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Behavior

Fornire un significativo arricchimento ambientale e misurare il cortisolo saliva nei suini ospitati su pavimenti a doghe

doi: 10.3791/60070 Published: September 30, 2019

Summary

Questo protocollo dimostra come fornire un arricchimento ambientale significativo e pratico per i suini che sono alloggiati su pavimentazioni a doghe durante le diverse fasi della loro vita, e come raccogliere campioni di saliva in modo non invasivo per la misurazione concentrazioni di cortisolo, come biomarcatore per lo stress acuto.

Abstract

Poiché la carne bovina è la carne più consumata al mondo, il benessere degli animali nell'industria suina è diventato sempre più una delle principali preoccupazioni dell'opinione pubblica, il che impone una forte pressione da parte dei clienti, dei legislatori e di altre parti interessate, per apportare modifiche di gestione migliorare il benessere di questi animali. Diversi studi hanno dimostrato che fornire arricchimento ambientale ai suini permette loro di esprimere il loro comportamento naturale, come il radicamento e l'esplorazione, così come la nidificazione prima del parto, ed è associato a uno stress ridotto e a una migliore produzione e il benessere. Tuttavia, molte considerazioni dovrebbero essere prese in considerazione quando si forniscono arricchimento ambientale, come il tipo di pavimento, drenaggio e sistemi fognari, lo stadio dei maiali nella vita, il materiale, così come il suo metodo di sospensione, altezza e posizione all'interno della penna. Gli obiettivi di questo documento sono (1) fornire informazioni metodologiche su come fornire un arricchimento ambientale relativamente semplice e pratico e significativo per i suini che sono alloggiati su pavimenti a doghe durante le diverse fasi della loro vita, e (2) per dimostrare come raccogliere campioni di saliva per la misurazione delle concentrazioni di cortisolo, come biomarcatore per lo stress acuto. I protocolli includono informazioni riguardanti l'uso di iuta, corde di cotone, paglia nelle rastrelliere, nonché dispositivi di bastoncini di silicone masticabili come arricchimento ambientale in penne di farrowing e allattamento, svezzatori e finisher. Inoltre, l'uso della corda di cotone per una raccolta di campioni di saliva non invasiva per l'analisi delle concentrazioni di cortisolo è dettagliato. I protocolli forniti sono rilevanti per i professionisti che mirano a migliorare e monitorare il benessere degli animali, sia nella ricerca che nell'allevamento di suini industriali.

Introduction

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Il maiale è la carne più consumata al mondo, con oltre 1,3 miliardi di maiali allevati e macellati ogni anno1,2. Negli ultimi anni, il benessere degli animali nell'industria suina è diventato sempre più una grande preoccupazione pubblica, che impone una forte pressione, proveniente da clienti, legislatori e altre parti interessate, ad apportare modifiche di gestione per migliorare il benessere delle questi animali. Diversi studi hanno dimostrato che fornire arricchimento ambientale ai suini è associato a una riduzione dello stress e a un miglioramento della produzione e del benessere, in quanto consente ai suini di esprimere il loro comportamento naturale, come il radicamento e l'esplorazione, nonché la nidificazione prima svasamento3,4,5,6,7.

I maiali sono considerati animali intelligenti e hanno una natura altamente curiosa; quindi, se non viene fornito un ambiente adatto, i maiali probabilmente dimostreranno un comportamento stereotipato e dirigeranno il comportamento sociale manipolativo verso gli accoppiamenti della penna, che può portare a mordere la coda, così come ad altre lesioni e sollecitazioni8,9. Pertanto, fornire un significativo arricchimento ambientale è consigliato da professionisti, e in alcuni paesi anche imposto da regolamenti e legislazioni, come la direttiva 2008/120/ECdelConsiglio dell'Unione europea.

