Body temperature and heart rate variability, and their circadian rhythms in sheep as measured by biologgers

Abstract

[EN] Heart rate (HR) variability (HRV) reflects the balance between the autonomic nervous system's sympathetic and parasympathetic branches, which regulate stress and relaxation. Wearable sensors record HR and body temperature (BT), to provide data that informed decisions can be made from on animal management and welfare. The purpose of this study was to investigate daily changes in BT and HRV, recorded by subcutaneous biologgers; specifically, to quantify the 24-hour circadian rhythm in BT (°C), HR (bpm), the Standard Deviation of the R-R intervals (SDNN), and the Root Mean Square of Successive Differences (RMSSD) (ms). Five ewes were implanted with a subcutaneous biologger, configured to collect data every 5 min for 7 d. Mean ( ± S.E.) BT (38.06 ± 0.01), HR (111.14 ± 1.68), SDNN (34.35 ± 2.90), and RMSSD (47.95 ± 4.21) were calculated. BT and HR were highest in the day (day: 38.15 ± 0.01 and 120.71 ± 0.43; night: 37.98 ± 0.01 and 102.47 ± 0.43; P < 0.001), and SDNN (day: 29.30 ± 0.87; night: 37.16 ± 0.67) and RMSSD (day: 39.01 ± 1.17; night: 53.53 ± 0.94) were highest at night (P < 0.001). BT and HR were positively correlated (P < 0.01), but both negatively correlated (P < 0.01) with SDNN and RMSSD. BT, HR, SDNN, and RMSSD presented a 24-h circadian rhythm, with acrophases (peak activity period) for BT at 1457 h and at 1223 h for HR, but those of SDNN and RMSSD were at 0350 h and 0327 h, respectively. In conclusion, biologgers detected the diurnal rhythmicity in BT and HRV in sheep, providing an option to use these physiological measures to assess an animal's health and welfare.

[ES] La variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) refleja el equilibrio entre las ramas simpática y parasimpática del sistema nervioso autónomo, que regulan el estrés y la relajación. Sensores portátiles registran la FC y la temperatura corporal (TC) para proporcionar datos que permitan tomar decisiones informadas sobre el manejo y el bienestar animal. El objetivo de este estudio fue investigar los cambios diarios en la TC y la VFC, registrados mediante biorreceptores subcutáneos; específicamente, cuantificar el ritmo circadiano de 24 horas en la TC (°C), la FC (lpm), la desviación estándar de los intervalos RR (SDNN) y la raíz cuadrada media de las diferencias sucesivas (RMSSD) (ms). Se implantó un biorreceptor subcutáneo en cinco ovejas, configurado para recopilar datos cada 5 minutos durante 7 días. Se calcularon la media (± EE) de BT (38,06 ± 0,01), HR (111,14 ± 1,68), SDNN (34,35 ± 2,90) y RMSSD (47,95 ± 4,21). La temperatura corporal (TC) y la frecuencia cardíaca (FC) alcanzaron sus valores máximos durante el día (día: 38,15 ± 0,01 y 120,71 ± 0,43; noche: 37,98 ± 0,01 y 102,47 ± 0,43; p < 0,001), mientras que la desviación estándar de los intervalos NN (SDNN) (día: 29,30 ± 0,87; noche: 37,16 ± 0,67) y la raíz cuadrada media de las diferencias sucesivas (RMSSD) (día: 39,01 ± 1,17; noche: 53,53 ± 0,94) fueron máximas durante la noche (p < 0,001). La TC y la FC mostraron una correlación positiva (p < 0,01), pero una correlación negativa (p < 0,01) con la SDNN y la RMSSD. La temperatura corporal (TC), la frecuencia cardíaca (FC), la desviación estándar de los intervalos RR (SDNN) y la raíz cuadrada de la media de las diferencias sucesivas (RMSSD) presentaron un ritmo circadiano de 24 horas, con acrofases (período de máxima actividad) para la TC a las 14:57 h y para la FC a las 12:23 h, mientras que las de SDNN y RMSSD se ubicaron a las 03:50 h y a las 03:27 h, respectivamente. En conclusión, los biorregistradores detectaron la ritmicidad diurna en la TC y la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC) en ovejas, lo que ofrece la posibilidad de utilizar estas medidas fisiológicas para evaluar la salud y el bienestar animal.