Nuove metodologie per la valutazione oggettiva del benessere animale

nella specie suina

PigWel

Convegno “Il benessere dei suini: ricerche a supporto della specificità

delle produzioni italiane”

Benessere animale

Il rispetto del benessere animale

esigenza per l’intera filiera in stretta relazione con:

• efficienza produttiva dell’allevamento

• ridotto uso d’antibiotici e chemioterapici

• maggiori garanzie in termini di sicurezza alimentare ed

ambientale

Indicatori Benessere

FISIOLOGICI PRODUTTIVI PATOLOGICI ETOLOGICI

Indicatori fisiologici

– Frequenza cardiaca

– Frequenza respiratoria

– Temperatura corporea

– Parametri biochimici

• Cortisolemia

• Status ossidativo

• Colesterolo

• Glicemia

• Glucocorticoidi

Indicatori produttivi

– Performances produttive

• accrescimento medio giornaliero

• indice di conversione alimentare

– Performances riproduttive

• n° parti scrofa/anno

• n° suinetti Nati vivi

• n° suinetti svezzati

– Mortalità

Indicatori patologici

– Presenza lesioni

– Presenza patologie

– Morbilità

– Indicatori immunologici

• Proteine fase acuta (aptoglobina)

• Lisozima

• Attività battericida del siero

Indicatori comportamentali

– Comportamenti agonistici

– Vizi comportamentali

• Ear biting

• Tail biting

• Belly nosing

– Cannibalismo

definire indicatori standardizzati, messi a punto su

solide basi scientifiche, che possano essere impiegati

per valutare il livello di benessere animale

utilizzando parametri unici e condivisi.

BENESSERE

?

PROGETTI BENESSERE

 WELFARE QUALITY® projectCosto: 17 milioni €Contributo: 14.6 milioni €

PigWel Regione LombardiaCosto: 435.000 €Contributo: 252.500 €

Benessere: pubblicazioni indicizzate (CAB) 34.209

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 20150

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

FINALITA’ GENERALE

valutare oggettivamente il benessere animale utilizzando due tecniche innovative:

KRL test risposta biologica in termini di stress ossidativo

Zootecnia di Precisione studio del comportamento dei suini

PARTNER• Dipartimento di Scienze e Tecnologie Veterinarie per la

Sicurezza Alimentare, UniMi

Coordinamento scientifico - KRL - PLF

• Centro Benessere Animale e Immunoprofilassi IZS della Lombardia e dell'Emilia Romagna, Brescia

ANALISI EMATOCHIMICHE

• Kirial International, Francia

STRUMENTAZIONE TEST KRL

• Katholieke Universiteit Leuven, Belgio

MODELLI MATEMATICI

• Consorzio Powerfeed, Pavia

ANIMALI, STRUTTURE E MANGIMI

STRUMENTI

KRL Test

Il test KRL

14

Il test consiste nel sottoporre un campione di sangue o emazie all’aggressione di radicali liberi in condizioni

strettamente standardizzate.

Tutti i sistemi enzimatici e chimici di difesa del campione vengono attivati per proteggere l’integrità delle cellule

fino alla loro lisi

consente di misurare

l’attività antiradicalica globale del sangue

Eritrocita

0 50 100 1500

20

40

60

80

100

Temps (min)

Hém

oly

se (

%)

KRL: approccio biologico

Cellula lisata

0%Emolisi

100%Emolisi

Flusso luminoso

Attacco radicalico50%Emolisi

Tempo, minuti

Em

oli

si %

Cinetica di emolisi

Emazie

Time

STRUMENTIZootecnia di Precisione

Obiettivo: sviluppo di strumenti per il monitoraggio on-line, ed in modo automatico, del comportamento degli animali e della loro risposta biologica.

Scopo: analizzare, in continuo, i dati fondamentali per la predisposizione delle più opportune strategie aziendali

Modello predittivo

MONITORAGGIO &

CONTROLLO

Risposta desiderata

FEEDBACK

Produzione Inquinanti

Comportamento

Alimentazione Ambiente

Management

La strumentazione è costituita da:

• PC contenuto in un box di protezione

• Video camera CCD

• Box di contenimento-protezione della videocamera

• Cavo di connessione pc- videocamera

• Software eYenamic v 2.0

frame catturato dalla videocamera

calcolo

indice di occupazione

Indice di attività

Camera image (t)

Activity image A(t)

contourplot activity ZADi,j(t) Activity index AI(t)

Motion segmentation

Camera image (t-1)

L’indice di attività:

la differenza tra due valori successivi (calcolati al

secondo) di frazioni del pavimento del box che

risultano coperte dalla sagoma dell’animale per

secondo.

