无创遥测技术观察运输应激对Beagle犬部分生理指标的影响

潘永明，陈 亮，何 欢，朱科燕，徐孝平，杨玉伟，陈民利

(浙江中医药大学动物实验研究中心/比较医学研究中心，杭州 310053)

无创遥测技术观察运输应激对Beagle犬部分生理指标的影响

潘永明，陈 亮，何 欢，朱科燕，徐孝平，杨玉伟，陈民利

(浙江中医药大学动物实验研究中心/比较医学研究中心，杭州 310053)

目的 应用无创遥测技术观察运输应激对Beagle犬部分生理指标的影响。方法 16只Beagle犬随机分成两组(每组8只)，即对照组和运输应激组，并利用大动物无创生理信号遥测技术，分别监测清醒自由活动状态下对照组和运输应激组应激4 h后Beagle犬的心电图、活动、皮肤温度和呼吸参数的变化。结果 Beagle犬心率、RR间期、QT间期、活动、皮肤温度、呼吸均具有明显的昼夜节律变化(P＜0.01);与对照组比，运输应激后Beagle犬心率、活动度、呼吸频率、每分钟通气量和潮气量均显著增加(P＜0.01)，RR间期、PR间期、皮肤温度均显著降低(P＜0.01)，相关分析表明运输应激对 Beagle犬心率、活动、皮肤温度和呼吸频率具有显著的相关性(P＜0.05，P＜0.01)。结论 运输应激可引起Beagle犬生理学指标的明显改变，但除皮肤温度外，运输应激(4 h)对Beagle犬昼夜节律变化破坏不明显;利用无创遥测技术平台可建立理想的Beagle犬生物模型，可用于动物福利和药理毒理学评价研究。

无创遥测技术;运输应激;生理;犬，Beagle

应激(stress)是动物机体受到刺激时所引起的应答性反应，多种原因诸如运输、过热、缺乏营养、精神紧张等都可引发动物的应激。其中，运输是诸多应激原中较为重要的之一，因影响因素多，严重可导致动物发病、死亡或致残。因此，运输对实验动物产生的影响已越来越受到国内外学者的关注［1，2］;大量研究报道运输或其他操作应激均会影响机体的神经、内分泌、代谢和免疫功能［3-6］，但运输应激对实验动物生理节律的影响报道较少。另外，目前在许多动物实验中均要求对动物的生理参数进行长期不间断的监测，但由于受实验条件的限制，只能记录短时程的生理信号，若要进行长时程研究，则需要对动物进行麻醉、捆绑、导线连接等操作，这些操作会引起血压、心率和体温等生理参数的变化，甚至生化参数的改变［7］，降低了实验数据的可靠性。因此，本文采用最新的大动物无创生理信号遥测技术，既避免了麻醉、固定、手术等操作，又克服长时程观察的难题，且该技术平台的建立，有利于改善和提高动物福利;通过观察运输应激后Beagle犬生理指标的变化，为今后Beagle犬在运输应激后恢复期界定奠定依据。

1 材料和方法

1.1 实验动物

普通级Beagle犬16只，体重为：(8～9)kg，雌雄各半，由南京安立默实验动物有限公司提供［SCXK(苏)2005-0003］，常规饲养于浙江中医药大学动物实验研究中心［SYXK(浙)2008-0116］，环境温度为(22±2)℃，相对湿度为40% ～65%;饲喂普通营养颗粒饲料和自由饮水，12 h/12 h明暗交替。

1.2 主要仪器

EMKA大动物无创生理信号遥测系统，法国EMKA公司。

1.3 分组及处理

按体重将 Beagle犬随机分成两组：即对照组(control group，control)和运输应激组(transportation stress group，TS)，每组8只。(1)对照组：不经历运输应激处理;(2)运输应激组：用空调面包车运输(70-80 km/h)模拟，室内温度控制在(23～25)℃左右，按同性别分装于运输笼中(运输笼尺寸为90 cm ×50 cm ×50 cm，每笼2只)，运输时间为4 h，途中不给予任何食物和饮水，应激处理4 h后，立即进行生理遥测。