Fornire un arricchimento ambientale significativo può essere difficile; dovrebbe soddisfare le esigenze comportamentali naturali dei suini in ogni fase della loro vita, nonché prendere in considerazione i limiti pratici e tecnici. Prima del farrowing, la fornitura di materiale di nidificazione è associata a una durata più breve del parto e a un più alto tasso di sopravvivenza dei suinetti appena nati durante il parto e per tutto il periodo di allattamento. Inoltre, nelle penne libere con arricchimento ambientale, il comportamento materno è migliorato, così come le prestazioni cognitive e l'aumento di peso dei maialini3,10,11,12,13. Dopo lo svezzamento, raggruppare i maiali (svezzatori, in crescita o finisher) da diverse cucciolate o penne può essere stressante e causare aggressività verso altri compagni di penna, che può portare a lesioni14,15. Pertanto, quando si mescolano maiali sconosciuti, fornire un arricchimento ambientale significativo può potenzialmente ridurre l'insorgenza di comportamenti indesiderati derivanti da frustrazione e aggressività o reindirizzamento del comportamento di radicamento.

Secondo la direttiva 2008/120/EC (istituita nel 2001/93/EC), è necessario che i suini abbiano accesso permanente a una quantità sufficiente di materiale, per consentire un'adeguata attività di indagine e manipolazione, come paglia, fieno, legno, segatura, compost di funghi, torba o una miscela di questi5,6. Tuttavia, l'uso di questi materiali può essere ingestibile in molte aziende agricole, in quanto può causare il blocco dei sistemi di drenaggio e di depurazione, in particolare nelle aziende agricole con pavimentazione a doghe. Tuttavia, secondo la direttiva del Consiglio dell'UE, gli agricoltori possono fornire materiali di arricchimento alternativi, purché consentano ai suini di svolgere attività di indagine e manipolazione adeguate.

La mancanza di arricchimento ambientale può potenzialmente portare a frustrazione e stress3, che possono attivare l'asse surrenale pituitario ipotalamico (HPA). Nei maiali, così come negli esseri umani e in altri animali, lo stress porta in genere alla secrezione dell'ormone adrenocorticotropico (ACTH) dalla ghiandola pituitaria. ACTH si lega ai suoi recettori sulla corteccia surrenale e stimola il rilascio surrenale del cortisolo glucocorticoide, che è considerato come un biomarcatore principale dello stress e può essere misurato nel sangue, nelle urine, nella saliva e nei capelli. Saliva cortisolo è un marcatore per lo stress acuto, dal momento che riflette la sua concentrazione biologicamente attiva nel sangue4. Ha il vantaggio di una raccolta di campioni non invasiva, senza manipolazione degli animali, per mezzo di funi di cotone fornite come arricchimento ambientale16,17. Il cortisolo per capelli viene utilizzato come marcatore per lo stress cronico, poiché il cortisolo si accumula nei capelli nel tempo e può essere estratto e misurato18,19; tuttavia, richiede la movimentazione degli animali, il numero di campionamenti ripetuti è limitato dal tasso di crescita dei capelli e l'analisi è più ingombrante in quanto richiede un lungo processo di estrazione. Tuttavia, sia la saliva che il cortisolo possono fornire informazioni complementari al benessere degli animali.

Gli obiettivi di questo documento sono (1) fornire informazioni metodologiche su come fornire un arricchimento ambientale significativo relativamente semplice e pratico per i suini che sono alloggiati su pavimento a doghe durante le diverse fasi della loro vita (farrowing e allattamento, svezzatori ai finisher) e (2) per dimostrare come raccogliere campioni di saliva non invasivi per la misurazione delle concentrazioni di cortisolo, come biomarcatore per lo stress acuto.

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Protocol

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Il protocollo di studio è stato eticamente approvato dal Comitato istituzionale per la cura e l'uso degli animali dell'Università Ebraica (MD-16-14754-2). Lo studio è stato condotto nel corso del 2017, presso l'Istituto di ricerca sugli animali di Lahav e l'Università Ebraica di Gerusalemme, Israele.

1. Protocollo di arricchimento ambientale durante il periodo di parto e di allattamento

NOTA: In questo studio, le scrofe sono state alloggiate in penne di farrowing/lattazione, sotto moderazione per un periodo di tempo limitato, da 3-5 giorni prima della data prevista per il parto e fino a 10 giorni dopo il parto; successivamente, sono state rimosse le barre di confinamento, per consentire la libera circolazione e l'interazione tra la scrofa e i suoi suinetti (illustrata nella Figura 1A). Tuttavia, il seguente protocollo è adatto anche per le casse di parto convenzionali, in cui la scrofa viene trattenuta per tutto il periodo di allattamento.

