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Bereitstellung einer sinnvollen Umweltanreicherung und Messung von Speichel-Cortisol in Schweinen, die auf Lattenrost untergebracht sind

doi: 10.3791/60070 Published: September 30, 2019

Summary

Dieses Protokoll zeigt, wie schweinen, die in den verschiedenen Lebensphasen auf Lattenrostgehalten untergebracht sind, eine praktische sinnvolle Umweltanreicherung bietet und wie Speichelproben auf nicht-invasive Weise für die Messung von Cortisolkonzentrationen als Biomarker für akuten Stress.

Abstract

Da Schweinefleisch weltweit das am meisten konsumierte Fleisch ist, ist das Wohlergehen der Tiere in der Schweineindustrie zunehmend zu einem wichtigen öffentlichen Anliegen geworden, was einen erheblichen Druck von Kunden, Gesetzgebern und anderen Interessenträgern aussetzt, die Verwaltung zu ändern. das Wohlbefinden dieser Tiere zu verbessern. Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Bereitstellung von Umweltanreicherung für Schweine es ihnen ermöglicht, ihr natürliches Verhalten auszudrücken, wie Zwiet Verwurzelung und Erkundung, sowie Nisten vor dem Abschrotten, und ist mit reduziertem Stress und verbesserter Produktion verbunden. und Wohlfahrt. Bei der Umweltanreicherung, wie z. B. der Art der Boden-, Entwässerungs- und Abwassersysteme, des Lebensstadiums der Schweine, des Materials sowie der hängemethode, der Höhe und der Lage innerhalb des Stifts sollten jedoch viele Überlegungen berücksichtigt werden. Ziel dieses Papiers ist es, (1) methodische Informationen darüber zu geben, wie Schweine, die in den verschiedenen Lebensphasen auf Lattenrosten untergebracht sind, eine relativ einfache und praktische sinnvolle Umweltanreicherung bieten können, und (2) zeigen, wie Speichelproben zur Messung von Cortisolkonzentrationen als Biomarker für akuten Stress gesammelt werden. Die Protokolle enthalten Informationen über die Verwendung von Jute, Baumwollseilen, Stroh in Regalen sowie kaubaren Silikonstäben als Umweltanreicherung in Stiften von Farrowing und Laktation, Entwöhnern und Finishern. Darüber hinaus wird die Verwendung von Baumwollseilen für eine nicht-invasive Speichelprobensammlung für die Cortisolkonzentrationsanalyse detailliert beschrieben. Die vorgelegten Protokolle sind für Fachleute relevant, die darauf abzielen, den Tierschutz sowohl in der Forschung als auch in der industriellen Schweinehaltung zu verbessern und zu überwachen.

Introduction

Schweinefleisch ist das weltweit am meisten konsumierte Fleisch, wobei jährlich über 1,3 Milliarden Schweine aufgezogen und geschlachtet werden1,2. In den letzten Jahren ist das Wohlergehen der Tiere in der Schweineindustrie zunehmend zu einem wichtigen öffentlichen Anliegen geworden, das von Kunden, Gesetzgebern und anderen Interessenträgern erheblichen Druck aussetzt, das Management zu ändern, um das Wohlergehen der diese Tiere. Mehrere Studien zeigten, dass die Ökologische Anreicherung von Schweinen mit reduziertem Stress und verbesserter Produktion und Wohlbefinden verbunden ist, da es den Schweinen ermöglicht, ihr natürliches Verhalten, wie Zwiet, das Verwurzeln und Erforschen, sowie das Nisten vor Farrowing3,4,5,6,7.

Schweine gelten als intelligente Tiere und haben eine sehr neugierige Natur; Wenn also keine geeignete Umgebung vorgesehen ist, zeigen Schweine wahrscheinlich stereotypes Verhalten und direktes manipulatives Sozialverhalten gegenüber Stiftgefährten, was zu Schwanzbissen sowie anderen Verletzungen undStress8,9führen kann. Daher wird die Bereitstellung einer sinnvollen Umweltanreicherung von Fachleuten empfohlen, und in einigen Ländern sogar durch Verordnungen und Rechtsvorschriften, wie die Richtlinie 2008/120/EG 5 des EuropäischenRates,auferlegt.