1.4 生理遥测的建立

将Beagle犬的胸腹部皮毛剃除，分别在左、右两侧第6肋间与胸骨的连接处和第1对乳头下缘的皮肤表面粘上心电电极膜，并接上心电电极;同时将温度电极贴于胸部皮肤表面，然后穿上内衣，并将呼吸带固定在胸部内衣上，随后给犬穿上外衣，将心电电极、呼吸电极、温度电极与EMKA PACK连接，放置于外套的PACK袋中，连接完毕后，放回笼内。所有信号记录于 EMKA Iox.2.4.2.6软件中，记录I、II导联心电图，采样频率为500 Hz/s，活动采样频率为1 000 Hz/s，呼吸采样频率为200 Hz/s，温度采样频率为1 000 Hz/s，连续监测24 h。其中对照组Beagle犬监测24 h生理遥测作为正常对照，运输应激组在运输应激后立即进行24 h生理遥测，白天时间为 8：00 ～20：00，晚上时间为 20：00 ～凌晨8：00。

1.5 指标观察

连续观察分析24 h Beagle犬的II导心电图、活动、皮肤温度、呼吸情况，并用ECG-Auto V2.6.0.20分析软件进行各指标分析，同时比较Beagle犬昼夜生理指标的变化。

1.6 统计学方法

数据以(¯x±s)表示，采用SPSS 13.0统计软件进行单因素方差分析，相关性采用Pearson r相关分析，P＜0.05表示有统计学意义。

2 结果

2.1 运输应激对Beagle犬24 h心电图参数的影响

连续24 h无创遥测Beagle犬的心电图，发现对照组Beagle犬具有明显的自主神经活动的昼夜节律变化，白天HR、QTcB、QTcF均明显高于晚上(P＜0.01)，同时，白天RR和QT间期明显低于晚上(P＜0.01);与对照组比，运输应激处理后Beagle犬的HR明显升高(P＜0.01)，且以白天升高显著(P＜0.01)，RR间期、PR间期均显著降低(P＜0.01)，运输应激组 Beagle犬QT间期亦有缩短，其中以白天变化最为显著(P＜0.01)，但 QTcB和 QTcF均无显著变化(P＞0.05)，而HR、RR间期、QT间期昼夜节律变化均未见明显破坏;见表1和图1。

表1 运输应激对Beagle犬24h心电图参数的影响(¯x±s，n=8)Tab.1Effect of transportation stress on 24 h electrocardiogram parameters in the Beagle dogs(¯x±s，n=8)

图1 运输应激对Beagle犬24 h心电图参数的影响Fig.1 Effect of transportation stress on 24 h ECG parameters in the Beagle dogs

2.2 运输应激对Beagle犬24 h活动和皮肤温度的影响

连续24 h无创遥测Beagle犬的活动和温度结果发现，对照组Beagle犬在白天的活动和温度均显著高于晚上(P＜0.01);与对照组比，运输应激处理后Beagle犬的活动显著增加，其中以晚上最为显著(P＜0.05)，而皮肤温度则显著降低(P＜0.01)，致使Beagle犬白天和晚上皮肤温差变化缩小(P＞0.05)，见表2和图2。

表2 运输应激对Beagle犬24 h活动和皮肤温度的影响(¯x±s，n=8)Tab.2Effect of transportation stress on 24 h activities and skin temperature in the Beagle dogs(¯x±s，n=8)

图2 运输应激对Beagle犬24 h活动和皮肤温度的影响Fig.2 Effect of transportation stress on 24 h activities and skin temperature in the Beagle dogs

