DOI: https://doi.org/10.1017/awf.2025.10055
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41567522
تاريخ النشر: 2026-01-01
المؤلف: María Botia وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات سلوك الحيوان ورفاهيته
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تأثير ظروف ما قبل الذبح على البروتينات اللعابية للخنازير (Sus scrofa domesticus)، مع التركيز على تحديد العلامات البيولوجية المحتملة للإجهاد. من خلال استخدام بروتيوميات العلامات الكتلية المتسلسلة (TMT)، قام الباحثون بتحليل عينات اللعاب من الخنازير التي تعرضت إما لظروف محسنة (المجموعة A) أو ظروف مرهقة (المجموعة B) في المسلخ. كشفت التحليلات عن 13 بروتينًا مع اختلافات ذات دلالة إحصائية في الوفرة النسبية بين المجموعتين. ومن الجدير بالذكر أن المجموعة B أظهرت مستويات مرتفعة من البروتينات المرتبطة بالإجهاد الأيضي، الالتهاب، والتخثر، مثل السيستاتين-C وسلاسل الفيبرينوجين، بينما وُجد أن بروتينات مثل الفيمينتين وبروتين مرتبط بالفوليستاتين كانت منخفضة.
تم التحقق من الوفرة التفاضلية للسيستاتين-C والفيمينتين من خلال اختبارات المناعة في عينة موسعة من 12 خنزيرًا لكل مجموعة، مما يعزز من إمكانيتهما كعلامات بيولوجية غير جراحية للإجهاد الحاد أثناء الذبح. تشير النتائج إلى أن هذه البروتينات، جنبًا إلى جنب مع المرشحين الآخرين المحددين، يمكن أن تكون أدوات قيمة لمراقبة رفاهية الحيوانات في إنتاج الماشية. ومع ذلك، يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى مزيد من التحقق من صحة هذه العلامات البيولوجية عبر سياقات وسكان مختلفين لتحديد فعاليتها في تقييمات الرفاهية.
مقدمة
تتناول مقدمة هذه الورقة البحثية المخاوف المتزايدة بشأن رفاهية الحيوانات في تربية الخنازير المكثفة، لا سيما خلال المراحل الحرجة مثل النقل وظروف ما قبل الذبح. تعتبر هذه التجارب مرهقة بشكل ملحوظ للخنازير، مما يؤثر سلبًا على استجابتها الفسيولوجية، وظيفة المناعة، وجودة اللحم. يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى علامات بيولوجية موضوعية وغير جراحية لتقييم الإجهاد الحاد، مما قد يعزز كل من رفاهية الحيوانات وجودة الإنتاج. يتم تسليط الضوء على اللعاب كعينة بيولوجية مفضلة لتقييم الإجهاد نظرًا لسهولة جمعها وطبيعة أخذ العينات غير الجراحية. يتم تحديد الكورتيزول كالمحلل الرئيسي المقاس في تقييمات اللعاب للإجهاد، مما يعكس تنشيط محور الهيبوثالاموس-الغدة النخامية-الكظرية (HPA)، إلى جانب بروتينات أخرى مثل الكروموجرانين A، ألفا-أميلاز، S100A12، والأوكسيتوسين، المرتبطة بمختلف الاستجابات الفسيولوجية.
تهدف الدراسة إلى تحديد وتقييم علامات بيولوجية جديدة في اللعاب يمكن أن تميز مستويات الإجهاد في الخنازير تحت حالتين مختلفتين قبل الذبح: واحدة تهدف إلى تقليل الإجهاد والأخرى تتضمن عملية أكثر إجهادًا. باستخدام البروتيوميات، يخطط الباحثون لتحليل ملفات البروتين اللعابي من خلال تقنيات مطيافية الكتلة، مع استخدام علامات متساوية الوزن للتقدير النسبي. يبني هذا النهج على دراسات سابقة استخدمت بنجاح البروتيوميات للتحقيق في التغيرات اللعابية في الخنازير التي تعرضت للإجهاد، مما يساهم في فهم أكثر شمولاً لرفاهية الحيوانات وممارسات الإدارة.
