不同妊娠状态伊犁马心率变异性变化规律研究

袁鑫鑫，孟 军,2,3，姚新奎,2,3，曾亚琦,2,3，王建文,2,3，王川坤，任万路，王彤亮

(1.新疆农业大学动物科学学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆农业大学马产业研究院，乌鲁木齐 830052；3.新疆马繁育与运动生理重点实验室，乌鲁木齐 830052)

心率变异性(HRV)是相互依赖的调节系统，反映了自主神经平衡、血压、气体交换、肠道、心脏和血管张力的调节活动[1]，可用于分析与疾病、心理和环境压力或个体特征有关的交感神经平衡的变化[2]。其检测分析可以对动物的健康状况、应激反应、情绪变化等方面提供诊断依据[3]。通过监测怀孕270 d到产驹母马的母源心率和HRV发现，妊娠过程可以影响HRV，相邻R-R间期平均值(Mean RR)在270 d为最高，而后出现降低，HRV于产后增加[4]。妊娠过程中胎盘会分泌各种激素来调节胎儿的生长发育，在分娩过程中由于子宫收缩引起HRV均出现显著增加[5-6]。通过对第12孕周妊娠荷斯坦奶牛HRV检测发现，妊娠中后期全部R-R间距的标准差(SD)、高频功率(HF)显著低于妊娠前期，迷走神经活性减弱，心脏植物神经调节功能下降[7]。马的繁殖能力相对较低，母马良好的妊娠状态对马的繁殖非常重要[8]。不良妊娠结局将影响母马自主神经状态，使母马与胎儿的正常关联受到损害。

本试验通过使用监测HRV这种非侵入性方法，对比流产伊犁马、正常分娩伊犁马及空怀伊犁马HRV指标变化，探讨不同时间段交感神经和迷走神经系统之间的平衡，研究不同妊娠状态下伊犁马自主神经系统的神经功能状态。通过研究不同妊娠状态伊犁马HRV中时域指标、频域指标及非线性指标的变化，为今后母马妊娠诊断及预防不良妊娠结局提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点与试验动物

试验于2019年12月至2020年6月进行，选取伊犁哈萨克自治州昭苏马场内21匹怀孕及7匹空怀伊犁马，经马场兽医检查马匹状态为健康，妊娠时间均为第29孕周，年龄范围在4～12岁。试验所选母马均集中统一饲养管理，膘情相近，健康状态与妊娠状况良好。

1.2 试验数据采集及指标测定

HRV采集是在散养圈中测量每匹母马24 h心率图谱和HRV数据，其中包括：时域指标：全部R-R间期的平均值(Mean RR)、全部R-R间距的标准差(SDNN)、Mean HR、相邻R-R间期差值的均方根(RMSSD)、相邻R-R间距差>50 ms的个数(NN50)、相邻R-R-间距差>50 ms的个数占总心跳次数的百分比(pNN50)；频域指标：极低频率(VLF)、低频功率(LF)、HF；非线性指标：全部R-R间距的标准差(Y)(SD1)、全部R-R间距的标准差(X)(SD2)。

1.3 试验分组

试验过程中有5匹妊娠母马在45～50孕周发生自然流产，根据妊娠结局划分为流产组(5匹)、正常分娩组(16匹)、空怀组(7匹)。对空怀母马和妊娠母马在妊娠第30和45孕周及分娩前后1天进行HRV数据收集，HRV数据按照上午(8：00)、中午(14：00)、下午(20：00)、夜间(2：00)各时段间隔6 h对母马进行24 h HRV数据采集。

1.4 统计分析

运用Polar心率表(型号：Polar Equine V800)采集HRV数据，采用Kubios HRV软件对HRV指标进行处理分析得出HRV各指标数据；用Excel 2019对数据进行整理统计；用 SPSS 26.0分析软件对各组间HRV指标运用一般线性模型检验，结果均采用平均值±标准误表示，P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著。

2 结 果

2.1 不同妊娠状态和时间段HRV时域指标的差异

由表1可知，流产组和正常分娩组Mean RR、SDNN、RMSSD、NN50、pNN50极显著或显著低于空怀组(P<0.01；P<0.05)，Mean HR极显著高于空怀组(P<0.01)。各指标均不受测定时间段的影响(P>0.05)，且妊娠状态与时间段在HRV时域指标中无交互效应(P>0.05)。

表1 不同妊娠状态和时间段HRV时域指标的差异Table 1 The difference of HRV time domain indexes in different pregnancy states and time periods

续表

2.2 不同妊娠状态和时间段HRV频域指标的差异

由表2可知，流产组和正常分娩组HF、LF极显著低于空怀组(P<0.01)，流产组和空怀组母马VLF极显著高于正常分娩组(P<0.01)，3组间LF/HF水平无显著差异(P>0.05)。HRV频域指标均不受测定时间段的影响(P>0.05)，妊娠状态与时间段在HRV频域指标中无交互效应(P>0.05)。

表2 不同妊娠状态和时间段HRV频域指标的差异Table 2 The differences of HRV frequency domain indexes in different pregnancy states and time periods

2.3 不同妊娠状态和时间段HRV非线性指标的差异

由表3可知，流产组和正常分娩组SD1和SD2极显著或显著低于空怀组(P<0.01；P<0.05)，正常分娩组母马SD2/SD1极显著高于流产组和空怀组(P<0.01)。HRV非线性指标均不受时间段的影响(P>0.05)，且妊娠状态与时间段在HRV非线性指标中无交互效应(P>0.05)。

