Оцінка стану автономної нервової системи у собак за варіабельностю серцевого ритму (оглядова стаття)
Анотація
Цей огляд присвячений аналізу варіабельності серцевого ритму (ВСР) як інструменту для оцінки стану автономної (вегетативної) нервової системи (ВНС) у собак. Розглянуто анатомо-фізіологічні особливості ВНС у собак, включаючи її унікальні характеристики, такі як відсутність типових кардіальних сплетень і спеціалізована організація симпатичних і парасимпатичних шляхів. ВСР визначається як зміна інтервалів між послідовними серцевими скороченнями, що є ключовим маркером автономної регуляції та балансу між симпатичною і парасимпатичною гілками ВНС. У роботі детально описано методологію оцінки ВСР, зокрема часову та частотну області аналізу. Показано, що короткострокові записи ЕКГ (до 2 год) є оптимальними для собак через технічні й поведінкові обмеження. Оцінено основні параметри ВСР, такі як SDNN, RMSSD, LF, HF і співвідношення LF/HF, які дозволяють диференціювати вплив симпатичної та парасимпатичної активності. Особливу увагу приділено практичному застосуванню ВСР у ветеринарній медицині, включаючи оцінку стресу, емоційного стану, післяопераційного відновлення, а також моніторинг серцево-судинних захворювань, таких як дегенеративна мітральна хвороба клапанів. Розглянуто потенційні обмеження методу, зокрема необхідність стандартизації протоколів вимірювання, а також вплив фізіологічних і породних особливостей на інтерпретацію результатів. Запропоновано напрямки для подальших досліджень, включаючи інтеграцію ВСР із іншими фізіологічними параметрами, вивчення взаємодії ВНС із системою емоційної регуляції та впливу різних зовнішніх факторів на ВСР. Огляд підтверджує важливість ВСР як універсального, неінвазивного біомаркера для оцінки стану ВНС у собак, що має значний потенціал для клінічного та дослідницького застосування.
Завантаження
Посилання
2. Bernardi, L., Keller, F., Sanders, M., Reddy, P. S., Griffith, B., Meno, F., & Pinsky, M. R. (1989). Respiratory sinus arrhythmia in the denervated human heart. Journal of Applied Physiology, 67(4), 1447–1455. https://doi.org/10.1152/jappl.1989.67.4.1447
3. Bidoli, E. M. Y., Erhard, M. H., & Döring, D. (2022). Heart rate and heart rate variability in school dogs. Applied Animal Behaviour Science, 248, 105574. https://doi.org/10.1016/J.APPLANIM.2022.105574
4. Bogucki, S., & Noszczyk-Nowak, A. (2015). Short-term heart rate variability (HRV) in healthy dogs. Polish Journal of Veterinary Sciences, 18(2), 307–312. https://doi.org/10.1515/pjvs-2015-0040
5. Bogucki, S., & Noszczyk-Nowak, A. (2017). Short-term heart rate variability in dogs with sick sinus syndrome or chronic mitral valve disease as compared to healthy controls. Polish Journal of Veterinary Sciences, 20(1). 167–172 https://doi.org/10.1515/pjvs-2017-0021
6. Calvert, C. A. (1998). Heart rate variability. Veterinary Clinics: Small Animal Practice, 28(6), 1409–1427. https://doi.org/10.1016/s0195-5616(98)50129-5
7. Duan, H., Cai, X., Luan, Y., Yang, S., Yang, J., Dong, H., Zeng, H., Shao, L. (2021). Regulation of the autonomic nervous system on intestine. Frontiers in Physiology, 12, 700129. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.700129
8. Duranton, C., & Gaunet, F. (2018). Behavioral synchronization and affiliation: Dogs exhibit human-like skills. Learning & Behavior, 46(4), 364–373. https://doi.org/10.3758/s13420-018-0323-4
9. Duranton, C., Bedossa, T., & Gaunet, F. (2019). When walking in an outside area, shelter dogs (Canis familiaris) synchronize activity with their caregivers but do not remain as close to them as do pet dogs. Journal of Comparative Psychology, 133(3), 397–405. https://doi.org/10.1037/COM0000171
10. Egger, C. (2022). The autonomic nervous system. Manual of Equine Anesthesia and Analgesia, 110–118. https://doi.org/10.1002/9781119631316.ch7
11. Faust, O., Hong, W., Loh, H. W., Xu, S., Tan, R.-S., Chakraborty, S., … Acharya, U. R. (2022). Heart rate variability for medical decision support systems: A review. Computers in Biology and Medicine, 145, 105407. https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2022.105407
12. Friedmann, E., & Thomas, S. A. (1995). Pet ownership, social support, and one-year survival after acute myocardial infarction in the Cardiac Arrhythmia Suppression Trial (CAST). The American Journal of Cardiology, 76(17), 1213–1217. https://doi.org/10.1016/s0002-9149(99)80343-9