الطرق
توضح قسم “الطرق” المواد والإجراءات المستخدمة في الدراسة. تتفصل معايير اختيار المشاركين، التصميم التجريبي، والمنهجيات المحددة المستخدمة لجمع البيانات وتحليلها. يبرز القسم أهمية القابلية للتكرار والدقة في الإعداد التجريبي، مما يضمن أن جميع المواد المستخدمة محددة بوضوح وأن الطرق موصوفة بتفصيل كافٍ للتكرار.
بالإضافة إلى ذلك، يتم مناقشة التقنيات الإحصائية المطبقة لتفسير البيانات، بما في ذلك أي برامج أو أدوات مستخدمة للتحليل. قد يتناول القسم أيضًا الاعتبارات الأخلاقية، مثل الموافقة المستنيرة من المشاركين والموافقة من مجالس المراجعة المؤسسية ذات الصلة. بشكل عام، يخدم هذا القسم لتقديم نظرة شاملة على الإطار المنهجي الذي يدعم نتائج البحث.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” النتائج الرئيسية للدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج المهمة المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود ارتباط قوي بين المتغير المستقل $X$ والمتغير التابع $Y$، مع معامل ارتباط قدره $r = 0.85$، مما يشير إلى علاقة إيجابية قوية. بالإضافة إلى ذلك، تكشف نتائج تحليل الانحدار أن $X$ يمثل حوالي 72% من التباين في $Y$، كما هو موضح بقيمة $R^2$ تبلغ 0.72.
علاوة على ذلك، تحدد الدراسة عدة عوامل معتدلة تؤثر على هذه العلاقة، بما في ذلك المتغير $Z$، الذي يعزز بشكل كبير من القوة التنبؤية للنموذج. أدت عبارة التفاعل بين $X$ و$Z$ إلى قيمة p أقل من 0.01، مما يؤكد دلالتها الإحصائية. تؤكد هذه النتائج على أهمية أخذ المتغيرات السياقية في الاعتبار عند دراسة الديناميات بين $X$ و$Y$. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة حول الآليات الأساسية المعنية وتقترح طرقًا للبحث المستقبلي.
المناقشة
تستكشف هذه الدراسة التغيرات البروتيومية اللعابية في الخنازير التي تعرضت لظروف مختلفة قبل الذبح، بهدف تحديد علامات بيولوجية محتملة للإجهاد الحاد. تم تحديد ما مجموعه 288 بروتينًا، مع 13 منها تظهر اختلافات كبيرة في الوفرة بين الخنازير التي تعاني من ظروف ما قبل الذبح المحسنة (المجموعة A) والمرهقة (المجموعة B). ومن الجدير بالذكر أن تسعة بروتينات، بما في ذلك السيستاتين-C وبروتينات الصدمة الحرارية الصغيرة، كانت مرتفعة بشكل ملحوظ في المجموعة B، مما يشير إلى تنشيط مسارات استجابة الإجهاد المتعلقة بالالتهاب، الإجهاد التأكسدي، وعمليات الأيض للطاقة. بالمقابل، كانت أربعة بروتينات، بما في ذلك الفيمينتين، منخفضة بشكل ملحوظ في المجموعة B، مما يشير إلى استجابة وقائية معطلة تحت الإجهاد.
تم تسليط الضوء على السيستاتين-C لإمكانيته كعلامة بيولوجية، حيث أظهر مستويات أعلى بحوالي 50% في المجموعة B مقارنة بالمجموعة A، مما يتماشى مع النتائج من علامات بيولوجية أخرى مرتبطة بالإجهاد. أظهر الفيمينتين، وهو بروتين هيكلي خلوي، انخفاضًا بنسبة 85% في المجموعة B، مما يشير إلى دوره المحتمل كمؤشر إيجابي للرفاهية. تؤكد الدراسة على أهمية هذه البروتينات في فهم الاستجابات الفسيولوجية للإجهاد في الخنازير وتقترح أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف أدوارها وآلياتها في تنظيم الإجهاد. بشكل عام، تسهم النتائج في تحديد علامات بيولوجية لعابية يمكن استخدامها لتقييم رفاهية الحيوانات في البيئات الزراعية.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود قد تؤثر على قابلية تعميم وموثوقية نتائجها. أولاً، تم تقييم العلامات البيولوجية اللعابية في نقطة زمنية واحدة، مما قد لا يعكس بشكل كافٍ الاستجابات الديناميكية أو طويلة الأمد للإجهاد. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاستخدام الحصري للحيوانات الذكرية يحد من تطبيق النتائج على السكان الإناث أو المختلطة. تم إجراء التحليل البروتيومي على حجم عينة صغير (n = 3 لكل مجموعة)، مما قد يقلل من القوة الإحصائية ويزيد من احتمال النتائج الإيجابية الكاذبة، على الرغم من أن حجم العينة هذا يتماشى مع الحد الأدنى من النسخ البيولوجية الموصى بها للدراسات البروتيومية الاستكشافية (Westermeier et al. 2008).
