+Gz重復(fù)暴露對大鼠肝臟病理生理功能的影響及防護的實驗研究.pdf

1、第一部分不同強度+Gz加速度對大鼠肝臟功能影響的研究
　　目的:通過建立模擬航空環(huán)境下高+Gz加速度實驗動物模型，對實驗動物肝臟損傷情況進行動態(tài)檢測分析，探討高+Gz加速度對動物肝臟功能損傷的發(fā)生機制，以解決航空生理條件下肝膽系統(tǒng)功能損傷方面的問題。
　　方法:選用90只Wister大鼠（由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心提供），體重250±50g，清潔級，術(shù)前12小時禁食，自由飲水。90只大鼠完全隨機化方法（即應(yīng)用操作計算器的隨

2、機數(shù)字）分為三組，即:假手術(shù)組、+6Gz/5min暴露組和+10Gz/5 min暴露組，每組30只。動物離心機的的半徑為1米，能產(chǎn)生加速度最小值為+1Gz，最大值為+15Gz，加速度增長率為0.1～6Gz/s。每只老鼠放進15cm×5cm×3cm的玻璃盒內(nèi)，大鼠的頭朝向旋轉(zhuǎn)軸的圓心，將其固定在離心機的橫臂上。6GS組加速度的值為+6Gz，10GS組加速度的值為+10Gz，暴露時間為5min，加速度增長率為1Gz，連續(xù)5次，每次間隔5分鐘

3、，分別于重復(fù)暴露的即刻、6h和24h取肝臟標本，每個時間點10只老鼠。對照組大鼠放入玻璃盒內(nèi)，不進行離心機的暴露。觀察指標包括大鼠加速度暴露后即刻、6h、24h的轉(zhuǎn)氨酶(ALT、AST)變化情況、門靜脈流速和內(nèi)徑、丙二醛(MDA)水平、鈉-鉀-ATP酶（Na+-K+-ATPase）的量、肝細胞損傷的組織病理學(xué)以及暴露后24小時肝臟線粒體的形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果。
　　結(jié)果:
　　1.三組+Gz暴露后不同時間點ALT、AST變化 BC

4、組測量小鼠ALT值為(46.6±4.7)U/L，+Gz暴露后0h，6GS組為（52.8±5.6）U/L，10GS組為（62.8±3.9）U/L，6GS vs BC，10GS vs BC，6GS vs10GS對比有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01);+Gz暴露后6h，6GS組為(49.1±3.8)U/L，10GS組為（58.9±4.2）U/L，6GS vs BC，10GSvs BC，6GS vs10GS對比有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01);+Gz暴露

5、后24h，6GS組為(46.5±4.1)U/L，10GS組為(46.7±4.3)U/L，6GS vs BC，10GS vs BC，6GS vs10GS對比沒有統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。BC組測量小鼠AST值為（110.5±7.6）U/L，+Gz暴露后0h，6GS組為（139.9±5.3）U/L，10GS組為（155.7±4.4）U/L，6GS vsBC，10GS vs BC，6GS vs10GS對比有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01);+Gz

6、暴露后6h，6GS組為（131.3±4.2）U/L，10GS組為（140.8±6.3）U/L，6GS vs BC，10GS vs BC，6GS vs10GS對比有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01);+Gz暴露后24h，6GS組為（111.2±3.7）U/L，10GS組為（112.4±4.2）U/L，6GS vs BC，10GS vs BC，6GS vs10GS對比沒有統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。
　　2.三組+Gz暴露后不同時間點肝細胞損

7、傷程度的組織病理學(xué)結(jié)果空白對照組可見肝小葉和肝細胞索的結(jié)構(gòu)清晰，無明顯細胞水腫，(Suzuki's評分=2.12±0.35)。重復(fù)+Gz暴露后0小時的病理表現(xiàn):6GS組可見肝細胞條索樣結(jié)構(gòu)基本正常（Suzuki's評分=3.21±0.13）;10GS組可見肝細胞條索樣結(jié)構(gòu)欠佳，并可見肝細胞水腫（Suzuki's評分=4.63±0.25，6GS vs BC，10GS vs BC，6GSvs10GS對比有統(tǒng)計學(xué)差異;P＜0.01）。重復(fù)+G

8、z暴露后6小時:6GS組暴露后0小時和6小時則變化不大（Suzuki's評分=3.24±0.28;P＜0.01）;10GS組可見肝細胞水腫明顯減輕（Suzuki's評分=3.53±0.31，6GS vs BC，10GSvs BC有統(tǒng)計學(xué)差距，6GS vs10GS對比沒有統(tǒng)計學(xué)差異）。重復(fù)+Gz暴露后24小時:6GS組和10GS組恢復(fù)正常（Suzuki's評分=2.14±0.33;2.13±0.36，6GS vs BC，10GS vs B

9、C，6GS vs10GS對比沒有統(tǒng)計學(xué)差異）。
　　3.三組+Gz暴露后不同時間點門靜脈流速與流量的變化情況 BC組大鼠門靜脈的內(nèi)徑為0.145 cm，流速為11.364±0.17 cm/s，由流量計算公式得出血流量Q為11.468±0.237 ml/min。+Gz暴露后0h，6GS組、10GS組的門脈內(nèi)徑分別為0.145 cm、0.145 cm，流速分別為8.162±0.23 cm/s、6.256±0.36 cm/s，流量為8.

