目的：近年来的研究发现静脉或肠内给予丙酮酸钠能够减轻烧伤和失血性休克等引起的肠屏障损伤和远隔器官功能障碍，但是其潜在的机制尚不清楚；最近的研究证实丙酮酸盐能够增加缺氧诱导因子1（HIF-1）的表达，减轻缺血再灌注（I/R）引发的器官组织损伤。因此，本研究假设丙酮酸可能通过上调肠I/R时HIF-1信号通路及其下游靶基因的表达，影响肠上皮细胞的屏障功能。本研究目的：1.采用空肠袋缺血再灌注模型，比较丙酮酸盐溶液、葡萄糖溶液和枸橼酸盐溶液对I/R引起的肠屏障损害的保护作用；2.研究肠I/R时丙酮酸盐通过上调HIF-1及其下游靶基因的表达、影响肠上皮细胞紧密连接蛋白ZO-1表达的机制。方法：1实验动物及分组：120只清洁级大鼠，体重220g-260g，购入后适应性饲养1周。术前12小时禁食，自由饮水。实验动物随机分为①正常对照组（S组）②丙酮酸钠组（IP组）③葡萄糖组（IG组）④枸橼酸钠组（IC组）⑤生理盐水对照组（IS组）；分三个时间点：缺血30min（I30）、缺血60min（I60）和缺血60min后再灌注30min（R30)，每个时间点8只大鼠。2大鼠肠袋I/R模型：盐酸氯胺酮注射液与速眠新Ⅱ注射液按体积比2:1混合，0.5mL/kg腹部注射麻醉后，用保温毯维持体温在37℃左右。在麻醉状态下沿腹白线行无菌开腹手术，游离屈氏韧带远端5cm的空肠,制作8cm大小的肠袋，近端置入激光多普勒血流仪用丝线结扎固定，远端结扎，往肠内灌注入液体（生理盐水、丙酮酸钠溶液10mmol/L、葡萄糖溶液10mmol/L或者枸橼酸钠溶液10mmol/L），行肠系膜上动脉分离，用无伤动脉夹夹闭肠系膜上动脉起始部，夹闭30min或者60min，或者夹闭60min后恢复血流30min，制成本模型的三个时间点。在夹闭肠系膜上动脉后, I30、I60和R30检测肠粘膜血流量。实验终点通过腹主动脉放血法处死大鼠。正常对照组进行手术操作，制作肠袋，不夹闭肠系膜上动脉。指标检测与方法：①肠黏膜损伤形态学观察和评分；②测定小肠黏膜屏障功能指标二胺氧化酶(DAO)；③小肠黏膜屏障功能指标：采用免疫荧光双标法标记和激光共聚焦显微镜观察肠上皮细胞紧密连接蛋白ZO-1的形态变化；④Western blot方法检测肠组织ZO-1、HIF-1、丙酮酸脱氢酶激酶（PDK1）及促红细胞生成素（EPO）表达；⑤测定诱生型和内皮型一氧化氮合酶（iNOS和eNOS），一氧化氮（NO）；⑥激光多普勒血流仪监测肠黏膜血流量（IMBF）；⑦肠组织过氧化指标：丙二醛（MDA）含量、黄嘌呤氧化酶(XOD)活性和过氧化氢（H2O2）；结果：1肠黏膜损伤病理评分，各组在肠系膜上动脉夹闭后，出现明显的损伤，各时间点绒毛损伤不一样，IP组在各个时间点的绒毛损伤明显较其他各组轻，IG组与IS组相比绒毛损伤较轻，IC组与IS组比较损伤无明显差别。2DAO：肠缺血在灌注损伤后，DAO活性较S组明显降低，IP组较其他缺血损伤组DAO含量显著增高（P<0.05）, IG组较IS组DAO含量显著增高（P<0.05）, IC与IS组比较损伤无明显差别。3紧密连接蛋白ZO-1：（1）通过免疫印迹法分析ZO-1蛋白条带平均光密度值，与正常组比较，缺血再灌注损伤后各组蛋白表达较S组明显降低；IP组显著高于其他各损伤组，IG组较IS组高，IC组与IS组相比较无明显差别；（2）S组肠粘膜ZO-1蛋白阳性表达，荧光信号强，呈紧密连接；而其它各实验组的荧光信号则相对不明显，呈现断裂连接，提示ZO-1蛋白重新分布或表达降低。IS组的ZO-1蛋白明显减少，甚至消失；IP组的ZO-1蛋白表达低于正常组，但是较其他各组明显增多；IP组ZO-1蛋白表达比IS组明显增多，荧光信号较强。4Western blot：肠组织缺血情况下，较S组HIF-1表达显著增多，HIF-1诱导下游靶基因表达也增多。IP组较其他各组HIF-1的表达明显增多， IG组与IS组相比HIF-1表达增加，IC组与IS组之间无明显差别；在HIF-1的诱导下，IP组的PDK1和EPO的表达较其他组也明显增加，IG组与IS组比较PDK1和EPO表达增加，IC组与IS组之间无明显差别。5eNOS、iNOS和NO:缺血再灌注损伤后各组eNOS和iNOS活性均明显升高，各组eNOS和iNOS活性之和无明显差别，IS组eNOS活性显著低于IP组（P<0.01）和IG组（P<0.05）,且IS组与IC组间无明显差别；IS组iNOS活性高于IP组（P<0.01）和IG组（P<0.05），且IS组与IC组间无明显差别；IS组NO活性显著低于IP组（P<0.01）和IG组（P<0.05）,且IS与IC组间无明显差别。6IMBF值：与S组比较，夹闭肠系膜上动脉后各缺血组IMBF明显下降；IP组与IS组比较IMBF显著回升（P＜0.01）；IG与IS组比较IMBF明显回升（P＜0.05），IC与IS组间没明显差别。7XOD、H2O2和MDA：缺血再灌注损伤后各组肠组织XOD、H2O2和MDA含量均明显升高，与损伤程度成正相关；IS组XOD活性显著高于IP组（P<0.01）和IG组（P<0.05）,且IS组与IC组间无明显差别；IS组H2O2含量显著高于显著高于IP组（P<0.01）和IG组（P <0.05），IC组与IS组相比H2O2含量明显较多（P<0.05）；IS组MDA含量显著高于IP组（P<0.01）和IG组（P<0.05），IC组与IS组比较MDA含量明显较多（P<0.05）。结论：1丙酮酸钠溶液能减少I/R引起的肠上皮紧密连接蛋白ZO-1的降解，降低肠粘膜通透性，保护肠粘膜屏障功能；而且丙酮酸钠溶液的保护作用显著优于葡萄糖溶液和枸橼酸钠溶液。2丙酮酸钠能增加肠I/R时缺氧诱导因子1（HIF-1）及下游靶基因EPO和PDK1的表达；既激活eNOS产生NO，增加肠粘膜血流量；又抑制丙酮酸脱氢酶（PDH）活性，减少氧自由基的产生，这可能是丙酮酸盐保护I/R引起的肠粘膜屏障损害的重要作用机制之一。