  1. Appendere i materiali di arricchimento (corde di iuta e cotone) nella penna di farrowing prima che la scrofa venga spostata in essa, al fine di consentire il comportamento simile alla nidificazione delle scrofe prima del parto.
  2. Per ogni penna/cassa di farrowing, preparare due pezzi di iuta (20 cm di larghezza, un metro di lunghezza), e due pezzi di 100% naturale, corde di cotone incolore (2-3 cm di diametro), circa un metro-di ciascuno.
  3. Legare le corde di iuta e cotone (doppio nodo overhand) alle barre della penna/cassa, come illustrato nella Figura 1,dal suo centro, permettendo alle due estremità libere di ogni pezzo di essere appese verso il pavimento. L'altezza dei nodi di iuta e corde di cotone dovrebbe essere appena inferiore alla spalla delle scrofe, mentre le sue estremità libere sono appena sopra il pavimento (Figura 1B-C).
  4. Le scrofe sono tipicamente interessate alle corde di iuta e cotone; spesso lo tirano e lo masticano. Pertanto, sostituire o ricaricare i materiali quando sono sporchi o terminati.
    NOTA: In questo studio, i materiali sono stati ispezionati ogni 4-5 giorni e sostituiti o ricaricati quando necessario.
  5. Dopo la nascita dei maialini, appendere le corde di iuta e cotone in modo che siano raggiungibili sia per la scrofa che per i suoi suinetti, in un luogo sicuro. Tipicamente, quando i materiali sono raggiungibili per entrambi, i maialini imitano le loro dighe fin dalla più tenera età.
    NOTA: Come aggiunta, la carta triturata può anche essere fornita come arricchimento ambientale per le scrofe e i suinetti, su pavimento a doghe. Tuttavia, la compatibilità dei sistemi di drenaggio e di depurazione dovrebbe essere esaminata criticamente nell'azienda agricola specifica.

2. Protocollo di arricchimento ambientale per gli svezzanti (quando la paglia non può essere fornita)

NOTA: In questo studio, dopo lo svenè, ogni due cucciolate sono state raggruppate in una penna di svevanti. In modo ottimale, i gruppi devono rimanere statici fino alla macellazione, senza mescolare o introdurre nuovi compagni di penna nella penna, per evitare lotte e lesioni legate alla gerarchia. L'indennità di spazio nella penna era secondo la direttiva del Consiglio europeo 2008/120/EC e la legislazione israeliana, con circa 20 suini per gruppo, e 0,3 m2 di superficie libera disponibile per maiale. Per motivi tecnici, la paglia non poteva essere fornita per gli svesiato, nemmeno nei rack. Quando può essere fornita la paglia, utilizzare il protocollo dei finisher dallo svezzo alla macellazione, come descritto nella sezione 3 del protocollo.

