短期高溫對斷乳仔豬心率變異性的影響

楊 嬋，孫亞楠，顏培實(shí)＊

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng) 物科技學(xué)院，北京100193；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng) 物科技學(xué)院，江蘇 南 京210095）

斷乳仔豬身體發(fā)育不完善，對系統(tǒng)機(jī)能的總體調(diào)節(jié)能力差，體溫調(diào)節(jié)機(jī)制不成熟，易受到熱應(yīng)激的傷害［1］。研究表明，斷乳仔豬的最適溫度為21～24℃［2］。在自然條件下，豬對環(huán)境溫度有行為性調(diào)節(jié)反應(yīng)［3］；在寒冷條件下，仔豬主要靠顫抖產(chǎn)熱來調(diào)節(jié)體溫［4］。YAN和Ito［5］根據(jù)直腸溫度、呼吸數(shù)及晝夜變化規(guī)律，及其與潛熱散熱的關(guān)系，提出深部體溫超過39.5℃時(shí)，豬就進(jìn)入熱應(yīng)激狀態(tài)。

從更深一步的角度看，用心率變異性研究豬熱應(yīng)激是可行的。正常動(dòng)物體的心率搏動(dòng)有一定的規(guī)律性，而心動(dòng)周期的長短并不是固定的，連續(xù)的心動(dòng)周期間有微弱的不同，醫(yī)學(xué)界通常用心率變異性（Heart Rate Variability，HRV）代表這一微弱變化。在醫(yī)學(xué)研究、甚至臨床診斷中經(jīng)常以心率變異性作為重要指標(biāo)，研究機(jī)體溫度及環(huán)境溫度與 HRV的關(guān)系，這具有非常重要的實(shí)用價(jià)值［6］。竇性節(jié)律下，HRV的值與心臟的調(diào)節(jié)能力呈正相關(guān)。自主神經(jīng)系統(tǒng)（Autonomic Nervous System，ANS）又稱植物性神經(jīng)系統(tǒng)，是外周傳出神經(jīng)系統(tǒng)的一部分，分為交感神經(jīng)（Sympathetic Nerve，SN）及副交感神經(jīng)（Parasympathetic Nerve，PN）兩部分。發(fā)生熱應(yīng)激時(shí)，斷乳豬的自主神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)通過調(diào)節(jié)豬的心率變異性（HRV）來緩解熱應(yīng)激狀況。本研究對斷乳仔豬在高溫狀態(tài)下和常溫狀態(tài)下的心率變異性的差異情況進(jìn)行研究，以期為熱應(yīng)激狀態(tài)下斷乳仔豬的自我調(diào)節(jié)及畜舍環(huán)境溫度調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物及飼養(yǎng)管理

由南京禾嘉牧業(yè)集團(tuán)購入雌性斷乳仔豬（杜洛克×長白×大白），為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，將樣本范圍適當(dāng)縮小，預(yù)先選取身體各方面發(fā)育極其良好，且體況相似的仔豬4頭，平均體重（11.3±0.08）kg，在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)家畜環(huán)境控制室內(nèi)發(fā)酵床（長3.3 m，寬1.4 m）群養(yǎng)，飼養(yǎng)面積1.3 m2／頭。每日8∶00、15∶00、19∶00飼喂仔豬全價(jià)配合飼料，飼喂量為維持需要量的2倍，自由采水。

1.2 試驗(yàn)器材

電子秤（稱重飼料），ACTI Heart（仔豬心電監(jiān)測），南京農(nóng)業(yè)大學(xué)家畜環(huán)境人工控制室系統(tǒng)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

為了排除個(gè)體間心率變異性差異的影響，采用自身對照試驗(yàn)。對照期，即四只受試豬處于常溫恒定環(huán)境中，家畜環(huán)境控制室內(nèi)溫度保持在28℃；試驗(yàn)期，即在短時(shí)間內(nèi)通過調(diào)溫設(shè)施使環(huán)境溫度達(dá)到35℃，并使環(huán)境溫度保持在35℃。

Acti Heart儀器類似于人類心率變異性測定儀，在對人的心率變異性進(jìn)行測定時(shí)，通常是將其粘附于人的左胸部與心臟對應(yīng)的位置。因此，在試驗(yàn)之前，將Acti Heart心電監(jiān)測器粘附于豬的胸部，為防止豬在活動(dòng)時(shí)損壞儀器，給豬各穿一件類似于人類上衣的罩衫。在整個(gè)試驗(yàn)期間，豬體表一直裝有心電檢測器，ACTI Heart會(huì)自動(dòng)記錄出相鄰時(shí)間段內(nèi)（5 min）心率變異性各指標(biāo)的值（試驗(yàn)指標(biāo)見1.4）。

在正式進(jìn)行試驗(yàn)之前，先將豬在家畜環(huán)境控制室內(nèi)飼養(yǎng)3 d，并使室內(nèi)溫度保持在常溫，以降低新環(huán)境對仔豬的影響，使其適應(yīng)環(huán)境。然后將室內(nèi)溫度控制在28℃，保持一整天。次日進(jìn)行室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)，使室溫快速升至35℃，并保持。第三天為試驗(yàn)期，在第三天結(jié)束后，取下儀器，進(jìn)行試驗(yàn)后處理，并降低室溫，使豬恢復(fù)體況。