表3 不同妊娠状态和时间段HRV非线性指标的差异Table 3 The difference of HRV non-linear indexes in different pregnancy states and time periods

3 讨 论

3.1 不同妊娠状态对妊娠伊犁马HRV时域指标的影响

试验采用时域分析方法，主要分析Mean RR、Mean HR、SDNN、RMSSD、NN50和pNN50的变化，通过对流产母马、正常妊娠母马及空怀母马24 h HRV采集与分析，得到不同妊娠状态下HRV指标，通过分析HRV指标与流产及妊娠的联系。母马妊娠期机体为适应胎儿的生长发育，全身各系统、机体代谢水平均发生剧烈的变化，怀孕期间出现母体内分泌紊乱导致HRV中Mean RR发生下降，Mean HR出现上升[9-10]，与本试验中怀孕母马Mean HR相较于未怀孕母马发生升高结果一致。HRV指标中RMSSD常用来评价迷走神经张力，静息状态下，紧张性迷走神经对窦房结自律性的影响要超过交感神经系统[11]。自主神经系统与情绪、行为之间的关联形成的多重迷走理论，迷走神经会因外界刺激引起心血管系统变化，其中迷走神经可以准确反映动物应激水平。pNN50和RMSSD指标主要反映副交感神经的变化，其降低与机体受到应激相关，是连接外在应激与心血管系统变化的主要神经[12-13]。本试验发现流产母马与正常妊娠母马时域指标中pNN50和RMSSD指标较空怀母马均出现降低，表明母马妊娠可能导致副交感神经活性下降。

3.2 不同妊娠状态对妊娠伊犁马HRV频域指标的影响

妊娠过程中子宫活动可以影响HRV，妊娠与整体HRV降低有关，最明显的是反映在频域指标中，表明心率反射改变或交感神经调节改变，迷走神经活性减少[14]。母马在妊娠期间交感神经活动增强，自主神经系统较未怀孕母马紊乱。针对LF、HF、VLF和LF/HF的变化进行频域分析发现，在流产组和正常妊娠组中VLF均高于空怀组，说明母马怀孕状态下VLF会出现升高，自主神经系统中交感神经活动比未怀孕母马相差较大。HF代表副交感神经活性，具有较高的特异性，而LF反映交感神经活动支配但同时受到副交感神经及其他因素的改变，其调控机制还需进一步研究[16]。频域指标中的LF/HF反映交感神经与副交感神经的相对活跃程度[17]，各妊娠状态下LF/HF没有显著差异，说明不同妊娠状态伊犁马交感迷走神经处于平衡状态。空怀母马LF、HF较怀孕母马均出现升高，说明空怀母马副交感神经活性高于妊娠母马。

3.3 不同妊娠状态对妊娠伊犁马HRV非线性指标的影响

HRV参数可以用作自主神经系统活动的特定指标。自主神经系统具有主要的2个分支，即交感神经和副交感神经，可以被视为连续控制心率的调节神经元网络[18]。妊娠期母马心率增加，以适应持续妊娠的需求。对各状态母马妊娠期非线性指标SD1、SD2、SD2/SD1进行分析发现，与空怀母马相比，妊娠组母马非线性指标无显著性差异。SD是评价自主神经系统是否受损的指标，是反映交感神经和副交感神经变化的参数，是用来评价自主神经系统受损与恢复的总体指标[19]。空怀组SD1、SD2均高于妊娠组，正常妊娠母马SD2/SD1升高，表明妊娠伊犁马在妊娠期自主神经系统中副交感神经相对受到抑制，副交感神经张力较小。

母马在妊娠过程中副交感神经占主导，自主神经系统受到抑制。流产母马在流产发生前后由于机体生理状态发生紊乱使交感神经占主导，并使自主神经系统兴奋。王广猛等[7]对不同妊娠期奶牛24 h HRV进行测定发现，妊娠奶牛HRV在妊娠期存在波动，并随妊娠进程呈现逐渐下降趋势，迷走神经活性减小，自主神经活性总体减弱，心脏植物神经调节功能减弱。俸勇强等[20]对妊娠高血压孕妇进行血浆检测发现，怀孕后血管紧张素Ⅱ的增加会使交感神经末梢的去甲肾上腺素大量释放。陈敦金等[21]研究发现，母体甲状腺与流产等不良妊娠结局相关，是一项重要的检测指标。因此，在母马妊娠管理中可通过定期对怀孕母马进行HRV测量结合配种记录及母马体况，及时对生产母马健康状况及生产时期进行判定，以防止不良妊娠结局的发生，减少幼驹死亡产生的经济损失，提高幼驹出生率及存活率。

4 结 论

在伊犁马妊娠整个过程中HRV参数可以用作自主神经系统的特定指标，反映出对中枢神经系统功能敏感的自主性心脏控制。在妊娠母马HRV中Mean HR、Mean RR、SD2/SD1出现上升，在妊娠过程中副交感神经占主导，自主神经系统受到抑制。流产母马VLF指标较正常分娩母马升高，流产母马在流产发生前后交感神经占主导，自主神经系统兴奋。生产过程中需要加强对产后母马的健康进行关注，防止母马由于生理状态发生紊乱而导致不良妊娠结局的发生。