Український часопис ветеринарних наук

Визначення варіабельності серцевого ритму як показника впливу тонусу автономної нервової системи в корів

Ігор Грищук, Руслана Постой, Ростислав Горбай, Андрій Грищук, Валентин Карповський
Завантажити статтю
Анотація

Актуальність теми полягає у важливості вивчення ролі автономної нервової системи в регулюванні діяльності серцево-судинної системи для покращення благополуччя продуктивних тварин. Варіабельність серцевого ритму є неінвазійним методом дослідження, що може бути корисним під час дослідження стану здоров’я тварини та аналізу її психофізіологічного стану в умовах господарства. Мета дослідження – встановити вплив тонусу автономної нервової регуляції на організм корови, що відображається в змінах симпато-вагального балансу. Експериментальні дослідження проводили на коровах породи українська чорно-ряба молочна. Для дослідження варіабельності серцевого ритму використовували електрокардіограф із подальшим визначенням основних показників за методикою Баєвського, що включало визначення моди, амплітуди моди, варіаційний розмах, індекс автономної рівноваги, автономний показник ритму та індекс напруги. За результатами дослідження було сформовано три дослідні групи тварин: нормотоніки, ваготоніки та симпатотоніки. З огляду на отримані результати, корови, залежно від впливу тонусу автономної нервової системи, мають відмінності в діяльності серцево-судинної системи. За рахунок цього буде різнитися їх відповідь на дію фактору стресу, що у свою чергу відображатиметься на їхній продуктивності. Визначення варіабельності серцевого ритму може стати одним з незамінних показників під час аналізу стану здоров’я тварини на молочнотоварних фермах. Це питання є перспективним напрямом досліджень, особливо при вивченні метаболічних процесів організму високопродуктивних корів для покращення ефективності продуктивності зі збереженням фізіологічного стану тварини

Ключові слова

симпато-вагальний баланс; нормотоніки; ваготоніки; симпатотоніки; здоров’я тварин; велика рогата худоба

ЦИТУВАТИ
Hryshchuk, I., Postoi, R., Horbay, R., Hryshchuk, A., & Karpovskyi, V. (2023). Determination of heart rate variability as an indicator of the influence of autonomic nervous system tone in cows. Ukrainian Journal of Veterinary Sciences, 14(2), 43-56. https://doi.org/10.31548/veterinary2.2023.43
Використані джерела

[1] Bellato, A., Arora, I., Hollis, C., & Groom, M.J. (2020). Is autonomic nervous system function atypical in attention deficit hyperactivity disorder (ADHD)? A systematic review of the evidence. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 108, 182-206. doi: 10.1016/j.neubiorev.2019.11.001.

[2] Benarroch, E.E. (2020). Physiology and pathophysiology of the autonomic nervous system. CONTINUUM: Lifelong Learning in Neurology, 26(1), 12-24. doi: 10.1212/ con.0000000000000817.

[3] Cheshire, W.P., et al. (2021). Electrodiagnostic assessment of the autonomic nervous system: A consensus statement endorsed by the American Autonomic Society, American Academy of Neurology, and the International Federation of Clinical Neurophysiology. Clinical Neurophysiology, 132(2), 666-682. doi: 10.1016/j.clinph.2020.11.024.

[4] Devi, S., Varshney, J.P., Panchasara, H.H., & Patel, R.M. (2022). Electrocardiographic variables in Kankrej cattle calves. Journal of Animal Research, 12(2), 199-204. doi: 10.30954/2277940X.02.2022.6.

[5] Emelyanova, A.S., Kashirina, L.G., Stepura, E.E., Emelyanov, S.D., & Borycheva, Y.P. (2020). Dynamics of variability of the animal heart rhythm and its correlation with economic parameters and age. In BIO Web of Conferences, 17, article number 00095. doi: 10.1051/ bioconf/20201700095.

[6] Gibbons, C.H. (2019). Basics of autonomic nervous system function. Handbook of Clinical Neurology, 160, 407-418. doi: 10.1016/B978-0-444-64032-1.00027-8.

[7] Grelet, C., Dries, V.V., Leblois, J., Wavreille, J., Mirabito, L., Soyeurt, H., Happy Moo Consortium, & Dehareng, F. (2022). Identification of chronic stress biomarkers in dairy cows. Animal, 16(5), article number 100502. doi: 10.1016/j.animal.2022.100502.

