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【目的】观察深低温停循环后大鼠海马CA1区锥体细胞线粒体的超微结构改变,以及对大鼠海马线粒体定量分析,试图从亚细胞水平探讨深低温脑保护的作用机制。【方法】取SD大鼠33只,随机分为3组：深低温停循环(DHCA)组、常温停循环(NTCA)组和正常对照(NC)组(N=10)。采用体外插管法建立大鼠闭胸式体外循环模型,DHCA组体外循环建立后在深低温(<20℃)条件下停循环10分钟；NTCA组建立体外循环后在正常温度(36.8℃～37℃)条件下停循环10分钟；NC组建立体外循环后不进行降温和停循环处理,保持正常体温(36.8℃～37℃)体外循环10分钟。其后迅速断头取大鼠大脑海马组织,制成透射电镜标本并拍照,观察线粒体超微结构改变并测试不同温度停循环后海马线粒体的二维参数(周长、直径、平均灰度和异性指数)和三维参数(数密度(Nv)、体密度(Vv)、平均体积(V)和比表面积(δ))的数值,结果采用SPSS11.5软件进行统计学分析。【结果】海马CA1区线粒体的超微结构观察：(1)NC组线粒体的形态和数量基本正常；(2)DHCA组与NC组相比线粒体数目减少,有轻微间隙肿胀(尤其是嵴部分),部分嵴断裂,且膜的结构尚完整；(3)NTCA组分别与NC组和DHCA组比较,线粒体数目减少且肿胀进一步加重,嵴扭曲变形且大量减少或消失,线粒体呈现空泡化,内膜和外膜均有破损,部分线粒体基质中甚至出现致密的、边界不清的絮状物。线粒体的二维参数分析：(1)线粒体周长在NC组、DHCA组和NTCA组两两比较有统计学差异(P<0.05),且NTCA组>DHCA组>NC组。(2)线粒体直径在NC组.DHCA组和NTCA组两两比较有统计学差异(P<0.05),且NTCA组>DHCA组>NC组。(3)线粒体平均灰度在DHCA组、NTCA组与NC组比较有统计学差异(P<0.05),但在DHCA组和NTCA组之间比较无统计学差异(P>0.05)。(4)线粒体异形指数在NC组、DHCA组和NTCA组两两比较无统计学差异(P>0.05)。线粒体体视学分析：(1)线粒体Vv在NC组、DHCA组和NTCA组两两比较有统计学差异(P<0.05),且NC组>DHCA组>NTCA组。(2)线粒体Nv在NC组、DHCA组和NTCA组两两比较有统计学差异(P<0.05),且NC组>DHCA组>NTCA组。(3)线粒体V在NC组、DHCA组和NTCA组两两比较有统计学差异(P<0.05),且NC组<DHCA组<NTCA组。(4)线粒体δ在NC组、DHCA组和NTCA组两两比较有统计学差异(P<0.05),且NC组>DHCA组>NTCA组。【结论】停循环后大鼠海马CA1区锥体细胞线粒体发生肿胀,在经过相同时间的体外循环和停循环的情况下,深低温可以减轻线粒体肿胀及线粒体数目减少的程度,通过对线粒体的保护作用可能是深低温脑保护机制之一。