  1. Per ogni penna, preparare pezzi lunghi un metro di corde di cotone 100% naturali, non colorate, di 2-3 cm di diametro; almeno un pezzo ogni 10 maiali. Legare le corde di cotone a una catena appesa al soffitto o ad un palo sospeso (per allontanarlo dalla parete), come dimostrato nella Figura 2B.
    1. Posizionare le funi preferibilmente al centro dell'area "attiva" della penna, vicino all'alimentatore e ai bevitori, e lontano dalla parete delle penne (come indicato nella Figura 2A)per consentire l'accesso a 360 gradi, che dovrebbe impedire comportamenti aggressivi a causa di gara.
  2. Appendere le corde ad un'altezza che permette ai maiali di raggiungerlo facilmente con la bocca. Tipicamente, il nodo dovrebbe essere inferiore alla spalla dei maiali, mentre le estremità libere delle corde dovrebbero essere appena sopra il pavimento, senza toccarlo (Figura 2).
  3. Sostituire o riempire le corde quando sporche o finite.
    NOTA: In questo studio i materiali sono stati ispezionati ogni 4-5 giorni e sostituiti o ricaricati quando necessario.
  4. Oltre alle corde di cotone, fornire bastoncini di silicone mawable o simili dispositivi masticabili (Figura 2). Il dispositivo utilizzato (vedi tabella dei materiali) contiene quattro bastoncini da masticabili che consentono ad almeno quattro suini di interagire con il dispositivo contemporaneamente. Fornire un dispositivo ogni 10-15 suini.
  5. Appendere il dispositivo mawable con una catena dal soffitto (incluso nel kit) per consentire il movimento oscillante del dispositivo; questo aumenta l'attività e la sfida ai suini, e permette anche a più suini di partecipare contemporaneamente.
    1. Posizionare il dispositivo al centro dell'area attiva della penna, lontano dalle pareti della penna per consentire l'accesso a 360 gradi, che dovrebbe impedire comportamenti aggressivi a causa della concorrenza. L'estremità dei bastoncini di silicone dovrebbe essere ad un'altezza di 10 a 20 cm sopra il pavimento.
  6. Cambiare i bastoncini di silicone quando finito o se sporco.
    NOTA: In questo studio i bastoncini di silicone devono essere cambiati solo quando vengono spostati dalle penne degli svelatori alle penne dei finisher.

3. Protocollo di arricchimento ambientale per i finisher

NOTA: Quando la paglia può essere fornita durante l'intero periodo, iniziare a utilizzare questo protocollo dallo svezzo alla macellazione, invece che solo nelle penne dei finisher.

  1. Fornire a ogni penna la paglia posta in un rack, in una rete impiccata o in una torre, come illustrato nella Figura 2C. Quando viene fornita in tali dispositivi, solo piccole quantità di paglia sono disponibili per i maiali alla volta, e la maggior parte di essa viene masticata. Pertanto, questo arricchimento può essere utilizzato su pavimenti a doghe, quando la paglia non può essere fornita come biancheria da letto.
    NOTA: In questo studio, la paglia è stata fornita in rack commerciali (Figura 2C).
  2. Appendere i rack di paglia ad un'altezza che è raggiungibile per tutti i maiali, di solito appena sotto il livello della spalla. Attaccarli alla parete con l'accesso più semplice per il maggior numero possibile di maiali, preferibilmente all'interno della "zona attiva". Assicurarsi che i rack siano fissati correttamente e in modo sicuro alla parete per evitare rotture e lesioni del dispositivo.
  3. Assicurarsi che i rack siano completamente riempiti di paglia all'inizio; un'aggiunta di piccola quantità di paglia fresca può essere aggiunto ogni 1-3 giorni. In alternativa, ricaricare quando il rack è vuoto, in genere ogni 7-10 giorni.
    NOTA: La paglia lunga è meglio della paglia tritata per ridurre l'aggressività nel gruppo e per soddisfare le esigenze comportamentali dei maiali per radicare ed esplorare20.
  4. Se applicabile, è consigliabile posizionare un vassoio di raccolta o un tappetino sotto il rack, quando il pavimento è incanalato, per evitare che la paglia venga dispersa e blocchi dei sistemi di drenaggio e di depurazione (Figura 2C). Poiché la paglia è prevista per i maiali principalmente per adempiere il loro comportamento di radicamento e esplorativo, un tappetino può consentire la presenza di qualche cannuccia libera da esplorare a livello del suolo.
  5. Oltre alla paglia, fornire dispositivi da masticare, come descritto nella sezione 2.
  6. Quando le corde di cotone vengono utilizzate per la raccolta della saliva, come descritto nella sezione successiva, lasciare le corde nelle penne dopo la raccolta della saliva, come ulteriore arricchimento. Possono essere fornite anche altre funi di cotone, come descritto nella sezione 2.

4. Raccolta di campioni di saliva per l'analisi delle concentrazioni di cortisolo

NOTA: Questa sezione fornisce informazioni su come raccogliere in modo non invasivo la saliva per l'analisi della concentrazione di cortisolo, come biomarcatore per lo stress acuto; tuttavia, i campioni di saliva possono essere utilizzati anche per l'analisi di altri biomarcatori e anche per lo screening di potenziali agenti patogeni. Inoltre, il cortisolo per capelli deve essere misurato quando applicabile.

