第一部分不同强度+Gz加速度对大鼠肝脏功能影响的研究目的：通过建立模拟航空环境下高+Gz加速度实验动物模型,对实验动物肝脏损伤情况进行动态检测分析,探讨高+Gz加速度对动物肝脏功能损伤的发生机制,以解决航空生理条件下肝胆系统功能损伤方面的问题。方法：选用90只Wister大鼠(由军事医学科学院实验动物中心提供),体重250+50g,清洁级,术前12小时禁食,自由饮水。90只大鼠完全随机化方法(即应用操作计算器的随机数字)分为三组,即：假手术组、+6Gz/5min暴露组和+10Gz/5min暴露组,每组30只。动物离心机的的半径为1米,能产生加速度最小值为+1Gz,最大值为+15Gz,加速度增长率为0.1～6Gz/s。每只老鼠放进15cm×5cm×3cm的玻璃盒内,大鼠的头朝向旋转轴的圆心,将其固定在离心机的横臂上。6GS组加速度的值为+6Gz,10GS组加速度的值为+10Gz,暴露时间为5min,加速度增长率为1Gz,连续5次,每次间隔5分钟,分别于重复暴露的即刻、6h和24h取肝脏标本,每个时间点10只老鼠。对照组大鼠放入玻璃盒内,不进行离心机的暴露。观察指标包括大鼠加速度暴露后即刻、6h、24h的转氨酶(ALT、AST)变化情况、门静脉流速和内径、丙二醛(MDA)水平、钠-钾-ATP酶(Na+-K+-ATPase)的量、肝细胞损伤的组织病理学以及暴露后24小时肝脏线粒体的形态学观察结果。结果：1.三组+Gz暴露后不同时间点ALT、AST变化 BC组测量小鼠ALT值为(46.6±4.7) U/L,+Gz暴露后Oh,6GS组为(52.8±5.6)U/L,10GS组为(62.8±3.9)U/L,6GS vs BC,1OGS vs BC,6GS vs 10GS对比有统计学差异(P<0.01);+Gz暴露后6h,6GS组为(49.1±3.8)U/L,10GS组为(58.9±4.2) U/L,6GS vs BC,10GS vs BC,6GS vs 10GS对比有统计学差异(P<0.01);+Gz暴露后24h,6GS组为(46.5±4.1)U/L,10GS组为(46.7±4.3) U/L,6GS vs BC,10GS vs BC,6GS vs 10GS对比没有统计学差异(P>0.05)。BC组测量小鼠AST值为(110.5±7.6)U/L,+Gz暴露后Oh,6GS组为(139.9±5.3) U/L,10GS组为(155.7±4.4) U/L,6GS vs BC,10GS vs BC,6GS vs 10GS对比有统计学差异(P<0.01);+Gz暴露后6h,6GS组为(131.3±4.2) U/L,10GS组为(140.8±6.3) U/L,6GS vs BC,10GS vs BC, 6GS vs 10GS对比有统计学差异(P<O.01)；+Gz暴露后24h,6GS组为(111.2±3.7)U/L,10GS组为(112.4±4.2) U/L,6GS vs BC,10GS vs BC,6GS vs 10GS对比没有统计学差异(P>O.05)。2.三组+Gz暴露后不同时间点肝细胞损伤程度的组织病理学结果 空白对照组可见肝小叶和肝细胞索的结构清晰,无明显细胞水肿,(Suzuki’s评分=2.12±0.35)。重复+Gz暴露后0小时的病理表现：6GS组可见肝细胞条索样结构基本正常(Suzuki’s评分=3.21±0.13)；10GS组可见肝细胞条索样结构欠佳,并可见肝细胞水肿(Suzuki’s评分=4.63 ± 0.25,6GS vs BC,10GS vs BC,6GS vs 10GS对比有统计学差异;P<0.01)。重复+Gz暴露后6小时：6GS组暴露后0小时和6小时则变化不大(Suzuki’s评分=3.24±0.28：P<0.01)：10GS组可见肝细胞水肿明显减轻(Suzuki’s评分=3.53±0.31,6GS vs BC,10GS vs BC有统计学差距,6GS vs 10GS对比没有统计学差异)。重复+Gz暴露后24小时：6GS组和10GS组恢复正常(Suzuki’s评分=2.14±0.33：2.13±0.36,6GS vs BC,10GS vs BC,6GS vs 10GS对比没有统计学差异)。3.三组+Gz暴露后不同时间点门静脉流速与流量的变化情况BC组大鼠门静脉的内径为0.145 cm,流速为11.364±0.17 cm/s,由流量计算公式得出血流量0为11.468 ± 0.237 ml/min。+Gz暴露后Oh,6GS组、10GS组的门脉内径分别为0.145 cm,0.145 cm,流速分别为8.162 ± 0.23 cm/s,6.256 ± 0.36 cm/s,流量为8.082 ± 0.235 ml/min、6.195 ± 0.241 ml/min。