Valutazione del benessere del bestiame con metodi non invasivi

The main objective of the thesis is to find some reliable non-invasive matrices that can be collected during the breeding cycle (at the farm, after transport, and/or at the slaughter) to assess animals’ state in various timeframes. The first study focuses on the validation of a commercially available kit to measure cortisol (CORT) metabolites in cattle and horse feces. Feces are a non-invasive and easily collectable matrix that may help determine cumulative hormone metabolite concentrations over medium-to-long times. We validated the use of a commercial ELISA kit to measure 11-oxoetiocholanolone (11-OXO) in feces of horses and bulls. This kit offers a simple and accessible tool for the analysis of 11-OXO in equine and bovine fecal samples. The second study has two aims. This first aim is to assess the possibility of employing two retrospective matrices, feces and hair, for evaluating the long-term and medium-term physiological conditions of animals that had undergone transportation. Secondly, the experiment aims to determine the applicability of three various matrices (blood, feces and hair) sampled at the slaughterhouse to evaluate the physiological state of horses and two cattle breeds across different life stages. The ratio CORT/11-OXO and dehydroepiandrosterone sulfate/11-OXO (DHEA-S/11-OXO) showed a significant difference between the 11-OXO classes. A Positive Spearman correlation between CORT/DHEA-S and 11-OXO was exclusively observed in cattle undergoing long transportation. This highlighted correlation provides evidence of a shift in the animal's physiological status during transport. The third study aims to evaluate the effect of tail docking on the welfare and physiological conditions of pigs, under commercial breeding conditions (post-weaning and fattening phases). This work focuses on the evaluation of the use of both Animal-Beased Measures and hormonal quantification of CORT and DHEA-S in bristle matrix in both undocked and docked tail pigs. The results confirmed some interesting differences between docked and undocked animals both from hormonal and ABMs point of view, enhancing the importance of integrated method in research in animal welfare. The fourth study focuses on the assessment of wool CORT in different sheep breeds as an index of the activity of the HPA axis in lambs, before birth to the time of slaughtering (every 30 days), and to investigate if an increase of the above-mentioned axis activity may impact the average daily weight gain in lambs. The wool CORT concentrations were affected both by breed and sampling time. All the breeds considered showed a reduction of the wool CORT during the experimental period, but with different trends. The wool CORT at birth and the live weight at birth were negatively correlated as well as the average wool CORT concentrations, without the values recorded at birth, and the average daily gain. The trends of wool CORT decreasing after birth till four months of age suggest that each breed could have its HPA axis setting. The experimental outcomes confirm that the combination of non-invasive matrices and Animal-Based Measures has a pivotal and practical role in the assessment of animal welfare and allostatic load.

L’obiettivo principale della tesi è trovare matrici affidabili e non invasive che possano essere raccolte durante il ciclo di allevamento (in allevamento, dopo il trasporto e/o alla macellazione) per valutare lo stato degli animali in vari intervalli temporali. Il primo studio si concentra sulla validazione di un kit disponibile in commercio per misurare i metaboliti del cortisolo (CORT) nelle feci di bovini e cavalli. Le feci sono una matrice non invasiva e facilmente raccoglibile che può aiutare a determinare le concentrazioni cumulative dei metaboliti ormonali in tempi medio-lunghi. È stato convalidato l'uso di un kit ELISA commerciale per misurare 11-oxoetiocholanolone (11-OXO) nelle feci di cavalli e bovini. Questo kit offre uno strumento semplice e accessibile per l'analisi di 11-OXO in campioni fecali equini e bovini. Il secondo studio ha due obiettivi. Il primo obiettivo è valutare la possibilità di utilizzare due matrici retrospettive, feci e pelo, per valutare le condizioni fisiologiche a lungo e medio termine degli animali sottoposti a trasporto. In secondo luogo, lo studio mira a determinare l'applicabilità di tre diverse matrici (sangue, feci e pelo) campionate al macello per valutare lo stato fisiologico dei cavalli e di due razze bovine nelle diverse fasi della vita. Il rapporto CORT/11-OXO e deidroepiandrosterone solfato/11-OXO (DHEA-S/11-OXO) ha mostrato una differenza significativa tra le classi 11-OXO. Una correlazione di Spearman positiva tra CORT/DHEA-S e 11-OXO è stata osservata esclusivamente nei bovini sottoposti a lunghi trasporti. Questa correlazione evidenziata fornisce la prova di un cambiamento nello stato fisiologico dell'animale durante il trasporto. Il terzo studio mira a valutare l'effetto del taglio della coda sul benessere e sulle condizioni fisiologiche dei suini, in condizioni di allevamento commerciale (fasi post-svezzamento e ingrasso). Questo lavoro si concentra sulla valutazione dell'uso delle misure basate sugli animali e sulla quantificazione ormonale di CORT e DHEA-S nella matrice di setole nei suini con coda integra e tagliata. I risultati hanno confermato alcune interessanti differenze tra animali con coda mozzata e non, sia dal punto di vista ormonale che delle valutazioni comportamentali, rafforzando l'importanza del metodo integrato nella ricerca sul benessere animale. Il quarto studio si concentra sulla valutazione del CORT della lana in diverse razze ovine come indice dell'attività dell'asse HPA negli agnelli, da prima della nascita al momento della macellazione (ogni 30 giorni), e per indagare se un aumento del suddetto l'attività dell'asse può avere un impatto sull'aumento di peso negli agnelli. Le concentrazioni di CORT nella lana erano influenzate sia dalla razza che dal tempo di campionamento. Tutte le razze considerate hanno mostrato una riduzione del CORT della lana durante il periodo sperimentale, ma con andamenti diversi. Il CORT della lana alla nascita e il peso vivo alla nascita erano negativamente correlati così come le concentrazioni medie di CORT della lana, escludendo i valori registrati alla nascita, e l'incremento medio giornaliero. Il trend negativo del CORT nella lana dopo la nascita fino ai quattro mesi di età suggerisce che ciascuna razza potrebbe avere la propria impostazione dell'asse HPA. I risultati sperimentali confermano che la combinazione di matrici non invasive e misure basate sugli animali ha un ruolo fondamentale e pratico nella valutazione del benessere animale e del carico allostatico.