Selv om de fleste er enige i at dyrevelferd er mental og fysisk tilstand hos et individ i forsøk på å mestre utfordringer i et menneskeskapt miljø, så er tilnærmingen og forståelsen av dyrevelferd ulik verden over og i ulike miljøer. I henhold til Mobergs stressmodell så har stressmestringen ulike faser som går fra et individs gjenkjennelse av trussel om avvik fra homeostase og tidlige atferdsmessige signaler til at et individ ikke lengre takler utfordringene og kommer inn i en prepatologisk eller patologisk tilstand der sykdom oppstår og biologisk funksjon er sterkt redusert. Historisk sett på husdyr har det tidlige velferdsarbeidet handlet i størst grad om nettopp de siste tilstandene og de fysiske indikatorene. Likevel har vi etter hvert forstått at det er de tidlige atferdsmessige signalene i denne prosessen som er de viktigste fordi de er de mest umiddelbare reaksjoner på avvik fra dyrets likevekt, noe som gjør at vi kan jobbe forebyggende i stedet for å gjennomføre tiltak etter at den biologiske funksjonen er sterkt nedsatt. Derfor vil jeg også påstå at i stedet for å fokusere på helse først som tradisjonen har vært på husdyr, så bør man i oppdrettsnæringen samtidig fokusere på atferdsmessige endringer og signaler hos fisken. Atferdsresponser er umiddelbare, ærlige signaler om dyrets tilstand, og forutsatt at man kjenner arten kan man bruke dette til både å vurdere miljøeffekter samt for eksempel bieffekter ved seleksjon for produksjonsegenskaper. Hvorfor hopper laksen i merdene? Har det med luseangrep å gjøre, er det en indikator på at laksen er i en positiv tilstand og overskuddsaktivitet, er det fordi de sloss om maten eller sloss de om plassen? En bedre forståelse av fiskens atferd og atferdsbehov som grunnlag for utforming av miljø er nødvendig. Det har blitt utviklet mange ulike velferdsprotokoller på husdyr verden over og for mange arter. Dette er fordi det er mange aktører i forskningen og flere miljøer med ulike interesser, men det som helt klart hadde kommet dyrene raskere til gode er at man kan utvikle standardiserte velferdsprotokoller som kan benyttes i praksis verden over samt at man sammen med produksjonsvariabler samler årlig statistiske data på velferdsindikatorer for å holde øye med utviklingen over tid. Her håper jeg at havbruksnæringen kan lære av utviklingen på husdyr slik at resultatene raskere kan komme fisken til gode enn hva som tilfellet har vært på husdyr. Norsk havbruk skal stå for verdens mest miljøvennlige produksjon av sunn mat. Begrepene «bærekraftig» og «produktkvalitet» innebærer også dyrets livskvalitet eller velferd fra befruktning til slakt. Dette omfatter derfor også den prenatale perioden. Vi har flere eksempler på at prenatalt stress kan påvirke både atferd, stressmestring, asymmetrier og deformiteter hos husdyr inklusive fisk. Kompromisser som må inngås for å sikre god produktivitet men samtidig i størst mulig grad ta hensyn til dyrevelferd, blir derfor en viktig etisk debatt framover. Et eksempel på en overordnet problemstilling hvor produktivitet, økonomi og velferd går hånd i hånd, er å jobbe for å redusere dødelighet og skader hos oppdrettslaks i Norge – samt undersøke predisponerende faktorer i produksjonssystemene og ved ulike ledd i produksjonen ute i felt. Dette vil gi mulighet for å lage en del hypoteser om årsakssammenhenger som kan testes ut eksperimentelt i mindre skala. Dødelighet av laks i merder i siste ledd av produksjonen har for enkelte norske anlegg vært høy mens andre klarer å holde en lav dødelighet. Hva er årsakene til dette og hvorfor har vi regionale forskjeller? Reduksjon i dødelighet er et viktig dyrevelferdstiltak men bedrer også økonomien i produksjonen. For eksempel er det mindre variasjon i dødelighet i skotske oppdrettsanlegg enn i norske. Et annet viktig tema er håndterbarhet, stress og seleksjon, tetthet og miljøberikelse i lukkede enheter og hvilke effekter dette har på atferd, velferd og vekst. I våre husdyrpopulasjoner har vi jobbet med stimulering og miljøberikelse i mange år og funnet mange positive effekter av dette, mens på fisk har ikke dette vært reist som et viktig tema ennå. Artsrelevant miljøberikelse krever naturlig nok at man kjenner til grunnleggende atferdsbehov i de ulike fasene av livet hos en art.