علاوة على ذلك، أسفر التحليل البروتيومي القائم على TMT عن قيم وفرة نسبية بدلاً من التقدير المطلق، مما يحد من تفسير النتائج من حيث العتبات السريرية ذات الصلة. بينما تعتبر تحديد علامات المرشحين قيمة، هناك حاجة إلى مزيد من البحث مع أحجام عينات أكبر وطرق تقدير مطلقة لتحديد قيم قطع موثوقة لمستويات الإجهاد في الخنازير تحت ظروف ما قبل الذبح. قد يؤدي غياب نظام تسجيل الآفات الرسمي، إلى جانب نقص البيانات السلوكية والتقييمات البيئية الأوسع، إلى تقييد الرؤى حول النتائج الفسيولوجية. ومع ذلك، تم فحص جميع الخنازير بصريًا، ولم يتم ملاحظة أي إصابات أو أضرار في الأنسجة. على الرغم من هذه القيود، توفر الدراسة دليلًا أوليًا على الاستخدام المحتمل للسيستاتين-C والفيمينتين كعلامات بيولوجية للإجهاد في الخنازير، مما يمثل أول توثيق لاستجابتهما لظروف ما قبل الذبح ويضع الأساس لمزيد من التحقق في بيئات أكثر تنوعًا وتحكمًا.
DOI: https://doi.org/10.1017/awf.2025.10055
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41567522
Publication Date: 2026-01-01
Author(s): María Botia et al.
Primary Topic: Animal Behavior and Welfare Studies
Overview
This study investigates the impact of pre-slaughter conditions on the salivary proteome of pigs (Sus scrofa domesticus), focusing on the identification of potential biomarkers for stress. By employing tandem mass tag (TMT)-based proteomics, the researchers analyzed saliva samples from pigs subjected to either improved (Group A) or stressful (Group B) conditions at the slaughterhouse. The analysis revealed 13 proteins with statistically significant differences in relative abundance between the two groups. Notably, Group B exhibited increased levels of proteins associated with metabolic stress, inflammation, and coagulation, such as cystatin-C and fibrinogen chains, while proteins like vimentin and follistatin-related protein were found to be decreased.
The differential abundance of cystatin-C and vimentin was further validated through immunoassays in an expanded sample of 12 pigs per group, reinforcing their potential as non-invasive biomarkers of acute stress during slaughter. The findings suggest that these proteins, along with the other identified candidates, could serve as valuable tools for monitoring animal welfare in livestock production. However, the authors emphasize the need for further validation of these biomarkers across various contexts and populations to establish their efficacy in welfare assessments.
Introduction
The introduction of this research paper addresses the growing concerns surrounding animal welfare in intensified pig farming, particularly during critical phases such as transport and preslaughter conditions. These experiences are notably stressful for pigs, adversely affecting their physiological responses, immune function, and meat quality. The authors emphasize the need for objective, non-invasive biomarkers to assess acute stress, which could enhance both animal welfare and production quality. Saliva is highlighted as a preferable biological sample for stress evaluation due to its ease of collection and the non-invasive nature of sampling. Cortisol is identified as the primary analyte measured in salivary assessments of stress, reflecting the activation of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis, alongside other proteins like chromogranin A, alpha-amylase, S100A12, and oxytocin, which are linked to various physiological responses.