  1. Pianificare il campionamento della saliva per la stessa ora del giorno, per evitare pregiudizi, come la secrezione di cortisolo cambia durante il giorno a causa del ritmo circadiano fisiologico, o a causa dell'alimentazione21. Il campionamento è in genere più facile prima dell'alimentazione, preferibilmente prima della seconda alimentazione della giornata.
  2. Utilizzare corda di cotone 100% non colorata (2-3 cm di diametro). Una corda è in genere necessaria per 12-15 maiali.
    NOTA: In questo studio, sono stati utilizzati kit commerciali pronti all'uso per la raccolta di campioni di saliva.
  3. Legare la corda vicino al centro della penna, lontano dalla parete delle penne. Assicurarsi che il cavo utilizzato per appendere (tra la corda di cotone e il bar) non sia raggiungibile per la masticazione da parte dei maiali, e che le estremità libere delle corde di cotone non tocchino il pavimento, per motivi igienico-sanitari (Figura 3A).
  4. Svelare l'estremità libera della corda, per aumentare la superficie da masticare disponibile (Figura 3B).
  5. Lasciare la corda appesa per 15-30 min. Tipicamente, i maiali sono interessati a corde appena fornite e masticano durante questo periodo. Tipicamente, la stragrande maggioranza dei maiali si avvicinerà alla corda.
  6. Per estrarre la saliva dalla corda, mettere la parte libera della corda in un sacchetto di plastica sterile (come illustrato nella Figura 3D) e spremere la corda applicando pressione dall'esterno del sacchetto, dall'alto verso il basso, fino a un liquido sufficiente (suggerito a almeno 2 mL) si accumula nella parte inferiore del sacchetto(Figura 3E),quindi rimuove la corda dal sacchetto.
    NOTA: In questo studio è stata inclusa una borsa da 30 cm x 40 cm. Se possibile, questo passaggio deve essere eseguito nella penna senza tagliare il cavo appeso. In questo modo, l'estrazione della saliva è di solito più facile e le corde possono essere lasciate nella penna come arricchimento. Se non c'è abbastanza saliva, può essere utilizzato uno strizzacervo (non è stato richiesto in questo studio).
  7. Per trasferire la saliva dal sacchetto in un tubo sterile, tirare la corda e tagliare con attenzione l'angolo inferiore del sacchetto sopra un tubo di plastica sterile da 50 mL (anche se di solito sono necessari solo 400 n; Figura 3F). Sigillare il tubo e contrassegnarlo con un pennarello permanente o un adesivo pre-preparato (animali/penna, data, ora, fattoria, ecc.).
  8. Conservare i campioni di saliva in un contenitore isolato con impacchi di ghiaccio fino a quando non vengono consegnati al laboratorio.
  9. In laboratorio, centrifugare i campioni di saliva fino a quando lo sporco può essere separato (per 8 min a 3000 x g). La saliva pulita deve essere trasferita con una pastortta usa e getta pulita in tubi sterili pre-contrassegnati di volume inferiore (ad esempio, tubi congelatori a vite da 2 mL) per comodità. I campioni possono essere analizzati immediatamente, o possono essere mantenuti congelati ad una temperatura di -20 gradi centigradi o inferiori fino all'analisi.
  10. Prima dell'analisi della concentrazione di cortisolo, l'identità dei campioni pertinenti deve essere confermata e i campioni devono essere scongelati a temperatura ambiente se congelati. Mescolare delicatamente ogni campione, quindi centrifugarlo di nuovo prima dell'analisi per rimuovere eventuali sporcizia resimo che possono interferire con l'analisi (8 min a 3000 x g).
  11. Eseguire l'analisi delle concentrazioni di cortisolo con un saggio convalidato, secondo il protocollo specifico del kit.
    NOTA: In questo studio, i campioni di cortisolo saliva sono stati misurati in duplicati mediante test immunosorbebent legato agli enzimi secondo le linee guida del produttore. Per i suini che in precedenza erano dotati di corde come arricchimenti, raccogliere saliva sarebbe molto facile in quanto i maiali mostrano un grande interesse per le corde. Tuttavia, per i suini che non hanno familiarità con le corde, potrebbe essere necessario del tempo per l'addestramento; pertanto, la raccolta di saliva adeguata potrebbe non essere possibile fin dalla prima volta. Se necessario, le corde possono essere imbevute di succo di mela per l'allenamento (ovviamente, in tal caso, la saliva non può essere utilizzata per l'analisi). Se sono necessari campioni di saliva da maiali ospitati individualmente, la raccolta può essere più impegnativa che da un gruppo e sono in genere necessarie sessioni di allenamento con corde imbevute di succo di mela. La masticazione delle corde di raccolta può anche essere incoraggiata campionando gli individui uno accanto all'altro a causa dell'imitazione.