2.3 运输应激对Beagle犬24 h呼吸参数的影响

连续24 h无创遥测Beagle犬的呼吸结果发现，对照组Beagle犬呼吸参数具有明显的昼夜节律变化，其中呼吸频率在白天显著低于晚上(P＜0.01)，而呼吸每分钟通气量和潮气量在白天均显著低于晚上(P＜0.01);与对照组比，运输应激后Beagle犬的呼吸频率、每分钟通气量和潮气量均显著增加(P＜0.01)，致使 Beagle犬在白天的每分钟通气量显著高于晚上(P＜0.01)，但呼吸频率和潮气量的昼夜节律变化未见明显破坏，见表3和图3。

表3 运输应激对Beagle犬24h呼吸参数的影响(¯x±s，n=8)Tab.2Effect of transportation stress on 24 h respiration parameters in the Beagle dogs(¯x±s，n=8)

图3 运输应激对Beagle犬24 h呼吸参数的影响Fig.3 Effect of transportation on respiration parameters in the Beagle dogs

表4 运输应激对Beagle犬心率、活动、皮肤温度、呼吸频率的相关性Tab.4 Correlation between transportation stress and HR，activity，skin temperature，respiration frequency in the beagle dogs

2.4 运输应激对 Beagle犬心率、活动、皮肤温度、呼吸频率的相关性分析

相关分析表明，运输应激对 Beagle犬心率、活动、皮肤温度和呼吸频率具有显著的相关性(P＜0.05，P ＜0.01)，见表 4。

3 讨论

3.1 对照组Beagle犬24h生理昼夜节律的变化

通过连续24 h生理信号遥测发现，应用无创生理信号遥测系统能明显观察到对照组Beagle犬24 h的生理状态，如夜晚的HR减慢，RR间期延长，活动度减少，体温和呼吸频率降低，表明 Beagle犬的自主神经活动和呼吸代谢状态具有明显的昼夜节律变化，在清醒期迷走神经活动被抑制，交感神经活动占优势;在睡眠期迷走神经活动占主导，交感神经活动相对受到了抑制。另外，利用遥测技术可以明显观察到动物的活动状态与之相关的生理信号改变，如在活动高峰期(8：00和15：30)可能与人为喂饲和动物进食有关，可明显表现出动物的活动、呼吸、温度、心率的变化，提示利用无创生理信号遥测系统可真实的反映动物的机能活动状态。

3.2 运输应激后对Beagle犬的生理昼夜节律的变化

运输应激后，由于Beagle犬 HR明显升高，RR和PR间期的显著降低，从而导致 QT间期亦有缩短，但QT间期经心率校准后未见明显影响，表明QT间期的缩短与心率的升高有关，且以白天的变化较为显著，提示运输应激后初期能引起Beagle犬交感神经的极度兴奋，表现为犬吠、不安紧张等情绪，与本研究结果中发现运输应激后活动显著增加相一致，但在本实验条件下4 h的运输应激处理均未引起Beagle犬心电生理和活动指标的昼夜节律的破坏。另外，结果显示运输应激后，Beagle犬皮肤温度显著降低，导致Beagle犬皮肤温度昼夜节律变化消失，这可能与运输应激后，由于 Beagle犬交感神经激活，接近皮肤表面的血管壁的平滑肌就会收缩，致使血管官腔缩小，血流量减少，最终引起Beagle犬皮肤温度的下降，究其机理还有待于进一步研究。此外，研究结果亦发现运输应激后，Beagle犬的呼吸频率、每分钟通气量和潮气量均显著增加，且在白天的增加幅度要高于晚上，还发现Beagle犬在白天的每分钟通气量显著高于晚上，与对照组Beagle犬每分钟通气量明显相反，这可能与运输应激后由于呼吸频率的极度增加有关，导致动物每分钟通气量增加。且相关分析发现，运输应激对Beagle犬心率、活动、皮肤温度和呼吸频率具有显著的相关性，可见，运输应激对 Beagle犬的生理指标具有明显的影响，提示在运输过程前，应制定规范的运输环境条件、适合的运输笼及动物数目等，尽量减少动物的应激，有利于动物在运输应激后尽快适应新环境。

综上所述，我们通过建立无创生理遥测技术平台，观察了自由活动状态下连续24 h Beagle犬的生理指标的变化，为今后的药理毒理以及生理学研究提供可靠的技术支持和实验依据，另外，通过对运输应激后 Beagle犬生理指标的变化分析，提示Beagle犬在经历运输应激后可能需要进入一个相当长的适应恢复期，才能恢复到正常的生理节律变化。

［1］ 杨斐，胡樱.短途运输应激对 Wistar大鼠的影响［J］.中国实验动物学报，2009，17(4)：279-283.