Die Bereitstellung einer sinnvollen Umweltanreicherung kann eine Herausforderung darstellen; es sollte die natürlichen Verhaltensbedürfnisse der Schweine in jeder Phase ihres Lebens erfüllen und praktische und technische Einschränkungen berücksichtigen. Vor dem Farrowing ist die Bereitstellung von Nistmaterial mit einer kürzeren Farrowing-Dauer sowie einer höheren Überlebensrate der neugeborenen Ferkel während des Farrowings und während der gesamten Stillzeit verbunden. Darüber hinaus wird in freien Stiften mit Umweltanreicherung das mütterliche Verhalten verbessert, sowie die kognitive Leistungsfähigkeit und Gewichtszunahme der Ferkel3,10,11,12,13. Nach der Entwöhnung kann das Gruppieren von Schweinen (Entwöhnern, Wachsenden oder Finishern) aus verschiedenen Würfen oder Stiften stressig sein und aggressiv gegenüber anderen Stiftsverwandten verursachen, was zu Verletzungen14,15führen kann. Daher kann die Bereitstellung einer sinnvollen Umweltanreicherung beim Mischen unbekannter Schweine potenziell das Auftreten unerwünschten Verhaltens reduzieren, das aus Frustration und Aggressivität oder Umleitung des Verwurzelungsverhaltens resultiert.

Gemäß der Richtlinie 2008/120/EG des Rates der Europäischen Union (2001/93/EG) ist es erforderlich, dass Schweine dauerhaften Zugang zu einer ausreichenden Menge an Material haben, um ordnungsgemäße Untersuchungs- und Manipulationstätigkeiten wie Stroh, Heu, Holz, Sägemehl, Pilzkompost, Torf oder eine Mischung aus diesen5,6. Die Verwendung dieser Materialien kann jedoch auf vielen Landwirtschaftlichen unüberschaubar sein, da sie zu einer Verstopfung der Entwässerungs- und Abwassersysteme führen kann, insbesondere in Betrieben mit Lattenrost. Dennoch können Landwirte gemäß der EU-Richtlinie alternative Anreicherungsmaterialien bereitstellen, solange sie es den Schweinen ermöglichen, ordnungsgemäße Untersuchungs- und Manipulationstätigkeiten durchzuführen.

Mangelnde Anreicherung der Umwelt kann möglicherweise zu Frustration und Stress führen3, die die hypothalamische Hypophyse Nebennieren (HPA) Achse aktivieren kann. Bei Schweinen, sowie bei Menschen und anderen Tieren, Stress führt in der Regel zur Sekretion von adrenocorticotropen Hormon (ACTH) aus der Hypophyse. ACTH bindet an seine Rezeptoren an der Nebennierenrinde und stimuliert die Nebennierenfreisetzung des Glukokortikoids Cortisol, das als wichtiger Biomarker für Stress gilt und in Blut, Urin, Speichel und Haar gemessen werden kann. Speichelcortisol ist ein Marker für akuten Stress, da es seine biologisch aktive Konzentration im Blut reflektiert4. Es hat den Vorteil einer nicht-invasiven Probenentnahme, ohne Umgang mit den Tieren, mit Hilfe von Baumwollseilen, die als Umweltanreicherung bereitgestellt werden16,17. Haarcortisol wird als Marker für chronischen Stress verwendet, da Cortisol im Laufe der Zeit im Haar ansammelt und extrahiert und gemessen werden kann18,19; jedoch erfordert es die Handhabung von Tieren, die Anzahl der wiederholten Probenahmen wird durch die Haarwachstumsrate begrenzt, und die Analyse ist umständlicher, da sie einen langen Extraktionsprozess erfordert. Dennoch können sowohl Speichel als auch Haarcortisol ergänzende Informationen für den Tierschutz liefern.

Ziel dieses Papiers ist es, methodische Informationen darüber zu liefern, wie Schweine, die in verschiedenen Lebensphasen auf Lattenrost untergebracht sind(Farrowing und Stillen, Entwöhner zu Finishern) und (2) zu demonstrieren, wie man nicht-invasiv Speichelproben für die Messung von Cortisolkonzentrationen sammelt, als Biomarker für akuten Stress.

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Protocol

Das Studienprotokoll wurde vom Institutional Animal Care and Use Committee der Hebräischen Universität (MD-16-14754-2) ethisch genehmigt. Die Studie wurde 2017 am Lahav Animal Research Institute und der Hebräischen Universität Jerusalem, Israel, durchgeführt.

1. Umweltanreicherungsprotokoll während der Wartezeit und Der Stillzeit

ANMERKUNG: In dieser Studie wurden Sauen in Farrowing-/Laktationsstiften untergebracht, die für eine begrenzte Zeit von 3-5 Tagen vor dem erwarteten Abflugdatum und bis zu 10 Tagen nach dem Abschleppen zurückgehalten wurden; danach wurden die Einfangstäbe entfernt, um den freien Verkehr und die Interaktion zwischen der Sau und ihren Ferkeln zu ermöglichen (siehe Abbildung 1A). Das folgende Protokoll eignet sich jedoch auch für herkömmliche Farrowing-Kisten, in denen die Sau über die gesamte Laktationszeit zurückgehalten wird.