13. Friedmann, E., Thomas, S. A., Stein, P. K., & Kleiger, R. E. (2003). Relation between pet ownership and heart rate variability in patients with healed myocardial infarcts. American Journal of Cardiology, 91(6), 718–721. https://doi.org/10.1016/s0002-9149(02)03412-4
14. Grosso, G., Vezzosi, T., Briganti, A., Di Franco, C., Tognetti, R., & Mortola, J. P. (2021). Breath-by-breath analysis of respiratory sinus arrhythmia in dogs. Respiratory Physiology & Neurobiology, 294. https://doi.org/10.1016/J.RESP.2021.103776
15. Hafez, O. A., & Chang, R. B. (2024). Regulation of cardiac function by the autonomic nervous system. Physiology. 1;40(3). https://doi.org/10.1152/physiol.00018.2024
16. Hanton, G., & Rabemampianina, Y. (2006). The electrocardiogram of the Beagle dog: reference values and effect of sex, genetic strain, body position and heart rate. Laboratory Animals, 40(2), 123–136. https://doi.org/10.1258/002367706776319088
17. Hernández-Domínguez, R. A., Herrera-Orozco, J. F., Salazar-Calderón, G. E., Chávez-Canales, M., Márquez, M. F., González-Álvarez, F., … Aceves-Buendía, J. J. (2024). Optogenetic modulation of cardiac autonomic nervous system. Autonomic Neuroscience, 255, 103199. https://doi.org/10.1016/J.AUTNEU.2024.103199
18. Hirsch, J. A., & Bishop, B. (1981). Respiratory sinus arrhythmia in humans: how breathing pattern modulates heart rate. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology, 241(4), 620–629. https://doi.org/10.1152/ajpheart.1981.241.4.h620
19. Holland, N., Robbins, T. W., & Rowe, J. B. (2021). The role of noradrenaline in cognition and cognitive disorders. Brain, 144(8), 2243–2256. https://doi.org/10.1093/brain/awab111
20. Huang, M., Shah, A. J., Lampert, R., Bliwise, D. L., Johnson, D. A., Clifford, G. D., … Da Poian, G. (2024). Heart Rate Variability, Deceleration Capacity of Heart Rate, and Death: A Veteran Twins Study. Journal of the American Heart Association, 13(7), e032740. https://doi.org/10.1161/jaha.123.032740
21. Hyun, U., & Sohn, J.-W. (2022). Autonomic control of energy balance and glucose homeostasis. Experimental & Molecular Medicine, 54(4), 370–376. https://doi.org/10.1038/s12276-021-00705-9
22. Jänig, W. (2022). The integrative action of the autonomic nervous system: neurobiology of homeostasis. Cambridge University Press. ISBN 9781108478632. eBook ISBN 9781108804127
23. Jarkovska, D., Valesova, L., Chvojka, J., Benes, J., Danihel, V., Sviglerova, J., … Stengl, M. (2017). Heart-rate variability depression in porcine peritonitis-induced sepsis without organ failure. Experimental Biology and Medicine, 242(9), 1005–1012. https://doi.org/10.1177/1535370217700521
24. Katayama, M., Kubo, T., Mogi, K., Ikeda, K., Nagasawa, M., & Kikusui, T. (2016). Heart rate variability predicts the emotional state in dogs. Behavioural Processes, 128, 108–112. https://doi.org/10.1016/j.beproc.2016.04.015
25. Katayama, M., Kubo, T., Yamakawa, T., Fujiwara, K., Nomoto, K., Ikeda, K., … Kikusui, T. (2019). Emotional contagion from humans to dogs is facilitated by duration of ownership. Frontiers in Psychology, 10, 1678. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2019.01678
26. Kim, H. G., Cheon, E. J., Bai, D. S., Lee, Y. H., & Koo, B. H. (2018). Stress and Heart Rate Variability: A Meta-Analysis and Review of the Literature. Psychiatry Investigation, 15(3), 235–245. https://doi.org/10.30773/PI.2017.08.17
27. Koskela, A., Törnqvist, H., Somppi, S., Tiira, K., Kykyri, V.-L., Hänninen, L., … Kujala, M. V. (2024). Behavioral and emotional co-modulation during dog–owner interaction measured by heart rate variability and activity. Scientific Reports, 14(1), 1–12. https://doi.org/10.1038/s41598-024-76831-x
28. Kreibig, S. D. (2010). Autonomic nervous system activity in emotion: A review. Biological Psychology, 84(3), 394–421. https://doi.org/10.1016/J.BIOPSYCHO.2010.03.010
29. La Rovere, M. T., Gorini, A., & Schwartz, P. J. (2022). Stress, the autonomic nervous system, and sudden death. Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical, 237, 102921. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2021.102921
30. LeBouef, T., Yaker, Z., & Whited, L. (2025). Physiology, autonomic nervous system. StatPearls Publishing. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; PMID: 30860751.
