不同妊娠狀態伊犁馬心率變異性變化規律研究

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.新疆農業大學動物科學學院，烏魯木齊 830052；2.新疆農業大學馬產業研究院，烏魯木齊 830052；3.新疆馬繁育與運動生理重點實驗室，烏魯木齊 830052)

心率變異性(HRV)是相互依賴的調節系統，反映了自主神經平衡、血壓、氣體交換、腸道、心臟和血管張力的調節活動[1]，可用于分析與疾病、心理和環境壓力或個體特征有關的交感神經平衡的變化[2]。其檢測分析可以對動物的健康狀況、應激反應、情緒變化等方面提供診斷依據[3]。通過監測懷孕270 d到產駒母馬的母源心率和HRV發現，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，而后出現降低，HRV于產后增加[4]。妊娠過程中胎盤會分泌各種激素來調節胎兒的生長發育，在分娩過程中由于子宮收縮引起HRV均出現顯著增加[5-6]。通過對第12孕周妊娠荷斯坦奶牛HRV檢測發現，妊娠中后期全部R-R間距的標準差(SD)、高頻功率(HF)顯著低于妊娠前期，迷走神經活性減弱，心臟植物神經調節功能下降[7]。馬的繁殖能力相對較低，母馬良好的妊娠狀態對馬的繁殖非常重要[8]。不良妊娠結局將影響母馬自主神經狀態，使母馬與胎兒的正常關聯受到損害。

本試驗通過使用監測HRV這種非侵入性方法，對比流產伊犁馬、正常分娩伊犁馬及空懷伊犁馬HRV指標變化，探討不同時間段交感神經和迷走神經系統之間的平衡，研究不同妊娠狀態下伊犁馬自主神經系統的神經功能狀態。通過研究不同妊娠狀態伊犁馬HRV中時域指標、頻域指標及非線性指標的變化，為今后母馬妊娠診斷及預防不良妊娠結局提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與試驗動物

試驗于2019年12月至2020年6月進行，選取伊犁哈薩克自治州昭蘇馬場內21匹懷孕及7匹空懷伊犁馬，經馬場獸醫檢查馬匹狀態為健康，妊娠時間均為第29孕周，年齡范圍在4～12歲。試驗所選母馬均集中統一飼養管理，膘情相近，健康狀態與妊娠狀況良好。

1.2 試驗數據采集及指標測定

HRV采集是在散養圈中測量每匹母馬24 h心率圖譜和HRV數據，其中包括：時域指標：全部R-R間期的平均值(Mean RR)、全部R-R間距的標準差(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(NN50)、相鄰R-R-間距差>50 ms的個數占總心跳次數的百分比(pNN50)；頻域指標：極低頻率(VLF)、低頻功率(LF)、HF；非線性指標：全部R-R間距的標準差(Y)(SD1)、全部R-R間距的標準差(X)(SD2)。

1.3 試驗分組

試驗過程中有5匹妊娠母馬在45～50孕周發生自然流產，根據妊娠結局劃分為流產組(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天進行HRV數據收集，HRV數據按照上午(8：00)、中午(14：00)、下午(20：00)、夜間(2：00)各時段間隔6 h對母馬進行24 h HRV數據采集。

1.4 統計分析

運用Polar心率表(型號：Polar Equine V800)采集HRV數據，采用Kubios HRV軟件對HRV指標進行處理分析得出HRV各指標數據；用Excel 2019對數據進行整理統計；用 SPSS 26.0分析軟件對各組間HRV指標運用一般線性模型檢驗，結果均采用平均值±標準誤表示，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結 果

2.1 不同妊娠狀態和時間段HRV時域指標的差異

由表1可知，流產組和正常分娩組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)。各指標均不受測定時間段的影響(P>0.05)，且妊娠狀態與時間段在HRV時域指標中無交互效應(P>0.05)。

表1 不同妊娠狀態和時間段HRV時域指標的差異Table 1 The difference of HRV time domain indexes in different pregnancy states and time periods

續表

2.2 不同妊娠狀態和時間段HRV頻域指標的差異

由表2可知，流產組和正常分娩組HF、LF極顯著低于空懷組(P<0.01)，流產組和空懷組母馬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頻域指標均不受測定時間段的影響(P>0.05)，妊娠狀態與時間段在HRV頻域指標中無交互效應(P>0.05)。

表2 不同妊娠狀態和時間段HRV頻域指標的差異Table 2 The differences of HRV frequency domain indexes in different pregnancy states and time periods

2.3 不同妊娠狀態和時間段HRV非線性指標的差異

由表3可知，流產組和正常分娩組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極顯著高于流產組和空懷組(P<0.01)。HRV非線性指標均不受時間段的影響(P>0.05)，且妊娠狀態與時間段在HRV非線性指標中無交互效應(P>0.05)。

表3 不同妊娠狀態和時間段HRV非線性指標的差異Table 3 The difference of HRV non-linear indexes in different pregnancy states and time periods