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Representative Results

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Nello studio attuale, 16 cucciolate (170 suinetti) sono state assegnate casualmente in due gruppi di trattamento; in un gruppo, l'arricchimento ambientale è stato fornito a otto cucciolate ("Enriched Group", come descritto nelle sezioni 1-3 del protocollo), mentre non è stato fornito alle altre otto cucciolate ("Gruppo non arricchito"). Dopo lo svezzamento, ogni due cucciolate sono state raggruppate in un gruppo di circa 20 maiali. I campioni di saliva sono stati raccolti e analizzati per le concentrazioni di cortisolo ogni due settimane in ogni penna, come descritto nella sezione 4 del protocollo.

In questo studio, se fornite correttamente, le scrofe, i suinetti e i suini hanno mostrato interesse per tutti i dispositivi di arricchimento. Le scrofe usavano le corde di iuta e cotone prima del farrowing, quando fornite. Durante il periodo di allattamento, quando le corde di iuta e cotone erano raggiungibili sia per la diga che per i suoi suinetti, i maialini imitavano le loro dighe a partire dall'età di 2-3 giorni; tuttavia, quando i materiali non erano raggiungibili per la scrofa, i suinetti hanno iniziato a utilizzare il materiale in seguito, in genere dopo più di una settimana di età. Nelle penne per l'allattamento e gli svezzatori, le corde di iuta e cotone venivano solitamente sostituite o riempite ogni 4-5 giorni, mentre i bastoncini di silicone masticabili venivano sostituiti solo una volta, quando i maiali venivano spostati dalla penna degli svezzatori alla penna dei finisher, all'età di 70 giorni. Nelle penne dei finisher non sono stati registrati drenaggi e blocchi fognari.

Le probabilità di morire per tutto il periodo fino alla macellazione sono state significativamente più alte tra i suinetti/maiali del gruppo non arricchito rispetto al gruppo arricchito (OR 3,38, 95% CI - 1,05-10,83; P - 0,004). I campioni di cortisolo di saliva sono stati raccolti con successo durante lo studio ogni due settimane, poco prima della seconda alimentazione della giornata. I suini del gruppo arricchito hanno mostrato un grande interesse per la saliva che raccoglie corde di cotone fin dall'inizio; tuttavia, nel gruppo non arricchito i volumi di saliva nella collezione iniziale erano tipicamente inferiori (2-10 mL), ma dalla seconda o terza sessione di raccolta era simile tra i gruppi. Tipicamente, un volume più grande di 30-40 mL è stato facilmente estratto da ogni corda. I campioni sono stati conservati congelati (-80 gradi centigradi) fino all'analisi. Le concentrazioni di cortisolo, misurate da ELISA, sono state complessivamente significativamente inferiori nei suini arricchiti, rispetto ai suini non arricchiti (P - 0,0044; Figura 4).

