Het verstrekken van zinvolle milieu verrijking en het meten van speeksel cortisol bij varkens ondergebracht op een roostervloer
Summary
Dit protocol laat zien hoe praktische zinvolle milieu verrijking voor varkens die in de verschillende stadia van hun leven op een lattenbodem zijn ondergebracht, en het verzamelen van speeksel monsters op een niet-invasieve manier voor de meting van cortisol concentraties, als biomarker voor acute stress.
Abstract
Aangezien varkensvlees wereldwijd het meest geconsumeerde vlees is, is het welzijn van dieren in de varkensvleesindustrie steeds meer een belangrijke publieke aangelegenheid geworden, die een aanzienlijke druk oplegt van klanten, wetgevers en andere stakeholders, om management wijzigingen aan te brengen in het welzijn van deze dieren te verbeteren. Verschillende studies hebben aangetoond dat het verstrekken van milieu verrijking aan varkens hen in staat stelt om hun natuurlijke gedrag te uiten, zoals wroeten en verkennen, evenals nesten voorafgaand aan farrowing, en wordt geassocieerd met verminderde stress en een verbeterde productie en welzijn. Er moet echter rekening worden gehouden met veel overwegingen bij het verstrekken van milieu verrijking, zoals het type vloer, drainage-en riool systemen, het stadium van de varkens in het leven, het materiaal, evenals de hangende methode, de hoogte en de locatie binnen de pen. De doelstellingen van dit document zijn (1) om methodologische informatie te geven over hoe een relatief eenvoudige en praktische betekenisvolle milieu verrijking moet worden verschaft voor varkens die in de verschillende stadia van hun leven op latten vloeren zijn ondergebracht, en (2) demonstreert het verzamelen van speeksel monsters voor de meting van cortisol concentraties, als een biomarker voor acute stress. Protocollen omvatten informatie over het gebruik van jute, katoen touwen, stro in rekken, evenals kauwtabletten silicone sticks apparaten als milieu verrijking in pennen van de werpen en borstvoeding, biggen en finishers. Bovendien is het gebruik van katoenen touw voor een niet-invasieve collectie van speeksel monsters voor de analyse van cortisol concentraties gedetailleerd. De verstrekte protocollen zijn relevant voor professionals die gericht zijn op het verbeteren en monitoren van dierenwelzijn, zowel in onderzoek als in de industriële varkenshouderij.
Introduction
Varkensvlees is wereldwijd het meest geconsumeerde, met meer dan 1.300.000.000 varkens die jaarlijks1,2worden ingezameld en geslacht. In de afgelopen jaren is het welzijn van dieren in de varkensindustrie steeds meer een belangrijke zorg van het publiek geworden, die aanzienlijke druk legt, afkomstig van klanten, wetgevers en andere belanghebbenden, om management wijzigingen aan te brengen om het welzijn van deze dieren. Verschillende studies toonden aan dat het verstrekken van milieu verrijking aan varkens gepaard gaat met verminderde stress en een betere productie en welzijn, omdat het de varkens toestaat hun natuurlijke gedrag, zoals wroeten en verkennen, te uiten, evenals nesten voorafgaand aan werpen3,4,5,6,7.
Varkens worden als intelligente dieren beschouwd en hebben een zeer nieuwsgierige aard; Dus, als er geen geschikte omgeving wordt geboden, zullen varkens waarschijnlijk stereotypisch gedrag en direct manipulatief sociaal gedrag vertonen ten opzichte van pen-mates, wat kan leiden tot Staartbijten, evenals andere verwondingen en stress van8,9. Daarom wordt het verstrekken van een zinvolle milieu verrijking geadviseerd door professionals, en in sommige landen zelfs opgelegd door verordeningen en wetgeving, zoals de Europese Unie Richtlijn 2008/120/EG5.
