Обеспечение значимого экологического обогащения и измерения слюны Кортизол в свиней домохоженный на Slatted Этаже

Резюме

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.

Аннотация

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.

Введение

Свинина является наиболее потребляемого мяса во всем мире, с более чем 1,3 миллиарда свиней выращивается и забивается ежегодно^1,2. 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 farrowing^3,4,5,6,7.

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 стрессу^8,9. 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 поросят^{3,10,11,12,13}. 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 травмам^14,15. 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 этих^5,6. 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 и^{стрессу 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 обогащения^16,17. Кортизол волос используется в качестве маркера для хронического стресса, так как кортизол накапливается в волосах с течением времени и может быть извлечен и измерен^18,19; 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.

протокол

Протокол исследования был этически одобрен Комитетом по институциональному уходу и использованию животных Еврейского университета (MD-16-14754-2). Исследование проводилось в 2017 году в Научно-исследовательском институте животных Лахав и Еврейском университете иерусалима, Израиль.

1. Протокол экологического обогащения в период фарроуинга и лактации

ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании, сеяные были размещены в farrowing / лактации ручки, под ограничение в течение ограниченного времени, от 3-5 дней до ожидаемой даты farrowing и до 10 дней после farrowing; после этого, заключение баров были удалены, чтобы свободное движение и взаимодействие между свинозать и его поросят (иллюстрированный на рисунке 1A). Тем не менее, следующий протокол также подходит для обычных ящиков farrowing, в которых сеять сдерживается в течение всего периода лактации.

1. Повесьте материалы обогащения (джут и хлопчатобумажные веревки) в farrowing ручку прежде чем сеять двинут в ее, для того чтобы позволить sws' гнездования-как поведение до farrowing.
2. Для каждой бороздчатой ручки/ящика приготовьте два куска джута (ширина 20 см, длиной в один метр) и два куска 100% натуральных, неокрашенных хлопчатобумажных канатов (2-3 см в диаметре), примерно по одному метру.
3. Свяжите веревки jute и хлопка (двойной сверху узел) к решетке ручки/crates, как показано в рисунке 1, от своего среднего, позволяющ 2 свободных конца каждого части быть повешенным к полу. Высота джута и хлопка веревки узлов должны быть чуть ниже, чем свиноматки плечо, в то время как его свободные концы чуть выше пола(Рисунок 1B-C).
4. Свиноматки, как правило, заинтересованы в джут и хлопчатобумажные веревки; они часто тянут и жевать его. Поэтому заменить или пополнить материалы, когда грязные или готовые.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании, материалы были проверены каждые 4-5 дней, и заменить или пополнить, когда это необходимо.
5. После того, как поросята рождаются, повесьте джут и хлопчатобумажные веревки, чтобы они были доступны как для свиноводческой, так и для ее поросят, в безопасном месте. Как правило, когда материалы доступны для обоих, поросята имитируют свои плотины с самого раннего возраста.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В дополнение, измельченные бумаги также могут быть предоставлены в качестве экологического обогащения для farrowing свиноматок и поросят, на решетчатый пол. Однако на конкретной ферме следует критически изучить совместимость дренажных и канализационных систем.

2. Протокол экологического обогащения для отъевов (когда солома не может быть предоставлена)

ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании, после отлужели, каждый два помета были сгруппированы в одну ручку отлучиться. Оптимально, группы должны оставаться статичными до бойни, без смешивания или введения новых товарищей пера в ручку, чтобы избежать иерархии связанных борьбы и травм. Космическое пособие в ручке было в соответствии с Директивой Европейского совета 2008/120/EC и израильским законодательством, с приблизительно 20 свиньями в группе, и 0.3 m² беспрепятственной площади пола имеющейся в свинью. По техническим причинам солома не могла быть предоставлена для отлучений, даже в стеллажах. Когда солома может быть предоставлена, используйте протокол отлучиться от отлужели до убоя, как подробно описано в разделе протокола 3.