Figure 1
Figura 1: Arricchimento ambientale durante il periodo di parto e di allattamento. (A) Illustrazione a penna di farrowing che mostra due fasi delle barre di confinamento, sia quando la scrofa è contenuta (fase R) sia dopo la rimozione delle barre di confinamento (fase F) per consentire la libera circolazione e l'interazione tra la scrofa e la sua Suinetti. Le posizioni suggerite per le corde di iuta e cotone prima e dopo il farrowing sono contrassegnate rispettivamente in verde e blu. (B) Le immagini di una scrofa e dei suoi suinetti interagiscono con le corde di cotone (CR) e la iuta (J) fornite come arricchimento ambientale in una penna di parto/lattazione. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: Arricchimento ambientale per svelti e finisher. (A) Illustrazione schematica di una penna che illustra le posizioni suggerite per appendere i materiali ambientali nell'"area attiva" (X blu). (B-C) Immagini di maiali arricchiti come suggerito. (B) Nella penna degli sverbatori, corde di cotone (CR) fornite come arricchimento ambientale o per la raccolta di campioni di saliva appesi al soffitto o da un palo (P) per allontanarlo dalla parete della penna, dispositivo di bastoncini di silicone masticabili (BR) appesi a una catena dal soffitto ( HC). (C) Nella penna dei finisher, la paglia viene fornita in un rack (SR), in una torre di paglia (ST) o in un cesto di paglia (SB); un tappetino (M) può coprire il pavimento a doghe sotto ciascuno di questi dispositivi di paglia. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: Processo di campionamento della saliva con corde di cotone. (A-F) Sono illustrate le sei fasi principali per il campionamento della saliva: appendere la corda, svelare l'estremità libera della corda, permettere ai maiali di masticarla, estrazione saliva dalla corda in un sacchetto di plastica e poi trasferirla in un tubo di plastica. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4: Concentrazioni di cortisolo nella saliva nei suini arricchiti e non arricchiti. I campioni di saliva sono stati raccolti ogni due settimane utilizzando corde di cotone, a livello delle penne, dallo svezzamento alla macellazione, dai suini arricchiti e non arricchiti; le concentrazioni di cortisolo sono state misurate da ELISA. Per questa analisi, tutti i campioni sono stati raggruppati per gruppo, senza prendere in considerazione la data di campionamento. Le concentrazioni di cortisolo erano significativamente più basse nel Gruppo Enriched, rispetto al Gruppo Non arricchito (Test Mann Whitney; P - 0,0044). I risultati sono presentati come media : SEM. Si prega di fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

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Qui, descriviamo protocolli che descrivono come fornire un semplice e pratico arricchimento ambientale per i maiali che sono alloggiati sul pavimento a doghe durante le diverse fasi della loro vita, e come raccogliere campioni di saliva non invasiva per la misurazione del cortisolo concentrazioni, come biomarcatore per lo stress acuto. La paglia come biancheria da letto è considerata come uno degli arricchimenti ambientali più adatti per i maiali, ma può essere poco pratica sui pavimenti a doghe. Tuttavia, alternative relativamente economiche come iuta, corde di cotone, paglia in rack e dispositivi masticabili possono essere praticamente applicati e in modo sicuro.

La gamma di concentrazioni di cortisolo saliva in questo studio sono paragonabili alle precedenti pubblicazioni17,22,23. Le differenze significative nelle concentrazioni di cortisolo salivario tra animali arricchiti e non arricchiti, sono conformi all'ipotesi che l'arricchimento ambientale possa ridurre lo stress acuto nei suini in un campione, come è stato dimostrato negli studi precedenti, almeno fino a una certa età, a patto che il ritmo circadiano non sia danneggiato dallo stress cronico prolungato24,25. Come notato, cortisolo può essere misurato nel sangue, urina, e saliva come marcatori per lo stress acuto, e nei capelli come marcatore per lo stress cronico. Un protocollo per la misurazione del cortisolo per capelli è stato descritto in precedenza da Meyers et al. e può essere rilevante nella valutazione del benessere degli animali19. Tuttavia, quando si cercano marcatori per lo stress acuto, si dovrebbe considerare che qualsiasi campionamento, da solo, può aumentare il rilascio di cortisolo a causa della manipolazione degli animali o del dolore causato durante la procedura16,26. Quindi, il campionamento della saliva non invasiva, come suggerito nello studio attuale, è un metodo rilevante, che può essere utilizzato per l'analisi del cortisolo, così come per l'analisi di altri biomarcatori e anche per lo screening di potenziali patogeni27.