10、082±0.235 ml/min、6.195±0.241 ml/min。由此可見，6GS和10GS組的流速和流量低于對照組，我們發(fā)現(xiàn)門靜脈的內(nèi)徑?jīng)]有發(fā)生變化，但6GS組的流速和流量明顯高于10GS組（6GS vs BC，10GS vs BC，6GS vs10GS有統(tǒng)計學(xué)意義，P＜0.05）。+Gz暴露后6h，6GS組、10GS組的門脈內(nèi)徑分別為0.145 cm、0.145 cm，流速分別為11.363±0.24 cm/s、11.362±

11、0.37 cm/s，流量為11.252±0.232 ml/min、11.251±0.231 ml/min。+Gz暴露后24h，6GS組、10GS組的門脈內(nèi)徑分別為0.145 cm、0.147 cm，流速分別為11.363±0.24 cm/s、11.362±0.37 cm/s，流量為11.252±0.234 ml/min、11.251±0.231 ml/min。+Gz暴露后6h和24h，各組的門脈流速和流量與對照組一致(6GS vs BC

12、，10GS vs BC，6GS vs10GS沒有統(tǒng)計學(xué)意義，P＞0.05)。因此，隨著G值增加，門靜脈的流速在逐漸降低，流量在逐漸減少。
　　4.三組+Gz暴露后不同時間點MDA水平 BC組測量大鼠正常MDA值為1.12±0.27 nmol/mgprot，+Gz暴露后0h，6GS組升高到2.89±0.24 nmol/mgprot，10GS組升高到3.32±0.25 nmol/mgprot，兩兩對比有明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01);

13、+Gz暴露后6h，6GS組回降到2.64±0.18 nmol/mgprot,10GS組回降到3.18±0.19 nmol/mgprot,兩兩對比有明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01);+Gz暴露后24h，6GS組回降到2.47±0.12nmol/mgprot，10GS組回降到2.47±0.18 nmol/mgprot,6GS vs BC，10GS vs BC比較有統(tǒng)計學(xué)意義，6GS vs10GS對比沒有統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。
　　

14、5.三組+Gz暴露后不同時間點對肝細胞能量代謝影響的評估 BC組大鼠正常Na+-K+-ATP活力值為0.92±0.02μmolPi/mgprot，+Gz暴露后0小時，6GS組為0.85±0.04μmolPi/mgprot，10GS組為0.73±0.05μmolPi/mgprot，兩兩對比有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01);+Gz暴露后6h，6GS組為0.87±0.03μmolPi/mgprot，10GS組為0.78±0.05μmolPi/mg

15、prot，兩兩對比有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01);+Gz暴露后24h，6GS組為0.89±0.04μmolPi/mgprot，10GS組為0.85±0.05μmolPi/mgprot，兩兩對比無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。
　　6.三組+Gz暴露后24小時肝臟線粒體透射電鏡觀察結(jié)果 BC組線粒體結(jié)構(gòu)正常，形態(tài)規(guī)則，基質(zhì)密度均勻。重復(fù)+Gz暴露后24h，6GS組可見個別線粒體輕度腫脹，基質(zhì)顆粒稀疏。10GS組可見少量線粒體輕度腫脹，基

16、質(zhì)顆粒明顯稀疏，嵴分離。通過電鏡半定量分析后結(jié)果顯示，空白對照組電鏡半定量評分為0.313±0.104，而6GS組和10GS組的分別為0.626±0.119，0.835±0.208，說明+Gz暴露組肝臟線粒體受損（6GS vs BC，10GS vs BC對比有統(tǒng)計學(xué)意義）。10GS組的評分高于6GS組，但結(jié)果沒有統(tǒng)計學(xué)意義(6GS vs10GS對比沒有統(tǒng)計學(xué)差異，P＞0.05)。
　　結(jié)論:
　　(1)+Gz直接作用可引起肝

17、臟明顯的血流動力學(xué)變化，門靜脈的血流量減少，即肝臟與體表或一般臟器的血流再分布，即:缺血再灌注。
　　(2)血清轉(zhuǎn)氨酶ALT和AST僅表現(xiàn)輕微的增加，況且很快就恢復(fù)正常。隨著+Gz值的增加，肝功能的受損程度增加。這種損傷是功能性的，可逆性的。
　　(3)氧化性損傷發(fā)生于肝臟缺血缺氧誘導(dǎo)的病理生理過程中。MDA的水平隨著G值的增加而增加。
　　(4)重復(fù)+Gz暴露影響肝臟的能量代謝，反映在鈉-鉀-ATP酶的活性降低。