3 討 論

3.1 不同妊娠狀態對妊娠伊犁馬HRV時域指標的影響

試驗采用時域分析方法，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，得到不同妊娠狀態下HRV指標，通過分析HRV指標與流產及妊娠的聯系。母馬妊娠期機體為適應胎兒的生長發育，全身各系統、機體代謝水平均發生劇烈的變化，懷孕期間出現母體內分泌紊亂導致HRV中Mean RR發生下降，Mean HR出現上升[9-10]，與本試驗中懷孕母馬Mean HR相較于未懷孕母馬發生升高結果一致。HRV指標中RMSSD常用來評價迷走神經張力，靜息狀態下，緊張性迷走神經對竇房結自律性的影響要超過交感神經系統[11]。自主神經系統與情緒、行為之間的關聯形成的多重迷走理論，迷走神經會因外界刺激引起心血管系統變化，其中迷走神經可以準確反映動物應激水平。pNN50和RMSSD指標主要反映副交感神經的變化，其降低與機體受到應激相關，是連接外在應激與心血管系統變化的主要神經[12-13]。本試驗發現流產母馬與正常妊娠母馬時域指標中pNN50和RMSSD指標較空懷母馬均出現降低，表明母馬妊娠可能導致副交感神經活性下降。

3.2 不同妊娠狀態對妊娠伊犁馬HRV頻域指標的影響

妊娠過程中子宮活動可以影響HRV，妊娠與整體HRV降低有關，最明顯的是反映在頻域指標中，表明心率反射改變或交感神經調節改變，迷走神經活性減少[14]。母馬在妊娠期間交感神經活動增強，自主神經系統較未懷孕母馬紊亂。針對LF、HF、VLF和LF/HF的變化進行頻域分析發現，在流產組和正常妊娠組中VLF均高于空懷組，說明母馬懷孕狀態下VLF會出現升高，自主神經系統中交感神經活動比未懷孕母馬相差較大。HF代表副交感神經活性，具有較高的特異性，而LF反映交感神經活動支配但同時受到副交感神經及其他因素的改變，其調控機制還需進一步研究[16]。頻域指標中的LF/HF反映交感神經與副交感神經的相對活躍程度[17]，各妊娠狀態下LF/HF沒有顯著差異，說明不同妊娠狀態伊犁馬交感迷走神經處于平衡狀態。空懷母馬LF、HF較懷孕母馬均出現升高，說明空懷母馬副交感神經活性高于妊娠母馬。

3.3 不同妊娠狀態對妊娠伊犁馬HRV非線性指標的影響

HRV參數可以用作自主神經系統活動的特定指標。自主神經系統具有主要的2個分支，即交感神經和副交感神經，可以被視為連續控制心率的調節神經元網絡[18]。妊娠期母馬心率增加，以適應持續妊娠的需求。對各狀態母馬妊娠期非線性指標SD1、SD2、SD2/SD1進行分析發現，與空懷母馬相比，妊娠組母馬非線性指標無顯著性差異。SD是評價自主神經系統是否受損的指標，是反映交感神經和副交感神經變化的參數，是用來評價自主神經系統受損與恢復的總體指標[19]。空懷組SD1、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系統中副交感神經相對受到抑制，副交感神經張力較小。

母馬在妊娠過程中副交感神經占主導，自主神經系統受到抑制。流產母馬在流產發生前后由于機體生理狀態發生紊亂使交感神經占主導，并使自主神經系統興奮。王廣猛等[7]對不同妊娠期奶牛24 h HRV進行測定發現，妊娠奶牛HRV在妊娠期存在波動，并隨妊娠進程呈現逐漸下降趨勢，迷走神經活性減小，自主神經活性總體減弱，心臟植物神經調節功能減弱。俸勇強等[20]對妊娠高血壓孕婦進行血漿檢測發現，懷孕后血管緊張素Ⅱ的增加會使交感神經末梢的去甲腎上腺素大量釋放。陳敦金等[21]研究發現，母體甲狀腺與流產等不良妊娠結局相關，是一項重要的檢測指標。因此，在母馬妊娠管理中可通過定期對懷孕母馬進行HRV測量結合配種記錄及母馬體況，及時對生產母馬健康狀況及生產時期進行判定，以防止不良妊娠結局的發生，減少幼駒死亡產生的經濟損失，提高幼駒出生率及存活率。

4 結 論

在伊犁馬妊娠整個過程中HRV參數可以用作自主神經系統的特定指標，反映出對中樞神經系統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出現上升，在妊娠過程中副交感神經占主導，自主神經系統受到抑制。流產母馬VLF指標較正常分娩母馬升高，流產母馬在流產發生前后交感神經占主導，自主神經系統興奮。生產過程中需要加強對產后母馬的健康進行關注，防止母馬由于生理狀態發生紊亂而導致不良妊娠結局的發生。