Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorNordgreen, Janicke
dc.contributor.advisorRanheim, Birgit
dc.contributor.advisorValros, Anna
dc.contributor.advisorSandercock, Dale
dc.contributor.advisorJanczak, Andrew Michael
dc.contributor.authorVeit, Christina Maria
dc.date.accessioned2022-02-24T10:05:32Z
dc.date.available2022-02-24T10:05:32Z
dc.date.issued2021
dc.identifier.isbn978-82-575-1843-1
dc.identifier.issn1894-6402
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2981150
dc.description.abstractDamaging behaviours, such as tail and ear biting, are important animal welfare challenges in commercial pig production. Poor health is a risk factor for damaging behaviours but the mechanisms behind this link remain unknown. We know from studies in humans and rodents that the immune system can influence social motivation, and this could have potentially dire consequences for group-housed production animals, such as pigs. The use of salivary biomarkers, such as proteins of the acute phase response, is a non-invasive method for early detection of diseases on farm. Lipopolysaccharide (LPS) is an important antigenic structure of Gram-negative bacteria and can be used to model aspects of sickness. Recent studies have shown that LPS-injected pigs perform more tail- and ear- directed behaviour compared to saline-injected pigs and suggest pro-inflammatory cytokines may play a role in these behaviours. The overall aim of this thesis was to understand how immune activation influences brain physiology in pigs and how these physiological changes can drive changes in social behaviour. Cytokine activated signalling pathways that may be involved in inducing behavioural alterations were examined by using an LPS-model. In addition, the effect of the nonsteroidal anti-inflammatory drug ketoprofen on the physiological and behavioural effects of LPS was investigated. Fifty-two female pigs (11-12 weeks of age, housed in groups of six with four treatment pigs and two companion pigs per group) were allocated to one of the four treatments, comprising two injections of the following substance combinations: saline-saline, saline-LPS, ketoprofen-saline, and ketoprofen-LPS. The experiment lasted for 72 hours. Activity was scan sampled in the first six hours after injection. Social behaviour with focus on damaging behaviour was observed continuously at specific time intervals one day before and two days after injection. Saliva samples were taken at baseline and at four timepoints after the injections and analysed for cortisol, haptoglobin and adenosine deaminase. Blood samples were taken for tryptophan and kynurenine analysis at baseline and at 72 hours after the injections. Subsequently, the pigs were humanely killed, and samples of frontal cortex, hippocampus, hypothalamus and brain stem were taken and analysed for cytokines, tryptophan, kynurenine and monoamines. LPS activated the hypothalamic-pituitary-adrenal axis, triggered the acute phase response and elicited behavioural signs of sickness within six hours after the challenge. Ketoprofen attenuated these effects. Central proinflammatory cytokines (IFN-γ, TNF-α, IL-18) were not affected by LPS at 72 h after the challenge in the brain regions collected. LPS depleted peripheral and central tryptophan. Dopamine concentrations in the hypothalamus of LPS-injected pigs were lower compared to saline-injected pigs. LPS-injected pigs had lower concentrations of serotonin in their hypothalamus and noradrenaline in their hippocampus than pigs that were pre-treated with ketoprofen. Thus, a controlled immune activation altered neurotransmitters and neuromodulators in the brain that are hypothesised to play an important role in the regulation of mood and behaviour. Changes in social interactions in response to a controlled immune activation were detected at both individual and group level. LPS affected the duration and the frequency of ear manipulations in the subsequent days after the challenge but had no effect on other behavioural patterns. LPS-injected pigs manipulated the ears of their pen mates significantly longer compared to saline-injected pigs and received less frequent ear manipulations by their pen mates two days after the challenge. Ketoprofen seemed not to have an impact on social behaviour. The time in relation to injection affected ear-directed behaviour and fighting. The ears of certain individuals in the pen were more frequently manipulated and fights were more evenly spread across all group members in the days after the challenge compared to baseline. There might be long-lasting effects on social behaviour both at individual and group level when even just one individual in a group becomes ill.en_US
