Att ge meningsfull miljöberikning och mätning av saliv kortisol hos svin inhysta på slatted golv
Summary
Detta protokoll visar hur man kan tillhandahålla praktiska meningsfulla miljöberikning för svin som är inhysta på spaltgolv under de olika stadierna av deras liv, och hur man samlar in salivprov på ett icke-invasiv sätt för mätning av kortisolkoncentrationer, som en biomarkör för akut stress.
Abstract
Eftersom fläsk är det mest konsumerade köttet över hela världen, har djurens välbefinnande i svinindustrin alltmer blivit en stor oro för allmänheten, vilket innebär ett betydande tryck från kunder, lagstiftare och andra intressenter, för att göra lednings ändringar i förbättra välbefinen hos dessa djur. Flera studier har visat att ge miljöberikning till grisar ger dem möjlighet att uttrycka sitt naturliga beteende, såsom böka och utforska, samt häckar före grisning, och är förknippad med minskad stress och förbättrad produktion och välfärd. Många överväganden bör dock beaktas när man tillhandahåller miljöberikning, såsom typ av golv, avlopp och avloppssystem, svinens skede i livet, materialet, samt dess hängande metod, höjd och placering i pennan. Syftet med detta dokument är (1) att ge metodologisk information om hur man ger en relativt enkel och praktisk meningsfull miljöberikning för svin som är inhysta på spaltgolv under de olika stadierna av deras liv, och (2) att Visa hur man samlar saliv prover för mätning av kortisolkoncentrationer, som en biomarkör för akut stress. Protokollen innehåller information om användningen av jute, bomulls linor, halm i rack, samt tuggpinnar enheter som miljöberikning i pennor för grisning och amning, avvanda små slakts och Slutbehandlare. Dessutom är användningen av bomulls rep för en icke-invasiv saliv provtagning samling för kortisol koncentrationer analys detaljerad. De protokoll som tillhandahålls är relevanta för yrkesverksamma som syftar till att förbättra och övervaka djurens välbefinnande, både inom forskning och industriell svinuppfödning.
Introduction
Fläsk är det mest konsumerade köttet över hela världen, med över 1 300 000 000 grisar höjs och slaktas årligen1,2. Under de senaste åren har djurens välbefinnande i svinindustrin alltmer blivit en stor oro för allmänheten, vilket innebär betydande påtryckningar, från kunder, lagstiftare och andra intressenter, att göra förvaltnings förändringar för att förbättra välfärden för dessa djur. Flera studier visade att ge miljöberikning till grisar är förknippad med minskad stress och förbättrad produktion och välfärd, eftersom det gör att svinen att uttrycka sitt naturliga beteende, såsom böka och utforska, samt häckar före grisning3,4,5,6,7.
Svin betraktas som intelligenta djur och har en mycket frågande karaktär. Således, om en lämplig miljö inte tillhandahålls, svin kommer sannolikt att demonstrera stereotypic beteende och direkt manipulativa sociala beteende mot penna kompisar, vilket kan leda till svans bita, liksom andra skador och stress8,9. Att tillhandahålla en meningsfull miljöberikning rekommenderas därför av yrkesverksamma, och i vissa länder som till och med införs genom förordningar och lagstiftningar, såsom Europeiska unionens rådsdirektiv 2008/120/EG5.
Att ge meningsfull miljöberikning kan vara utmanande. Det bör uppfylla de naturliga beteendemässiga behoven hos svinen i varje skede av deras liv, samt ta hänsyn till praktiska och tekniska begränsningar. Före grisning, ger häckande material förknippas med kortare grisning varaktighet samt högre överlevnad av nyfödda smågrisar under grisning och under amning perioden. Dessutom, i fria pennor med miljöberikning, moderns beteende förbättras, liksom den kognitiva prestanda och viktökning av smågrisar3,10,11,12,13. Efter avvänjning, gruppering grisar (weaners, odling eller finishers) från olika kullar eller pennor kan vara stressande och orsaka aggressivitet mot andra penna kompisar, vilket kan leda till skador14,15. Därför, när blanda obekanta svin, ger meningsfull miljöberikning kan potentiellt minska förekomsten av oönskade beteende till följd av frustration och aggressivitet eller omdirigering av böka beteende.
Enligt Europeiska unionens rådsdirektiv 2008/120/EG (fastställt 2001/93/EG) krävs det att svin har permanent tillgång till en tillräcklig mängd material för att möjliggöra en ordentlig utredning och manipulation, såsom halm, hö, trä, sågspån, svampkompost, torv eller en blandning av dessa5,6. Användningen av dessa material kan dock vara ohanterlig på många gårdar, eftersom det kan orsaka blockering av dränerings-och avloppssystem, särskilt på gårdar med spaltgolv. Enligt EU-rådets direktiv kan jordbrukarna ändå tillhandahålla alternativa anriknings material, så länge det gör det möjligt för svinen att utföra ordentliga utrednings-och manipuleringsåtgärder.
Brist på miljöberikning kan potentiellt leda till frustration och stress3, som kan aktivera hypotalamus hypofys-binjure (hPa) axel. Hos svin, liksom hos människor och andra djur, stress leder vanligtvis till utsöndringen av adrenokortikotropt hormon (ACTH) från hypofysen. ACTH binder till sina receptorer på binjurebarken och stimulerar adrenal frisättning av glukokortikoid kortisol, som anses som en stor biomarkör för stress och kan mätas i blod, urin, saliv och hår. Saliv kortisol är en markör för akut stress, eftersom det återspeglar dess biologiskt aktiv koncentration i blodet4. Den har fördelen av en icke-invasiv provsamling, utan hantering av djuren, med hjälp av bomulls linor som tillhandahålls som miljöberikning16,17. Hår kortisol används som en markör för kronisk stress, eftersom kortisol ackumuleras i håret över tid och kan extraheras och mätas18,19; emellertid, det kräver djurhantering, antalet upprepade provtagning begränsas av hårväxt, och analysen är mer betungande eftersom det kräver lång extraktion process. Fortfarande, både saliv och hår kortisol kan ge kompletterande information till åsnor djurens välbefinnande.
Syftet med detta dokument är att (1) ge metodologisk information om hur man kan tillhandahålla relativt enkel och praktisk meningsfull miljöberikning för svin som är inhysta på spaltgolv under olika skeden av deras liv (grisning och amning, och (2) för att demonstrera hur man icke-invasivt samlar in salivprov för mätning av kortisolkoncentrationer, som en biomarkör för akut stress.
Protocol
Representative Results
Discussion
Häri beskriver vi protokoll som beskriver hur man ger enkel och praktisk miljöberikning för svin som är inhysta på spaltgolv under olika stadier av deras liv, och hur man icke-invasivt samla saliv prover för mätning av kortisol koncentrationer, som en biomarkör för akut stress. Halm som sängkläder anses vara en av de mest lämpliga miljö berikningen för svin, men kan vara opraktiskt på spaltgolv. Men relativt billiga alternativ såsom jute, bomulls linor, halm i ställningar och tugg anordningar kan praktis…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi tackar Lahav CRO för att ha bedrivit forskning i sin gård och till gårdens team för att ge värdefull teknisk hjälp under hela studien. Studien finansierades av Israels chefsforskare, ministeriet för jordbruk och landsbygdsutveckling.
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).
