Proporcionar un enriquecimiento ambiental significativo y medir el cortisol de saliva en cerdos alojados en pisos de lama
Summary
Este protocolo demuestra cómo proporcionar un enriquecimiento ambiental práctico y significativo para los cerdos que se alojan en pisos de listón durante las diferentes etapas de sus vidas, y cómo recoger muestras de saliva de una manera no invasiva para la medición de concentraciones de cortisol, como biomarcador para el estrés agudo.
Abstract
Dado que la carne de cerdo es la carne más consumida en todo el mundo, el bienestar de los animales en la industria porcina se ha convertido cada vez más en una gran preocupación pública, lo que impone una presión sustancial proveniente de clientes, legisladores y otras partes interesadas, para mejorar el bienestar de estos animales. Varios estudios han demostrado que proporcionar enriquecimiento ambiental a los cerdos les permite expresar su comportamiento natural, como el enraizamiento y la exploración, así como anidar antes del desgarramiento, y se asocia con una reducción del estrés y una mejor producción y bienestar. Sin embargo, deben tenerse en cuenta muchas consideraciones al proporcionar enriquecimiento ambiental, como el tipo de suelo, el drenaje y los sistemas de alcantarillado, la etapa de los cerdos en la vida, el material, así como su método de suspensión, altura y ubicación dentro de la pluma. Los objetivos de este documento son (1) proporcionar información metodológica sobre cómo proporcionar un enriquecimiento ambiental significativo relativamente simple y práctico para los cerdos que se alojan en pisos de lamidos durante las diferentes etapas de su vida, y (2) demostrar cómo recoger muestras de saliva para la medición de las concentraciones de cortisol, como un biomarcador para el estrés agudo. Los protocolos incluyen información sobre el uso de yute, cuerdas de algodón, paja en estantes, así como dispositivos de palos de silicona masticables como enriquecimiento ambiental en plumas de arrowing y lactancia, destetes y acabados. Además, se detalla el uso de cuerda de algodón para una recogida de muestras de saliva no invasiva para el análisis de las concentraciones de cortisol. Los protocolos proporcionados son pertinentes para los profesionales con el objetivo de mejorar y supervisar el bienestar animal, tanto en la investigación como en la agricultura porcina industrial.
Introduction
La carne de cerdo es la carne más consumida en todo el mundo, con más de 1.300 millones de cerdos criados y sacrificados anualmente1,2. En los últimos años, el bienestar de los animales en la industria porcina se ha convertido cada vez más en una gran preocupación pública, que impone una presión sustancial, proveniente de clientes, legisladores y otras partes interesadas, para hacer cambios en la gestión para mejorar el bienestar de estos animales. Varios estudios demostraron que proporcionar enriquecimiento ambiental a los cerdos se asocia con una reducción del estrés y una mejor producción y bienestar, ya que permite a los cerdos expresar su comportamiento natural, como el enraizamiento y la exploración, así como la anidación antes de farrowing3,4,5,6,7.
Los cerdos son considerados animales inteligentes, y tienen una naturaleza altamente inquisitiva; por lo tanto, si no se proporciona un entorno adecuado, los cerdos probablemente demostrarán comportamiento estereotípico y comportamiento social manipulador directo hacia las parejas de plumas, lo que puede conducir a mordeduras de cola, así como otras lesiones y estrés8,9. Por lo tanto, proporcionar un enriquecimiento ambiental significativo es asesorado por profesionales, y en algunos países incluso impuesto por reglamentos y legislaciones, como la Directiva 2008/120/CE del Consejo de la Unión Europea.