由此可见,6GS和10GS组的流速和流量低于对照组,我们发现门静脉的内径没有发生变化,但6GS组的流速和流量明显高于10GS组(6GS vs BC,10GS vs BC,6GS vs 10GS有统计学意义,P<0.05)。+Gz暴露后6h,6GS组、10GS组的门脉内径分别为0.145 cm、0.145 cm,流速分别为11.363 ± 0.24 cm/s,11.362 ± 0.37 cm/s,流量为11.252± 0.232 ml/min、11.251 ± 0.231 ml/min。+Gz暴露后24h,6GS组、1 OGS组的门脉内径分别为0.145 cm、0.147 cm,流速分别为11.363 ± 0.24 cm/s、11.362 ± 0.37 cm/s,流量为11.252 ± 0.234 ml/min、11.251 ± 0.231 ml/min。+Gz暴露后6h和24h,各组的门脉流速和流量与对照组一致(6GS vs BC,10GS vs BC, 6GS vs 10GS没有统计学意义,P>0.05)。因此,随着G值增加,门静脉的流速在逐渐降低,流量在逐渐减少。4.三组+Gz暴露后不同时间点MDA水平BC组测量大鼠正常MDA值为1.12± 0.27 nmol/mgprot,+Gz暴露后0h,6GS组升高到2.89 ± 0.24 nmol/mgprot,10GS组升高到3.32 ± 0.25 nmol/mgprot,两两对比有明显统计学差异(P<0.01);+Gz暴露后6h,6GS组回降到2.64 ± 0.18 nmol/mgprot,10GS组回降到3.18 ± 0.19 nmol/mgprot,两两对比有明显统计学差异(P<0.01)；+Gz暴露后24h,6GS组回降到2.47 ± 0.12 nmol/mgprot,10GS组回降到2.47 ±0.18 nmol/mgprot,6GS vs BC,10GS vs BC比较有统计学意义,6GS vs 10GS对比没有统计学差异(P>0.05)。5.三组+Gz暴露后不同时间点对肝细胞能量代谢影响的评估BC组大鼠正常Na+-K+-ATP活力值为0.92 ± 0.02 μmolPi/mgprot,+Gz暴露后O小时,6GS组为0.85± 0.04 μmolPi/mgprot,10GS组为0.73 ± 0.05 μmolPi/mgprot,两两对比有统计学意义(P<0.01);+Gz暴露后6h,6GS组为0.87 ± 0.03 μmolPi/mgprot,10GS组为0.78 ± 0.05 μmolPi/mgprot,两两对比有统计学意义(P<0.01);+Gz暴露后24h,6GS组为0.89 ± 0.04 μmolPi/mgprot,10GS组为0.85 ± 0.05 μmolPi/mgprot,两两对比无统计学意义(P>0.05)。6.三组+Gz暴露后24小时肝脏线粒体透射电镜观察结果BC组线粒体结构正常,形态规则,基质密度均匀。重复+Gz暴露后24h,6GS组可见个别线粒体轻度肿胀,基质颗粒稀疏。10GS组可见少量线粒体轻度肿胀,基质颗粒明显稀疏,嵴分离。通过电镜半定量分析后结果显示,空白对照组电镜半定量评分为0.313±O.104,而6GS组和10GS组的分别为O.626±0.119,0.835+0.208,说明+Gz暴露组肝脏线粒体受损(6GS vs BC,10GS vs BC对比有统计学意义)。10GS组的评分高于6GS组,但结果没有统计学意义(6GS vs 10GS寸比没有统计学差异,P>0.05)。结论：(1)+Gz直接作用可引起肝脏明显的血流动力学变化,门静脉的血流量减少,即肝脏与体表或一般脏器的血流再分布,即：缺血再灌注。(2)血清转氨酶ALT和AST仅表现轻微的增加,况且很快就恢复正常。随着+Gz值的增加,肝功能的受损程度增加。这种损伤是功能性的,可逆性的。(3)氧化性损伤发生于肝脏缺血缺氧诱导的病理生理过程中。MDA的水平随着G值的增加而增加。(4)重复+Gz暴露影响肝脏的能量代谢,反映在钠-钾-ATP酶的活性降低。(5)重复+Gz暴露导致肝脏线粒体轻度肿胀,基质密度下降,这与钠-钾-ATP酶活性降低有关。(6)+Gz暴露组肝组织病理学表现为轻微的肝细胞水肿。值的增加,肝功能的受损程度增加。这种损伤是功能性的,可逆性的。(3)氧化性损伤发生于肝脏缺血缺氧诱导的病理生理过程中。MDA的水平随着G值的增加而增加。(4)重复+Gz暴露影响肝脏的能量代谢,反映在钠-钾-ATP酶的活性降低。