CC BY
13
УДК 619:615:636.22/.28
ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ЖИВОТНЫХ С РАЗНЫМ ВЕГЕТАТИВНЫМ СТАТУСОМ
НАУМОВ М.М.,
доктор ветеринарный наук, профессор кафедры физиологии и химии, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: Naumovmm@ramdler.ru, тел.: 89192771714.
ЕМЕЛЬЯНОВА А.С.,
доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВО Рязанский ГАТУ, e-mail spektorr19@gmail.com.
СТЕПУРА ЕЕ.,
кандидат биологических наук, доцент, ГОУ ВО МО Государственный социально-гуманитарный университет, e-mail: chimik89@mail.ru.
ПАХОМОВ В.А.,
аспирант, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: Vetpahomov2@yandex.ru, тел.: 89207108084.
Реферат. Актуальность темы исследования электрофизиологических показателей вегетативной регуляции сердца (ВРС) у коров джерсейской породы с разным уровнем вегетативной регуляции ранее не проводились, и их нормальные значения в доступной литературе не описаны. Учитывая особенности механизмов ВРС, появляется потребность в расширении диагностических возможностей при распространенных патологиях сердца у животных. Цель исследований - изучение электрофизиологических параметров вариабельности сердечного ритма у крупного рогатого скота для возможности включения их в комплексный подход к анализу функционирования сердца у животных. Исследовали 103 здоровых коровы джерсейской породы. Изучена зависимость изменения электрофизиологических показателей вариабельности сердечного ритма от вегетативного статуса животного. Для регистрации кардиоинтервалограмм использовали компьютерную комплексную электрофизиологическую лабораторию «CONAN - 4.5». Запись проводилась у крупного рогатого скота в спокойном состоянии в положении стоя. Изучены электрофизиологические показатели вариабельность сердечного ритма (ВСР). В связи с этим оценку этих параметров целесообразно включить в базовый набор комплекса методик диагностики заболеваний сердца у крупного рогатого скота.
Ключевые слова: индекс напряжения, электрофизиологические показатели, вариабельность сердечного ритма, сердце.
ELECTROPHYSIOLOGICAL PARAMETERS OF HEART RATE VARIABILITY IN ANIMALS WITH DIFFERENT VEGETATIVE STATUS
NAUMOV MM.,
Doctor of Veterinary Sciences, Professor, Kursk State Agricultural Academy, e-mail: Naumovmm@ramdler.ru, 89192771714.
EMELYANOVA AS.,
Doctor of Biological Sciences, Professor, Ryazan State Technical University, e-mail: spektorr19@gmail.com.
STEPURA EE.,
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, State Social and Humanitarian University, e-mail: chimik89@mail.ru.
PAKHOMOV V.A.
postgraduate student, Kursk State Agricultural Academy, e-mail: Vetpahomov2@yandex.ru, 89207108084.
Essay. Relevance of the topic the study of electrophysiological parameters of HRV in Jersey cows with different levels of vegetative regulation has not been previously carried out, and their normal values are not described in the available literature. Taking into account the subtlety of the mechanisms of autonomic regulation of the heart, there is a need to expand the base for diagnosing very common heart diseases in animals. The aim of the research is to study the electrophysiological parameters of heart rate variability in cattle in order to assess the possibility of including them in an integrated approach to the analysis of the functioning of the heart in animals. 103 healthy Jersey cows were studied. The dependence of changes in electrophysiological parameters of heart rate variability on the vegetative status of the animal was studied. To register cardiointervalograms, a computer complex electrophysiological laboratory «CONAN - 4.5» was used. The recording was carried out in cattle in a calm state in a standing position. The electrophysiological parameters of HRV were studied. In this regard, it is advisable to include the assessment of these parameters in the basic set of methods for diagnosing heart diseases in cattle.
Keywords: stress index, electrophysiological parameters, heart rate variability, heart.
Введение. Одной из самой жирномолочных разновидностей являются коровы джер-сейской породы. Разведение данной породы началось на острове Джерси, так она и получила свое наименование.
