Fornire un significativo arricchimento ambientale e misurare il cortisolo saliva nei suini ospitati su pavimenti a doghe
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
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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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
| 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).
