背景和目的:随着我国载人航天事业的迅猛发展,航天医学保障和研究工作亟待加强。航天员在航天飞行环境以及地面特殊条件下进行模拟失重训练过程中受到多种不利因素的影响,一旦发生各种感染,其病情特点和处置要求均有一定特殊性,并且微重力环境可导致微生物的生物学特性改变,增加了航天飞行中感染性疾病防治的复杂性。肠道是人体最大的细菌库和内毒素池,肠黏膜屏障功能的有效防护至关重要。有关失重环境下腹腔感染及抗感染治疗过程中肠黏膜屏障病理生理变化的研究尚未见报道。本实验进行模拟微重力环境下腹腔感染大鼠肠黏膜屏障损害的研究,并应用盐酸莫西沙星进行抗感染疗效观察,为航天失重环境中感染性疾病的防治措施提供参考依据。研究方法:(1)健康雄性成年Wistar大鼠60只,随机分为6组(n=10),分别为模拟失重并腹腔感染组(microgravity+abdominal-infection,MAI)、模拟失重并腹腔感染治疗组(microgravity+abdominal-infection+moxifloxacin,MAIM)、模拟失重并腹腔假手术组(microgravity+sham-operation,MSO)、正常重力腹腔感染组(normal-gravity+abdominal-infection,NGAI)、正常重力腹腔感染治疗组(normal-gravity+abdominal-infection+moxifloxacin,NGAIM)和正常重力腹腔假手术组(normal-gravity+sham-operation,NGSO)。(2)采用尾悬吊法建立模拟失重动物模型,盲肠结扎穿孔术(CLP)建立腹腔感染模型。根据分组要求,尾悬吊模拟失重48 h时,建立腹腔感染动物模型。MAIM组和NGAIM组动物分别于CLP后0 h、24 h及48 h经尾静脉注射盐酸莫西沙星氯化钠注射液(30 mg/kg),其余组注射等量体积的生理盐水。clp后60h取材。(3)采用放免法测定血清二胺氧化酶(dao)、d-乳酸(d-la),动态浊度法鲎试验检测门静脉血内毒素含量,免疫组化和western-blot法测定肠黏膜紧密连接蛋白occludin和zo-1表达,realtime-pcr检测肠粘膜fas、fasl和baxmrna表达水平,并光镜下观察回肠组织病理学变化,透射电镜观察回肠组织超微结构改变。结果:(1)大鼠血清dao活性、d-la浓度及门静脉内毒素含量结果显示感染组最高、治疗组下降、假手术组最低,差异均有统计学意义(p<0.05)。并且,mai、maim、mso组血清dao活性和门静脉内毒素含量均高于相对应的正常重力组,差异均有统计学意义(p<0.05)。(2)免疫组化结果显示,occludin和zo-1蛋白染色为棕色颗粒,位于回肠黏膜细胞膜上和细胞质中,沿肠粘膜上皮连续分布。在mai和ngai组回肠粘膜表达稀少,maim和ngaim组染色加深,mso和ngso组最深。(3)westernblot测定结果显示,mai和ngai组大鼠回肠黏膜occludin和zo-1蛋白表达量最低,maim和ngaim组表达量上升,mso和ngso组表达量最高,各组间差异显著(p<0.05)。模拟失重各组的occludin和zo-1蛋白表达较相对应的正常重力各组的表达明显下降(p<0.05)。(4)realtime-pcr检测发现,mai和ngai组回肠黏膜fas、fasl和baxmrna表达量最高,maim和ngaim组表达量下降,mso和ngso组表达量最低,各组间差异显著(p<0.05)。除mso和ngso组的fasl,模拟失重各组的fas、fasl和baxmrna表达较相对应的正常重力各组的表达明显上调(p<0.05)。(5)光镜观察发现,mai和ngai组大鼠回肠黏膜和黏膜下层出现明显的间质水肿和血管充血,黏膜层炎性细胞浸润,肠绒毛排列紊乱,粘膜上皮脱落,部分粘膜固有层腺体局灶性坏死。maim和ngaim组大鼠回肠黏膜病变较mai和ngai组减轻。电镜观察同样发现,电镜观察发现有类似特点,即实验大鼠肠黏膜组织超微结构病理性改变在感染组最重,治疗组好转,假手术组最轻,其中mai组回肠黏膜上皮微绒毛脱落、稀疏,排列不整齐,部分微绒毛已缺失,细胞间隙增宽,腺上皮细胞间连接疏松,细胞质溶解,线粒体肿胀,嵴模糊,部分呈空泡状,内质网扩张明显,并可见细胞核固缩,畸形等病变。maim组的超微结构病变明显减轻。结论:实验结果表明,(1)模拟失重环境下CLP所致腹腔感染大鼠血清DAO活性、D-LA浓度以及门静脉内毒素含量升高,提示大鼠肠黏膜屏障功能受损,肠黏膜通透性增加;(2)回肠黏膜Occludin和ZO-1两种连接蛋白的表达下降显示肠黏膜机械屏障功能受到损害;(3)肠黏膜组织病理损害及超微结构改变以及上皮细胞凋亡增加可能是肠黏膜屏障损害和通透性增加的病理基础;(4)模拟失重环境导致CLP所致腹腔感染大鼠肠黏膜屏障进一步受损,肠黏膜通透性加剧,静脉用盐酸莫西沙星对控制腹腔感染并间接维护肠黏膜屏障有确定治疗效果。