Proporcionar un enriquecimiento ambiental significativo puede ser un desafío; debe satisfacer las necesidades naturales de comportamiento de los cerdos en cada etapa de sus vidas, así como tener en cuenta las limitaciones prácticas y técnicas. Antes del desgarramiento, el suministro de material de anidación se asocia con una duración de cría más corta, así como una mayor tasa de supervivencia de los lechones recién nacidos durante el desgarramiento y durante todo el período de lactancia. Además, en corrales libres con enriquecimiento ambiental, se mejora el comportamiento materno, así como el rendimiento cognitivo y el aumento de peso de los lechones3,10,11,12,13. Después del destete, agrupar cerdos (destetes, crecimientos o rematadores) de diferentes camadas o corrales puede ser estresante y causar agresividad hacia otros compañeros de pluma, lo que puede provocar lesiones14,15. Por lo tanto, al mezclar cerdos desconocidos, proporcionar un enriquecimiento ambiental significativo puede reducir potencialmente la ocurrencia de comportamientos no deseados resultantes de la frustración y la agresividad o la redirección del comportamiento de enraizamiento.
De conformidad con la Directiva 2008/120/CE del Consejo de la Unión Europea (establecida en 2001/93/CE), se requiere que los cerdos tengan acceso permanente a una cantidad suficiente de material, para permitir actividades adecuadas de investigación y manipulación, como paja, heno, madera, aserrín, compost de setas, turba o una mezcla de estos5,6. Sin embargo, el uso de estos materiales puede ser inmanejable en muchas granjas, ya que puede causar obstrucción de los sistemas de drenaje y alcantarillado, particularmente en granjas con pisos de listón. Aun así, de acuerdo con la Directiva del Consejo de la UE, los agricultores pueden proporcionar materiales de enriquecimiento alternativos, siempre que permita a los cerdos realizar actividades adecuadas de investigación y manipulación.
La falta de enriquecimiento ambiental puede conducir potencialmente a la frustración y el estrés3, que puede activar el eje suprarrenal hipofisario hipotalámico (HPA). En cerdos, así como en seres humanos y otros animales, el estrés normalmente conduce a la secreción de la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) de la glándula pituitaria. ACTH se une a sus receptores en la corteza suprarrenal y estimula la liberación suprarrenal del cortisol glucocorticoides, que se considera como un biomarcador importante del estrés y se puede medir en sangre, orina, saliva y cabello. Saliva cortisol es un marcador de estrés agudo, ya que refleja su concentración biológicamente activa en la sangre4. Tiene la ventaja de una recogida de muestras no invasiva, sin manipulación de los animales, por medio de cuerdas de algodón proporcionadas como enriquecimiento ambiental16,17. El cortisol capilar se utiliza como marcador para el estrés crónico, ya que el cortisol se acumula en el cabello con el tiempo y se puede extraer y medir18,19; sin embargo, requiere manipulación de animales, el número de muestreos repetidos está limitado por la tasa de crecimiento del cabello, y el análisis es más engorroso ya que requiere un largo proceso de extracción. Sin embargo, tanto la saliva como el cortisol capilar pueden proporcionar información complementaria al bienestar animal de los asnos.
Los objetivos de este documento son :1) proporcionar información metodológica sobre cómo proporcionar un enriquecimiento ambiental significativo relativamente simple y práctico para los cerdos alojados en pisos de listón durante las diferentes etapas de sus vidas (farrowing y lactancia, destetadores a los remates), y (2) para demostrar cómo recoger de forma no invasiva muestras de saliva para la medición de las concentraciones de cortisol, como biomarcador para el estrés agudo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aquí, describimos protocolos que detallan cómo proporcionar un enriquecimiento ambiental simple y práctico para los cerdos que se alojan en el suelo de latigazo durante las diferentes etapas de su vida, y cómo recoger de forma no invasiva muestras de saliva para la medición del cortisol concentraciones, como biomarcador para el estrés agudo. La paja como ropa de cama se considera como uno de los enriquecimientos ambientales más adecuados para los cerdos, pero puede ser poco práctica en suelos de lamas. Sin embarg…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos a Lahav CRO por llevar a cabo la investigación en su granja y al equipo de la granja por proporcionar valiosa ayuda técnica durante todo el estudio. El estudio fue financiado por el Científico Jefe de Israel, Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural.
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).