［2］ 饶开晴，夏东，刘锐，等.大鼠模拟运输应激的效果分析［J］.西南民族大学学报·自然科学版，2007，33(6)：1321-1323.

［3］ 吕琼霞，张书霞，赵茹茜.运输应激对猪脾脏 IL-2、IL-6和IL-10 mRNAs表达的影响及其调控机制［J］.中国农业科学，2010，43(3)：578-584.

［4］ 李留安，夏东，魏师，等.运输应激对二花脸和皮特兰猪血浆应激和代谢相关激素水平的影响［J］.应用与环境生物学报，2007，13(5)：681-685.

［5］ 胡樱，杨斐，吴剑平，常规给药应激对实验大鼠和小鼠部分免疫指标的影响［J］.实验动物与比较医学，2010 31(2)：113-116.

［6］ 卢斌，王坚，孙玲君，等.五味子对实验性水上漂浮及高强度运动大鼠垂体-性腺轴的影响［J］.中国比较医学杂志，2010，20(8)：26-29.

［7］ 宁钢民，俞方敏，白岩，等.基于遥测技术的大鼠24小时心率变异性分析［J］.生物医学工程学杂志，2006，23(2)：235-238.

Effect of Transportation Stress on Physiological Parameters in Beagle Dogs Based on Noninvasive Telemetry Technology

PAN Yong-ming，CHEN Liang，HE Huan，ZHU Ke-yan，XU Xiao-ping，YANG Yu-wei，CHEN Min-li
(Zhejiang Chinese Medical University Laboratory Animal Research Center/Comparative Medical Research Center，Hangzhou 310053，China)

Objective To study the possible influence of transportation stress on some physiological parameters in Beagle dogs based on noninvasive telemetry measurement.Methods Sixteen Beagle dogs were randomly divided into two groups(n=8 in each)：control group and transportation stress group.24 h consecutive monitoring electrocardiogram(ECG)，activity，skin temperature and respiratory parameters were recorded in the control group and after transportation stress for 4 h in transportation group，from conscious and unrestrained beagle dogs using a noninvasive telemetry system.Results Heart rate，RR interval，QT interval，activity，skin temperature and respiration had significant circadian rhythm changes(P ＜ 0.01).Compared with the control group，heart rate，activity，respiratory frequency，minute volume and tidal volume were significantly increased in the transportation stress group(P ＜0.01)，while RR interval，PR interval and skin temperature were significantly decreased(P＜0.01).Correlation analysis showed that there was remarkable correlation between transportation stress and heart rate，activity，skin temperature and respiratory frequency(P ＜0.05，P＜0.01).Conclusions Transportation stress for 4 h may cause significant changes of physiological parameters in Beagle dogs，but except for skin temperature，it does not impair the circadian rhythm change in Beagle dogs.Application of noninvasive telemetry technology can be useed to establish an ideal living model of Beagle dogs，and it is helpful in researches of animal welfare and pharmacology and toxicology.

Noninvasive telemetry technology;Transportation stress;Physiology;Beagle dog

R33

A

1671-7856(2011)04-0056-06

2010-10-08

10.3969/j.issn.1671-7856.2011.04.013

浙江省实验动物科技计划项目(2009F80018);浙江省卫生高层次创新人才培养工程项目。

潘永明(1979-)，男，助理研究员，研究方向：实验动物与动物实验。E-mail：pym918@126.com。

陈民利(1962-)，女，教授，研究方向：实验动物与比较医学。E-mail：minli-chen01@yahoo.com。