1. Для каждой ручки приготовьте однометровые кусочки 100% натуральных, неокрашенных хлопчатобумажных канатов диаметром 2-3 см; по крайней мере один кусок на каждые 10 свиней. Свяжите хлопчатобумажные веревки с цепочкой, висящей на потолке или с подвесным столбом (чтобы дистанцировать его от стены), как показано на рисунке 2B.
   1. Расположите веревки предпочтительно в центре "активной" области пера, близко к кормушки и пьющих, и далеко от стены ручки (как отмечено на рисунке 2А), чтобы 360 "доступ, который, как ожидается, предотвратить агрессивное поведение из-за Конкуренции.
2. Повесьте веревки на высоте, которая позволяет свиньям легко добраться до нее ртом. Как правило, узел должен быть ниже, чем плечо свиней, в то время как свободные концы веревки должны быть чуть выше пола, не касаясь его(рисунок 2).
3. Заменить или пополнить веревки, когда грязные или закончили.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании материалы были проверены каждые 4-5 дней, и заменить или пополнить, когда это необходимо.
4. В дополнение к хлопчатобумажным канатам, обеспечить жевательные силиконовые палочки или аналогичные жевательные устройства(рисунок 2). Используемое устройство (см. таблицу материалов)содержит четыре жевательные палочки, что позволяет по крайней мере четыресвиньи взаимодействовать с устройством одновременно. Предоставьте одно устройство на каждые 10-15 свиней.
5. Повесьте жевательное устройство с цепью с потолка (входит в комплект), чтобы устройство размахивая движением; это увеличивает активность и вызов свиней, а также позволяет больше свиней принять участие сразу.
   1. Расположите устройство в центре активной области пера, вдали от стен пера, чтобы обеспечить доступ на 360 градусов, что, как ожидается, предотвратит агрессивное поведение из-за конкуренции. Конец силиконовых палочек должен быть на высоте от 10 до 20 см над полом.
6. Изменение силиконовые палочки, когда закончил или если грязный.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании силиконовые палочки должны быть изменены только при перемещении из ручек отъезжаееек и ручки финишеров.

3. Протокол экологического обогащения для отделочников

ПРИМЕЧАНИЕ: Когда солома может быть предоставлена в течение всего периода, начать использовать этот протокол от отлужели до убоя, а не в ручки финишеров только.

1. Предоставьте каждую ручку соломой, помещенной в стойку, в повешенную сетку или в башню, как показано на рисунке 2C. При наличии в таких устройствах, только небольшое количество соломы доступны для свиней в то время, и большинство из них в настоящее время жевал. Таким образом, это обогащение может быть использовано на решетчатых полах, когда солома не может быть предоставлена в качестве постельных принадлежностей.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании, солома была предоставлена в коммерческих стеллажей(Рисунок 2C).
2. Повесьте соломенные стеллажи на высоте, которая достижима для всех свиней, как правило, чуть ниже уровня плеча. Прикрепите их к стене с самым простым доступом для как можно большесвиней свиней, предпочтительно в пределах "активной области". Убедитесь, что стойки должным образом и безопасно закреплены к стене, чтобы избежать поломки устройства и травм.
3. Убедитесь, что стеллажи полностью заполнены соломой в начале; кроме того, небольшое количество свежей соломы можно добавлять каждые 1-3 дня. Кроме того, пополнить, когда стойка пуста, как правило, каждые 7-10 дней.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Длинная солома лучше, чем нарезанная солома, чтобы уменьшить агрессивность в группе и для удовлетворения потребностей свиней поведенческих для укоренения и изучения²⁰.
4. Когда это применимо, рассмотреть вопрос о размещении лоток для сбора или коврик под стойку, когда пол решетчатый, чтобы избежать соломы от рассеяния и блокирования дренажных и канализационных систем(рисунок 2C). Так как солома предоставляется для свиней в основном для выполнения их укоренения и исследовательского поведения, коврик может позволить наличие некоторых свободных соломы, которые будут изучены на уровне земли.
5. В дополнение к соломе, обеспечить жевательные устройства, как подробно описано в разделе 2.
6. Когда хлопчатобумажные веревки используются для сбора слюны, как описано в следующем разделе, оставьте веревки в ручках после сбора слюны, в качестве дополнительного обогащения. Другие хлопковые веревки также могут быть предоставлены, как подробно описано в разделе 2.

4. Сбор образцов слюны для анализа концентраций кортизола

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот раздел содержит информацию о том, как неинвазивно собирать слюну для анализа концентрации кортизола, как биомаркер для острого стресса; однако образцы слюны могут также использоваться для анализа других биомаркеров и даже для скрининга потенциальных патогенов. Кроме того, кортизол для волос следует измерять, когда это применимо.