Коровы данной породы долго сохраняли свою чистокровность (племенную книгу завели в 1886 г.), а в начале XIX века животные были вывезены за пределы своей родины в Англию и США. Затем коровы джерсейской породы получили свое распространение во всем мире.
Данная порода является лучшей среди жирномолочных видов. За один год корова может давать свыше 4000 л молочной продукции. При качественном рационе данный показатель может увеличиваться иногда до 10000 л (средний показатель жирности составляет не менее 6 %) [1].
Молоко данной породы содержит повышенные показатели жирности и белка. Поэтому одно из предприятий Рязанской области ООО «Бакинское Агро» содержат этот скот. Они приобрели себе этих коров, опираясь на повышенное содержание жира в молоке, а также достаточное присутствие белка и кальция.
В литературных источниках отсутствуют электрофизиологические параметры ВСР ЭКГ коров джерсейской породы, и если рассматривать механизм работы вегетативной регуляции сердца, существует потребность в расширении
базы диагностики весьма распространенных заболеваний сердца у животных [2-9]. Исследования подобного рода ранее не проводились за рубежом и, в частности, в странах Западной Европы и США [10-14].
Цель исследовательской работы - установить электрофизиологические параметры ЭКГ и проанализировать их у животных с разным вегетативным статусом.
Задачи исследовательской работы:
- провести регистрацию ЭКГ у исследуемых животных;
- провести математический анализ ВСР с помощью электрофизиологической лаборатории «CONAN - 4.5»;
- установить вегетативный статус животного;
- проанализировать полученные значения электрофизиологических параметров.
Материалы и методы исследований.
Снятие электрокардиограмм у животных проводилась по методике М.П. Рощевского, за 3 -3,5 часа до приема пищи. Полученные данные исследования ЭКГ была подвергнуты математической обработке с помощью лаборатории «CONAN-4.5» (рисунки 1, 2).
Исследуемые животные содержались на животноводческом комплексе ООО «Вакин-ское Агро», с. Вакино (Рязанская область, Рыбновский район). Система содержания животных круглогодовая стойловая.
Рисунок 1 - Комплексная электрофизиологическая Рисунок 2 - Запись ЭКГ у исследуемых лаборатория «CONAN 4.5» животных
Таблица 1 - Значение индекса напряжения коров джерсейской породы с разным вегетативным статусом___
Индекс напряжения, у.е. Количество Исходный вегетативный тонус
животных, шт. по индексу напряжения
<50 9 ваготония
51-150 25 нормотония
151-250 52 симпатикотония
>251 17 гиперсимпатикотония
Для анализа полученных числовых показателей использовались биометрические методы статистического анализа с расчетом средних величин, стандартов отклонения [2-9]. Статистическую обработку материала проводили с использованием программы «Statistica 10.0» Оценивали полученные данные с помощью критерия Колмогорова- Смирнова, в зависимости от чего использовали параметрические или непараметрические методы оценки. При вычислении усреднённых показателей и стандартной ошибки (M±SE), а также t-критерия Стьюдента в нормальном распределении, в противном случае получали медиану и межквартильный размах (Me, 25L; 75U) и определяли U-критерий Манна-Уитни. Для анализа связей применяли вычисление коэффициентов корреляции и детерминации, свидетельствующего о достаточной
адекватности построенных моделей. Вероятность менее 95% являлась статистически значимым (р<0,05).
Результаты исследований. В ходе исследований у коров джерсейской породы были сняты и математически обработаны электрокардиограммы по методике разработанной Р.М. Баев-ским. Полученные соотношения животных по вегетативному тонусу, представлены в таблице
1. При анализе таблицы 1 первая группа исследуемых животных составила - 9 объектов, с индексом напряжения до 50 у.е. с предполагаемым исходным вегетативный тонус - «ваготония». Она характеризовалась преобладанием парасимпатической вегетативной нервной системы.
