短期高温对断乳仔猪心率变异性的影响

杨 婵，孙亚楠，颜培实＊

（1.中国农业大学 动 物科技学院，北京100193；2.南京农业大学 动 物科技学院，江苏 南 京210095）

断乳仔猪身体发育不完善，对系统机能的总体调节能力差，体温调节机制不成熟，易受到热应激的伤害［1］。研究表明，断乳仔猪的最适温度为21～24℃［2］。在自然条件下，猪对环境温度有行为性调节反应［3］；在寒冷条件下，仔猪主要靠颤抖产热来调节体温［4］。YAN和Ito［5］根据直肠温度、呼吸数及昼夜变化规律，及其与潜热散热的关系，提出深部体温超过39.5℃时，猪就进入热应激状态。

从更深一步的角度看，用心率变异性研究猪热应激是可行的。正常动物体的心率搏动有一定的规律性，而心动周期的长短并不是固定的，连续的心动周期间有微弱的不同，医学界通常用心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）代表这一微弱变化。在医学研究、甚至临床诊断中经常以心率变异性作为重要指标，研究机体温度及环境温度与 HRV的关系，这具有非常重要的实用价值［6］。窦性节律下，HRV的值与心脏的调节能力呈正相关。自主神经系统（Autonomic Nervous System，ANS）又称植物性神经系统，是外周传出神经系统的一部分，分为交感神经（Sympathetic Nerve，SN）及副交感神经（Parasympathetic Nerve，PN）两部分。发生热应激时，断乳猪的自主神经系统会通过调节猪的心率变异性（HRV）来缓解热应激状况。本研究对断乳仔猪在高温状态下和常温状态下的心率变异性的差异情况进行研究，以期为热应激状态下断乳仔猪的自我调节及畜舍环境温度调控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物及饲养管理

由南京禾嘉牧业集团购入雌性断乳仔猪（杜洛克×长白×大白），为保证试验的准确性，将样本范围适当缩小，预先选取身体各方面发育极其良好，且体况相似的仔猪4头，平均体重（11.3±0.08）kg，在南京农业大学家畜环境控制室内发酵床（长3.3 m，宽1.4 m）群养，饲养面积1.3 m2／头。每日8∶00、15∶00、19∶00饲喂仔猪全价配合饲料，饲喂量为维持需要量的2倍，自由采水。

1.2 试验器材

电子秤（称重饲料），ACTI Heart（仔猪心电监测），南京农业大学家畜环境人工控制室系统。

1.3 试验设计及方法

为了排除个体间心率变异性差异的影响，采用自身对照试验。对照期，即四只受试猪处于常温恒定环境中，家畜环境控制室内温度保持在28℃；试验期，即在短时间内通过调温设施使环境温度达到35℃，并使环境温度保持在35℃。

Acti Heart仪器类似于人类心率变异性测定仪，在对人的心率变异性进行测定时，通常是将其粘附于人的左胸部与心脏对应的位置。因此，在试验之前，将Acti Heart心电监测器粘附于猪的胸部，为防止猪在活动时损坏仪器，给猪各穿一件类似于人类上衣的罩衫。在整个试验期间，猪体表一直装有心电检测器，ACTI Heart会自动记录出相邻时间段内（5 min）心率变异性各指标的值（试验指标见1.4）。

在正式进行试验之前，先将猪在家畜环境控制室内饲养3 d，并使室内温度保持在常温，以降低新环境对仔猪的影响，使其适应环境。然后将室内温度控制在28℃，保持一整天。次日进行室内温度调节，使室温快速升至35℃，并保持。第三天为试验期，在第三天结束后，取下仪器，进行试验后处理，并降低室温，使猪恢复体况。

Acti Heart心电监测器记录了整个试验期间的断乳仔猪心电情况。试验结束后，将从猪体表取下的心电监测器与读卡器相连接，在计算机中读取数据。选取对照期以及试验期全天的数据进行分析。

1.4 试验指标

1.4.1 时域分析指标［7］窦性心律 N-N间期（心动周期）的标准差（SDNN），单位：ms；窦性心律NN间期差的均方根（RMSSD），单位：ms。

1.4.2 频域分析指标［8］极低频成分（Very Low Frequency，VLF）：功率谱图中落在0.04 Hz以下的区间，单位：ms；低频成分（Low Frequency，LF）：功率谱图中大于0.04 Hz，且不超过0.15 Hz的部分，单位：ms2；高频成分（High Frequency，HF）［9-10］：功率谱图中落在0.15～0.4 Hz区间的部分，单位：ms2。

1.5 数据统计

试验数据采用Excel进行分析，结果用“平均值±标准差”表示，试验组和对照组数据采用t-test：成对双样本平均值检验。

2 结果与分析

2.1 心率变异性时域指标及分析

SDNN主要反映植物神经收缩能力大小，用来衡量植物神经系统自我调节的能力。RMSSD代表着迷走神经的兴奋性。由表1可知，试验组指标的值均低于对照组指标的值。试验组4个个体重复的均值小于对照组4个个体重复的均值，应用单尾检验（T Stat＞t单尾临界），符合假设。这一结果说明高温对猪的植物神经系统有不利的影响，使猪体内出现紊乱现象。同时，说明高温使得猪的副交感神经活动性减弱，从而不利于维持体内的稳定状态。

表1 试验期和对照期时域指标的差异Table 1 Differences of time domain index in experimental period and control period

2.2 心率变异性频域指标及分析

频域分析的结果见表2。试验组与对照组相比，LF，HF和VLF均值均降低，这表明，交感和副交感神经兴奋性均下降。数据经t-test检验，也符合假设（T Stat＞t单尾临界）。

表2 试验期和对照期频域指标的差异情况Table 2 Differences of frequency domain index in experimental period and control period

3 讨 论

HRV的时域指标SDNN、RMSSD等可较好地反映心脏迷走神经的功能状态，其值降低，表明迷走神经的功能减退，HRV缩小；其值增加，表明迷走神经的功能良好，HRV变大。在本研究中，在高温环境中生存一段时间后，试验组的SDNN、RMSSD平均值降低，表明高温应激使得迷走神经的功能减退，HRV变小。

HRV的频域指标中，LF反映自主神经的双重调节，谱峰是0.1 Hz左右，表现出与血压的相关性；HF只代表迷走神经的功能，其谱峰位于0.25 Hz左右，表现出与呼吸活动的相关性；VLF表明心率的变化受体温，血管舒缩和应激系统的影响［11］。本试验中，试验组和对照组相比，试验组呈现出HF均值下降的现象，这一结果与试验个体的SDNN，RMSSD降低所代表的结果相一致，都表明高温使得副交感神经活动减退。

一般认为，交感神经强烈地动员机体，瞬时的应急会对机体造成长远的不可预知的损伤；而副交感神经活动水平保持稳定，以使机体处于相对稳定安静的状态。交感神经和副交感神经的活动不会一致，因为它们的作用本身就是相互矛盾的［12］。在动物机体产生应激时，应激原促使交感-肾上腺髓质系统发挥作用，外周效应表现为血浆肾上腺素、去甲肾上腺素浓度的迅速升高，引起一系列的反应。而HRV的变化，正是由于神经-体液的调节，属于应激反应的一部分。对于本研究结果，可以解释为高温使得猪的交感神经功能增强，副交感神经活动减退，以适应外界环境的突然变化。

4 结 论

本研究表明，高温条件下，断乳仔猪的心率变异性（HRV）的时域指标下降，频域指标下降，HRV值降低，反映了机体自主神经系统对体温的调节作用。

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