  1. Hängen Sie die Anreicherungsmaterialien (Jute- und Baumwollseile) in den Farrowing-Stift, bevor die Sau hineingezogen wird, um das nistenartige Verhalten der Sauen vor dem Farrowing zu ermöglichen.
  2. Für jeden Farrowing-Stift/Kiste zwei Jutestücke (20 cm breit, ein Meter lang) und zwei Stücke mit 100% natürlichen, ungefärbten Baumwollseilen (2-3 cm Durchmesser), jeweils etwa einen Meter lang, zubereiten.
  3. Binden Sie die Jute- und Baumwollseile (doppelter Handknoten) an die Stifte/Kistenstangen, wie in Abbildung 1dargestellt, von der Mitte aus, so dass die beiden freien Enden jedes Stücks zum Boden gehängt werden können. Die Höhe der Jute- und Baumwollseile sollte nur niedriger sein als die Schulter der Sauen, während ihre freien Enden knapp über dem Boden liegen(Abbildung 1B-C).
  4. Sauen interessieren sich typischerweise für Jute- und Baumwollseile; sie ziehen und kauen es oft. Ersetzen oder nachfüllen Sie daher Materialien, wenn sie verschmutzt oder fertig sind.
    HINWEIS: In dieser Studie wurden Materialien alle 4-5 Tage überprüft und bei Bedarf ersetzt oder wieder aufgefüllt.
  5. Nach der Geburt der Ferkel die Jute- und Baumwollseile aufhängen, damit sie sowohl für die Sau als auch für ihre Ferkel an einem sicheren Ort erreichbar sind. In der Regel, wenn die Materialien für beide erreichbar sind, nachahmern Ferkel ihre Muttern von einem sehr frühen Alter.
    HINWEIS: Zusätzlich kann geschreddertes Papier auch als Umweltanreicherung für die Farrowing-Sauen und Ferkel auf Lattenrost bereitgestellt werden. Die Verträglichkeit der Entwässerungs- und Abwassersysteme sollte jedoch im jeweiligen Betrieb kritisch geprüft werden.

2. Umweltanreicherungsprotokoll für Entwöhner (wenn Stroh nicht geliefert werden kann)

HINWEIS: In dieser Studie wurden nach der Entwöhnung alle zwei Würfe in einem Stift von Entwöhnern gruppiert. Optimalerweise sollten Gruppen bis zur Schlachtung statisch bleiben, ohne neue Stiftgefährten in den Stift zu mischen oder einzuführen, um hierarchiebezogene Kämpfe und Verletzungen zu vermeiden. Die Platzzulage im Gehege war gemäß der Richtlinie 2008/120/EG des Europäischen Rates und den israelischen Rechtsvorschriften mit etwa 20 Schweinen pro Gruppe und 0,3m2 freier Bodenfläche pro Schwein vorgesehen. Aus technischen Gründen konnte Stroh nicht für Entwöhner bereitgestellt werden, auch nicht in Regalen. Wenn Stroh zur Verfügung gestellt werden kann, verwenden Sie das Finisher-Protokoll von der Entwöhnung bis zur Schlachtung, wie in Protokollabschnitt 3 beschrieben.