L’indice di occupazione:

frazione del pavimento del box che risulta coperta

dai suinetti per secondo (il concetto si basa

sull’assegnazione di un numero riferito alla postura

dei suinetti sul pavimento).

Labelling tool

Identificazione automatica del comportamento

Comportamenti ‘negativi’ (indesiderati)

Attacco (morso)Lotta“Caccia”Antiparallel pressingSpintoniAllontanamento dal truogolo

Comportamenti ‘positivi’

(desiderati)

Gioco (movimento)Assunzione dell’alimentoAbbeverataGrufolamentoInterazione naso-nasoLotta gerarchica rituale (senza lotta)

J. Hartung, 2011Comportamenti ‘neutrali’

Stare sedutiStare in piediStare sdraiatiCamminareCorrereSaltareStrofinarsiAllontanamento dal truogolo

OBIETTIVI

Sensibilità e riproducibilità :

test KRL

zootecnia di precisione

nella valutazione del benessere nella specie suina

e

validazione e interpretazione dei risultati con utilizzo di

indicatori produttivi, fisiologici e comportamentali classici.

APPLICAZIONE STRUMENTI

1. Momento fisiologico

2. Integrazioni alimentari

3. Situazioni di Stress

Sensibilità KRL test in relazione:

SvezzamentoParto/lattazione

Vitamina EAntiossidanti vegetaliMetodo somministrazione

PavimentazioneRimescolamentoRiduzione spazioArricchimento ambientale

24 39 846065707580859095

100105110

Età, giorni

T1/2

, m

in

Attività antiradicalica globale del sangue allo svezzamento,

a 15 e 60 giorni post-svezzamento (n= 40; P.V.=7,1 kg)

Svezzamento Effetto tempo P<0,001

1. Effetto dello svezzamento

Attività antiradicalica globale del sangue in funzione del trattamento

alimentare (n= 40; P.V.=7 kg)

Tratt P = 0,032

2.1 Integrazione con vitamina E

15 d 60 d 90 d 150 d60

65

70

75

80

85

90

Controllo

AOV

T1

/2,

min

(P = 0,09)

2.2 Integrazione con antiossidanti vegetali

56 suinetti P.V. 5 kg

• dieta controllo

• dieta integrata con estratto vegetale titolato in fenilpropanoidi glicosidi (PPG)

3.1 Stress indotto da rimescolamento

0 59

30

37

39

44

PRELIEVI EMATICI

RIMESCOLAMENTO

PRELIEVIEMATICI

RATING SCALE RATING SCALE

14

1414

14

CONTROLLO PPG

7 7

frequenza delle anomalie comportamentali in funzione

dello stress indotto dal rimescolamento

PRIMA DOPO P

Ci sono gruppi di suini ammassati? 0 0 1,000

Esistono lesioni riferite al Eterolesionismo? 0 50 0,021

Sono presenti lesioni alla parte anteriore? 25 75 0,046

Sono presenti lesioni alla parte posteriore? 12.5 100 <0,001

E’ presente il Belly Nosing? 62.5 25 0,131

Sono presenti comportamenti competitivi? 12.5 0 0,302

Sono presenti lesioni alle orecchie? 50 100 0,021

Sono presenti lesioni alla coda? 0 25 0,131

E’ presente il comportamento di Ear Biting? 62 75 0,590

E’ presente il comportamento di Tail Biting? 0 0 1,000

rimescolamento

37 390

2

4

6

8

10

12

giorni

Variazione del global score in funzione del rimescolamento

Effetto rimescolamento P<0,001

Effetto rimescolamento P= 0,012Effetto trattamento P=0,037

Attività antiradicalica globale del sangue in funzione del trattamento

alimentare e dello stress indotto da rimescolamento

rimescolamento

Livelli di cortisolo ematico in funzione del trattamento alimentare e

dello stress indotto da rimescolamento

rimescolamento

Effetto rimescolamento P=0,091

Livelli di aptoglobina sierica in funzione del trattamento alimentare

e dello stress indotto da rimescolamento

Effetto trattamento P=0,035

rimescolamento

0,24 0,16 0,24 m2/capo m2/capo m2/capo

0 21 25 35 49 d

Prelieviematici

26 suinetti svezzati di 9 kg PV

• Dieta controllo

• Dieta integrata con estratto vegetale titolato in fenilpropanoidi glicosidi

(PPG)