Acti Heart心電監(jiān)測器記錄了整個(gè)試驗(yàn)期間的斷乳仔豬心電情況。試驗(yàn)結(jié)束后，將從豬體表取下的心電監(jiān)測器與讀卡器相連接，在計(jì)算機(jī)中讀取數(shù)據(jù)。選取對照期以及試驗(yàn)期全天的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.4 試驗(yàn)指標(biāo)

1.4.1 時(shí)域分析指標(biāo)［7］竇性心律 N-N間期（心動(dòng)周期）的標(biāo)準(zhǔn)差（SDNN），單位：ms；竇性心律NN間期差的均方根（RMSSD），單位：ms。

1.4.2 頻域分析指標(biāo)［8］極低頻成分（Very Low Frequency，VLF）：功率譜圖中落在0.04 Hz以下的區(qū)間，單位：ms；低頻成分（Low Frequency，LF）：功率譜圖中大于0.04 Hz，且不超過0.15 Hz的部分，單位：ms2；高頻成分（High Frequency，HF）［9-10］：功率譜圖中落在0.15～0.4 Hz區(qū)間的部分，單位：ms2。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行分析，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，試驗(yàn)組和對照組數(shù)據(jù)采用t-test：成對雙樣本平均值檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 心率變異性時(shí)域指標(biāo)及分析

SDNN主要反映植物神經(jīng)收縮能力大小，用來衡量植物神經(jīng)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)的能力。RMSSD代表著迷走神經(jīng)的興奮性。由表1可知，試驗(yàn)組指標(biāo)的值均低于對照組指標(biāo)的值。試驗(yàn)組4個(gè)個(gè)體重復(fù)的均值小于對照組4個(gè)個(gè)體重復(fù)的均值，應(yīng)用單尾檢驗(yàn)（T Stat＞t單尾臨界），符合假設(shè)。這一結(jié)果說明高溫對豬的植物神經(jīng)系統(tǒng)有不利的影響，使豬體內(nèi)出現(xiàn)紊亂現(xiàn)象。同時(shí)，說明高溫使得豬的副交感神經(jīng)活動(dòng)性減弱，從而不利于維持體內(nèi)的穩(wěn)定狀態(tài)。

表1 試驗(yàn)期和對照期時(shí)域指標(biāo)的差異Table 1 Differences of time domain index in experimental period and control period

2.2 心率變異性頻域指標(biāo)及分析

頻域分析的結(jié)果見表2。試驗(yàn)組與對照組相比，LF，HF和VLF均值均降低，這表明，交感和副交感神經(jīng)興奮性均下降。數(shù)據(jù)經(jīng)t-test檢驗(yàn)，也符合假設(shè)（T Stat＞t單尾臨界）。

表2 試驗(yàn)期和對照期頻域指標(biāo)的差異情況Table 2 Differences of frequency domain index in experimental period and control period

3 討 論

HRV的時(shí)域指標(biāo)SDNN、RMSSD等可較好地反映心臟迷走神經(jīng)的功能狀態(tài)，其值降低，表明迷走神經(jīng)的功能減退，HRV縮小；其值增加，表明迷走神經(jīng)的功能良好，HRV變大。在本研究中，在高溫環(huán)境中生存一段時(shí)間后，試驗(yàn)組的SDNN、RMSSD平均值降低，表明高溫應(yīng)激使得迷走神經(jīng)的功能減退，HRV變小。

HRV的頻域指標(biāo)中，LF反映自主神經(jīng)的雙重調(diào)節(jié)，譜峰是0.1 Hz左右，表現(xiàn)出與血壓的相關(guān)性；HF只代表迷走神經(jīng)的功能，其譜峰位于0.25 Hz左右，表現(xiàn)出與呼吸活動(dòng)的相關(guān)性；VLF表明心率的變化受體溫，血管舒縮和應(yīng)激系統(tǒng)的影響［11］。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組和對照組相比，試驗(yàn)組呈現(xiàn)出HF均值下降的現(xiàn)象，這一結(jié)果與試驗(yàn)個(gè)體的SDNN，RMSSD降低所代表的結(jié)果相一致，都表明高溫使得副交感神經(jīng)活動(dòng)減退。

一般認(rèn)為，交感神經(jīng)強(qiáng)烈地動(dòng)員機(jī)體，瞬時(shí)的應(yīng)急會(huì)對機(jī)體造成長遠(yuǎn)的不可預(yù)知的損傷；而副交感神經(jīng)活動(dòng)水平保持穩(wěn)定，以使機(jī)體處于相對穩(wěn)定安靜的狀態(tài)。交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的活動(dòng)不會(huì)一致，因?yàn)樗鼈兊淖饔帽旧砭褪窍嗷ッ艿模?2］。在動(dòng)物機(jī)體產(chǎn)生應(yīng)激時(shí)，應(yīng)激原促使交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)發(fā)揮作用，外周效應(yīng)表現(xiàn)為血漿腎上腺素、去甲腎上腺素濃度的迅速升高，引起一系列的反應(yīng)。而HRV的變化，正是由于神經(jīng)-體液的調(diào)節(jié)，屬于應(yīng)激反應(yīng)的一部分。對于本研究結(jié)果，可以解釋為高溫使得豬的交感神經(jīng)功能增強(qiáng)，副交感神經(jīng)活動(dòng)減退，以適應(yīng)外界環(huán)境的突然變化。

4 結(jié) 論

本研究表明，高溫條件下，斷乳仔豬的心率變異性（HRV）的時(shí)域指標(biāo)下降，頻域指標(biāo)下降，HRV值降低，反映了機(jī)體自主神經(jīng)系統(tǒng)對體溫的調(diào)節(jié)作用。

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