  1. Für jeden Stift, bereiten Sie einen Meter lange Stücke von 100% natürlichen, ungefärbten Baumwollseilen, 2-3 cm Im Durchmesser; mindestens ein Stück pro 10 Schweine. Binden Sie die Baumwollseile an eine Kette, die von der Decke oder an einen hängenden Pfahl gehängt (um sie von der Wand zu distanzieren), wie in Abbildung 2Bgezeigt.
    1. Positionieren Sie die Seile vorzugsweise in der Mitte des "aktiven" Bereichs des Stifts, in der Nähe des Zubringers und der Trinker, und weit von der Stiftwand (wie in Abbildung 2A) gekennzeichnet, um einen 360°-Zugang zu ermöglichen, der aggressives Verhalten aufgrund von wettkampf.
  2. Hängen Sie die Seile in einer Höhe, die es den Schweinen ermöglicht, sie mit dem Mund leicht zu erreichen. In der Regel sollte der Knoten niedriger sein als die Schulter der Schweine, während die freien Enden der Seile direkt über dem Boden liegen sollten, ohne ihn zu berühren (Abbildung 2).
  3. Seile ersetzen oder nachfüllen, wenn sie verschmutzt oder fertig sind.
    HINWEIS: In dieser Studie wurden Materialien alle 4-5 Tage überprüft und bei Bedarf ersetzt oder wieder aufgefüllt.
  4. Zusätzlich zu den Baumwollseilen, bieten Kausilikonstäbe oder ähnliche Kaugeräte (Abbildung 2). Das verwendete Gerät (siehe Materialtabelle) enthält vier Kaustäbe, mit denen mindestens vier Schweine gleichzeitig mit dem Gerät interagieren können. Stellen Sie ein Gerät für 10 bis 15 Schweine zur Verfügung.
  5. Hängen Sie das Kaugerät mit einer Kette von der Decke (im Kit enthalten), um das Gerät schwingenbewegung zu ermöglichen; dies erhöht die Aktivität und Herausforderung für die Schweine und ermöglicht auch mehr Schweine auf einmal teilnehmen.
    1. Positionieren Sie das Gerät in der Mitte des aktiven Bereichs des Stifts, weit von den Wänden des Stifts entfernt, um 360° Zugriff zu ermöglichen, was aggressives Verhalten aufgrund von Wettbewerb verhindern soll. Das Ende der Silikonstäbe sollte in einer Höhe von 10 bis 20 cm über dem Boden liegen.
  6. Wechseln Sie die Silikonstäbe, wenn sie fertig oder verschmutzt sind.
    HINWEIS: In dieser Studie müssen Silikonstäbe nur gewechselt werden, wenn sie von den Stiften der Entwöhner in die Stifte der Finisher verschoben werden.

3. Umweltanreicherungsprotokoll für Finisher

HINWEIS: Wenn Stroh während des gesamten Zeitraums zur Verfügung gestellt werden kann, beginnen Sie, dieses Protokoll von der Entwöhnung bis zur Schlachtung zu verwenden, anstatt nur in den Stiften der Finisher.

  1. Stellen Sie jeden Stift mit Stroh in einem Regal, in einem aufgehängten Netz oder in einem Turm zur Verfügung, wie in Abbildung 2Cdargestellt. Wenn in solchen Geräten zur Verfügung gestellt, sind nur kleine Mengen des Strohs für die Schweine auf einer Zeit zur Verfügung, und der größte Teil davon wird gekaut. Daher kann diese Anreicherung auf Lattenrostböden verwendet werden, wenn Stroh nicht als Bettzeug zur Verfügung gestellt werden kann.
    HINWEIS: In dieser Studie wurde Stroh in kommerziellen Regalen geliefert (Abbildung 2C).
  2. Hängen Sie die Strohregale in einer Höhe, die für alle Schweine erreichbar ist, in der Regel knapp unterhalb der Schulterebene. Befestigen Sie sie an der Wand mit dem einfachsten Zugang für so viele Schweine wie möglich, vorzugsweise innerhalb des "aktiven Bereichs". Stellen Sie sicher, dass die Racks ordnungsgemäß und sicher an der Wand befestigt sind, um Gerätebruch und Verletzungen zu vermeiden.
  3. Stellen Sie sicher, dass die Regale am Anfang vollständig mit Stroh gefüllt sind; eine zusätzliche kleine Menge an frischem Stroh kann alle 1-3 Tage hinzugefügt werden. Alternativ nachfüllen, wenn das Rack leer ist, in der Regel alle 7-10 Tage.
    HINWEIS: Langes Stroh ist besser als gehacktes Stroh, um die Aggressivität in der Gruppe zu reduzieren und die Verhaltensbedürfnisse von Schweinen für die Verwurzelung und Erforschungvon 20zu erfüllen.
  4. Falls zutreffend, sollten Sie eine Sammelwanne oder eine Matte unter das Rack legen, wenn der Boden vergittert ist, um zu vermeiden, dass Stroh gestreut wird und die Entwässerungs- und Abwassersysteme blockiert wird (Abbildung 2C). Da Stroh für Schweine hauptsächlich zur Erfüllung ihres Verwurzelungs- und Erkundungsverhaltens vorgesehen ist, kann eine Matte das Vorhandensein von freiem Stroh am Boden erkunden.
  5. Zusätzlich zum Stroh, bieten Kaugeräte, wie in Abschnitt 2 beschrieben.
  6. Wenn Baumwollseile für die Speichelsammlung verwendet werden, wie im nächsten Abschnitt beschrieben, lassen Sie die Seile in den Stiften nach der Speichelsammlung, als zusätzliche Bereicherung. Andere Baumwollseile können ebenfalls zur Verfügung gestellt werden, wie in Abschnitt 2 beschrieben.