1. План слюны выборки для того же времени дня, чтобы избежать предвзятости, как кортизол секреции изменения в течение дня из-за физиологических циркадный ритм, или из-за кормления²¹. Выборка, как правило, легче перед кормлением, предпочтительно до второго кормления в день.
2. Используйте нецветную, 100% хлопчатобумажную веревку (2-3 см в диаметре). Одна веревка, как правило, необходимо на 12-15 свиней.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании, коммерческие, готовые к использованию комплекты были использованы для сбора образцов слюны.
3. Свяжите веревку близко к центру пера, далеко от стены ручки. Убедитесь, что шнур, который используется для повешения (между хлопчатобумажной веревкой и бар) не доступен для жевания свиней, и что свободные концы хлопчатобумажных канатов не касаются пола, по соображениям гигиены(рисунок 3A).
4. Разгадай свободный конец веревки, чтобы увеличить доступную жевательную поверхность(рисунок 3B).
5. Оставьте веревку висящей на 15-30 мин. Как правило, свиньи заинтересованы в недавно предоставленных веревках и будут жевать ее в это время. Как правило, подавляющее большинство свиней будет приближаться к веревке.
6. Чтобы извлечь слюну из веревки, положить свободную часть веревки в стерильный полиэтиленовый пакет (как показано на рисунке 3D) и сжать веревку, применяя давление с внешней стороны мешка, сверху вниз, пока достаточно жидкости (предлагается на не менее 2 мл) накапливается в нижней части мешка(рисунок 3E), а затем удалить веревку из мешка.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании 30 см х 40 см мешок был включен в комплект. Если это возможно, этот шаг должен быть выполнен в ручке, не перерезая висячий шнур. Таким образом, добыча слюны, как правило, легче, и веревки могут быть оставлены в ручке в качестве обогащения. Если не хватает слюны, можно использовать выжимку (не требовалось в данном исследовании).
7. Чтобы перевести слюну из мешка в стерильную трубку, вытащите веревку и аккуратно вырежьте нижний угол мешка над стерильной пластиковой трубкой 50 мл (хотя для каждого анализа обычно требуется всего 400 л, по крайней мере 2 мл рекомендуется для коллекционирования n; Рисунок 3F). Печать трубки, и пометить его с постоянным маркером или заранее подготовленные наклейки (животные / перо, дата, время, ферма и т.д.).
8. Храните образцы слюны в изолированном контейнере со льдом до доставки в лабораторию.
9. В лаборатории, центрифуга образцы слюны до грязи могут быть разделены (в течение 8 мин при 3000 х г). Чистая слюна должна быть передана с чистой одноразовой pipette Pasteur в предварительно отмеченные стерильные трубки меньшего объема (например, 2 мл винткрышки морозильной трубки) для удобства. Образцы могут быть проанализированы немедленно, или могут быть заморожены при температуре -20 градусов или ниже до анализа.
10. До анализа концентрации кортизола, соответствующие образцы идентичности должны быть подтверждены, и образцы должны быть разморожены при комнатной температуре, если заморожены. Аккуратно перемешать каждый образец, а затем центрифуги еще раз перед анализом, чтобы удалить возможные остатки грязи, которые могут помешать анализу (8 мин при 3000 х г).
11. Выполняйте анализ концентраций кортизола с подтвержденным анализом, в соответствии с конкретным протоколом комплекта.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании, образцы кортизола слюны были измерены в дубликаты фермент-связанных иммуносорбент анализ в соответствии с руководящими принципами производителя. Для свиней, которые ранее были обеспечены веревки в качестве обогащения, сбор слюны будет очень легко, как свиньи проявляют высокий интерес к веревкам. Однако для свиней, которые не знакомы с веревками, это может занять время для обучения; таким образом, сбор адекватной слюны может быть невозможен с первого раза. При необходимости веревки можно замочить яблочным соком для тренировок (очевидно, что в таком случае слюну нельзя использовать для анализа). Если образцы слюны необходимы от индивидуально размещенных свиней, коллекция может быть более сложной, чем из группы, и учебные занятия с яблочным соком пропитанной веревки, как правило, требуется. Кроме того, можно поощрять жевание коллекторских канатов путем отбора проб людей рядом друг с другом из-за имитирования.

Результаты

В текущем исследовании 16 пометов (170 поросят) были случайным образом распределены на две группы лечения; в одной группе экологическое обогащение было предоставлено восьми пометам ("Обогащенная группа", как описано в протокольных разделах 1-3), в то время как остальные во?...

Обсуждение

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?...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
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