Overvåkning av kjønnsmodning i vill og oppdrettet fisk baserer seg på parametere som krever enten avliving av fisk eller bruk av invasive metoder som blod- og vevsprøvetaking og endoskopi. En av de mest brukte metodene for modningsovervåkning er beregning av gonado-somatisk indeks (GSI), gonadevekt utrykt i prosent av kroppsvekt.. GSI rapporteres ofte sammen med andre målinger, som kjønnshormonnivåer, klassifisering av rognutvikling i forskjellige stadier basert på enten histologi eller endoskopi, og uttrykk av gener som er involvert i kjønnsmodning. GSI-beregning og vevsprøvetaking for histologi og genuttrykk krever avliving av fisk, mens endoskopi og blodprøvetaking kan gjennomføres i levende fisk, men selve håndteringen kan forårsake stress og innebærer en risiko for helse og overlevelse. For å kunne beskrive modningsforløpet i en populasjon over tid krever de fleste av disse metodene at man avliver flere individer jevnlig, noe som kan være vanskelig i ville og truede populasjoner eller oppdrettet stamfisk av høy verdi. I oppdrett er det derfor vanlig å estimere GSI i selvdød fisk, noe som kan gi et ukorrekt bilde av populasjonen pga den redusert helsetilstanden som har ført til at fisken døde. Ultralyd er en ikke-invasiv teknologi som i Atlantisk laks kun har blitt brukt til kjønnbestemmelse og helsesjekk tidligere. Ved å sammenligne GSI, kjønnshormonprofiler og rognutvikling med ultralydmålinger og -observasjoner gjennom siste året før stryking, har vi testet om ultralyd kan være en mer skånsom og ikke-invasiv metode for modningsovervåking hos hunnlaks. Vi har utviklet en modell for ultralyd-basert GSI- beregning i laksehunner som kan være et godt alternativ til vanlig GSI beregning. Ved å sammenligne ultralydbilder med histologi og kjønnshormonanalyse under rognutvikling har vi identifisert ulike stadier i deponering av plommemasse i rogn, vitellogenese. Vi mener derfor at ved bruk av ultralyd kan man identifisere viktige steg i kjønnsmodningen i laksefisk og at denne teknologien kan være en god alternative til tradisjonelle invasive metoder i overvåking av kjønnsmodning i vill og oppdrette laksefisk.

Hensikten med dette NFR-støttede prosjektet var å legge det faglige grunnlaget for at antistofftesting kan erstatte smitteforsøk i den rutinemessige kvalitetskontrollen av flerkomponents-vaksiner til laks. Pre-smolt av atlantisk laks ble immunisert med kommersielt tilgjengelige laksevaksiner eller med eksperimentelle formuleringer som inneholdt de samme bakteriekomponentene, men med redusert mengde av enten Vibrio salmonicida eller Moritella viscosa.  Det ble tatt blodprøver fra 3 til 9 uker etter vaksinering. Ved en vanntemperatur på 15oC var antistoffsvaret mot furunkulosebakerien A. salmonicida og vintersårbakterien M. viscosa tydelig fra og med 4 uker etter vaksinasjon, mens antistoffnivået mot bakterien som forårsaker kaldtvannsvibriose V. salmonicida var svakere og nivået i enkeltfisk delvis overlappet med målinger fra uvaksinert fisk. Ved samme immuniseringstemperatur kunne man avsløre eksperimentelle vaksineformuleringer med redusert innhold av enten M. viscosa- eller V. salmonicida- komponenten henholdsvis 6 og 9 uker etter vaksinasjon.  Immunisering ved 12oC ga en langsommere antistoffrespons og mindre tydelig utslag for redusert antistoffinnhold i det tidsrommet som ble undersøkt.

Summa summarum viste resultatene at for vintersår og kaltvannsvibriose kan blodprøvetaking for serologisk analyse erstatte dagens smitteforsøk, og samtidig forkorte tiden mellom ferdigstilling og batchfrigivelse med 4 uker eller endog mer, avhengig av hvor gode reagenser som utvikles til bruk i antistoff-analysene.

Takk til legemiddelselskapene MSD Animal Health og Vaxxinova (begge Bergen) for levering av eksperimentelle vaksineformuleringer.