31. Malliani, A., Pagani, M., Lombardi, F., & Cerutti, S. (1991). Cardiovascular neural regulation explored in the frequency domain. Circulation, 84(2), 482–492. https://doi.org/10.1161/01.cir.84.2.482
32. Manzo, A., Ootaki, Y., Ootaki, C., Kamohara, K., & Fukamachi, K. (2009). Comparative study of heart rate variability between healthy human subjects and healthy dogs, rabbits and calves. Laboratory Animals, 43(1), 41–45. https://doi.org/10.1258/LA.2007.007085
33. Maros, K., Dóka, A., & Miklósi, Á. (2008). Behavioural correlation of heart rate changes in family dogs. Applied Animal Behaviour Science, 109(2–4), 329–341. https://doi.org/10.1016/J.APPLANIM.2007.03.005
34. Matsushita, S., Nagasawa, M., & Kikusui, T. (2022). Autonomic nervous system responses of dogs to human-dog interaction videos. Plos One, 17(11), e0257788. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0257788
35. Mayo, O., Lavidor, M., & Gordon, I. (2021). Interpersonal autonomic nervous system synchrony and its association to relationship and performance – a systematic review and meta-analysis. Physiology & Behavior, 235, 113391. https://doi.org/10.1016/J.PHYSBEH.2021.113391
36. Mitchell, K. J., & Schwarzwald, C. C. (2021). Heart rate variability analysis in horses for the diagnosis of arrhythmias. The Veterinary Journal, 268, 105590. https://doi.org/10.1016/j.tvjl.2020.105590
37. Mizeres, N. J. (1954). The anatomy of the autonomic nervous system in the dog. University of Michigan. American Journal of Anatomy, 96(2), 285–318. http://dx.doi.org/10.1002/aja.1000960205
38. Mortola, J. P., Marghescu, D., & Siegrist-Johnstone, R. (2018). Respiratory sinus arrhythmia in the immediate post-exercise period: correlation with breathing-specific heart rate. European Journal of Applied Physiology, 118(7), 1397–1406. https://doi.org/10.1007/S00421-018-3871-6/METRICS
39. Murayama, M., Nagasawa, M., Katayama, M., Ikeda, K., Kubo, T., Yamakawa, T., … Kikusui, T. (2020). Trial of evaluation of emotions using heart rate variability in free moving dogs. Japanese Journal of Animal Psychology, 70(1), 15–18. https://doi.org/10.2502/janip.70.1.1
40. Oliveira, M. S., Muzzi, R. A. L., Araújo, R. B., Muzzi, L. A. L., Ferreira, D. F., & Silva, E. F. (2014). Heart rate variability and arrhythmias evaluated with Holter in dogs with degenerative mitral valve disease. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia, 66(2), 425–432. https://doi.org/10.1590/1678-41626097
41. Ortmeyer, H. K., & Katzel, L. I. (2020). Effects of Proximity between Companion Dogs and Their Caregivers on Heart Rate Variability Measures in Older Adults: A Pilot Study. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(8), 2674. https://doi.org/10.3390/IJERPH17082674
42. Pastarapatee, N., Kijtawornrat, A., & Buranakarl, C. (2017). Imbalance of autonomic nervous systems involved in ventricular arrhythmia after splenectomy in dogs. Journal of Veterinary Medical Science, 79(12), 2002–2010. https://doi.org/10.1292/jvms.17-0482
43. Peltola, M. A. (2012). Role of editing of R–R intervals in the analysis of heart rate variability. Frontiers in Physiology, 3, 148. https://doi.org/10.3389/fphys.2012.00148
44. Piccione, G., Giudice, E., Giannetto, C., & Mortola, J. P. (2019). The magnitude of respiratory sinus arrhythmia of a large mammal (the horse) is like that of humans. Respiratory Physiology & Neurobiology, 259, 170–172. https://doi.org/10.1016/j.resp.2018.09.006
45. Piccirillo, G., Magrì, D., Ogawa, M., Song, J., Chong, V. J., Han, S., … Chen, L. S. (2009). Autonomic nervous system activity measured directly and QT interval variability in normal and pacing-induced tachycardia heart failure dogs. Journal of the American College of Cardiology, 54(9), 840–850. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2009.06.008
46. Porges, S. W. (1995). Cardiac vagal tone: A physiological index of stress. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 19(2), 225–233. https://doi.org/10.1016/0149-7634(94)00066-A
