本文關鍵詞：模擬失重對大鼠腸黏膜機械屏障與免疫屏障的影響

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【摘要】： 人類對外層空間的探索以及太空資源的開發(fā)和利用帶來航天活動的蓬勃發(fā)展。近年來,我國的航天事業(yè)取得了長足的進步。但航天事業(yè)的發(fā)展離不開航天醫(yī)學的支持。 航天器圍繞地球旋轉(zhuǎn)時,處于失重狀態(tài)。但由于受到殘余大氣阻力、航天器自旋等因素影響,其內(nèi)部表現(xiàn)為微重力環(huán)境。微重力環(huán)境對已適應地球重力影響的哺乳動物生物機能的影響,會阻礙人類的空間探索,因此已成為空間生命科學與空間細胞生物科學的研究熱點。失重對生物機體的研究,最好將生物體置于宇宙空間飛行真實失重環(huán)境中進行。但由于航天飛行的載荷量低,空間狹小,成本高,大量的相關研究工作基本為地面模擬失重狀態(tài)下進行。模擬失重的大鼠動物模型一般采用尾懸吊法。實驗大鼠尾部懸于籠頂30°,前肢踏于籠底,可自由活動。此模型可以較理想地模擬失重條件下體液移動和制動的效果,是一種較好的失重模擬方法, 幾十年的航天實踐及模擬失重研究證實,空間飛行會導致心血管功能障礙、骨質(zhì)丟失、肌肉萎縮、免疫能下降、內(nèi)分泌功能紊亂及空間運動病等多種生理和病理變化,研究也取得了很大的成果。但是對消化系統(tǒng)失重生理病理學的研究卻十分局限,迄今國內(nèi)外尚未見有關失重和模擬失重環(huán)境下腸道黏膜屏障的研究報道。 胃腸道除作為消化吸收的器官,完成食物的消化、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收及廢物的排泄外,由于腸道內(nèi)存在眾多的化學物質(zhì)和大量的微生物,為避免這些外來物質(zhì)對機體的損害,胃腸道還有一套完整的防御體系,即胃腸道的粘膜屏障功能。該屏障由粘膜機械屏障、免疫屏障、生物屏障和化學屏障四個層次構(gòu)成。腸黏膜上皮細胞及其緊密連接是粘膜機械屏障的重要組成部分,它的完整性是黏膜屏障的基礎。在腸道免疫中sIgA扮演著重要角色,它主要由腸粘膜固有層中的IgA漿細胞產(chǎn)生,當發(fā)生腸粘膜上皮受損時,勢必影響到sIgA的分泌,削弱機體的免疫屏障功能。腸道淋巴樣系統(tǒng)由具有分化功能并能產(chǎn)生局部免疫的淋巴細胞亞群所組成,參與免疫調(diào)節(jié)。任何原因造成免疫功能受損,均可引起腸粘膜免疫屏障功能減弱。 本研究依據(jù)目前航天醫(yī)學的現(xiàn)狀而設立課題,進行模擬失重動物實驗,觀察微重力環(huán)境對腸黏膜機械及免疫屏障的的影響。 研究方法:(1)選用清潔級成年健康雄性Wistar大鼠,適應飼養(yǎng)1周后進行實驗。依照陳杰等設計的尾懸吊法(tail-suspension)建立模擬失重大鼠模型。各時相點實驗結(jié)束時,腹腔注射戊巴比妥鈉(45 mg/kg)將實驗及對照動物麻醉,無菌操作,剖腹取材。(2)實驗一:Wistar大鼠,隨機分為5組:模擬失重1w組、模擬失重2w組、模擬失重3w組、模擬失重4w組以及地面對照組。酶法檢測血中D-乳酸的變化水平,鱟試劑法測定門靜脈內(nèi)毒素水平,透射電鏡觀察回腸黏膜的超微結(jié)構(gòu)變化。(3)實驗二:Wistar大鼠,隨機分為模擬失重組和對照組,分別設1 d、2 d、4 d、及7 d共4個時相點,用雙抗體夾心ABC-ELISA法測定TNF-α的水平,免疫組織化學法檢測腸道黏膜NF-κB表達,TUNEL法檢測腸黏膜上皮細胞凋亡。(4)實驗三:Wistar大鼠,隨機分為模擬失重組和對照組,1 d、2 d、4 d、及7 d不同的時相點,免疫組織化學法檢測腸黏膜sIgA的表達,TUNEL法原位檢測腸黏膜下淋巴細胞的凋亡,免疫組織化學法檢測腸黏膜CD4細胞數(shù)量的變化。(5)實驗四:在模擬失重下,分6h,12h,24h,48h,96h不同時相點,應用免疫組化檢測大鼠黏膜上皮Hsp70的表達。 結(jié)果:(1)模擬失重對大鼠的腸壁超微結(jié)構(gòu)破壞明顯,表現(xiàn)為微絨毛排列紊亂脫落,外觀極不平整,細胞間隙明顯增寬,細胞橋粒連接模糊。線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腫脹、空泡變性。以1W組明顯。模擬失重1w組大鼠的血乳酸水平明顯增高,然后逐漸下降。模擬失重4w組的血乳酸水平接近對照組水平。模擬失重1w組大鼠的門靜脈血內(nèi)毒素的水平明顯增高,然后略有下降。3w、4w組的內(nèi)毒素水平仍處高水平。(2)模擬失重狀態(tài)下,血漿TNF-α的水平從第2d開始升高,4d最高,7d恢復到正常水平。1d組腸道黏膜NF-κB表達陽性率較對照組開始升高,2d、4d、7d陽性率明顯高于對照組,7d模擬失重組的陽性表達仍在高水平。黏膜上皮細胞的凋亡1d明顯增加,以后開始減慢,但7d后仍高于對照組。(3)模擬失重1d、2d組大鼠腸道黏膜sIgA分泌明顯下降,4d開始明顯上調(diào)、7d組sIgA的分泌量增多,但仍未恢復正常水平。模擬失重1d、2d組腸道黏膜的淋巴細胞凋亡明顯,模擬失重4d、7d組凋亡率明顯下降,逐漸恢復正常水平。模擬失重1d組腸道黏膜CD4細胞的數(shù)量明顯下降,模擬失重2d、4d開始逐漸上升、7d組CD4細胞的數(shù)量接近正常水平。(4)模擬失重大鼠從6h開始腸黏膜高度表達Hsp70,24h達到高峰,48h略有下降,96h仍處在高表達的水平。 結(jié)論:(1)血D-乳酸和門靜脈內(nèi)毒素濃度的增高,提示模擬失重造成了大鼠腸道黏膜通透性的增加。(2)模擬失重造成了腸黏膜超微結(jié)構(gòu)的改變和黏膜上皮細胞的凋亡增加,這可能是黏膜通透性改變的基礎。(3)模擬失重引起大鼠腸道黏膜NF-κB應激活化和血漿TNF-α的增高,提示炎性反應在失重狀態(tài)下的腸道黏膜損害中起到一定作用。(4)模擬失重造成了大鼠腸道黏膜sIgA的分泌減少,淋巴細胞的凋亡增加,CD4細胞數(shù)量的減少,顯示腸道黏膜的免疫屏障功能降低。(5)模擬失重是一種能誘導大鼠腸道黏膜Hsp70快速表達的典型應激原。
【關鍵詞】：模擬失重 大鼠 腸黏膜 黏膜屏障 免疫屏障 應激 D-乳酸 內(nèi)毒素 核轉(zhuǎn)錄因子-κB 細胞凋亡 超微結(jié)構(gòu) 免疫組化 sIgA 電鏡 Hsp70
【學位授予單位】：第三軍醫(yī)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：R85
【目錄】：