Во вторую группу входило 25 животных, с индексом напряжения от 51 до 150 у.е. с предполагаемым исходным вегетативным тонусом -«нормотония». Для данной группы характерно равновесные состояние вегетативной нервной системы между парасимпатическим отделом и симпатическим отделом.
Третья группа животных составила 52 коровы, характеризовалась преобладанием симпатической вегетативной нервной системы с индексом напряжения от 151 до 250 у.е. с предполагаемым исходным вегетативным тонусом -«симпатикотония».
Для четвертой группы количество животных составило - 17 голов, характеризовались повышенными показателями симпатической вегетативной нервной системы с индексом напряжения > 251 у.е., с предполагаемым исходным вегетативным тонусом - «гиперсимпатикотония».
Зубец-Р возникает при возбуждении правого и левого предсердий. Значения зубца-Р, представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Значение зубца-Р коров исследуемых животных
Индекс напряжения, уе. ИВТ по ИН Зубец Р, сек
<50 «ваготония» 0,079±0,001
51-150 «нормотония» 0,081±0,001
151-250 «симпатикотония» 0,088±0,001
>251 «гиперсимпатикотония» 0,096±0,001
*Примечание: достоверность различий зубца-Р оценивалась между группами с применением ^критерия Стьюдента, р<0,05
Таблица 3 - Значение зубца-Т исследуемых животных
Индекс напряжения, у.е. ИВТ по ИН Зубец Т, сек
<50 ваготония 0,129±0,01
51-150 нормотония 0,134±0,01
151-250 симпатикотония 0,146±0,01
>251 гиперсимпатикотония 0,165±0,01
*Примечание: достоверность различий зубца-Р оценивалась между группами с применением ^критерия Стьюдента, р<0,05
У группы ваготоников, парасимпатический отдел преобладает над симпатическим отделом вегетативной нервной системы, значение показателя зубца-Р составило - 0,079±0,001 сек. Данное значение меньше, чем у нормотоников, симпатикотоников и гиперсимпатикотоников на 0,002 сек, 0,009 сек и 0,017 сек соответственно.
Значение показателя зубца-Р у нормотоников - 0,081±0,001 сек - характеризовались равновесным состоянием вегетативной нервной системы между парасимпатическим и симпатическим отделами.
У симпатикотоников, которая характеризовалась смещением вегетативного баланса в сторону симпатической вегетативной нервной системы значение зубца-Р- 0,088±0,001 сек. Данное значение больше, чем у ваготоников и нор-мотоников на 0,009 сек и 0,007 сек, соответственно, и меньше, чем у гиперсимпатикотоников 0,008 сек.
У гиперсимпатикотоников наблюдалось наибольшее значение зубца-Р -0,096±0,001сек.
Другим показателем вариабельности сердечного ритма у животных с разным вегетативным статусом был проанализирован зубец Т. Значения зубца-Т, у животных с разным вегетативным тонусом, представлены в таблице 3.
Для ваготоников данный показатель составил - 0,129±0,01 сек, характеризовалась активностью парасимпатического отдела.
Значение показателя зубца-Т у нормотони-ков - 0,134±0,01 сек - характеризовались равновесным состоянием вегетативной нервной сис-
темы между парасимпатическим и симпатическим отделами.
Группа симпатикотоников, которая характеризовалась смещением вегетативного баланса в сторону симпатической вегетативной нервной системы зубца-Р- 0,146±0,01 сек, а у гиперсим-патикотоников - 0,165±0,01 сек.
Таким образом, при повышении значения зубца Т увеличивается симпатическая активность ВНС, а уменьшение наблюдается при раздражении парасимпатической нервной системы.
Другим показателем вариабельности сердечного ритма у животных с разным вегетативным статусом был проанализирован интервал P-Q. Установлено, что продолжительность интервала Р - Q зависит от частоты сердечных сокращений. Значения интервалов Р^, у животных с разным вегетативным тонусом, представлены в таблице 4.
Для ваготоников значение интервала Р^ -0,27±0,01 сек, у данной группы преобладает парасимпатический отдел вегетативной нервной системы.
