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目的本文探讨大鼠急性脊髓损伤后急性期线粒体形态和线粒体功能的变化,从亚细胞器的角度阐述了脊髓损伤后的病理生理变化,同时也为进一步研究线粒体靶向治疗脊髓损伤奠定基础。方法选取SD大鼠108只,采用随机数字表法分6组:假手术组(Sham组)和脊髓损伤组(SCI组),SCI组又分为处理后2h、4h、8h、16h、24h组,每组18只(6只用于透射电镜观察,6只用于Western blot检测,6只用于生物化学功能检测)。对SCI组采用Allen’s打击法制作大鼠脊髓损伤模型,假手术组只暴露脊髓,不打击。在各时相提取伤段脊髓组织线粒体,运用透射电镜观察线粒体的形态改变;通过运用Western blot方法测定线粒体融合、分裂蛋白的表达反映线粒体动力学改变;通过测定线粒体丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)以及ATP含量反映线粒体氧化损伤情况;通过测定线粒体Na+-K+-ATP酶活性变化、JC-1法测定线粒体膜电位的变化反映线粒体膜通透性变化;通过运用Western blot方法测定细胞色素C的释放及凋亡关键蛋白caspase-3的表达反映各时相凋亡损伤情况。结果1、透射电镜观察发现,Sham组线粒体形态规则,嵴清楚,排列整齐;SCI组在伤后2h线粒体形态规则,体积略增大;伤后4h线粒体体积略增大,嵴排列稍紊乱;伤后8h线粒体体积增大,嵴稍肿胀;伤后16h线粒体结构不清,嵴断裂、排列紊乱、部分线粒体膜破裂,有空泡化;伤后24h线粒体大小不一,形态不规则,部分线粒体膜破裂,有空泡化。2、急性脊髓损伤后线粒体融合蛋白Mfn1表达呈现上升趋势,在8h表达量达到峰值,随之呈现迅速下降趋势,在24h表达量最少;急性脊髓损伤后线粒体分裂蛋白Drp1呈现先减少后增加趋势,在8h表达开始增多,在24h表达量最多。3、急性脊髓损伤后线粒体MDA含量呈现增多趋势,4h开始显著增多,24h达到峰值;线粒体GSH含量呈现减少趋势,4h开始显著减少,24h含量达到最低。4、急性脊髓损伤后线粒体ATP含量呈现减少趋势,4h显著减少,24h含量达到最低。5、急性脊髓损伤后线粒体Na+-K+-ATP酶活性呈现降低趋势,4h显著降低,24h活性最低。6、急性脊髓损伤后线粒体膜电位呈现下降趋势,4h显著降低,24h呈现最低。7、急性脊髓损伤后细胞色素C的释放量与caspase-3的表达量呈现增长趋势,在16h达到峰值。结论大鼠急性脊髓损伤后急性期线粒体形态发生明显改变,并且动力学蛋白也发生改变,融合先占主导,随着受损时间延长,分裂后占主导;伤段脊髓组织4h-8h线粒体功能变化比较明显,生物氧化受阻,生物产能降低,线粒体Na+-K+-ATP酶活性降低,线粒体膜电位明显下降,线粒体膜通透性下降,随着受损时间延长,最终导致线粒体凋亡途径的激活。