4. Speichelprobensammlung zur Cortisolkonzentrationsanalyse

HINWEIS: Dieser Abschnitt enthält Informationen darüber, wie man als Biomarker für akuten Stress nicht-invasiv Speichel für die Cortisolkonzentrationsanalyse sammelt; Speichelproben können jedoch auch zur Analyse anderer Biomarker und sogar zum Screening potenzieller Krankheitserreger verwendet werden. Darüber hinaus sollte Haarcortisol gegebenenfalls gemessen werden.

  1. Planen Sie Speichelprobefür die gleiche Zeit des Tages, um Voreingenommenheit zu vermeiden, da sich die Cortisolsekretion im Laufe des Tages aufgrund des physiologischen zirkadianen Rhythmus oder durch Fütterung21ändert. Die Probenahme ist in der Regel vor der Fütterung einfacher, vorzugsweise vor der zweiten Fütterung des Tages.
  2. Verwenden Sie ungefärbtes, 100% Baumwollseil (2-3 cm Durchmesser). Ein Seil wird in der Regel pro 12-15 Schweine benötigt.
    HINWEIS: In dieser Studie wurden kommerzielle, gebrauchsfertige Kits für die Entnahme von Speichelproben verwendet.
  3. Binden Sie das Seil in der Nähe der Mitte des Stiftes, weit weg von der Stiftwand. Stellen Sie sicher, dass die Schnur, die zum Aufhängen (zwischen Baumwollseil und Stange) verwendet wird, nicht zum Kauen durch die Schweine erreichbar ist und dass die freien Enden der Baumwollseile den Boden aus Hygienischen Gründen nicht berühren(Abbildung 3A).
  4. Entwirren Sie das freie Ende des Seils, um die verfügbare Kaufläche zu erhöhen (Abbildung 3B).
  5. Lassen Sie das Seil für 15-30 min hängen. Typischerweise interessieren sich Schweine für neu bereitgestellte Seile und würden es während dieser Zeit kauen. Typischerweise nähert sich die überwiegende Mehrheit der Schweine dem Seil.
  6. Um den Speichel aus dem Seil zu extrahieren, legen Sie den freien Teil des Seils in eine sterile Plastiktüte (wie in Abbildung 3Ddargestellt) und drücken Sie das Seil, indem Sie Druck von der Außenseite des Beutels, von oben nach unten, bis genügend Flüssigkeit (vorgeschlagen bei mindestens 2 ml) akkumuliert sich an der Unterseite des Beutels (Abbildung 3E), und entfernt dann das Seil aus dem Beutel.
    HINWEIS: In dieser Studie wurde eine 30 cm x 40 cm Tasche im Kit enthalten. Wenn möglich, sollte dieser Schritt im Stift durchgeführt werden, ohne die hängende Schnur zu schneiden. Auf diese Weise ist die Speichelextraktion in der Regel einfacher, und die Seile können als Bereicherung im Stift gelassen werden. Wenn nicht genügend Speichel vorhanden ist, kann ein Ringer verwendet werden (war in dieser Studie nicht erforderlich).
  7. Um den Speichel aus dem Beutel in ein steriles Rohr zu geben, ziehen Sie das Seil heraus und schneiden Sie vorsichtig die untere Ecke des Beutels über einem 50 ml sterilen Kunststoffrohr (obwohl in der Regel nur 400 l für jede Analyse in Duplikaten benötigt werden, werden mindestens 2 ml für collectio empfohlen. n; Abbildung 3F). Versiegeln Sie das Rohr und markieren Sie es mit einem permanenten Marker oder einem vorgefertigten Aufkleber (Tiere/Stift, Datum, Uhrzeit, Bauernhof usw.).
  8. Speichern Sie Speichelproben in einem isolierten Behälter mit Eispackungen, bis sie ins Labor geliefert werden.
  9. Im Labor zentrifugieren Speichelproben, bis Schmutz abgetrennt werden kann (für 8 min bei 3000 x g). Der saubere Speichel sollte mit einer sauberen Einweg-Pasteur-Pipette in vormarkierte sterile Rohre mit kleinerem Volumen (z.B. 2 ml Schraubverschluss-Gefrierrohre) übertragen werden. Proben können sofort analysiert oder bis zur Analyse bei einer Temperatur von -20 °C oder darunter eingefroren gehalten werden.
  10. Vor der Cortisolkonzentrationsanalyse sollte die Identität der relevanten Proben bestätigt und Proben bei Raumtemperatur aufgetaut werden, wenn sie eingefroren sind. Mischen Sie jede Probe vorsichtig, und zentrieren Sie sie dann vor der Analyse erneut, um mögliche übrig gebliebene Schmutzzufuhr zu entfernen, die den Test stören kann (8 min bei 3000 x g).
  11. Führen Sie Cortisolkonzentrationsanalysen mit einem validierten Test gemäß dem spezifischen Kit-Protokoll durch.
    HINWEIS: In dieser Studie wurden Speichelcortisolproben in Duplikaten durch enzymgebundenen Immunsorbent-Assay gemäß den Herstellerrichtlinien gemessen. Für Schweine, die zuvor mit Seilen als Anreicherung versorgt wurden, wäre das Sammeln von Speichel sehr einfach, da Schweine großes Interesse an den Seilen zeigen. Für Schweine, die mit den Seilen nicht vertraut sind, kann es jedoch einige Zeit dauern, bis sie trainiert werden können; Daher ist das Sammeln von adäquaten Speichel möglicherweise nicht vom ersten Mal an möglich. Bei Bedarf können Seile zum Training in Apfelsaft eingeweicht werden (in diesem Fall kann speichelnatürlich nicht für die Analyse verwendet werden). Wenn Speichelproben von einzeln untergebrachten Schweinen benötigt werden, kann die Sammlung schwieriger sein als aus einer Gruppe, und Trainingseinheiten mit Apfelsaft-getränkten Seilen sind in der Regel erforderlich. Das Kauen von Sammelseilen kann auch durch stichprobenartig nebeneinander anbetwerdende Personen durch Nachahmung gefördert werden.