Значение показателя интервала Р^ у нормо-тоников - 0,21±0,01 сек - характеризовались равновесным состоянием вегетативной нервной системы между парасимпатическим и симпатическим отделами.
У группы симпатикотоников значение интервала Р^ - 0,15±0,01 сек, характеризовалась смещением вегетативного баланса в сторону симпатического отдела вегетативной нервной системы, а для гиперсимпатикотоников -0,12±0,01 сек.
Таблица 4 - Значения интервалов Р-Q у исследуемых животных
Индекс напряжения, у.е. ИВТ по ИН интервал Р-Q
<50 ваготония 0,27±0,01
51-150 нормотония 0,21±0,01
151-250 симпатикотония 0,15±0,01
>251 гиперсимпатикотония 0,12±0,01
*Примечание: достоверность различий зубца-Р оценивалась между группами с применением t-критерия Стьюдента, р<0,05
Таблица 5 - Значение молочной продуктивности коров джерсейской породы с разным вегетативным тонусом_____
ИН, у.е. ИВТ по ИН Зубец Р, сек Зубец Т, сек Интервал Р-Q Молочная продуктивность
<50 ваготония 0,079±0,001 0,129±0,01 0,27±0,01 5448±162,1
51-150 нормотония 0,081±0,001 0,134±0,01 0,21±0,01 5697±131,2
151-250 симпатикотония 0,088±0,001 0,146±0,01 0,15±0,01 5903±196,5
>251 гиперсимпатикотония 0,096±0,001 0,165±0,01 0,12±0,01 5668±189,7
*Примечание: достоверность различий зубца-Р оценивалась между группами с применением t-критерия Стьюдента, р<0,05
В таблице 5 представлены значения молочной продуктивности за 305 дней коров данной породы.
В таблице 5 представлены взаимосвязи молочной продуктивности и значения полученных зубцов и интервала. Как показывают проведенные исследования у коров джерсей-ской породы с различной молочной продуктивность за 305 дней, значения зубцов Р и Т неодинаковы. У исследуемых коров с наименьшей молочной продуктивностью наблюдаются наименьшие значения зубцов Р и Т, 0,079±0,001 сек и 0,129±0,01 сек соответственно, с предполагаемым ИВТ «ваготония». При увеличении значений Р и Т - 0,088±0,001 сек и 0,146±0,01 сек, и молочная продуктивность увеличивается соответственно. Одновременно наблюдается изменение длительности зубцов Р и Т в зависимости от типа вегетативного статуса. Таким образом, у животных с преобладанием симпатической вегетативной нервной системы наблюдается увеличение длительности зубцов Р и Т и соответственно увеличивается молочная продуктивность.
В соответствии с этим, у коров джерсей-ской породы с наибольшей молочной продуктивностью в кровеносное русло поступает большое количество внесосудистой жидкости, тем самым увеличивается объем циркулирующей крови, в результате повышается объем венозного возврата и наполняемость предсердий, следовательно увеличение зубца Р
связано с гипертрофией предсердий. Зубец Т рассматривают как показатель функционального состояния миокарда, полный зубец говорит о улучшенном кровоснабжении сердечной мышцы и о полноценных метаболических процессах.
У коров с наибольшей молочной продуктивностью наблюдаются низкие показатели интервала P-Q 0,15±0,01, а с наименьшей молочной продуктивностью 0,27±0,01. Таким образом, с увеличением молочной продуктивности наблюдается уменьшение показателя интервала P-Q, соответственно, что свидетельствует о повышение симпатической активности вегетативной нервной системы.
Заключение. В проведенных исследованиях, мы пришли к следующим заключениям:
1. У коров джерсейской породы в ходе исследования провели регистрацию электрокардиограммы с помощью современной комплексной электрофизиологической лаборатории «CONAN - 4.5». У коров джерсейской породы получили числовые значения индекса напряжения и значения зубца -Р, зубца -Т и интервала P-Q;
2. При математическом анализе электрокардиограмм установили породные особенности вариабельности сердечного ритма коров джерсейской породы с учетом вегетативного тонуса. В связи с этим оценку этих параметров целесообразно включить в базовый набор комплекса методик диагностики заболеваний сердца у крупного рогатого скота.
