Обеспечение значимого экологического обогащения и измерения слюны Кортизол в свиней домохоженный на Slatted Этаже
Summary
Этот протокол демонстрирует, как обеспечить практическое значимое экологическое обогащение для свиней, которые размещаются на решетчатых напольных покрытий на различных этапах их жизни, и как собирать образцы слюны в неинвазивной манере для измерения концентрации кортизола, как биомаркер для острого стресса.
Abstract
Поскольку свинина является самым потребляемым мясом во всем мире, благосостояние животных в свиноводческой промышленности все чаще становится серьезной общественной проблемой, что оказывает существенное давление со стороны клиентов, законодателей и других заинтересованных сторон, чтобы внести изменения в управление улучшить благополучие этих животных. Несколько исследований показали, что обеспечение экологического обогащения свиней позволяет им выражать свое естественное поведение, такие как укоренение и изучение, а также гнездование до farrowing, и связано со снижением стресса и улучшение производства и благосостояния. Однако при обеспечении экологического обогащения следует учитывать множество соображений, таких, как тип пола, дренажные и канализационные системы, этап жизни свиней, материал, а также его метод подвешивания, высота и расположение в пределах пера. Целью настоящего документа является (1) предоставление методологической информации о том, как обеспечить относительно простое и практическое значимое экологическое обогащение свиней, которые размещаются на решетчатых этажах на различных этапах их жизни, и (2) продемонстрировать, как собирать образцы слюны для измерения концентрации кортизола, как биомаркер для острого стресса. Протоколы включают информацию об использовании джута, хлопчатобумажных канатов, соломы в стеллажах, а также жевательных устройств силиконовых палочек в качестве экологического обогащения в ручках farrowing и лактации, отъевов и финишеров. Кроме того, подробно описано использование хлопчатобумажной веревки для неинвазивного сбора образцов слюны для анализа концентраций кортизола. Представленные протоколы актуальны для специалистов, стремящихся улучшить и контролировать благополучие животных, как в научных исследованиях, так и в промышленном свиноводстве.
Introduction
Свинина является наиболее потребляемого мяса во всем мире, с более чем 1,3 миллиарда свиней выращивается и забивается ежегодно1,2. В последние годы благосостояние животных в свиноводческой промышленности становится все более серьезной общественной проблемой, которая оказывает существенное давление со стороны клиентов, законодателей и других заинтересованных сторон, чтобы внести изменения в управление для улучшения благосостояния этих животных. Несколько исследований показали, что обеспечение экологического обогащения свиней связано со снижением стресса и улучшением производства и благосостояния, так как позволяет свиньям выражать свое естественное поведение, такое как укоренение и исследование, а также гнездование до farrowing3,4,5,6,7.
Свиньи считаются умными животными и обладают очень любознательной природой; таким образом, если подходящая среда не предусмотрена, свиньи, скорее всего, продемонстрируют стереотипное поведение и прямое манипулятивное социальное поведение по отношению к ручке товарищей, что может привести к кусаться хвостом, а также к другим травмам и стрессу8,9. Таким образом, обеспечение значимого экологического обогащения рекомендуется профессионалами, а в некоторых странах даже введены правила и законы, такие как Директива Совета Европейского союза 2008/120/EC5.
Обеспечение значимого экологического обогащения может быть сложной задачей; он должен удовлетворять естественные поведенческие потребности свиней на каждом этапе их жизни, а также принимать во внимание практические и технические ограничения. До farrowing, предоставление гнездования материала связано с более короткой продолжительностью farrowing, а также более высокая выживаемость новорожденных поросят во время farrowing и в течение периода лактации. Кроме того, в бесплатных ручках с экологическим обогащением улучшается поведение матери, а также когнитивные функции и увеличение веса поросят3,10,11,12,13. После отлужели, группировка свиней (отъевов, выращивания или отделки) из различных пометов или ручки может быть стресс и вызвать агрессивность по отношению к другим товарищам перо, что может привести к травмам14,15. Поэтому при смешивании незнакомых свиней, обеспечение значимого экологического обогащения потенциально может уменьшить возникновение нежелательного поведения в результате разочарования и агрессивности или перенаправления укоренения поведения.
В соответствии с Директивой Совета Европейского союза 2008/120/EC (установленной в 2001/93/EC), необходимо, чтобы свиньи имели постоянный доступ к достаточному количеству материалов, чтобы обеспечить надлежащее расследование и манипуляции, такие как солома, сено, древесина, опилок, грибной компост, торф или смесь из этих5,6. Однако использование этих материалов может быть неуправляемым на многих фермах, поскольку это может привести к блокированию дренажных и канализационных систем, особенно на фермах с решетчатым настилом. Тем не менее, согласно Директиве Совета ЕС, фермеры могут предоставлять альтернативные материалы для обогащения, если это позволяет свиньям проводить надлежащие расследования и манипуляции.
Отсутствие экологического обогащения потенциально может привести к разочарованию истрессу 3, которые могут активировать гипоталамический гипофизарный надпочечник (HPA) оси. У свиней, а также у людей и других животных, стресс обычно приводит к секреции гормона адринокортикотропа (ACTH) из гипофиза. ACTH связывается со своими рецепторами на коре надпочечников и стимулирует выделение надпочечников глюкокортикоидного кортизола, который считается основным биомаркером стресса и может быть измерен в крови, моче, слюне и волосах. Кортизол слюны является маркером для острого стресса, так как он отражает его биологически активную концентрацию в крови4. Преимущество неинвазивной коллекции образцов, без обращения с животными, с помощью хлопчатобумажных веревок, предусмотренных в качестве экологического обогащения16,17. Кортизол волос используется в качестве маркера для хронического стресса, так как кортизол накапливается в волосах с течением времени и может быть извлечен и измерен18,19; однако, это требует обработки животных, количество повторных отбор проб ограничено темпами роста волос, и анализ является более громоздким, поскольку он требует длительного процесса экстракции. Тем не менее, как слюна и кортизол волос может обеспечить дополнительную информацию для осла животных благосостояния.
Целью настоящего документа является (1) предоставление методологической информации о том, как обеспечить относительно простое и практическое значимое экологическое обогащение свиней, которые размещаются на решетчатом полу на различных этапах их жизни (фарроуинг и лактация, отъемов для финишеров), и (2), чтобы продемонстрировать, как неинвазивно собирать образцы слюны для измерения концентрации кортизола, как биомаркер для острого стресса.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этом мы описываем протоколы, описывающие, как обеспечить простое и практическое экологическое обогащение для свиней, которые размещаются на решетчатом полу на разных этапах их жизни, и как неинвазивно собирать образцы слюны для измерения кортизола концентрации, как биомаркер для ос?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим Lahav CRO за проведение исследований на ферме и команде фермы за предоставление ценной технической помощи на протяжении всего исследования. Исследование финансировалось главным научным сотрудником Израиля, министерством сельского хозяйства и развития сельских районов.
Materials
| 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. , (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, l. a., 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).