[8] Hunter, L.B., Haskell, M.J., Langford, F.M., O’Connor, C., Webster, J.R., & Stafford, K.J. (2021). Heart rate and heart rate variability change with sleep stage in dairy cows. Animals, 11(7), article number 2095. doi: 10.3390/ani11072095.

[9] Jackson, P., & Cockcroft, P. (2008). Clinical examination of farm animals. New Jersey: John Wiley & Sons.

[10] Jänig, W. (2022). The integrative action of the autonomic nervous system: Neurobiology of homeostasis. Cambridge: Cambridge University Press.

[11] Jurkovich, V., Kezer, F.L., Ruff, F., Bakony, M., Kulcsar, M., & Kovacs, L. (2017). Heart rate, heart rate variability, faecal glucocorticoid metabolites and avoidance response of dairy cows before and after changeover to an automatic milking system. Acta Veterinaria Hungarica, 65(2), 301313. doi: 10.1556/004.2017.029.

[12] Kitajima, K., Oishi, K., Kojima, T., Uenishi, S., Yasunaka, Y., Sakai, K., & Hirooka, H. (2022). An assessment of stress status in fattening steers by monitoring heart rate variability: A case of dietary vitamin a restriction. Frontiers in Animal Science, 2, article number 86. doi: 10.3389/ fanim.2021.799289.

[13] Kovács, L., Kézér, F.L., Póti, P., Jurkovich, V., Szenci, O., & Nagy, K. (2019). Heart rate variability, step, and rumination behavior of dairy cows milked in a rotary milking system. Journal of Dairy Science, 102(6), 5525-5529. doi: 10.3168/jds.2018-15842.

[14] Kovacs, L., Kezer, F.L., Tőzsér, J., Szenci, O., Poti, P., & Pajor, F. (2015). Heart rate and heart rate variability in dairy cows with different temperament and behavioural reactivity to humans. PloS One, 10(8), article number e0136294. doi: 10.1371/journal.pone.0136294.

[15] Kremer, L., Bokkers, E.A.M., Webb, L., & van Reenen, K. (2022). Mood swings in cows: Cognitive and physiological assessments (Doctoral dissertation, Wageningen University, Wageningen, Netherlands).

[16] La Maestra, R., Murdaca, B., Merola, G., Albanese, M., Passantino, A., & Pugliese, M. (2021). Electrocardiographic Examination in Calves: A Preliminary Study. Atti della Accademia Peloritana dei Pericolanti-Classe di Scienze Medico-Biologiche, 109(2), 1-5.

[17] Mulkey, S.B., & du Plessis, A.J. (2019). Autonomic nervous system development and its impact on neuropsychiatric outcome. Pediatric Research, 85(2), 120-126. doi: 10.1038/s41390-0180155-0.

[18] Periyanayagi, S., Priya, G.G., Chandrasekar, T., Sumathy, V., & Raja, S.P. (2022). Artificial intelligence and IoT-based biomedical sensors for intelligent cattle husbandry systems. International Journal of Wavelets, Multiresolution and Information Processing, 20(06), article number 2250026. doi: 10.1142/S0219691322500266.

[19] Quevedo, D.A., Lourenço, M.L.G., Bolaños, C.D., Alfonso, A., Ulian, C., & Chiacchio, S.B. (2019). Maternal, fetal and neonatal heart rate and heart rate variability in Holstein cattle. Pesquisa Veterinária Brasileira, 39, 286-291. doi: 10.1590/1678-5150-PVB-5757.

[20] Scoley, G., Gordon, A., & Morrison, S. (2019). Using non-invasive monitoring technologies to capture behavioural, physiological and health responses of dairy calves to different nutritional regimes during the first ten weeks of life. Animals, 9(10), article number 760. doi: 10.3390/ ani9100760.

[21] Turini, L., Bonelli, F., Lanatà, A., Vitale, V., Nocera, I., Sgorbini, M., & Mele, M. (2022). Validation of a new smart textiles biotechnology for heart rate variability monitoring in sheep. Frontiers in Veterinary Science, 15(9), article number 678671. doi: 10.3389/fvets.2022.10182.

[22] Weber, B., Fischer, T., & Riedl, R. (2021). Brain and autonomic nervous system activity measurement in software engineering: A systematic literature review. Journal of Systems and Software, 178, article number 110946. doi: 10.1016/j.jss.2021.110946.