補(bǔ)喂竹葉提取物對(duì)伊犁馬擠奶期間心率變異性的影響

劉 婷，姚新奎,3，孟 軍,3，曾亞琦,3，王川坤，任萬(wàn)路布沙熱木·阿不都卡地爾，高婉婷

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)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(dòng)生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】心率變異性(Heart rate variability，HRV)是指相鄰兩次心跳之間R-R間期存在的細(xì)小差異。心率變異性指標(biāo)的采集不會(huì)對(duì)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)產(chǎn)生損傷，可有效減少數(shù)據(jù)采集過(guò)程對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物的應(yīng)激影響，可準(zhǔn)確對(duì)交感神經(jīng)及副交感神經(jīng)對(duì)機(jī)體調(diào)節(jié)的均衡性和神經(jīng)張力評(píng)估[1-6]。竹葉提取物具有抗氧化、抗菌、消炎和抗應(yīng)激作用。運(yùn)用心率變異性(HRV)評(píng)估伊犁馬補(bǔ)飼竹葉提取物后的抗應(yīng)激效果在滿足數(shù)據(jù)即時(shí)性的同時(shí)可減少對(duì)馬匹的損傷，對(duì)豐富馬匹營(yíng)養(yǎng)添加劑種類，挖掘泌乳馬匹添加劑功能具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】HRV通常用于評(píng)估自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能。在運(yùn)動(dòng)成績(jī)?cè)u(píng)估中具有重要作用。對(duì)有熱應(yīng)激反應(yīng)的奶牛補(bǔ)飼竹葉提取物可有效降低其呼吸頻率。Kinnunen等[7]研究發(fā)現(xiàn)，HRV能夠有效監(jiān)測(cè)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中馬匹的心血管射血能力。潘福生等[8]研究發(fā)現(xiàn)，竹葉提取物能顯著預(yù)防大鼠冠脈結(jié)扎引起的心肌梗塞，縮小心肌梗塞面積并且具有擴(kuò)張冠脈血管、增加冠脈流量及增加心肌收縮力的作用，竹葉黃酮可顯著增加離體豚鼠心臟的冠脈流量，且高劑量的竹葉黃酮可顯著增加心肌收縮力。飼喂高劑量的竹葉黃酮能夠明顯降低大鼠動(dòng)脈硬化指數(shù)。【本研究切入點(diǎn)】化學(xué)類添加劑正逐漸被禁止使用，當(dāng)前急需尋找更為安全的天然植物添加劑作為補(bǔ)充[9]，其中竹葉提取物憑借自身無(wú)毒害、抗氧化、抗應(yīng)激和心腦血管防護(hù)等優(yōu)勢(shì)逐漸運(yùn)用[10]。心率變異性(HRV)是非侵入式指標(biāo)，能夠反映心臟交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的平衡性，竹葉提取物可作用機(jī)體心腦血管防護(hù)，通過(guò)心率變異性的測(cè)定反映補(bǔ)喂竹葉提取物對(duì)機(jī)體交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)功能的影響，進(jìn)而減少擠奶時(shí)馬匹的應(yīng)激。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】測(cè)定補(bǔ)喂不同劑量竹葉提取物的伊犁馬擠奶期間心率變異性的測(cè)定，分析補(bǔ)喂竹葉提取物對(duì)伊犁馬擠奶應(yīng)激的影響，為減緩馬匹應(yīng)激和提升馬匹生產(chǎn)性能奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)動(dòng)物由昭蘇馬場(chǎng)提供，試驗(yàn)馬匹均來(lái)自昭蘇馬場(chǎng)，共24匹，均處于泌乳期，馬匹體型、胎次相近。試驗(yàn)地為昭蘇馬場(chǎng)阿里別克生產(chǎn)群配種站，包括草場(chǎng)、配種站、活動(dòng)圈等配套設(shè)施。

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取的24匹母馬隨機(jī)分為4組，對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組，每組6匹。馬匹自由放牧、飲水，每天每匹馬補(bǔ)充玉米粉碎料1 kg，在此基礎(chǔ)上各組分別補(bǔ)喂0、10、20和30 g/d的竹葉提取物(購(gòu)自陜西森元生物科技有限公司，以淡竹葉為原料的棕黃色粉末，主要成分為含量60%黃酮類化合物)。表1