Het bieden van zinvolle milieu verrijking kan een uitdaging zijn; het moet voldoen aan de natuurlijke gedrags behoeften van de varkens in elke fase van hun leven, evenals rekening houden met praktische en technische beperkingen. Voorafgaand aan het roeien wordt het verstrekken van nest materiaal geassocieerd met een kortere vernauwing, evenals een hogere overlevingskans van de pasgeboren biggen tijdens het vernauwing en gedurende de lactatieperiode. Bovendien, in vrije pennen met milieu verrijking, maternale gedrag is verbeterd, evenals de cognitieve prestaties en gewichtstoename van de biggen3,10,11,12,13. Na het spenen kan het groeperen van varkens (weaners, kweken of finishers) van verschillende nesten of pennen stressvol zijn en agressiviteit veroorzaken ten opzichte van andere penmates, wat kan leiden tot verwondingen14,15. Daarom, bij het mengen van onbekende varkens, het verstrekken van zinvolle milieu verrijking kan potentieel verminderen het optreden van ongewenst gedrag als gevolg van frustratie en agressiviteit of omleiding van wroeten gedrag.
Volgens de richtlijn 2008/120/EG van de Europese Unie (opgericht in 2001/93/EG) is het noodzakelijk dat varkens permanent toegang hebben tot een voldoende hoeveelheid materiaal om behoorlijke onderzoeks-en manipulatie activiteiten mogelijk te maken, zoals stro, hooi, hout, zaagsel, champignon compost, turf of een mengsel van deze5,6. Het gebruik van deze materialen kan echter op veel boerderijen onbeheersbaar zijn, omdat dit kan leiden tot verstopping van de drainage-en riool systemen, met name op boerderijen met lattenbodem vloeren. Volgens de richtlijn van de Europese Raad kunnen landbouwers echter nog alternatieve verrijkings materialen aanbieden, mits zij de varkens in staat stellen om behoorlijke onderzoeks-en manipulatie activiteiten uit te voeren.
Gebrek aan milieu verrijking kan mogelijk leiden tot frustratie en stress3, die kan activeren de hypothalame hypofyse bijnier (HPA) as. Bij varkens, maar ook bij mensen en andere dieren, stress leidt meestal tot de secretie van adrenocorticotrope hormoon (ACTH) uit de hypofyse. ACTH bindt aan haar receptoren op de bijnierschors en stimuleert de bijnier afgifte van de Glucocorticoïde cortisol, die wordt beschouwd als een belangrijke biomarker van stress en kan worden gemeten in bloed, urine, speeksel en haar. Speeksel cortisol is een marker voor acute stress, omdat het weerspiegelt zijn biologisch actieve concentratie in het bloed4. Het heeft het voordeel dat een niet-invasieve monsterverzameling, zonder behandeling van de dieren, door middel van katoen touwen als milieu verrijking16,17wordt aangeboden. Haar cortisol wordt gebruikt als een marker voor chronische stress, omdat cortisol accuiteert in het haar na verloop van tijd en kan worden geëxtraheerd en gemeten18,19; echter, het vereist de behandeling van dieren, het aantal herhaalde bemonstering wordt beperkt door de haargroei snelheid, en de analyse is meer omslachtig omdat het lange extractieproces vereist. Nog steeds, zowel speeksel en haar cortisol kan aanvullende informatie verstrekken aan ezels dierenwelzijn.
De doelstellingen van dit document zijn (1) om methodologische informatie te geven over hoe een relatief eenvoudige en praktische zinvolle milieu verrijking moet worden verschaft voor varkens die in verschillende stadia van hun leven op een lattenbodem zijn ondergebracht (vernauwing en lactatie, en (2) aantonen hoe niet-invasief speeksel monsters kunnen worden verzameld voor de meting van cortisol concentraties, als biomarker voor acute stress.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hierin beschrijven we protocollen waarin wordt beschreven hoe u eenvoudige en praktische milieu verrijking biedt voor varkens die zijn ondergebracht op een lattenbodem gedurende verschillende stadia van hun leven, en hoe u niet-invasief speeksel monsters verzamelt voor de meting van cortisol concentraties, als biomarker voor acute stress. Stro als strooisel wordt beschouwd als een van de meest geschikte milieu verrijking voor varkens, maar kan onpraktisch zijn op lattenbodems. Toch kunnen relatief goedkope alternatieven …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We bedanken Lahav CRO voor het uitvoeren van het onderzoek in hun bedrijf en het team van de boerderij voor het leveren van waardevolle technische hulp tijdens de studie. De studie werd gefinancierd door de Israëlische Chief Scientist, ministerie van landbouw en plattelandsontwikkeling.
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).