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Representative Results

In der aktuellen Studie wurden 16 Würfe (170 Ferkel) nach dem Zufallsprinzip in zwei Behandlungsgruppen eingeteilt; in einer Gruppe wurde die Umweltanreicherung acht Würfen ("Enriched Group", wie in protokollierten Abschnitten 1-3 beschrieben), während sie den anderen acht Würfen nicht zur Verfügung gestellt wurde ("Nicht angereicherte Gruppe"). Nach der Entwöhnung wurden jeweils zwei Würfe in eine Gruppe von etwa 20 Schweinen gruppiert. Speichelproben wurden alle zwei Wochen in jedem Pen auf Cortisolkonzentrationen untersucht und analysiert, wie in Protokollabschnitt 4 beschrieben.

In dieser Studie zeigten Sauen, Ferkel und Schweine bei sachgemäßer Bewirte Interesse an allen Anreicherungsgeräten. Sauen verwendeten die Jute- und Baumwollseile vor dem Farrowing, wenn vorhanden. Während der Stillzeit, als Jute- und Baumwollseile sowohl für den Damm als auch für ihre Ferkel erreichbar waren, imitierten Ferkel ihre Muttern im Alter von 2-3 Tagen; Wenn jedoch Materialien für die Sau nicht erreichbar waren, begannen Ferkel, das Material später zu verwenden, in der Regel nach mehr als einer Woche. In Laktations- und Entwöhnungsstiften wurden die Jute- und Baumwollseile in der Regel alle 4-5 Tage ausgetauscht oder wieder aufgefüllt, während die kaubaren Silikonstäbe nur einmal ausgetauscht wurden, als Schweine im Alter von 70 Tagen vom Entwöhnerstift in den Fertigpen gebracht wurden. In den Stiften der Finisher wurden keine Entwässerungs- und Abwasserverstopfungen festgestellt.

Die Wahrscheinlichkeit, während des gesamten Zeitraums bis zur Schlachtung zu sterben, war bei Ferkeln/Schweinen in der nicht angereicherten Gruppe signifikant höher als bei der angereicherten Gruppe (OR = 3,38, 95 % CI = 1,05-10,83; P = 0,004). Saleichel-Cortisol-Proben wurden während der Studie alle zwei Wochen, kurz vor der zweiten Fütterung des Tages, erfolgreich entnommen. Die Schweine in der angereicherten Gruppe zeigten von Anfang an großes Interesse am Speichel sammeln den Baumwollseilen; In den nicht angereicherten Gruppenspeicheldrüsenvolumen in der ursprünglichen Auflistung waren die Vospalsoeninen jedoch in der Regel niedriger (2-10 ml), aber von der zweiten oder dritten Sammelsitzung war es zwischen den Gruppen ähnlich. In der Regel wurde ein Volumen größer als 30-40 ml leicht aus jedem Seil extrahiert. Die Proben wurden bis zur Analyse gefroren (-80 °C) gelagert. Die Cortisolkonzentrationen, gemessen mit ELISA, waren bei den angereicherten Schweinen insgesamt signifikant niedriger als bei den nicht angereicherten Schweinen (P = 0,0044; Abbildung 4).

