補喂竹葉提取物對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，任萬路布沙熱木·阿不都卡地爾，高婉婷

(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)

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間期存在的細小差異。心率變異性指標的采集不會對試驗目標產生損傷，可有效減少數據采集過程對試驗動物的應激影響，可準確對交感神經及副交感神經對機體調節的均衡性和神經張力評估[1-6]。竹葉提取物具有抗氧化、抗菌、消炎和抗應激作用。運用心率變異性(HRV)評估伊犁馬補飼竹葉提取物后的抗應激效果在滿足數據即時性的同時可減少對馬匹的損傷，對豐富馬匹營養添加劑種類，挖掘泌乳馬匹添加劑功能具有重要意義。【前人研究進展】HRV通常用于評估自主神經系統的功能。在運動成績評估中具有重要作用。對有熱應激反應的奶牛補飼竹葉提取物可有效降低其呼吸頻率。Kinnunen等[7]研究發現，HRV能夠有效監測在運動過程中馬匹的心血管射血能力。潘福生等[8]研究發現，竹葉提取物能顯著預防大鼠冠脈結扎引起的心肌梗塞，縮小心肌梗塞面積并且具有擴張冠脈血管、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脈硬化指數。【本研究切入點】化學類添加劑正逐漸被禁止使用，當前急需尋找更為安全的天然植物添加劑作為補充[9]，其中竹葉提取物憑借自身無毒害、抗氧化、抗應激和心腦血管防護等優勢逐漸運用[10]。心率變異性(HRV)是非侵入式指標，能夠反映心臟交感神經和副交感神經的平衡性，竹葉提取物可作用機體心腦血管防護，通過心率變異性的測定反映補喂竹葉提取物對機體交感神經和副交感神經功能的影響，進而減少擠奶時馬匹的應激。【擬解決的關鍵問題】測定補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定，分析補喂竹葉提取物對伊犁馬擠奶應激的影響，為減緩馬匹應激和提升馬匹生產性能奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗動物由昭蘇馬場提供，試驗馬匹均來自昭蘇馬場，共24匹，均處于泌乳期，馬匹體型、胎次相近。試驗地為昭蘇馬場阿里別克生產群配種站，包括草場、配種站、活動圈等配套設施。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

選取的24匹母馬隨機分為4組，對照組、試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組，每組6匹。馬匹自由放牧、飲水，每天每匹馬補充玉米粉碎料1 kg，在此基礎上各組分別補喂0、10、20和30 g/d的竹葉提取物(購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 試驗分組

1.2.2 指標測定

試驗為期60 d，以20 d為單個飼喂周期，每個飼喂周期結束后采集1次HRV數據。飼喂開始前，為馬匹佩戴Polar Equine V800專用心率檢測表，監測馬匹擠奶期間HRV并記錄。記錄結束后截取擠奶期間馬匹在相對安靜、無試驗行為外其他因素干擾下的馬匹擠奶全程HRV。HRV數據采集的指標包括：時域指標有Mean RR(相鄰R-R間期平均值)、Mean HR(平均心率)、STD HR(標準心率)、RMSSD(R-R間隔均值標準差)、NN50(相鄰心跳時間間隔>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)以及非線性指標有SD1(全部正常R-R間隔的標準差)、SD2(全部正常R-R間隔標準差)。數據采集結束后馬匹放歸草場。

1.3 數據處理

HRV數據使用Polar Equine V800心率檢測表采集，采集完畢后將表中數據同步至https://flow.polar.com/，獲得馬匹擠奶時HRV原始數據并下載后導入Kubios HRV Standard軟件進行分析，經軟件分析得到HRV頻域、時域和非線性指標數據。將數據運用Excel整理并導入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數據差異性。結果均以均值(Mean)和標準誤(SE)的表示。

2 結果與分析

2.1 不同階段HRV各項指標差異性

研究表明，Mean HR呈現逐漸減少的趨勢，但均無顯著差異(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，但在組間差異不顯著(P>0.05)。表2

VLF、LF、HF、TP均呈上升趨勢，LF/HF呈減小趨勢。第3階段頻域指標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階段無顯著差異(P>0.05)。表3

