Ny publikasjon om grisens reaksjoner på CO2-bedøving

Resultater fra prosjektet som ble gjennomført ved NMBU Veterinærhøgskolen er nå presentert i en vitenskapelig artikkel publisert i Animals (MDPI) i juli 2023 – «CO2 Stunning in Pigs: Physiological Deviations at Onset of Excitatory Behaviour».

Professor Henning Andreas Haga har vært sentral i planleggingen og gjennomføringen av prosjektet. Han er veterinær med doktorgrad innen anestesiologi og er europeisk spesialist i anestesi og smertebehandling. Førsteforfatter på artikkelen er Bente Wabakken Hognestad, spesialistkandidat ved institutt for sports- og familiedyrmedisin ved NMBU Veterinærhøgskolen.

Artikkelen beskriver hva som skjer med fysiologiske variabler som er viktige for dyrenes bevissthet når de eksponeres for CO2-gass i forsøket og hva som skjer med blodsirkulasjonen. De ulike variablene kobles deretter til grisenes atferd.

Bedøving med CO2 gir ikke øyeblikkelig tap av bevissthet, grisene puster anstrengt, opplever ubehag, og mange får heftige bevegelser eller kramper. Metoden har likevel vært vurdert som beste praksis, fordi dyrene kan bedøves uten stress ved inndriving og fiksering, det er svært liten risiko for at enkelte dyr skal våkne opp igjen før eller under avblødning, og det er enkelt å kontrollere om dyrene er godt bedøvet.

Så langt har ingen kunnet gi klare svar på nøyaktig når grisene mister bevisstheten, men flere undersøkelser tilsier at det er snakk om 13-33 sekunder ved gasskonsentrasjoner over 90 % (Erhardt et al, 1989, Martoft et al, 2002, Verhoeven et al, 2015, anon 2020). Både grad av bevissthet og tidsperspektiv er vesentlig for vurderinger rundt grisenes opplevelse av bedøvingen.

Fall i pH er sentral informasjon

For at bevissthet skal være til stede, er hjernen avhengig av å bli tilført energi i form av sukker, nok oksygen samt å ha et stabilt kjemisk miljø. Når et dyr puster inn en høy konsentrasjon av CO2, øker mengden CO2 i blodet raskt. Når dette blodet kommer til hjernen, så flytter CO2 seg raskt over til selve hjernen, noe som gir et fall i pH. Det er dette pH-fallet, og med det forandring av det kjemiske miljøet i hjernen, som er hovedmekanismen for bevisstløshet ved CO2-bedøving.

Flere målinger

Forsøket ved NMBU Veterinærhøgskolen omfattet 11 griser. Disse ble bedøvet, og det ble gjennomført en trakeotomi for å sette inn en tube direkte i luftrøret for å gi grisene en kontrollert eksponering for CO2. Det ble også gjennomført ulike fysiologiske målinger. Grisene ble filmet under forsøket slik at det var mulig å kartlegge ulike atferder.

Pustefrekvens, pustevolum, blodtrykk og hjertefrekvens ble målt kontinuerlig. Partialtrykket av oksygen, karbondioksid og pH-verdier i blodet ble målt i blodprøver som ble tatt ut så tett som praktisk mulig, og analysert innen 30 minutter.

Forsøket bekreftet tidligere vurderinger av at det er forandringene i CO2 og pH-nivå i blodet som gir bevissthetstap. Forandringene i blodsirkulasjon og oksygennivå sees senere.

Individuelle forskjeller

Griser bedøvet på slakteri viser tegn på ubehag før tap av bevissthet. Mange griser kan ha kraftige bevegelser før de blir liggende på siden rundt 30 sekunder etter at de kom i kontakt med høye konsentrasjoner av gassen. Dette har av noen blitt tolket som panikk, andre har i hovedsak tolket det som ufrivillige bevegelser og manglende kontroll over kroppen i forbindelse med gradvis tap av bevissthet.

Figur 4 i den vitenskapelige artikkelen som nå er publisert viser at pH-nivået i blodet falt raskt i løpet av de første 15 sekundene etter eksponering for CO2. Det er individuelle forskjeller i pH både før og etter eksponering for CO2.

Et mønster av atferder

Artikkelen omtaler at det i analysen av filmopptakene fra forsøket er lagt vekt på åtte forskjellige atferder som ble vist av de fleste grisene under CO2-bedøvingen. Selv om det var individuelle forskjeller, tegnet det seg et overordnet mønster av rekkefølgen de ulike atferdene ble vist:

1. Ligger rolig med hodet i avslappet posisjon
2. Rolige bevegelser av hodet sideveis
3. Gaper ved innpust mens grisen fortsatt puster spontant innimellom gaping
4. Rolige, svake bevegelser av beina
5. Raske, kraftige bevegelser av beina
6. Kraftige, raske hodebevegelser
7. Kontinuerlig bøying av hodet bakover
8. Gaper ved innpust uten spontan pusting mellom gapinger

Alle grisene som ble undersøkt i forsøket hadde CO2- og pH-verdier som indikerer bevisstløshet ved første registrering av atferdene 7 og 8. Disse atferdene ligner på det man klinisk vil kalle «ofistotonus» og «agonal respirasjon». Ofistotonus tolkes som et tegn på at det er alvorlige avvik i sentralnervesystemet sin funksjon, mens agonal respirasjon vanligvis inntrer like før et dyr dør. Begge kan observeres ved alvorlig oksygenmangel i hjernen – og kan dermed tolkes som helt sikre tegn på bevisstløshet. 

Ofistotonus kan også inntreffe relativt lenge etter at bevissthet er tapt. Undersøkelser fra land hvor det utføres religiøs slakting av sau uten bedøvelse har vist at det i snitt tar 14 sekunder fra overskjæring av strupen til dyrene er uten bevissthet, og at 95 prosent av dyrene er uten bevissthet etter 22 sekunder . Ved slakting av bedøvede dyr sees ofistotonus først fra 40 til 60 sekunder etter overskjæring av strupen. Dette kan tyde på at ofistotonus er et forsinket tegn på tap av bevissthet.

Når det gjelder atferd med kraftige, raske bevegelser av bein og hode, som har vært tolket som panikk, starter dette hos noen griser før CO2- og pH-nivå i blodet tilsier at dyrene er uten bevissthet, mens andre er bevisstløse når denne atferden opptrer.