Figure 1
Abbildung 1: Umweltanreicherung während der Wartezeit und der Stillzeit. (A) Entworfene Farrowing-Stift-Illustration, die zwei Stufen der Einhaltestäbe zeigt, entweder wenn die Sau zurückgehalten wird (Stufe R) oder nachdem die Einfriedungsstäbe entfernt werden (Stufe F), um freie Bewegung und Interaktion zwischen der Sau und ihr zu ermöglichen Ferkel. Vorgeschlagene Standorte für die Jute- und Baumwollseile vor und nach dem Farrowing sind grün bzw. blau markiert. (B) Bilder einer Sau und ihrer Ferkel interagieren mit Baumwollseilen (CR) und Jute (J), die als Umweltanreicherung in einem Farrowing-/Laktationsstift bereitgestellt werden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 2
Abbildung 2: Umweltanreicherung für Entwöhner und Finisher. (A) Eine schematische Abbildung eines Stifts, der die vorgeschlagenen Standorte für das Aufhängen der Umweltmaterialien im "aktiven Bereich" (blau X) demonstriert. (B-C) Bilder von Schweinen, die wie vorgeschlagen angereichert wurden. (B) Im Entwöhnungsstift hängen Baumwollseile (CR) als Umweltanreicherung oder speichelprobensammlung von der Decke oder von einem Pol (P), um sie von der Stiftwand zu entfernen, Kaugummi-Sticks Vorrichtung (BR) durch eine Kette von der Decke gehängt ( HC). (C) Im Stift der Fertiger wird Stroh in einem Regal (SR), einem Strohturm (ST) oder einem Strohkorb (SB) geliefert; eine Matte (M) kann den Lattenboden unter jedem dieser Strohgeräte abdecken. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 3
Abbildung 3: Speichelprobenahme mit Baumwollseilen. (A-F) Die sechs Hauptstufen für die Speichelprobe sind dargestellt: Das Seil aufhängen, das freie Ende des Seils entwirren, den Schweinen das Kauen ermöglichen, Speichelextraktion aus dem Seil in eine Plastiktüte und anschließendes Übertragen in ein Kunststoffrohr. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 4
Abbildung 4: Speichelcortisolkonzentrationen bei angereicherten und nicht angereicherten Schweinen. Speichelproben wurden alle zwei Wochen mit Baumwollseilen auf der Ebene der Stifte von der Entwöhnung bis zur Schlachtung, von angereicherten und nicht angereicherten Schweinen entnommen; Cortisolkonzentrationen wurden mit ELISA gemessen. Für diese Analyse wurden alle Stichproben pro Gruppe gruppiert, ohne das Stichprobendatum zu berücksichtigen. Die Cortisolkonzentrationen waren in der Enriched Group im Vergleich zur Nicht-Enriched Group (Mann Whitney-Test; P = 0,0044). Die Ergebnisse werden als Mittelwert dargestellt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

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Discussion

Hierin beschreiben wir Protokolle, in denen detailliert beschrieben wird, wie Schweine, die in verschiedenen Lebensphasen auf Lattenrost untergebracht sind, einfach und praktisch anreichern können und wie Speichelproben für die Messung von Cortisol nicht-invasiv gesammelt werden können. Konzentrationen als Biomarker für akuten Stress. Stroh als Bettzeug gilt als eine der am besten geeigneten Umweltanreicherung für Schweine, kann aber auf Lattenrostböden unpraktisch sein. Relativ preiswerte Alternativen wie Jute, Baumwollseile, Stroh in Regalen und Kaugeräte können jedoch praktisch und sicher aufgebracht werden.

Der Bereich der Speichel-Cortisol-Konzentrationen in dieser Studie ist vergleichbar mit früheren Veröffentlichungen17,22,23. Die signifikanten Unterschiede in den Speichel-Cortisol-Konzentrationen zwischen angereicherten und nicht angereicherten Tieren stehen im Einklang mit der Hypothese, dass die Umweltanreicherung den akuten Stress bei Schweinen an einer Punktprobe verringern kann, wie in früheren Studien gezeigt wurde. mindestens bis zu einem bestimmten Alter, solange der zirkadiane Rhythmus nicht durch den anhaltenden chronischen Stress beschädigt wird24,25. Wie bereits erwähnt, Cortisol kann in Blut, Urin, und Speichel als Marker für akuten Stress gemessen werden, und in der Haare als Marker für chronischen Stress. Ein Protokoll zur Messung von Haarcortisol wurde zuvor von Meyers et al. beschrieben und kann bei der Beurteilung des Tierschutzes relevant sein19. Bei der Suche nach Markern für akuten Stress sollte man jedoch bedenken, dass jede Probenahme allein die Cortisolfreisetzung aufgrund der Behandlung von Tieren oder Schmerzen, die während des Verfahrens verursacht werden, erhöhen kann16,26. Daher ist die nichtinvasive Speichelprobenahme, wie in der aktuellen Studie vorgeschlagen, eine relevante Methode, die sowohl für die Cortisolanalyse als auch für die Analyse anderer Biomarker und sogar für das Screening potenzieller Krankheitserreger verwendet werden kann27.