18、r>　　(5)重復(fù)+Gz暴露導(dǎo)致肝臟線粒體輕度腫脹，基質(zhì)密度下降，這與鈉-鉀-ATP酶活性降低有關(guān)。
　　(6)+Gz暴露組肝組織病理學(xué)表現(xiàn)為輕微的肝細胞水腫。
　　第二部分低G預(yù)適應(yīng)減輕大鼠+Gz暴露導(dǎo)致的肝損傷
　　目的:研究低G預(yù)適應(yīng)對大鼠高+Gz暴露誘導(dǎo)的肝損傷的影響。
　　方法:90只Wister大鼠隨機分為空白對照組(blank control group， Group BC)，低G預(yù)適應(yīng)組(low

19、G preconditioning group，Group LG)和10Gz暴露應(yīng)激組(+10Gz/5 min group，Group10G)。+10Gz/5min組暴露方法是G值為+10Gz，時間是5分鐘。低G預(yù)適應(yīng)的暴露方式是G值為+4Gz/5min，1次/天，共3天，第4天進行+10Gz/5min暴露。每個實驗組30只大鼠。+10 Gz/5 min暴露后0h和6h時取血液和肝組織標本。觀察指標是血清轉(zhuǎn)氨酶(ALT和AST)、丙二醛

20、(MDA)、超歧過氧化物酶(SOD)、鈉-鉀-ATP酶(Na+-K+-ATPase)和肝病理組織學(xué)觀察。
　　結(jié)果:
　　1.血清轉(zhuǎn)氨酶ALT、AST變化情況
　　BC組測量小鼠ALT值為(46.6±4.6)U/L，+Gz暴露后0h，LG組為（48.9±3.7）U/L，10G組為（57.3±3.8）U/L，兩兩對比有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01);+Gz暴露后6h，LG組為(46.7±4.5)U/L，10G組為（51.5±

21、3.5）U/L，10G vs BC，10G vs LG有統(tǒng)計學(xué)意義，LG vs BC沒有統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。BC組測量小鼠AST值為(110.5±7.4)U/L，+Gz暴露后0h，LG組為(126.9±4.2)U/L，10GS組為（150.5±6.3）U/L，兩兩對比有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01);+Gz暴露后6h，LG組為（110.6±3.8）U/L，10G組為（126.6±5.6）U/L，10G vs BC，10G vs LG

22、有統(tǒng)計學(xué)意義，LG vs BC沒有統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。*LG和10G vs BC，＃10G vs LG。
　　2.肝細胞損傷程度的組織病理學(xué)觀察
　　BC組可見肝小葉結(jié)構(gòu)清晰，肝細胞索排列整齊（Suzuki's score=2.12±0.13）。+Gz暴露后0h，10G組可見肝細胞索結(jié)構(gòu)紊亂，肝細胞水腫(Suzuki's score=3.23±0.37)。形成鮮明對比的是，LG組可見肝小葉結(jié)構(gòu)較整齊(Suzuki's

23、 score=2.28±0.16)。+Gz暴露后6h，10G組的肝細胞水腫減輕，肝小葉結(jié)構(gòu)排列稍整齊（Suzuki's score=2.53±0.25;P＜0.01）。LG組暴露后6h與0h無明顯差別(Suzuki's score=2.28±0.16 versus2.31±0.14;P＜0.01)。
　　3.丙二醛MDA和超歧過氧化物酶SOD水平
　　BC組測量大鼠正常MDA值為1.14±0.25 nmol/mgprot，+

24、Gz暴露后0h，LG組為1.56±0.05 nmol/mgprot，10G組為1.99±0.14 nmol/mgprot，兩兩對比有明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01);+Gz暴露后6h，LG組回降到1.23±0.09 nmol/mgprot，10G組回降到1.36±0.19 nmol/mgprot，兩兩對比沒有統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。BC測量大鼠正常SOD值為275.38±8.93 nmol/mgprot，+Gz暴露后0h，LG組降低到

25、255.5±8.15nmol/mgprot，10G組降低到207.28±8.36 nmol/mgprot，兩兩對比有明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01);+Gz暴露后6h，LG組回升到261.74±6.19 nmol/mgprot，10G組回升到244.8±7.34 nmol/mgprot，10G vs BC有統(tǒng)計學(xué)意義，LG vs BC，10G vs LG對比沒有統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。
　　4.肝組織Na+-K+-ATP活力

26、r>　　BC組大鼠正常Na+-K+-ATP活力值為0.92±0.02μmolPi/mgprot，+Gz暴露后0小時，LG組為0.742±0.023μmolPi/mgprot，10G組為0.666±0.016μmolPi/mgprot，兩兩對比有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01);+Gz暴露后6h，LG組為0.889±0.035μmolPi/mgprot，10G組為0.847±0.054μmolPi/mgprot，兩兩對比沒有統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.