不同+Gz重复持续暴露对大鼠肝脏组织超微结构损伤及GRP78的表达影响

作     者：胡深 

作者单位：安徽医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张洪义

授予年度：2015年

学科分类：1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

主      题：加速度 肝损伤 葡萄糖调节蛋白78 病理 超微结构 免疫组化 蛋白质印迹 

摘      要：目的1.建立正加速度重复作用下的动物模型,观察血浆谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT)水平变化,研究不同水平的重复持续性正加速度(+Gz)暴露下大鼠肝脏功能的损伤机制及改变规律;2.研究不同水平的重复持续性加速度(+Gz)对肝脏组织大体病理和肝脏组织的亚细胞器超微结构变化;3.观察不同水平的重复持续性正加速度(+Gz)对肝脏细胞GRP78的分布和表达影响;4.探讨不同水平的重复持续性正加速度(+Gz)重复作用下大鼠肝脏组织应激损伤及自我保护的机制,为航空医学研究提供基础材料。方法中国人民解放军军事科学院提供SD大鼠24只,于解放军304医院动物实验室饲养1周,清洁级、成年雄性SD大鼠24只,实验动物领回后先饲养]周,适应环境,随机分为四组,每组6只(n=6),分别为对照组,+6Gz组、+9Gz组、+12Gz组。采取中国人民解放军航空研究所自主研制的实验动物离心机模型(离心机半径2m),采用计算机系统自主控制(加速度控制增长率0.5G/s,峰值作用3min,间隔0.5 h,作用周期5次),实验对照组(control)未做离心加速度实验。实验模型建立应用10%水合氯醛麻醉,剖腹取下腔静脉血测定血浆谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT);同时留取肝脏标本利用HE染色后光镜观察肝组织形态学变化、铀铅染色后透射电镜观察大鼠肝细胞的超微结构变化;免疫组化、Western blotting分别检测GRP78蛋白的分布和表达。结果1、与对照组相比,+9Gz组、+12Gz组转氨酶水平均显著升高;且在ALT水平上,+12Gz组高于+9Gz组(P0.05);其中以+12Gz组表达最高;2、HE染色显示正加速度组肝细胞排列紊乱,形态不规则,细胞间隙不清晰,空泡样改变,且随G值增长而加重;3、对照组肝细胞的细胞核规则、胞浆染色均匀、线粒体和内质网膜结构完整、清晰;与对照组相比,+6Gz组肝细胞显微结构轻度损伤,仅表现为细胞核轻度肿大,胞浆染色轻度深染,核膜出现皱缩,核仁、线粒体和内质网结构未见明显改变;+9Gz组肝细胞出现中度损伤,肝细胞整体结构出现细胞膜缺损,肝细胞核肿大,核染色质聚集形成团块状、染色质边集、核膜皱缩,有少量凋亡小体形成;线粒体出现肿胀,嵴排列紊乱,间隙增大,但结构未发现断裂;内质网轻度膨松、扩张;+12Gz组肝细胞超微结构显示重度损伤,主要表现肝细胞核肿大严重,核仁小而少,染色质聚集形成团块状、染色质边集增多、核膜皱缩,形成大量凋亡小体;胞浆基质染色加深,同时胞浆膨出,线粒体、内质网、溶酶体分散紊乱;线粒体肿胀,线粒体膜破裂,线粒体基质电子密度降低,线粒体嵴减少、断裂及消失,趋向崩解或自溶;内质网扩张严重,伴有松解或消失,出现中等电子密度絮状物,小管裂解为小泡或扩大为大泡状。4、与对照组相比,GRP78/Bip表达分布主要集中在细胞胞浆内;各实验组的GRP78表达均显著升高(P0.05)。且+12Gz组明显高于+6Gz组和对照组(P0.05),肝脏组织中GRP78/Bip蛋白表达水平随G值升高而升高;+12Gz组和+9Gz组都高于+6Gz组和对照组(P0.05)。结论课题组前阶段实验研究已发现重复持续性低正加速度(+6Gz以下)环境对肝脏细胞无明显影响,而重复持续性正加速度(+6Gz以上)环境可以导致肝脏细胞产生应激性损伤。超高+Gz暴露可造成大鼠肝细胞超微结构严重损伤,从肝细胞的亚细胞器的变化可知肝细胞受到明显的损伤。损伤机制可能涉及机械惯性力、组织挤压、缺血再灌注、氧化应激等四种主要因素的相互作用。同时发现,肝脏自我保护机制也同时启动,主要以葡萄糖调节蛋白78为主的应激蛋白表达增强,实验结果显示GRP78/Bip的分布、表达可能与加速度引起的肝脏应激反应有着正相关的作用。这要求在超高Gz飞行环境下,对飞行员的肝脏保护需要更多的关注和研究。