Klinisk kjemi er en diagnostisk metode som går ut på å måle stoffer ved hjelp av biokjemiske analyser i blodprøver, vev og andre kroppsvæsker. Disse stoffene er ofte enzymer eller proteiner som frigjøres ved vevsskade fra ulike organer. Ved å analysere en blodprøve (serum eller plasma), for et panel med analyser kan man få oversikt over funksjonen til viktige organer. Til tross for at metodene er veletablerte i human- og veterinærmedisinsk diagnostikk, har metodene blitt lite brukt på fisk. Vi har analysert parametere for blant annet muskelskade og leverfunksjon ved ulike tidspunkt etter smitte med salmonid alfavirus (SAV) 2 og 3 isolater og sammenlignet vaksinert og uvaksinert fisk. Resultatene viser at klinisk PD gir veksttap og at flere blodparametere endres i løpet av sykdomsforløpet med pankreassykdom. I tillegg var det tydelige forskjeller mellom vaksinerte og uvaksinerte fisk. Funnene viser at analyse av slike parametere i en blodprøve kan redusere antall fisk som må avlives for prøvetaking i kontrollerte smitte- og vaksine forsøk. I tillegg kan slike analyser være nyttig for å raskt verifisere og estimere grad av klinisk PD ved infekjon med SAV i felt og derav for eksempel  kunne vurdere om fisken vil tåle stress som for eksempel flytting eller mekanisk avlusing.

Hud, gjelle og tarm er barriereorganer som er direkte i kontakt med miljøet. Felles for disse organene er at de er dekket av en viskoelastisk gel som i hovedsak består av store glykosylerte proteiner, såkalte muciner. Slimlaget beskytter aktivt mot det ytre miljøet, og skader i slimlaget er forbundet med økt sjanse for infeksjoner. Det er tidligere vist at antall slimproduserende celler i hud og tarm variere med infeksjoner, temperatur, vannkvalitet og mange andre faktorer. 

På bakgrunn av dette ønsket vi å kartlegge mucingenene, og videre undersøke hvordan genuttrykket er påvirket av ulike stressituasjoner. Kartleggingen av genene bestod av fire analyser (annotering, genekspresjon, slektskap og domener) og førte til at syv mucingener ble identifisert, to mucin2 og fem mucin5. Ekspresjonsmønsteret viste at mucin2 variantene i all hovedsak er uttrykt i tarm, mens genene i mucin5-familien i hovedsak er uttrykt i skinn, gjelle eller pylorusblindsekkene.

Videre ble det utført to eksperimenter. I det første eksperimentet ble fiskene utsatt for håndteringsstress, i form av håving og lufteksponering. Forsøket viste at genuttrykket økte i gjelle, mens det ble redusert i hud og tarm 3 og 24 timer etter stress. Dette forsøket tyder på at det tar mer enn 24 timer før genekspresjonen i skinn og tarm er tilbake på normalnivå etter akutt stress. I en akvakultur sammenheng er dette relevant i forhold til akutte håndteringsmetoder, og det anbefales at fisken får ro slik at slimlaget kan bygge seg opp igjen. I det andre eksperimentet undersøkte vi om kronisk stress i form av en fisketetthet på 125 kg/m3 påvirket genuttrykket i skinn. Resultatet viste at genekspresjonen økte som følge av høy tetthet. Til sammen viser disse to eksperimentene at mucinene reguleres ulikt avhengig av type stressor. Denne studien er publisert i PlosOne (Sveen et al., 2017).

I ett tredje forsøk undersøkte vi utrykket av mucingenene i kunstige sår over en periode på 57 dager. I dette forsøket fant vi at genekspresjonen økte i den tidlige sårhelingsfasen. Samtidig var overflaten til såret dekket av slim. Dette i kontrast til sen sårhelingsfase, hvor huden og slimet lignet det vi ser hos normal hud. Utrykket av gener involvert i post-translasjonelle modifikasjoner, såkalte transferaser var også uttrykt ulikt i tidlig og sen sårhelingsfase. Disse transferasene overfører sukkermolekyler til mucinene, og vi tror at dette er med på å endre egenskapene til slimet.

Til sammen viser disse resultatene at regulering av mucingener er mye mer komplisert enn først antatt. Både type mucingener, og videre prosessering av proteinene er avgjørende for slimets egenskaper. 

Referanser

Sveen, L.R., Grammes, F.T., Ytteborg, E., Takle, H., Jørgensen, S.M. 2017. Genome-wide analysis of Atlantic salmon (Salmo salar) mucin genes and their role as biomarkers. PloS one, 12(12), e0189103.