(5)重复+Gz暴露导致肝脏线粒体轻度肿胀,基质密度下降,这与钠-钾-ATP酶活性降低有关。(6)+Gz暴露组肝组织病理学表现为轻微的肝细胞水肿。第二部分低G预适应减轻大鼠+Gz暴露导致的肝损伤目的：研究低G预适应对大鼠高+Gz暴露诱导的肝损伤的影响。方法：90只Wister大鼠随机分为空白对照组(blank control group, Group BC),低G预适应组(low G preconditioning group, Group LG)和10Gz暴露应激组(+10Gz/5 min group, Group 10G)。+10Gz/5min组暴露方法是G值为+10Gz,时间是5分钟。低G预适应的暴露方式是G值为+4Gz/5min,1次/天,共3天,第4天进行+10Gz/5min暴露。每个实验组30只大鼠。+10 Gz/5 min暴露后0h和6h时取血液和肝组织标本。观察指标是血清转氨酶(ALT和AST)、丙二醛(MDA)、超歧过氧化物酶(SOD)、钠-钾-ATP酶(Na+-K+-ATPase)和肝病理组织学观察。结果：1.血清转氨酶ALT、AST变化情况BC组测量小鼠ALT值为(46.6±4.6) U/L,+Gz暴露后0h,LG组为(48.9±3.7)U/L,10G组为(57.3±3.8)U/L,两两对比有统计学差异(P<0.01);+Gz暴露后6h,LG组为(46.7±4.5)U/L,10G组为(51.5±3.5)U/L,10G vs BC, 10G vs LG有统计学意义,LG vs BC没有统计学差异(P>0.05)。BC组测量小鼠AST值为(110.5±7.4)U/L,+Gz暴露后0h,LG组为(126.9±4.2)U/L,10GS组为(150.5±6.3)U/L,两两对比有统计学差异(P<0.01)；+Gz暴露后6h,LG组为(110.6±3.8)U/L,10G组为(126.6±5.6) U/L, 10G vs BC, 10G vs LG有统计学意义,LG vs BC没有统计学差异(P>0.05)。*LG和10G vs BC,#10G vs LG。2.肝细胞损伤程度的组织病理学观察BC组可见肝小叶结构清晰,肝细胞索排列整齐(Suzuki’s score=2.12±0.13)。+Gz暴露后0h,10G组可见肝细胞索结构紊乱,肝细胞水肿(Suzuki’s score=3.23 ±0.37)。形成鲜明对比的是,LG组可见肝小叶结构较整齐(Suzuki’s score=2.28 ±0.16)。+Gz暴露后6h,10G组的肝细胞水肿减轻,肝小叶结构排列稍整齐(Suzuki’s score=2.53±0.25:P<0.01)。LG组暴露后6h与0h无明显差别(Suzuki’s score=2.28±0.16 versus 2.31±0.14;P<0.01)。3.丙二醛MDA和超歧过氧化物酶SOD水平BC组测量大鼠正常MDA值为1.14±0.25 nmol/mgprot,+Gz暴露后0h,LG组为1.56 ±0.05nmol/mgprot,10G组为1.99±0.14 nmol/mgprot,两两对比有明显统计学差异(P<0.01);+Gz暴露后6h,LG组回降到1.23±0.09 nmol/mgprot,10G组回降到1.36 ±0.19 nmol/mgprot,两两对比没有统计学差异(P>0.05)。BC测量大鼠正常SOD值为275.38±8.93 nmol/mgprot,+Gz暴露后0h,LG组降低到255.5 ±8.15 nmol/mgprot,10G组降低到207.28±8.36 nmol/mgprot,两两对比有明显统计学差异(P<O.01)：+Gz暴露后6h,LG组回升到261.74±6.19 nmol/mgprot,10G组回升到244.8±7.34 nmol/mgprot,10G vs BC有统计学意义,LG vs BC,10G vs LG对比没有统计学差异(P>0.05)。4.肝组织Na+-K+-ATP活力BC组大鼠正常Na+-K+-ATP舌力值为0.92±0.02μmolPi/mgprot,+Gz暴露后0小时,LG组为0.742±0.023μmolPi/mgprot,10G组为0.666±0.016μmolPi/mgprot,两两对比有统计学意义(P<0.01);+Gz暴露后6h,LG组为0.889±0.035 μmolPi/mgprot,10G组为0.847±0.054μmolPi/mgprot,两两对比没有统计学意义(P>0.05)。结论：低G预适应明显减轻大鼠高G暴露诱导的肝损伤。