3.2 Stress indotto riduzione dello spazio

Capacità antiradicalica globale del sangue in funzione del

trattamento alimentare e dello stress indotto

Tempo P=0.05(21d vs 25 d P=0,023)

APPLICAZIONE STRUMENTIZootecnia di precisione in relazione:

1. Registrazione del comportamento animale

Calcolo degli indici di attività e di occupazione

2. Labelling tool

- Integrazioni alimentari

- Situazioni di Stress RimescolamentoRiduzione spazioArricchimento ambientale

Antiossidanti vegetali

Esempio dell’andamento dell’indice di attività durante la giornata

Somministrazione dell’alimento

T0: periodo prima del rimescolamentoT1: periodo dopo il rimescolamento

Andamento dell’indice di attività prima e dopo il rimescolamento degli animali

Stress indotto da rimescolamento

T0: periodo prima del rimescolamentoT1: periodo dopo il rimescolamento

Andamento dell’indice di occupazione prima e dopo il rimescolamento degli animali.

Gli animali trattati si dispongono meglio nel box (meno stress)

Effetto del rimescolamento e del trattamento alimentare sulla variazione

degli indici di attività e di occupazione degli animali

Indici Controllo PPG

Attività al T0 0.01018 ± 0.00843 0.01454 ± 0.01433

Attività al T1 0.01127 ± 0.00875 0.01641 ± 0.01193

Occupazione al T0 0.14403 ± 0.07997 0.25230 ± 0.10198

Occupazione al T1 0.18509 ± 0.10942 0.28120 ± 0.12798

Stress indotto: riduzione dello spazio 0

.00

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2.0

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3.0

0

.-4 giorni .-3 giorni .-2 giorni .-1 giorno Riduzione spazio.+1 giorno . +2 giorni .+3 giorni .+4 giorni

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

Box con riduzione dello spazio Box senza riduzione dello spazio

Data e Tempo

Ind

ice

di a

ttiv

ità

Andamento dell’indice di attività nei box con e senza riduzione dello spazio disponibile

Andamento dell’indice di occupazione con e senza riduzione dello spazio disponibile

Effetto della riduzione dello spazio sulla frequenza (%) dei comportamenti

Comportamento Box controllo con riduzione dello

spazio Frequenza (%)

Box trattato (PPG) con riduzione dello spazio

Frequenza (%)

Prima della

riduzione

Dopo la

riduzione

Prima della

riduzione

Dopo la

riduzione

Annusamento 1.65 1.22 4.20 6.09

Succhiamento 0 5.33 0 1.23

Belly nosing 0 4.32 0 0

Aggressione 1.14 0 0.84 0

Mordicchiamento alle orecchie 0.18 0.37 6.98 0.32

Mordicchiamento alla coda 0.82 0.11 0.15 0

Mordicchiamento al fianco 0 0 0 0

Mordicchiamento alle zampe 0.47 0 0.13 1.15

Alimentazione 83.55 30.13 69.17 13.31

APPLICABILITA’

KRL TestMetodo innovativo in grado di fornire un dato sintetico dello

stato fisiologico dell’animale.

Creazione di una filiera certificata sul benessere animale, mediante una tecnologia oggettiva e validata:

• ricadute positive sull’immagine del prodotto finale

• maggiori garanzie di sicurezza alimentare.

• Precisione :

coefficiente di variazione (CV) del tempo di semi-emolisi Ripetibilità : CV < 2,5 % Riproducibilità : CV < 4 %

KRL Test

• Buona sensibilità ai differenti fattori di variazione testati

• La genetica ? (progetto ProZoo)

• Altri fattori stressogeni ?

Zootecnia di precisione

Integrazione all’osservazione degli operatori che produce

sistemi precoci di allarme per il corretto management

• permette di monitorare in continuo gli animali

• non è uno strumento invasivo che altera la normale

routine in allevamento

APPLICABILITA’

Svilu

ppo

politi

che

sul b

enes

sere

ani

mal

e

Livello del benessere animale nella società

1. Adeguamento alla legislazione UE

2. Sensibilizzazione

3. Sviluppo prodotti

4. ………………..

5. ………………….

CONCLUSIONI

Grazie per l’attenzione ….