• 英文摘要6-10
• 中文摘要10-13
• 論文正文 模擬失重對大鼠腸黏膜機械屏障及免疫屏障的影響13-79
• 前言13-15
• 第一部分 模擬失重對大鼠腸黏膜通透性及超微結(jié)構(gòu)的影響15-27
• 材料和方法15-19
• 結(jié)果19-21
• 討論21-23
• 參考文獻23-27
• 第二部分 模擬失重對大鼠腸道黏膜上皮細 胞凋亡及 NF-κB 表達的影響27-39
• 材料和方法27-29
• 結(jié)果29-32
• 討論32-34
• 參考文獻34-39
• 第三部分 模擬失重對大鼠腸道免疫屏障的影響39-49
• 材料和方法39-41
• 結(jié)果41-43
• 討論43-46
• 參考文獻46-49
• 第四部分 模擬失重早期大鼠腸黏膜 Hsp70 的表達49-55
• 材料與方法49-50
• 結(jié)果50-51
• 討論51-53
• 參考文獻53-55
• 全文結(jié)論55-56
• 圖片56-79
• 綜述 NF-κB 在腸道的表現(xiàn)與疾病的關系79-91
• 參考文獻84-91
• 博士在讀期間發(fā)表論文91-92
• 致謝92-93

【引證文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉寧;尾部懸吊模擬失重大鼠模型骨密度測量與骨折風險預測[D];第四軍醫(yī)大學;2012年

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本文編號：818245