第一部分：氢气吸入治疗对脓毒症小鼠肺组织线粒体功能的影响　　目的：脓毒症是导致急危重症患者病死的主要原因，可导致多器官功能障碍，肺脏是最易累及器官。线粒体是机体能量的供应站，同时具有多种生物学功能。脓毒症时肺组织线粒体结构和功能发生改变，线粒体功能障碍，是重度脓毒症患者的重要致死原因。氢具有抗炎和抗氧化作用，可减轻脓毒症小鼠肺损伤。本实验拟观察氢气吸入对脓毒症小鼠肺组织线粒体功能的影响。　　方法：取成年雄性ICR小鼠，重20～25g。随机分为4组（n=26）：假手术组（Sham组）、假手术+氢气组（Sham+H2组）、脓毒症组（CLP组）和脓毒症+氢气组（CLP+H2组）。采用盲肠结扎穿孔法（CLP）制备脓毒症模型。Sham+H2组和 CLP+H2组吸入氢气给药方案：分别于术后1 h和6 h吸入2％氢气1 h。Sham组与CLP组不给予氢气吸入治疗。每组取20只小鼠，观察7 d内生存率。每组另取6只小鼠，术后24 h采集动脉血样，测定PaO2，计算动脉血氧合指数；取肺组织，HE染色后观察病理学改变并评分。取肺组织，采用透射电镜观察线粒体超微结构的改变，分离肺组织线粒体，采用 Clark氧电极法测呼吸控制率（RCR），采用荧光分光光度法检测线粒体膜电位（MMP），采用萤光素-萤光酶发光法检测线粒体三磷酸腺苷（ATP）含量，采用分光光度法测定线粒体呼吸链复合体I和II的活性。　　结果：与Sham组比较，CLP组小鼠7天生存率下降，肺组织线粒体超微结构破坏，肺组织病理学评分升高，氧合指数、肺组织线粒体RCR、MMP、ATP含量和线粒体呼吸链复合体 I活性显著降低，差异有统计学意义（P<0.05），线粒体呼吸链复合体II活性的差异无统计学意义（P>0.05）。与CLP组比较，CLP+H2组小鼠7天生存率升高，肺组织线粒体超微结构破坏减轻，肺组织病理学评分降低，氧合指数、肺组织线粒体 RCR、MMP、ATP含量和线粒体呼吸链复合体 I活性显著升高，差异有统计学意义（P<0.05），线粒体呼吸链复合体II活性的差异无统计学意义（P>0.05）。　　结论：脓毒症小鼠肺组织线粒体功能下降，形态异常，氢气吸入治疗可显著改善肺损伤及线粒体的功能和结构。　　第二部分：氢气吸入治疗改善脓毒症小鼠肺组织线粒体功能的作用机制　　目的：自噬可清除体内受损的细胞器，维持细胞稳态。线粒体融合/分裂和自噬的动态平衡才能维持线粒体的正常形态，发挥其生物学功能。本实验探究氢气吸入治疗对改善脓毒症小鼠肺组织线粒体功能的作用机制。　　方法：　　实验一：取成年雄性ICR小鼠随机分为4组（n=18）：Sham组、Sham+H2组、CLP组和 CLP+H2组。采用盲肠结扎穿孔法制备脓毒症模型。Sham+H2组和CLP+H2组吸入氢气给药方案：分别于术后1 h和6 h吸入2%氢气1 h。Sham组与 CLP组不给予氢气吸入治疗。采用 Western blot法、实时定量聚合酶链反应（Real-time qPCR）分别测定4组小鼠术后8 h、12 h、24 h肺组织LC3的表达水平以及线粒体分裂蛋白drp1和线粒体融合蛋白mfn2的蛋白表达水平。　　实验二：取成年雄性ICR小鼠随机分为4组（n=26）：脓毒症组（CLP组）、脓毒症+氢气组（CLP+H2组）、脓毒症+3-甲基腺嘌呤组（CLP+3-MA组）和脓毒症+3-甲基腺嘌呤组+氢气组（CLP+3-MA+H2组）。采用盲肠结扎穿孔法制备脓毒症模型。CLP+H2组和CLP+3-MA+H2组吸入氢气给药方案：分别于术后1 h和6 h吸入2％氢气1 h。CLP+3-MA组和CLP+3-MA+H2组均于术前1 h腹腔注射3-甲基腺嘌呤10 mg/kg。每组取20只小鼠，观察7 d内生存率。每组另取6只小鼠，术后24 h采集动脉血样，测定PaO2，计算动脉血氧合指数；取肺组织，HE染色后观察病理学改变并评分。术后24 h取肺组织观察线粒体超微结构的改变，分离肺组织线粒体，测RCR、MMP、ATP和线粒体呼吸链复合体I和II的活性。　　结果：1）实验一：与Sham组比较，CLP组小鼠肺组织LC3蛋白表达水平显著上调且术后24 h达高峰，融合蛋白mfn2表达水平显著降低，且随时间增加而逐渐降低；线粒体分裂蛋白 drp1表达水平显著增加，且随时间增加而逐渐增加，差异均有统计学意义（P<0.05）。与CLP组比较，CLP+H2组LC3表达水平上调， mfn2蛋白表达增加，drp1蛋白表达降低，差异均有统计学意义（P<0.05）。2）实验二：与CLP组比较，CLP+3-MA组小鼠7天生存率下降，线粒体超微结构损伤严重，肺组织病理学评分显著升高，氧合指数、线粒体呼吸链复合体I活性、肺组织线粒体RCR、MMP和ATP含量显著降低，差异有统计学意义（P<0.05），线粒体呼吸链复合体 II活性无统计学意义（P>0.05）。与 CLP+H2组比较， CLP+3-MA+H2组CLP+3-MA组小鼠7天生存率下降，线粒体超微结构损伤加重，肺组织病理学评分显著升高，氧合指数、线粒体呼吸链复合体I活性、肺组织线粒体RCR、MMP和ATP含量显著降低，差异有统计学意义（P<0.05），线粒体呼吸链复合体II活性无统计学意义（P>0.05）。　　结论：氢气治疗可纠正线粒体过度分裂，参与调控线粒体质量控制。氢气吸入治疗通过自噬机制清除脓毒症小鼠肺组织内不可逆受损的线粒体，改善线粒体功能，减轻脓毒症小鼠肺组织损伤。