Die wichtigsten Herausforderungen beim Sammeln von Speichel nach diesem Protokoll können beim Sammeln von Speichel von Schweinen sein, die mit den Seilen nicht vertraut sind, da sie das Kauen der Seile vermeiden können, und daher kann eine Schulung erforderlich sein. Das Training kann mit Seilen durchgeführt werden, die in Apfelsaft eingeweicht werden (in solchen Fällen können diese Speichelproben nicht für Analysen verwendet werden). Wenn Speichelproben von einzeln untergebrachten Schweinen benötigt werden, kann die Sammlung noch anspruchsvoller sein als aus einer Gruppe, und Trainingseinheiten mit Mitseilen mit Apfelsaft sind in der Regel erforderlich. Das Kauen der Seile kann auch durch stichprobenartig nebeneinander auftretende Personen durch Nachahmung gefördert werden. Für die Ausbildung junger Ferkel sollten Seile aufgehängt werden, um für ihre Mutter erreichbar zu sein, um das Lernen und das frühe Kauen zu fördern. Ein weiteres mögliches Hindernis bei der Verwendung von Baumwollseilen zur Anreicherung oder zur Speichelsammlung ist, dass es in Ohrmarken bestimmter Marken gefangen werden kann. Wenn es auftritt, müssen entweder die Ohrmarken oder die Anreicherungsmethode ersetzt werden.

Die Verwendung von Baumwollseilen ermöglicht die Messung der Speichel-Cortisol-Konzentration auf Gruppenebene, was ein anwendbares Screening für dieses Hormon ermöglicht. Ein möglicher Nachteil dieser Sammelmethode besteht darin, dass es sich möglicherweise nicht um eine repräsentative Messung aller Personen in der Gruppe handelt, da sie von der Speichelmenge beeinflusst wird, die von jedem einzelnen Schwein in das Seil aufgenommen wird. Um diesen Nachteil zu minimieren, wird empfohlen, eine ausreichende Anzahl von Seilen zur Verfügung zu stellen, um eine ausreichende Sammelzeit zu ermöglichen, sowie mehrere wiederholte Sammlungen durchzuführen. Im Vergleich zur bestehenden Methode der einzelindividuellen Probenahme ist die Sammlung selbst für die Schweine nicht belastend, da sie als Umweltanreicherung ohne Umgang mit den Schweinen erfolgt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Schweine in allen Lebensphasen, auch auf Lattenrost, mit Jute, Baumwollseilen, Stroh in Regalen und Kaugeräten ökologisch angereichert werden können. Die Art der Anreicherung, die Hängende Methode, sowie die Höhe und Lage innerhalb des Stiftes, sind wichtig für ihre Wirksamkeit. In Bezug auf die Speichelsammlung durch Baumwolltops sind das Timing und die hängenden Empfehlungen entscheidend für erfolgreiche Probenahmen. Diese Protokolle sind für Fachleute relevant, die darauf abzielen, den Tierschutz sowohl in der Forschung als auch in der industriellen Schweinehaltung zu verbessern und zu überwachen.

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Disclosures

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Acknowledgments

Wir danken Lahav CRO für die Durchführung der Forschung in ihrem Hof und dem Team des Hofes für die wertvolle technische Hilfe während der gesamten Studie. Die Studie wurde vom israelischen Chefwissenschaftler, Ministerium für Landwirtschaft und ländliche Entwicklung, finanziert.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Bereitstellung einer sinnvollen Umweltanreicherung und Messung von Speichel-Cortisol in Schweinen, die auf Lattenrost untergebracht sind
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Morgan, L., Raz, T. Providing Meaningful Environmental Enrichment and Measuring Saliva Cortisol in Pigs Housed on Slatted Flooring. J. Vis. Exp. (151), e60070, doi:10.3791/60070 (2019).More

Morgan, L., Raz, T. Providing Meaningful Environmental Enrichment and Measuring Saliva Cortisol in Pigs Housed on Slatted Flooring. J. Vis. Exp. (151), e60070, doi:10.3791/60070 (2019).

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