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目的:脓毒症(sepsis)及脓毒症休克常伴有凝血功能障碍、急性肺损伤、循环衰竭以及肠道屏障破坏等全身各脏器功能障碍。脓毒症释放大量炎症介质引起肠道屏障受损,大量细菌易位入血,引起其他脏器感染损伤,最终造成多脏器功能衰竭甚至死亡。甲烷是最简单的一种烷烃,可能是地球上目前含量最丰富的一种有机物。自然环境中,甲烷在有机体在缺氧的环境中降解产生,广泛的散布到大气中的一种有害的气体。人体内产生甲烷方式之一是线粒体在低氧条件下受损。近年关于生物气体甲烷研究显示其在哺乳动物的神经、肠系膜、肝脏、心肌、糖尿病视网膜病变模型等缺血再灌注损伤模型中,甲烷的治疗作用能对抗氧化应激使线粒体免受损伤。核因子E2相关因子2(Nuclear factor E2 related factor2,Nrf2)和血红素加氧酶-l(heme oxygenase-1,HO-1)能对抗氧化应激损伤。富甲烷盐水(Methane saline,MS)减轻脓毒症大鼠肠损伤中的作用机制尚不十分清楚。本研究拟探讨MS治疗对脓毒症大鼠肠道组织HO-1及其调控靶点表达的影响,为明确其治疗机制提供参考。方法:成年雄性SD大鼠160只,8~10周龄,体重220~280 g,随机分为5组:sham组、sepsis组、脓毒症模型+甲烷盐水治疗组(sepsis+MS)、脓毒症模型+ZnPPIX组(sepsis+ZnPPIX组)和脓毒症模型+甲烷盐水治疗+ZnPPIX组(sepsis+MS+ZnPPIX组)。盲肠结扎穿孔(CLP)法建立sepsis模型。10%MS治疗10ml/kg分别于假手术或CLP术后0.5 h、12h和每间隔24h分别给予MS组腹腔注射,其他组给予生理盐水治疗。30mg/kgZnPPIX分别术前1h给予Sepsis+ZnPPIX组和sepsis+MS+ZnPPIX组腹腔注射。第一部分:100只大鼠随机分为5组(n=20),记录每组大鼠1、2、3、5、7天生存率。再取60只大鼠随机分为5组(n=12)。造模后6 h、18 h处死大鼠,测定各个时间点大鼠肠组织SOD、MPO水平,血清及肠组织中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)及白细胞介素10(IL-10)的水平。肠损伤评分Chiu’S法评估术后6h、18 h大鼠肠组织病理改变,FITC荧光标记法测定肠道通透性。第二部分:上组60只大鼠术后6 h、18 h处死大鼠,采用Western blot免疫印迹法测量各个时间点大鼠肠黏膜组织紧密连接蛋白(Occludin)、HO-1以及Nrf2蛋白的表达;采用实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)法测定肠粘膜紧密连接蛋白、HO-l mRNA以及Nrf2 mRNA的表达。结果:第一部分:假手术组盐水治疗组大鼠生存率为100%。在脓毒症组大鼠中,大鼠生存率由24 h的85%降至48 h的40%;MS治疗能提高sepsis大鼠的7 d存活率(P<0.05);ZnPPIX注射组大鼠生存率降低(P<0.05)。脓毒症大鼠肠组织病理学评分、肠道通透性比假手术组增高(P<0.05),MS治疗可明显缓解这些变化(P<0.05),肠组织损伤注射ZnPPIX后加重(P<0.05);MS治疗提高sepsis大鼠血清和肠组织IL-10及SOD水平,降低TNF-α、IL-1β及MPO表达水平(P<0.05),注射ZnPPIX使TNF-α、IL-1β和MPO水平升高,SOD和IL-10水平降低(P<0.05)。第二部分:与假手术组相比,造模术后6h、18 h脓毒症组大鼠肠组织HO-1、Nrf2蛋白及mRNA表达升高(P<0.05),MS治疗后可以上调脓毒症大鼠小肠组织HO-1、Nrf2的表达(P<0.05)。与假手术组相比,其他组大鼠小肠黏膜组织中紧密连接蛋白术后6 h、18 h显著降低(P<0.05),MS治疗可增加紧密连接蛋白活性(P<0.05),ZnPPIX抑制HO-1的表达,紧密连接蛋白活性降低,同时逆转MS对脓毒症大鼠肠道损伤的治疗作用(P<0.05)。结论:MS通过Nrf2诱导HO-1的表达,增高大鼠肠道黏膜组织SOD活性,抑制促炎因子的释放及MPO浸润,增加大鼠小肠黏膜紧密连接蛋白活性,减轻肠黏膜的损伤、降低肠道通透性及肠道炎症反应,从而减轻脓毒症大鼠的肠道损伤。