3. В работе установлены зависимости молочной продуктивности за 305 дней от исследуемых зубцов и интервала. При увеличении значений зубцов Р и Т, молочная продуктивность увеличивается с повышением СО ВНС. При повышении СО ВНС значение интервала Р^ уменьшается, а молочная продуктивность увеличивается соответственно.
4. У коров джерсейской породы с учетом вегетативного статуса животного установлены электрофизиологические показатели, как породные показатели, которые могут быть использованы при диагностики заболеваний, при чтении лекций и базой для дальнейших научных исследований.
Список использованных источников
1. Антипина В.П., Оконешникова Ю.А., Иванова И.П. Характерные особенности джерсейской породы крупного рогатого скота / XVII International scientific conference. - 2021. -№ 4. - С. 97-99.
2. Наумов М. М. Клиническая электрофизиология животных / А.С. Емельянова, Н. М. Наумов, Е. Е. Степура, И. А. Брусенцев: учебное пособие. - Курск, 2020. - 228 с.
3. Баевский P.M., А.П. Берсенева. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний: учебное пособие. - М.: Изд-во Медицина, 1997. - С. 265.
4. Емельянова А.С. Сравнительный анализ электрокардиографических показателей высокопродуктивных и низкопродуктивных коров-первотелок с разным исходным вегетативным тонусом регуляторных систем // Зоотехния. - 2010. - № 4. - С. 6-8.
5. Емельянова А.С. Индекс вегетативного равновесия у телок с разной вегетативной реактивностью // Молочное и мясное скотоводство. - 2010. - № 4. - С. 28-29.
6. Емельянова А.С. Анализ изменения длительности сегментов ЭКГ при физической нагрузке у телочек с разным исходным вегетативным тонусом // Сельскохозяйственная биология. - 2010. - Т. 45. - № 2. - С. 77-81.
7. Никитов C.B., Емельянова А.С. Повышение молочной продуктивности с использованием биологически активной добавки «Витартил» у коров с разным уровнем функционирования регуляторных систем // Ветеринария и кормление. - 2012. - №2. - С. 38-40.
8. Емельянова A.C., Лупова Е.И. Повышение адаптационных возможностей коров первотелок к острому стрессу с использованием метаболита «Янтарная кислота» // Вестник ФГБОУ ВПО РГАТУ. - 2012. - № 4. - С. 25-26.
9. Кулаичев А.П. Компьютерная электрофизиология: учебное пособие. - М.: Изд-во Московского государственного университета, 2002. - 379 с.
10. Berger R.D., Saul J.P., Cohen R.J. Assessment of autonomic response by broad-band respiration // Trans. Biomed. Eng. - 1989. - Vol. 36. - P.1061-1065.
11. Bigger J.T., Fleiss J. L., Kleiger R. The Multicenter Postinfarction Research Group: The relationship among ventricular arrhythmias, left ventricular dysfunction, and mortality in 2 years after myocardial infarction // Ibid. -1984. - Vol. 69. - P. 250.
12. Stability over time of heart period variability in patients with previous myocardial infarction and ventricular arrhythmias. The CAPS and ESVEM investigators / J. T. Bigger, Jr, J. L. Fleiss, L. M. Rolnitzky // Am. J. Cardiol. - 1992. -Vol. 69. - P. 718-723.
13. The ability of several short-term measures of RR variability to predict mortality after myocardial infaction / J. T. Bigger, Jr, J. L. Fleiss, L. M. Rolnitzky // Circulation. - 1993. - Vol. 88. - P. 927934.
14. Power law behavior of RR-interval variability in healthy middle-aged persons, patients with recent acute myocardial infarction, and patients with heart transplants / J. T. Bigger, Jr, R. C. Steinman, L. M. Rolnitzky // Ibid. - 1996. -Vol. 93. - P. 2142-2151.
