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
50010001500200025003000350040004500
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
STRUMENTIKRL 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
olys
e (%
)
KRL: approccio biologico
Cellula lisata
0%Emolisi
100%Emolisi
Flusso luminoso
Attacco radicalico 50%Emolisi
Tempo, minuti
Emol
isi
%
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.
001.
002.
003.
004.
005.
006.
007.
008.
009.
0010
.00
11.0
012
.00
13.0
014
.00
15.0
016
.00
17.0
018
.00
19.0
020
.00
21.0
022
.00
23.0
00.
001.
002.
003.
004.
005.
006.
007.
008.
009.
0010
.00
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.00
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.00
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.00
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.00
19.0
020
.00
21.0
022
.00
23.0
00.
001.
002.
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004.
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007.
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0010
.00
11.0
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.00
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.00
15.0
016
.00
17.0
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.00
19.0
020
.00
21.0
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.00
23.0
00.
001.
002.
003.
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005.
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.00
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.00
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.00
17.0
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.00
21.0
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23.0
00.
001.
002.
003.
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007.
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0010
.00
11.0
012
.00
13.0
014
.00
15.0
016
.00
17.0
018
.00
19.0
020
.00
21.0
022
.00
23.0
00.
001.
002.
003.
004.
005.
006.
007.
008.
009.
0010
.00
11.0
012
.00
13.0
014
.00
15.0
016
.00
17.0
018
.00
19.0
020
.00
21.0
022
.00
23.0
00.
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002.
003.
004.
005.
006.
007.
008.
009.
0010
.00
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.00
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.00
15.0
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.00
17.0
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.00
19.0
020
.00
21.0
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.00
23.0
00.
001.
002.
003.
004.
005.
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0010
.00
11.0
012
.00
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014
.00
15.0
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.00
17.0
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.00
19.0
020
.00
21.0
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.00
23.0
00.
001.
002.
003.
004.
005.
006.
007.
008.
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0010
.00
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012
.00
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.00
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.00
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018
.00
19.0
020
.00
21.0
022
.00
23.0
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
Indi
ce d
i atti
vità
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 precisioneIntegrazione 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 ….