表1 試驗(yàn)分組

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定

試驗(yàn)為期60 d，以20 d為單個(gè)飼喂周期，每個(gè)飼喂周期結(jié)束后采集1次HRV數(shù)據(jù)。飼喂開(kāi)始前，為馬匹佩戴Polar Equine V800專用心率檢測(cè)表，監(jiān)測(cè)馬匹擠奶期間HRV并記錄。記錄結(jié)束后截取擠奶期間馬匹在相對(duì)安靜、無(wú)試驗(yàn)行為外其他因素干擾下的馬匹擠奶全程HRV。HRV數(shù)據(jù)采集的指標(biāo)包括：時(shí)域指標(biāo)有Mean RR(相鄰R-R間期平均值)、Mean HR(平均心率)、STD HR(標(biāo)準(zhǔn)心率)、RMSSD(R-R間隔均值標(biāo)準(zhǔn)差)、NN50(相鄰心跳時(shí)間間隔>50 ms的百分比)、pNN50(相鄰間期差值>50 ms的百分比)；頻域指標(biāo)有VLF(極低頻功率)、LF(低頻功率)、HF(高頻功率)、LF/HF(低頻功率與高頻功率的比值)、TP(總頻)以及非線性指標(biāo)有SD1(全部正常R-R間隔的標(biāo)準(zhǔn)差)、SD2(全部正常R-R間隔標(biāo)準(zhǔn)差)。數(shù)據(jù)采集結(jié)束后馬匹放歸草場(chǎng)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

HRV數(shù)據(jù)使用Polar Equine V800心率檢測(cè)表采集，采集完畢后將表中數(shù)據(jù)同步至https://flow.polar.com/，獲得馬匹擠奶時(shí)HRV原始數(shù)據(jù)并下載后導(dǎo)入Kubios HRV Standard軟件進(jìn)行分析，經(jīng)軟件分析得到HRV頻域、時(shí)域和非線性指標(biāo)數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel整理并導(dǎo)入SPSS19.0軟件，使用多因素方差分析法，分析不同階段、不同劑量中HRV數(shù)據(jù)差異性。結(jié)果均以均值(Mean)和標(biāo)準(zhǔn)誤(SE)的表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同階段HRV各項(xiàng)指標(biāo)差異性

研究表明，Mean HR呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢(shì)，但均無(wú)顯著差異(P>0.05)；SDT HR逐漸增加，第3階段SDT HR顯著高于第1階段(P<0.05)；RMSSD逐漸增加，第2階段和第3階段RMSSD均顯著高于第1階段(P<0.05)；NN50、pNN50呈升高趨勢(shì)，但在組間差異不顯著(P>0.05)。表2

VLF、LF、HF、TP均呈上升趨勢(shì)，LF/HF呈減小趨勢(shì)。第3階段頻域指標(biāo)VLF極顯著高于第1階段和第2階段(P<0.01)，第1階段和第2階段無(wú)顯著差異(P>0.05)；第3階段LF極顯著高于第1階段和第2階段(P<0.01)，第1階段和第2階段無(wú)顯著差異(P>0.05)；第3階段HF極顯著高于第1階段和第2階段(P<0.01)，第1階段和第2階段差異不顯著(P>0.05)；第3階段TP極顯著高于第1階段和第2階段(P<0.01)，第1階段和第2階段無(wú)顯著差異(P>0.05)。表3

非線性指標(biāo)SD1和SD2均由第1階段至第2階段依此增大，第3階段SD1顯著高于第1階段(P<0.05)；SD2第3階段極顯著高于第1和第2階段(P<0.01)，第2階段極顯著高于第1階段(P<0.01)。表4