Spisok ispoFzovanny'x istochnikov
1. Antipina V.P., Okoneshnikova Yu.A., Ivanova I.P. Xarakterny'e osobennosti dzherseiskoi porody' krupnogo rogatogo skota / XVII International scientific conference. - 2021. - № 4. - S. 97-99.
2. Naumov M. M. Klinicheskaya elektrofiziologiya zhivotny'x / A.S. Emelyanova, N. M. Naumov, E. E. Stepura, I. A. Brusencev: uchebnoe posobie. - Kursk, 2020. - 228 s.
3. Baevskij P.M., A.P. Berseneva. Ocenka adaptacionny'x vozmozhnostej organizma i risk razvitiya zabolevanij: uchebnoe posobie. - M.: Izd-vo Medicina, 1997. - S. 265.
4. Emel'yanova A.S. Sravnitel'ny'i analiz e'lektrokardiograficheskix pokazatelej vy'sokoproduktivny'x i nizkoproduktivny'x korov-pervotelok s razny'm isxodny'm vegetativny'm tonusom regulyatorny'x sistem // Zootexniya. - 2010. - № 4. - S. 6-8.
5. Emel'yanova A.S. Indeks vegetativnogo ravnovesiya u telok s raznoj vegetativnoj reak-tivnost'yu // Molochnoe i myasnoe skotovodstvo. - 2010. - № 4. - S. 28-29.
6. Emel'yanova A.S. Analiz izmeneniya dlitel'nosti segmentov E'KG pri fizicheskoj na-gruzke u telochek s razny'm isxodny'm vegetativny'm tonusom // Sel'skoxozyajstvennaya biologiya. - 2010. -T. 45. - № 2. - S. 77-81.
7. Nikitov C.B., Emel'yanova A.S. Povy'shenie molochnoj produktivnosti s ispol'zovaniem biologicheski aktivnoj dobavki «Vitartil» u korov s razny'm urovnem funkcionirovaniya regulyatorny'x sistem // Veterinariya i kormlenie. - 2012. - №2. - S. 38-40.
8. Emel'yanova A.C., Lupova E.I. Povy'shenie adaptacionny'x vozmozhnostej korov pervo-telok k ostromu stressu s ispol'zovaniem metabolita «Yantarnaya kislota» // Vestnik FGBOU VPO RGATU. - 2012. - № 4. - S. 25-26.
9. Kulaichev A.P. Komp'yuternaya e'lektrofiziologiya: uchebnoe posobie. - M.: Izd-vo Mos-kovskogo gosudarstvennogo universiteta, 2002. - 379 s.
10. Berger R.D., Saul J.P., Cohen R.J. Assessment of autonomic response by broad-band respiration // Trans. Biomed. Eng. - 1989. - Vol. 36. - P.1061-1065.
11. Bigger J.T., Fleiss J. L., Kleiger R. The Multicenter Postinfarction Research Group: The relationship among ventricular arrhythmias, left ventricular dysfunction, and mortality in 2 years after myocardial infarction // Ibid. -1984. - Vol. 69. - P. 250.
12. Stability over time of heart period variability in patients with previous myocardial infarction and ventricular arrhythmias. The CAPS and ESVEM investigators / J. T. Bigger, Jr, J. L. Fleiss, L. M. Rolnitzky // Am. J. Cardiol. - 1992. -Vol. 69. - P. 718-723.
13. The ability of several short-term measures of RR variability to predict mortality after myocardial infaction / J. T. Bigger, Jr, J. L. Fleiss, L. M. Rolnitzky // Circulation. - 1993. - Vol. 88. - P. 927934.
14. Power law behavior of RR-interval variability in healthy middle-aged persons, patients with recent acute myocardial infarction, and patients with heart transplants / J. T. Bigger, Jr, R. C. Stein-man, L. M. Rolnitzky // Ibid. - 1996. -Vol. 93. - P. 2142-2151.