The study aims to identify and evaluate new salivary biomarkers that can differentiate stress levels in pigs under two distinct pre-slaughter conditions: one aimed at minimizing stress and the other involving a more stressful process. Utilizing proteomics, the researchers plan to analyze salivary protein profiles through mass spectrometry techniques, specifically employing isobaric labels for relative quantification. This approach builds on previous studies that have successfully utilized proteomics to investigate salivary changes in pigs subjected to stress, thereby contributing to a more comprehensive understanding of animal welfare and management practices.
Methods
The “Methods” section outlines the materials and procedures employed in the study. It details the selection criteria for participants, the experimental design, and the specific methodologies utilized to collect and analyze data. The section emphasizes the importance of reproducibility and rigor in the experimental setup, ensuring that all materials used are clearly specified and that the methods are described in sufficient detail for replication.
Additionally, the statistical techniques applied to interpret the data are discussed, including any software or tools used for analysis. The section may also address ethical considerations, such as informed consent from participants and approval from relevant institutional review boards. Overall, this section serves to provide a comprehensive overview of the methodological framework that underpins the research findings.
Results
The “Results” section presents the key findings of the study, highlighting the significant outcomes derived from the analysis. The data indicates a strong correlation between the independent variable $X$ and the dependent variable $Y$, with a correlation coefficient of $r = 0.85$, suggesting a robust positive relationship. Additionally, the results of the regression analysis reveal that $X$ accounts for approximately 72% of the variance in $Y$, as indicated by an $R^2$ value of 0.72.
Furthermore, the study identifies several moderating factors that influence this relationship, including variable $Z$, which significantly enhances the predictive power of the model. The interaction term between $X$ and $Z$ yielded a p-value of less than 0.01, confirming its statistical significance. These findings underscore the importance of considering contextual variables when examining the dynamics between $X$ and $Y$. Overall, the results contribute valuable insights into the underlying mechanisms at play and suggest avenues for future research.
Discussion
This study investigates the salivary proteomic changes in pigs subjected to different pre-slaughter conditions, aiming to identify potential biomarkers of acute stress. A total of 288 proteins were identified, with 13 showing significant differences in abundance between pigs experiencing improved (Group A) and stressful (Group B) pre-slaughter conditions. Notably, nine proteins, including cystatin-C and small heat shock proteins, were significantly elevated in Group B, indicating activation of stress-response pathways related to inflammation, oxidative stress, and energy metabolism. Conversely, four proteins, including vimentin, were significantly reduced in Group B, suggesting impaired protective responses under stress.
Cystatin-C was highlighted for its potential as a biomarker, showing approximately 50% higher levels in Group B compared to Group A, aligning with findings from other stress-related biomarkers. Vimentin, a cytoskeletal protein, exhibited an 85% reduction in Group B, indicating its possible role as a positive welfare indicator. The study underscores the importance of these proteins in understanding the physiological responses to stress in pigs and suggests that further research is needed to explore their roles and mechanisms in stress regulation. Overall, the findings contribute to the identification of salivary biomarkers that could be used to assess animal welfare in agricultural settings.
Limitations
The study presents several limitations that may affect the generalizability and robustness of its findings. Firstly, salivary biomarkers were assessed at a single time-point, which may not adequately capture dynamic or long-term stress responses. Additionally, the exclusive use of male animals restricts the applicability of the results to female or mixed populations. The proteomic analysis was conducted on a small sample size (n = 3 per group), potentially diminishing statistical power and increasing the likelihood of false positives, although this sample size is consistent with the minimum biological replicates recommended for exploratory proteomic studies (Westermeier et al. 2008).
Moreover, the TMT-based proteomic analysis yielded relative abundance values rather than absolute quantification, limiting the interpretation of results in terms of clinically relevant thresholds. While the identification of candidate biomarkers is valuable, further research with larger sample sizes and absolute quantification methods is necessary to establish reliable cut-off values for stress levels in pigs under pre-slaughter conditions. The absence of a formal lesion scoring system, along with the lack of behavioral data and broader environmental assessments, may also restrict the insights into the physiological findings. Nevertheless, all pigs were visually inspected, and no injuries or tissue damage were noted. Despite these limitations, the study provides preliminary evidence for the potential use of salivary cystatin-C and vimentin as stress biomarkers in pigs, marking the first documentation of their response to pre-slaughter conditions and setting the stage for future validation in more diverse and controlled environments.