表2 不同階段之間時(shí)域指標(biāo)差異性

表3 不同階段頻域指標(biāo)差異性

表4 不同階段非線性指標(biāo)差異性

2.2 補(bǔ)喂不同劑量竹葉提取物HRV各項(xiàng)指標(biāo)差異性

研究表明，Mean RR呈現(xiàn)波動(dòng)變化，但在組間無(wú)顯著差異(P>0.05)；Mean HR趨于減小，對(duì)照組Mean HR顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅲ組(P<0.05)，試驗(yàn)Ⅱ組和其他組之間無(wú)顯著差異(P>0.05)；SDT HR、NN50、pNN50均呈波動(dòng)變化，但在組間無(wú)顯著差異(P>0.05)；RMSSD雖然差異不顯著(P>0.05)但隨著補(bǔ)飼劑量的增大呈上升趨勢(shì)。表5

對(duì)照組VLF顯著低于試驗(yàn)Ⅰ組(P<0.05)，其余在各組間無(wú)顯著差異(P>0.05)；對(duì)照和試驗(yàn)Ⅰ組LF顯著高于試驗(yàn)Ⅲ組(P<0.05)；試驗(yàn)Ⅱ組與其他各組間無(wú)顯著差異(P>0.05)；試驗(yàn)Ⅲ組HF顯著低于試驗(yàn)Ⅰ組(P<0.05)，在其余各組間差異不顯著(P>0.05)；試驗(yàn)Ⅰ組TP顯著高于試驗(yàn)Ⅲ組(P<0.05)，在其余各組間差異不顯著(P>0.05)；試驗(yàn)Ⅰ組LF/HF顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，在其余各組間差異不顯著(P>0.05)。表6

非線性指標(biāo)SD1呈現(xiàn)波動(dòng)變化，但在組間無(wú)顯著差異(P>0.05)；試驗(yàn)Ⅱ組SD2極顯著高于試驗(yàn)Ⅲ組(P<0.01)，且顯著高于對(duì)照組(P<0.05)；試驗(yàn)Ⅰ組SD2顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。表7

表5 補(bǔ)喂不同劑量竹葉提取物下時(shí)域指標(biāo)變化

表6 補(bǔ)喂不同劑量竹葉提取物下頻域指標(biāo)變化

表7 補(bǔ)喂不同劑量竹葉提取物下非線性域指標(biāo)變化

3 討 論

3.1 補(bǔ)喂竹葉提取物對(duì)馬匹時(shí)域指標(biāo)的影響

時(shí)域指標(biāo)NN50、pNN50和 RMSSD反映副交感神經(jīng)中迷走神經(jīng)活性的水平，指標(biāo)的值越高則心率變異性就越高，副交感神經(jīng)調(diào)節(jié)占主導(dǎo)地位，對(duì)心率的降低有積極的作用；若是 RMSSD、NN50、pNN50 均表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，則會(huì)使室顫閾值下降。研究各試驗(yàn)期時(shí)域指標(biāo)分析顯示：試驗(yàn)周期的增加，平均心率(Mean HR)逐漸減小，第3階段平均心率(Mean HR)達(dá)到53.93/min，且仍有降低的空間。NN50、pNN50和RMSSD是短時(shí)程的心率變異性指標(biāo)分析過(guò)程中反映副交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮性的指標(biāo)，尤其是RMSSD[11，12]。研究中RMSSD、NN50、pNN50指標(biāo)由第1階段至第3階段逐漸增大，其副交感神經(jīng)活性增強(qiáng)，交感神經(jīng)活性減弱，副交感神經(jīng)隨著補(bǔ)飼時(shí)間的增加逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，對(duì)于擠奶時(shí)期的應(yīng)激具有較好的適應(yīng)性。肖熠等[15]試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，在保育豬的飼糧中短期添加竹葉提取物有助于其斷奶應(yīng)激過(guò)程中的適應(yīng)性。

研究表明，補(bǔ)飼大豆黃酮能夠降低熱應(yīng)激奶牛的呼吸頻率[13，14]。竹葉提取物能夠增加大鼠血清中甘油三酯和高密度脂蛋白的含量，促進(jìn)了血管擴(kuò)張，增強(qiáng)了心肌收縮的能力，調(diào)節(jié)呼吸頻率[15-17]。研究表明補(bǔ)喂不同劑量的竹葉提取物能夠降低馬匹擠奶時(shí)的心率，減少馬匹擠奶時(shí)的應(yīng)激反應(yīng)。