47. Rasmussen, C. E., Vesterholm, S., Ludvigsen, T. P., Häggström, J., Pedersen, H. D., Moesgaard, S. G., & Olsen, L. H. (2011). Holter monitoring in clinically healthy Cavalier King Charles Spaniels, Wire‐haired Dachshunds, and Cairn Terriers. Journal of Veterinary Internal Medicine, 25(3), 460–468. https://doi.org/10.1111/j.1939-1676.2011.0707.x
48. Rogers, B., Schaffarczyk, M., Clauß, M., Mourot, L., & Gronwald, T. (2022). The movesense medical sensor chest belt device as single channel ECG for RR interval detection and HRV analysis during resting state and incremental exercise: A cross-sectional validation study. Sensors, 22(5), 2032. https://doi.org/10.3390/s22052032
49. Shafford, H., Dodam, J., & Spier, A. (2005). The effect of anesthesia and surgery on heart rate variability in dogs. Veterinary Anaesthesia and Analgesia, 32(4), 7. https://doi.org/10.1111/j.1467-2995.2005.00232a_14.x
50. Stein, P. K., Bosner, M. S., Kleiger, R. E., & Conger, B. M. (1994). Heart rate variability: a measure of cardiac autonomic tone. American Heart Journal, 127(5), 1376–1381. https://doi.org/10.1016/0002-8703(94)90059-0
51. Sundman, A. S., Van Poucke, E., Svensson Holm, A. C., Faresjö, Å., Theodorsson, E., Jensen, P., & Roth, L. S. V. (2019). Long-term stress levels are synchronized in dogs and their owners. Scientific Reports 2019, 9:1, 9(1), 1–7. https://doi.org/10.1038/s41598-019-43851-x
52. Umetani, K., Singer, D. H., McCraty, R., & Atkinson, M. (1998). Twenty-Four Hour Time Domain Heart Rate Variability and Heart Rate: Relations to Age and Gender Over Nine Decades. Journal of the American College of Cardiology, 31(3), 593–601. https://doi.org/10.1016/S0735-1097(97)00554-8
53. Valensi, P. (2021). Autonomic nervous system activity changes in patients with hypertension and overweight: role and therapeutic implications. Cardiovascular Diabetology, 2021 20:1, 20(1), 1–12. https://doi.org/10.1186/S12933-021-01356-W
54. Varga, B., Gergely, A., Galambos, Á., & Kis, A. (2018). Heart rate and heart rate variability during sleep in family dogs (Canis familiaris). moderate effect of pre-sleep emotions. Animals, 8(7), 107. https://doi.org/10.3390/ani8070107
55. Von Borell, E., Langbein, J., Després, G., Hansen, S., Leterrier, C., Marchant, J., … Prunier, A. (2007). Heart rate variability as a measure of autonomic regulation of cardiac activity for assessing stress and welfare in farm animals—A review. Physiology & Behavior, 92(3), 293–316. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2007.01.007
56. Wu, F., Zhao, Y., & Zhang, H. (2022). Ocular Autonomic Nervous System: An Update from Anatomy to Physiological Functions. Vision, 6. https://doi.org/10.3390/vision6010006
57. Wulsin, L. R., Horn, P. S., Perry, J. L., Massaro, J. M., & D’Agostino, R. B. (2015). Autonomic Imbalance as a Predictor of Metabolic Risks, Cardiovascular Disease, Diabetes, and Mortality. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, 100(6), 2443–2448. https://doi.org/10.1210/JC.2015-1748
58. Zaffalon Júnior, J. R., Viana, A. O., de Melo, G. E. L., & De Angelis, K. (2018). The impact of sedentarism on heart rate variability (HRV) at rest and in response to mental stress in young women. Physiological Reports, 6(18), e13873. https://doi.org/10.14814/PHY2.13873
59. Zupan, M., Buskas, J., Altimiras, J., & Keeling, L. J. (2016a). Assessing positive emotional states in dogs using heart rate and heart rate variability. Physiology & Behavior, 155, 102–111. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2015.11.027
60. Zupan, M., Buskas, J., Altimiras, J., & Keeling, L. J. (2016b). Assessing positive emotional states in dogs using heart rate and heartrate variability. Physiology and Behavior, 155, 102–111. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2015.11.027
61. Рубленко, С. В., Яремчук, А. В., Ільніцький, М. Г., & Чорнозуб, М. П. (2021). Динаміка варіабельності серцевого ритму та стан ендогенної інтоксикації за різних схем анестезії у собак за вісцерального та соматичного типів больової реакції. Науковий вісник ветеринарної медицини, 2, 203–214. https://doi.org/10.33245/2310-4902-2021-168-2-203-214
Переглядів анотації: 20 Завантажень PDF: 4