非線性指標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 不同階段之間時域指標差異性

表3 不同階段頻域指標差異性

表4 不同階段非線性指標差異性

2.2 補喂不同劑量竹葉提取物HRV各項指標差異性

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

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

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

表5 補喂不同劑量竹葉提取物下時域指標變化

表6 補喂不同劑量竹葉提取物下頻域指標變化

表7 補喂不同劑量竹葉提取物下非線性域指標變化

3 討 論

3.1 補喂竹葉提取物對馬匹時域指標的影響

時域指標NN50、pNN50和 RMSSD反映副交感神經中迷走神經活性的水平，指標的值越高則心率變異性就越高，副交感神經調節占主導地位，對心率的降低有積極的作用；若是 RMSSD、NN50、pNN50 均表現出下降趨勢，則會使室顫閾值下降。研究各試驗期時域指標分析顯示：試驗周期的增加，平均心率(Mean HR)逐漸減小，第3階段平均心率(Mean HR)達到53.93/min，且仍有降低的空間。NN50、pNN50和RMSSD是短時程的心率變異性指標分析過程中反映副交感神經系統興奮性的指標，尤其是RMSSD[11，12]。研究中RMSSD、NN50、pNN50指標由第1階段至第3階段逐漸增大，其副交感神經活性增強，交感神經活性減弱，副交感神經隨著補飼時間的增加逐漸占據主導地位，對于擠奶時期的應激具有較好的適應性。肖熠等[15]試驗中也發現，在保育豬的飼糧中短期添加竹葉提取物有助于其斷奶應激過程中的適應性。

研究表明，補飼大豆黃酮能夠降低熱應激奶牛的呼吸頻率[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，促進了血管擴張，增強了心肌收縮的能力，調節呼吸頻率[15-17]。研究表明補喂不同劑量的竹葉提取物能夠降低馬匹擠奶時的心率，減少馬匹擠奶時的應激反應。

3.2 補喂竹葉提取物對馬匹頻域指標的影響

LF與壓力感受器反射系統的活動有關，呈現交感神經和副交感神經共同調節功能，在某些特定情況下能夠反映交感神經系統張力；HF反應迷走神經調節功能，它與呼吸性竇性心律不齊有關[18]。試驗中VLF、LF、HF及TP由第1階段至第3階段數值均有所升高，可見交感神經和副交感神經活性均增強。使用低頻與高頻的比值(LF/HF)來衡量交感神經系統的活性[18]。補喂竹葉提取物使LF和HF的值增加，自主神經活化，其中HF的增加和LF/HF的相對減少，表示副交感神經興奮增強，能夠減少馬匹擠奶時的相關應激反應。

LF的意義較為復雜，Makoto Iwanaga等[18]認為LF反映交感神經的興奮性，LF受交感神經和副交感神經的綜合調節[19]。研究中，由組間頻域指標差異性分析表看出，反應迷走神經活性水平的指標高頻成分(HF)和低頻與高頻的比值(LF/HF)均在試驗Ⅰ組中表現差異顯著，認為馬匹的交感神經活性相比于對照組、試驗Ⅱ組和試驗Ⅲ組，試驗Ⅰ組的交感神經活性下降到更低的水平，且在試驗Ⅰ組中的表達有一定的優勢，意味著補喂竹葉提取物可減緩馬匹相關應激反應的作用。舒剛等[20]的研究中，也發現竹葉黃酮可降低熱應激對雞機體的傷害。

3.3 補喂竹葉提取物對馬匹非線性指標的影響

在非線性指標中，SD1與SD2用來評估心率加速和減速情況下對心血管自主神經調節功能的影響[21]。兩者關系呈負相關，心率越大，SD2值越小；相反，心率越小，SD2值越大。試驗研究結果顯示，隨試驗周期的增加SD1值也逐漸增加，第3階段顯著高于第1階段，表示其副交感神經活性增加；SD2值也隨著試驗周期的增加而增加，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，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]。在組間非線性指標差異中顯示，第Ⅰ組SD2極顯著高于試驗Ⅲ組，且顯著高于對照組，試驗通過非線性指標SD1和SD2的變化反映出補喂竹葉提取物能有效降低伊犁馬的交感神經活性以及降低了其心率，減緩馬匹相關應激。

4 結 論

4.1相比于對照組，試驗Ⅰ組和試驗Ⅲ組在時域指標中有一定的優勢。對照組的平均心率(Mean HR)顯著高于試驗Ⅰ組、試驗Ⅲ組。

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

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