Le principali sfide nella raccolta della saliva secondo questo protocollo possono essere la raccolta da suini che non hanno familiarità con le corde, in quanto possono evitare di masticare le corde e, pertanto, potrebbe essere necessario l'addestramento. L'allenamento può essere eseguito utilizzando corde imbevute di succo di mela (in questi casi, questi campioni di saliva non possono essere utilizzati per le analisi). Se sono necessari campioni di saliva da maiali ospitati individualmente, la raccolta può essere ancora più impegnativa che da un gruppo, e sono in genere necessarie sessioni di allenamento con corde imbevute di succo di mela. Masticare le corde può anche essere incoraggiato campionando individui uno accanto all'altro a causa di mimazioni. Per l'addestramento dei giovani suinetti, le corde devono essere appese per essere rinportata per la madre per incoraggiare l'apprendimento e la masticazione precoce. Un altro possibile ostacolo quando si utilizzano corde di cotone per l'arricchimento o per la raccolta della saliva è che può essere catturato in etichette auricolari di alcune marche. Se si verifica, è necessario sostituire i tag auricolari o il metodo di arricchimento.

L'utilizzo di corde di cotone consente di misurare la concentrazione di cortisolo saliva a livello di gruppo, che fornisce lo screening applicabile per questo ormone. Un possibile svantaggio di questo metodo di raccolta è che potrebbe non essere una misura rappresentativa di tutti gli individui del gruppo, in quanto è influenzato dalla quantità di saliva assorbita nella corda da ogni singolo maiale. Al fine di ridurre al minimo questo svantaggio, si consiglia di fornire un numero adeguato di corde, per consentire un tempo di raccolta sufficiente, nonché per eseguire diverse collezioni ripetute. Rispetto al metodo esistente di campionamento individuale, la raccolta stessa non è stressante per i suini, in quanto viene somministrata come arricchimento ambientale, senza manipolazione dei suini.

In sintesi, i maiali possono essere arricchiti ecologicamente in tutte le fasi della vita, anche sul pavimento a doghe, utilizzando iuta, corde di cotone, paglia in rack e dispositivi masticabili. Il tipo di arricchimento, il metodo di sospensione, così come l'altezza e la posizione all'interno della penna, sono importanti per la loro efficacia. Per quanto riguarda la raccolta della saliva da parte dei topi di cotone, i tempi e le raccomandazioni di sospensione sono cruciali per un campionamento di successo. Questi protocolli sono rilevanti per i professionisti che mirano a migliorare e monitorare il benessere degli animali, sia nella ricerca che nell'allevamento suini industriale.

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Disclosures

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Acknowledgments

Ringraziamo Lahav CRO per aver condotto la ricerca nella loro fattoria e al team della fattoria per aver fornito un prezioso aiuto tecnico durante tutto lo studio. Lo studio è stato finanziato dal Chief Scientist israeliano, Ministero dell'Agricoltura e dello Sviluppo Rurale.

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

  1. McGlone, J. J. The Future of Pork Production in the World: Towards Sustainable, Welfare-Positive Systems. Animals (Basel. 3, 401-415 (2013).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Munsterhjelm, C., et al. Environmental enrichment in early life affects cortisol patterns in growing pigs. Animal. 4, 242-249 (2010).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Stafford, K. J. Tail biting: an important and undesirable behaviour of growing pigs. Veterinary journal. 186, 131-132 (2010).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Meyer, J. S., Novak, M. A. Minireview: Hair cortisol: a novel biomarker of hypothalamic-pituitary-adrenocortical activity. Endocrinology. 153, 4120-4127 (2012).
  19. Meyer, J., Novak, M., Hamel, A., Rosenberg, K. Extraction and analysis of cortisol from human and monkey hair. Journal of Visualized Experiments : JoVE. (2014).
  20. 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).
  21. 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).
  22. Schonreiter, S., et al. Salivary cortisol as a stress parameter in piglets. Tierarztliche Praxis Ausgabe G: Grosstiere - Nutztiere. 27, 175-179 (1999).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
Fornire un significativo arricchimento ambientale e misurare il cortisolo saliva nei suini ospitati su pavimenti a doghe
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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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