dc.description.abstractSkadelige adferder, slik som hale- og ørebiting, gir store dyrevelferdsutfordringer i svineproduksjonen. Dårlig helse er en risikofaktor for skadelig adferd, men mekanismene bak sammenhengen er ukjent. Fra klinisk litteratur på humansiden og fra gnagermodeller vet vi at immunsystemet kan påvirke sosial motivasjon, og dette fenomenet kan potensielt ha alvorlige negative konsekvenser for produksjonsdyr som er oppstallet i grupper på begrenset plass, slik som gris. Biomarkører i spytt, for eksempel akutt fase proteiner, kan brukes for å oppdage helseproblemer i svinebesetninger på et tidlig stadium. Lipopolysakkarid (LPS) er en viktig antigen-struktur på gram-negative bakterier og brukes for å modellere deler av immunresponsen ved sykdom. Griser som har vært injisert med LPS retter mer oppmerksomhet mot ørene og halene til sine artsfrender sammenlignet med kontrolldyr, og dette indikerer at proinflammatoriske cytokiner spiller en rolle i å utløse disse adferdene. Hovedmålet til denne avhandlingen var å forstå hvordan immunaktivering påvirker hjernefysiologien til gris, og hvordan de fysiologiske endringene kan påvirke sosialadferden til dyrene. Vi brukte LPS som immunstimulator og undersøkte signalveier i hjernen som påvirkes av cytokiner og som man tror kan stå bak adferdsendringer ved sykdom. Femtito unge purker (11-12 uker, oppstallet i grupper på seks med fire forsøksgris og to selskapsgris per gruppe) ble fordelt mellom fire behandlingsgrupper som hver fikk to injeksjoner i en av de følgende fire kombinasjoner: saltvannsaltvann, saltvann-LPS, ketoprofen-saltvann og ketoprofen-LPS. Forsøket varte i 72 timer. Grisenes aktivitet ble registrert de første seks timene etter injeksjonen. Sosialadferd med fokus på skadelig adferd ble observert en dag før og to dager etter injeksjonsdagen. Spyttprøver ble samlet inn før injeksjon og fire ganger etter injeksjon og analysert for kortisol, haptoglobin og adenosin deaminase. Blodprøver ble tatt før injeksjon og 72 timer etter injeksjon og analysert for tryptofan og kynurenin. Deretter ble grisene humant avlivet, og hjerneprøver fra frontal cortex, hippocampus, hypothalamus og hjernestammen ble analysert for cytokiner, tryptofan, kynurenin og monoaminer. LPS aktiverte hypothalamus-hypofyse-binyrebark aksen, utløste en akutt-fase respons og fremkalte tegn på sykdom ila de første seks timene etter injeksjon. Ketoprofen hemmet disse effektene. LPS reduserte konsentrasjonen av tryptofan i plasma, og reduserte konsentrasjonen både av tryptofan og kynurenin i flere hjerneområder. Dopamin-nivået i hypothalamus var lavere hos griser som hadde fått LPS sammenlignet med gris som fikk saltvann. Griser som fikk LPS hadde lavere nivå av serotonin i hypothalamus og av noradrenalin i hippocampus sammenlignet med griser som også fikk ketoprofen. LPS endret altså nivåene av nevrotransmittorer i hjernen, og disse nevrotransmittorene kan ha en effekt på sinnsstemning og adferd. LPS hadde også en effekt på sosialadferd hos dyrene, både på individ- og gruppe-nivå. LPS påvirket frekvens og varighet av øre-manipulering i dagene etter injeksjon. Griser som hadde fått LPS manipulerte ørene til de andre i gruppen lengre enn de grisene som hadde fått saltvann, og fikk mindre manipulering av egne ører to dager etter LPS injeksjon. Ketoprofen så ikke ut til å påvirke sosialadferden. I dagene etter LPS injeksjon så vi at slåssing ble jevnere fordelt innad i gruppen enn før injeksjonen. Når bare en gris i en gruppe blir syk kan det skje adferdsendringer både hos individet, men også i hvordan gruppen fungerer som helhet.en_US
dc.language.isoengen_US
dc.publisherNorwegian University of Life Sciences, Åsen_US
dc.relation.ispartofseriesPhD Thesis;2021:69
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.no*
dc.subjectsus scrofaen_US
dc.subjectlipopolysaccharide (LPS)en_US
dc.subjectketoprofenen_US
dc.subjectsickness behaviouren_US
dc.subjectsocial behaviouren_US
dc.subjectcortisolen_US
dc.subjectcytokinesen_US
dc.subjectmonoaminesen_US
dc.subjecttryptophanen_US
dc.subjectkynurenineen_US
dc.subjectADAen_US
dc.subjecthaptoglobinen_US
dc.titleEffects of a controlled immune activation on social behaviour, neurophysiology and the acute phase response in pigsen_US
dc.title.alternativeEffekten av en kontrollert immun-aktivering på sosialadferd, nevrofysiologi og akuttfaseresponsen hos grisen_US
dc.typeDoctoral thesisen_US


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel

Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal
Med mindre annet er angitt, så er denne innførselen lisensiert som Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal