不同妊娠狀態(tài)伊犁馬心率變異性變化規(guī)律研究

袁鑫鑫，孟 軍,2,3，姚新奎,2,3，曾亞琦,2,3，王建文,2,3，王川坤，任萬路，王彤亮

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)馬產(chǎn)業(yè)研究院，烏魯木齊 830052；3.新疆馬繁育與運(yùn)動生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830052)

心率變異性(HRV)是相互依賴的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，反映了自主神經(jīng)平衡、血壓、氣體交換、腸道、心臟和血管張力的調(diào)節(jié)活動[1]，可用于分析與疾病、心理和環(huán)境壓力或個體特征有關(guān)的交感神經(jīng)平衡的變化[2]。其檢測分析可以對動物的健康狀況、應(yīng)激反應(yīng)、情緒變化等方面提供診斷依據(jù)[3]。通過監(jiān)測懷孕270 d到產(chǎn)駒母馬的母源心率和HRV發(fā)現(xiàn)，妊娠過程可以影響HRV，相鄰R-R間期平均值(Mean RR)在270 d為最高，而后出現(xiàn)降低，HRV于產(chǎn)后增加[4]。妊娠過程中胎盤會分泌各種激素來調(diào)節(jié)胎兒的生長發(fā)育，在分娩過程中由于子宮收縮引起HRV均出現(xiàn)顯著增加[5-6]。通過對第12孕周妊娠荷斯坦奶牛HRV檢測發(fā)現(xiàn)，妊娠中后期全部R-R間距的標(biāo)準(zhǔn)差(SD)、高頻功率(HF)顯著低于妊娠前期，迷走神經(jīng)活性減弱，心臟植物神經(jīng)調(diào)節(jié)功能下降[7]。馬的繁殖能力相對較低，母馬良好的妊娠狀態(tài)對馬的繁殖非常重要[8]。不良妊娠結(jié)局將影響母馬自主神經(jīng)狀態(tài)，使母馬與胎兒的正常關(guān)聯(lián)受到損害。

本試驗(yàn)通過使用監(jiān)測HRV這種非侵入性方法，對比流產(chǎn)伊犁馬、正常分娩伊犁馬及空懷伊犁馬HRV指標(biāo)變化，探討不同時(shí)間段交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)系統(tǒng)之間的平衡，研究不同妊娠狀態(tài)下伊犁馬自主神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)功能狀態(tài)。通過研究不同妊娠狀態(tài)伊犁馬HRV中時(shí)域指標(biāo)、頻域指標(biāo)及非線性指標(biāo)的變化，為今后母馬妊娠診斷及預(yù)防不良妊娠結(jié)局提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與試驗(yàn)動物

試驗(yàn)于2019年12月至2020年6月進(jìn)行，選取伊犁哈薩克自治州昭蘇馬場內(nèi)21匹懷孕及7匹空懷伊犁馬，經(jīng)馬場獸醫(yī)檢查馬匹狀態(tài)為健康，妊娠時(shí)間均為第29孕周，年齡范圍在4～12歲。試驗(yàn)所選母馬均集中統(tǒng)一飼養(yǎng)管理，膘情相近，健康狀態(tài)與妊娠狀況良好。

1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及指標(biāo)測定

HRV采集是在散養(yǎng)圈中測量每匹母馬24 h心率圖譜和HRV數(shù)據(jù)，其中包括：時(shí)域指標(biāo)：全部R-R間期的平均值(Mean RR)、全部R-R間距的標(biāo)準(zhǔn)差(SDNN)、Mean HR、相鄰R-R間期差值的均方根(RMSSD)、相鄰R-R間距差>50 ms的個數(shù)(NN50)、相鄰R-R-間距差>50 ms的個數(shù)占總心跳次數(shù)的百分比(pNN50)；頻域指標(biāo)：極低頻率(VLF)、低頻功率(LF)、HF；非線性指標(biāo)：全部R-R間距的標(biāo)準(zhǔn)差(Y)(SD1)、全部R-R間距的標(biāo)準(zhǔn)差(X)(SD2)。

1.3 試驗(yàn)分組

試驗(yàn)過程中有5匹妊娠母馬在45～50孕周發(fā)生自然流產(chǎn)，根據(jù)妊娠結(jié)局劃分為流產(chǎn)組(5匹)、正常分娩組(16匹)、空懷組(7匹)。對空懷母馬和妊娠母馬在妊娠第30和45孕周及分娩前后1天進(jìn)行HRV數(shù)據(jù)收集，HRV數(shù)據(jù)按照上午(8：00)、中午(14：00)、下午(20：00)、夜間(2：00)各時(shí)段間隔6 h對母馬進(jìn)行24 h HRV數(shù)據(jù)采集。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用Polar心率表(型號：Polar Equine V800)采集HRV數(shù)據(jù)，采用Kubios HRV軟件對HRV指標(biāo)進(jìn)行處理分析得出HRV各指標(biāo)數(shù)據(jù)；用Excel 2019對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)；用 SPSS 26.0分析軟件對各組間HRV指標(biāo)運(yùn)用一般線性模型檢驗(yàn)，結(jié)果均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié) 果

2.1 不同妊娠狀態(tài)和時(shí)間段HRV時(shí)域指標(biāo)的差異

由表1可知，流產(chǎn)組和正常分娩組Mean RR、SDNN、RMSSD、NN50、pNN50極顯著或顯著低于空懷組(P<0.01；P<0.05)，Mean HR極顯著高于空懷組(P<0.01)。各指標(biāo)均不受測定時(shí)間段的影響(P>0.05)，且妊娠狀態(tài)與時(shí)間段在HRV時(shí)域指標(biāo)中無交互效應(yīng)(P>0.05)。

表1 不同妊娠狀態(tài)和時(shí)間段HRV時(shí)域指標(biāo)的差異Table 1 The difference of HRV time domain indexes in different pregnancy states and time periods

續(xù)表

2.2 不同妊娠狀態(tài)和時(shí)間段HRV頻域指標(biāo)的差異

由表2可知，流產(chǎn)組和正常分娩組HF、LF極顯著低于空懷組(P<0.01)，流產(chǎn)組和空懷組母馬VLF極顯著高于正常分娩組(P<0.01)，3組間LF/HF水平無顯著差異(P>0.05)。HRV頻域指標(biāo)均不受測定時(shí)間段的影響(P>0.05)，妊娠狀態(tài)與時(shí)間段在HRV頻域指標(biāo)中無交互效應(yīng)(P>0.05)。

表2 不同妊娠狀態(tài)和時(shí)間段HRV頻域指標(biāo)的差異Table 2 The differences of HRV frequency domain indexes in different pregnancy states and time periods

2.3 不同妊娠狀態(tài)和時(shí)間段HRV非線性指標(biāo)的差異

由表3可知，流產(chǎn)組和正常分娩組SD1和SD2極顯著或顯著低于空懷組(P<0.01；P<0.05)，正常分娩組母馬SD2/SD1極顯著高于流產(chǎn)組和空懷組(P<0.01)。HRV非線性指標(biāo)均不受時(shí)間段的影響(P>0.05)，且妊娠狀態(tài)與時(shí)間段在HRV非線性指標(biāo)中無交互效應(yīng)(P>0.05)。

表3 不同妊娠狀態(tài)和時(shí)間段HRV非線性指標(biāo)的差異Table 3 The difference of HRV non-linear indexes in different pregnancy states and time periods

3 討 論

3.1 不同妊娠狀態(tài)對妊娠伊犁馬HRV時(shí)域指標(biāo)的影響

試驗(yàn)采用時(shí)域分析方法，主要分析Mean RR、Mean HR、SDNN、RMSSD、NN50和pNN50的變化，通過對流產(chǎn)母馬、正常妊娠母馬及空懷母馬24 h HRV采集與分析，得到不同妊娠狀態(tài)下HRV指標(biāo)，通過分析HRV指標(biāo)與流產(chǎn)及妊娠的聯(lián)系。母馬妊娠期機(jī)體為適應(yīng)胎兒的生長發(fā)育，全身各系統(tǒng)、機(jī)體代謝水平均發(fā)生劇烈的變化，懷孕期間出現(xiàn)母體內(nèi)分泌紊亂導(dǎo)致HRV中Mean RR發(fā)生下降，Mean HR出現(xiàn)上升[9-10]，與本試驗(yàn)中懷孕母馬Mean HR相較于未懷孕母馬發(fā)生升高結(jié)果一致。HRV指標(biāo)中RMSSD常用來評價(jià)迷走神經(jīng)張力，靜息狀態(tài)下，緊張性迷走神經(jīng)對竇房結(jié)自律性的影響要超過交感神經(jīng)系統(tǒng)[11]。自主神經(jīng)系統(tǒng)與情緒、行為之間的關(guān)聯(lián)形成的多重迷走理論，迷走神經(jīng)會因外界刺激引起心血管系統(tǒng)變化，其中迷走神經(jīng)可以準(zhǔn)確反映動物應(yīng)激水平。pNN50和RMSSD指標(biāo)主要反映副交感神經(jīng)的變化，其降低與機(jī)體受到應(yīng)激相關(guān)，是連接外在應(yīng)激與心血管系統(tǒng)變化的主要神經(jīng)[12-13]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)流產(chǎn)母馬與正常妊娠母馬時(shí)域指標(biāo)中pNN50和RMSSD指標(biāo)較空懷母馬均出現(xiàn)降低，表明母馬妊娠可能導(dǎo)致副交感神經(jīng)活性下降。

3.2 不同妊娠狀態(tài)對妊娠伊犁馬HRV頻域指標(biāo)的影響

妊娠過程中子宮活動可以影響HRV，妊娠與整體HRV降低有關(guān)，最明顯的是反映在頻域指標(biāo)中，表明心率反射改變或交感神經(jīng)調(diào)節(jié)改變，迷走神經(jīng)活性減少[14]。母馬在妊娠期間交感神經(jīng)活動增強(qiáng)，自主神經(jīng)系統(tǒng)較未懷孕母馬紊亂。針對LF、HF、VLF和LF/HF的變化進(jìn)行頻域分析發(fā)現(xiàn)，在流產(chǎn)組和正常妊娠組中VLF均高于空懷組，說明母馬懷孕狀態(tài)下VLF會出現(xiàn)升高，自主神經(jīng)系統(tǒng)中交感神經(jīng)活動比未懷孕母馬相差較大。HF代表副交感神經(jīng)活性，具有較高的特異性，而LF反映交感神經(jīng)活動支配但同時(shí)受到副交感神經(jīng)及其他因素的改變，其調(diào)控機(jī)制還需進(jìn)一步研究[16]。頻域指標(biāo)中的LF/HF反映交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)的相對活躍程度[17]，各妊娠狀態(tài)下LF/HF沒有顯著差異，說明不同妊娠狀態(tài)伊犁馬交感迷走神經(jīng)處于平衡狀態(tài)?？諔涯格RLF、HF較懷孕母馬均出現(xiàn)升高，說明空懷母馬副交感神經(jīng)活性高于妊娠母馬。

3.3 不同妊娠狀態(tài)對妊娠伊犁馬HRV非線性指標(biāo)的影響

HRV參數(shù)可以用作自主神經(jīng)系統(tǒng)活動的特定指標(biāo)。自主神經(jīng)系統(tǒng)具有主要的2個分支，即交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)，可以被視為連續(xù)控制心率的調(diào)節(jié)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)[18]。妊娠期母馬心率增加，以適應(yīng)持續(xù)妊娠的需求。對各狀態(tài)母馬妊娠期非線性指標(biāo)SD1、SD2、SD2/SD1進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，與空懷母馬相比，妊娠組母馬非線性指標(biāo)無顯著性差異。SD是評價(jià)自主神經(jīng)系統(tǒng)是否受損的指標(biāo)，是反映交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)變化的參數(shù)，是用來評價(jià)自主神經(jīng)系統(tǒng)受損與恢復(fù)的總體指標(biāo)[19]?？諔呀MSD1、SD2均高于妊娠組，正常妊娠母馬SD2/SD1升高，表明妊娠伊犁馬在妊娠期自主神經(jīng)系統(tǒng)中副交感神經(jīng)相對受到抑制，副交感神經(jīng)張力較小。

母馬在妊娠過程中副交感神經(jīng)占主導(dǎo)，自主神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制。流產(chǎn)母馬在流產(chǎn)發(fā)生前后由于機(jī)體生理狀態(tài)發(fā)生紊亂使交感神經(jīng)占主導(dǎo)，并使自主神經(jīng)系統(tǒng)興奮。王廣猛等[7]對不同妊娠期奶牛24 h HRV進(jìn)行測定發(fā)現(xiàn)，妊娠奶牛HRV在妊娠期存在波動，并隨妊娠進(jìn)程呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，迷走神經(jīng)活性減小，自主神經(jīng)活性總體減弱，心臟植物神經(jīng)調(diào)節(jié)功能減弱。俸勇強(qiáng)等[20]對妊娠高血壓孕婦進(jìn)行血漿檢測發(fā)現(xiàn)，懷孕后血管緊張素Ⅱ的增加會使交感神經(jīng)末梢的去甲腎上腺素大量釋放。陳敦金等[21]研究發(fā)現(xiàn)，母體甲狀腺與流產(chǎn)等不良妊娠結(jié)局相關(guān)，是一項(xiàng)重要的檢測指標(biāo)。因此，在母馬妊娠管理中可通過定期對懷孕母馬進(jìn)行HRV測量結(jié)合配種記錄及母馬體況，及時(shí)對生產(chǎn)母馬健康狀況及生產(chǎn)時(shí)期進(jìn)行判定，以防止不良妊娠結(jié)局的發(fā)生，減少幼駒死亡產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，提高幼駒出生率及存活率。

4 結(jié) 論

在伊犁馬妊娠整個過程中HRV參數(shù)可以用作自主神經(jīng)系統(tǒng)的特定指標(biāo)，反映出對中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能敏感的自主性心臟控制。在妊娠母馬HRV中Mean HR、Mean RR、SD2/SD1出現(xiàn)上升，在妊娠過程中副交感神經(jīng)占主導(dǎo)，自主神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制。流產(chǎn)母馬VLF指標(biāo)較正常分娩母馬升高，流產(chǎn)母馬在流產(chǎn)發(fā)生前后交感神經(jīng)占主導(dǎo)，自主神經(jīng)系統(tǒng)興奮。生產(chǎn)過程中需要加強(qiáng)對產(chǎn)后母馬的健康進(jìn)行關(guān)注，防止母馬由于生理狀態(tài)發(fā)生紊亂而導(dǎo)致不良妊娠結(jié)局的發(fā)生。