120-4127 (2012).
- Meyer, J., Novak, M., Hamel, A., Rosenberg, K. Extraction and analysis of cortisol from human and monkey hair. Journal of Visualized Experiments : JoVE. , (2014).
- Lahrmann, H. P., Oxholm, L. C., Steinmetz, H., Nielsen, M. B., D'Eath, R. B. The effect of long or chopped straw on pig behaviour. Animal. 9, 862-870 (2015).
- Boumans, I., de Boer, I. J. M., Hofstede, G. J., Fleur, la, E, S., Bokkers, E. A. M. The importance of hormonal circadian rhythms in daily feeding patterns: An illustration with simulated pigs. Hormones and Behavior. 93, 82-93 (2017).
- Schonreiter, S., et al. Salivary cortisol as a stress parameter in piglets. Tierarztliche Praxis Ausgabe G: Grosstiere - Nutztiere. 27, 175-179 (1999).
- Cook, N. J., Hayne, S. M., Rioja-Lang, F. C., Schaefer, A. L., Gonyou, H. W. The collection of multiple saliva samples from pigs and the effect on adrenocortical activity. Canadian Journal of Animal Science. 93, 329-333 (2013).
- Reimert, I., Rodenburg, T. B., Ursinus, W. W., Kemp, B., Bolhuis, J. E. Responses to novel situations of female and castrated male pigs with divergent social breeding values and different backtest classifications in barren and straw-enriched housing. Applied Animal Behaviour Science. , 24-35 (2014).
- Avan de Weerd, H., Day, J. E. L. A review of environmental enrichment for pigs housed in intensive housing systems. Applied Animal Behaviour Science. 116, 1-20 (2009).
- Wright, K. D., Hickman, R., Laudenslager, M. L. Hair Cortisol Analysis: A Promising Biomarker of HPA Activation in Older Adults. Gerontologist. 55 Suppl 1, S140-S145 (2015).
- Decorte, I., et al. Detection of total and PRRSV-specific antibodies in oral fluids collected with different rope types from PRRSV-vaccinated and experimentally infected pigs. BMC Veterinary Research. 10, 134 (2014).