3.2 補(bǔ)喂竹葉提取物對(duì)馬匹頻域指標(biāo)的影響

LF與壓力感受器反射系統(tǒng)的活動(dòng)有關(guān)，呈現(xiàn)交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)共同調(diào)節(jié)功能，在某些特定情況下能夠反映交感神經(jīng)系統(tǒng)張力；HF反應(yīng)迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)功能，它與呼吸性竇性心律不齊有關(guān)[18]。試驗(yàn)中VLF、LF、HF及TP由第1階段至第3階段數(shù)值均有所升高，可見(jiàn)交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)活性均增強(qiáng)。使用低頻與高頻的比值(LF/HF)來(lái)衡量交感神經(jīng)系統(tǒng)的活性[18]。補(bǔ)喂竹葉提取物使LF和HF的值增加，自主神經(jīng)活化，其中HF的增加和LF/HF的相對(duì)減少，表示副交感神經(jīng)興奮增強(qiáng)，能夠減少馬匹擠奶時(shí)的相關(guān)應(yīng)激反應(yīng)。

LF的意義較為復(fù)雜，Makoto Iwanaga等[18]認(rèn)為L(zhǎng)F反映交感神經(jīng)的興奮性，LF受交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的綜合調(diào)節(jié)[19]。研究中，由組間頻域指標(biāo)差異性分析表看出，反應(yīng)迷走神經(jīng)活性水平的指標(biāo)高頻成分(HF)和低頻與高頻的比值(LF/HF)均在試驗(yàn)Ⅰ組中表現(xiàn)差異顯著，認(rèn)為馬匹的交感神經(jīng)活性相比于對(duì)照組、試驗(yàn)Ⅱ組和試驗(yàn)Ⅲ組，試驗(yàn)Ⅰ組的交感神經(jīng)活性下降到更低的水平，且在試驗(yàn)Ⅰ組中的表達(dá)有一定的優(yōu)勢(shì)，意味著補(bǔ)喂竹葉提取物可減緩馬匹相關(guān)應(yīng)激反應(yīng)的作用。舒剛等[20]的研究中，也發(fā)現(xiàn)竹葉黃酮可降低熱應(yīng)激對(duì)雞機(jī)體的傷害。

3.3 補(bǔ)喂竹葉提取物對(duì)馬匹非線性指標(biāo)的影響

在非線性指標(biāo)中，SD1與SD2用來(lái)評(píng)估心率加速和減速情況下對(duì)心血管自主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能的影響[21]。兩者關(guān)系呈負(fù)相關(guān)，心率越大，SD2值越小；相反，心率越小，SD2值越大。試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，隨試驗(yàn)周期的增加SD1值也逐漸增加，第3階段顯著高于第1階段，表示其副交感神經(jīng)活性增加；SD2值也隨著試驗(yàn)周期的增加而增加，第3階段極顯著高于第2階段，第2階段極顯著高于第1階段，間接反映了心率逐漸減小。心率是衡量心肌耗氧的重要指標(biāo)，心率減慢有助于心肌泵血能力的提高且可以反映能量平衡的效率[22，23]。在組間非線性指標(biāo)差異中顯示，第Ⅰ組SD2極顯著高于試驗(yàn)Ⅲ組，且顯著高于對(duì)照組，試驗(yàn)通過(guò)非線性指標(biāo)SD1和SD2的變化反映出補(bǔ)喂竹葉提取物能有效降低伊犁馬的交感神經(jīng)活性以及降低了其心率，減緩馬匹相關(guān)應(yīng)激。

4 結(jié) 論

4.1相比于對(duì)照組，試驗(yàn)Ⅰ組和試驗(yàn)Ⅲ組在時(shí)域指標(biāo)中有一定的優(yōu)勢(shì)。對(duì)照組的平均心率(Mean HR)顯著高于試驗(yàn)Ⅰ組、試驗(yàn)Ⅲ組。

4.2伊犁馬補(bǔ)喂竹葉提取物能有效降低馬匹交感神經(jīng)活性，減少其擠奶時(shí)的應(yīng)激反應(yīng)。飼糧中添加10 g/d竹葉提取物有助于減少馬匹擠奶時(shí)的應(yīng)激。

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