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目的探讨脓毒血症大鼠血清甲状腺激素水平变化及其与甲状腺组织凋亡蛋白Caspase-3表达和甲状腺细胞凋亡之间的关系，以及脓毒血症大鼠甲状腺细胞超微结构的改变。方法清洁级SD雄性大鼠40只，体重180～220g，随机数字法随机分为空白对照组（C组）、假手术组（S组）、12小时组（12h组）、24小时组（24h组）及36小时组（36h组），每组大鼠8只，C组及S组合称非脓毒血症组，12h组、24h组及36h组合称脓毒血症组。脓毒血症组采用盲肠结扎穿孔术造脓毒血症模型，假手术组只开腹，翻动肠管后关腹，不结扎和穿孔盲肠。12h组、24h组、36h组分别于术后12h、24h、36h进行采取血液及甲状腺标本，S组亦于术后12h进行标本及血液收集。血液标本离心后取血清用于甲功指标（T3、T4、fT3、fT4、TSH）及炎症指标（降钙素原、白细胞介素-6）的检测；甲状腺组织标本用于Caspase-3蛋白表达、细胞凋亡指数及超微结构检测。结果脓毒血症组大鼠除T3及TSH外，余3项激素水平均显著低于非脓毒血症组；5组大鼠中，仅有36h组T3比C组低，其余各组两两间无差异；T4水平则表现为C组显著性高于S组及脓毒血症各组，而脓毒血症各组与S组间两两对比无显著性差异；fT3及fT4水平表现为24h组及36h组显著低于C组大鼠，以上均有统计学意义（P<0.05）；而TSH水平在五组大鼠中均无差异。脓毒血症组PCT及IL-6明显高于非脓毒血症组（P<0.05）；24h组Caspase-3蛋白表达灰度值高于非脓毒血症组及36h组；24h组及36h组甲状腺组织凋亡指数明显高于非脓毒血症组及12h组（P<0.05）。炎症指标与凋亡指数存在正相关，而除TSH外，其余甲状腺激素指标与凋亡指数存在负相关，均具有统计学意义（P<0.01）。电镜下，脓毒血症组甲状腺滤泡上皮细胞出现细胞核形态变化，胞质内被空泡取代，甚至胞膜裂解，细胞核固缩，脱落于滤泡腔内，滤泡结构塌陷破坏。结论脓毒血症中血清甲状腺激素水平发生改变，表现同于甲状腺病态综合症，组织Caspase-3蛋白表达及细胞凋亡增加，电子显微镜下可见甲状腺滤泡上皮存在形态学改变。