研究背景寒冷是常见的环境因素，当机体暴露于寒冷环境时，若防护措施不当或暴露时间过长便会对机体造成损伤，影响健康，甚至威胁生命。寒冷可以显著降低人的劳动能力。对于军队而言，寒冷环境的暴露可能严重削弱部队的战斗力。因此，研究寒冷对人体的损伤机制和防护措施，无论对保护人民的生产作业能力，还是提高部队寒冷环境下的战斗力都至关重要。我们实验室以往研究发现PI3K-Akt调控通路参与急性冷暴露时肝脏能量代谢和损伤的发生，但其机制还尚不清楚。本实验通过对急性冷暴露环境下肝脏损伤的机理加以探讨，同时通过模拟现实生活规律建立冷适应动物模型，探讨冷适应对机体提高寒冷耐受能力和肝脏耐受急性冷暴露损伤的机制，为以后采取提高机体的防护措施提供依据。研究目的研究间歇性冷暴露提高机体抗寒能力及其可能机制。研究方法1.建立急性冷暴露引起肝损伤的动物模型，通过模拟现实作业规律进行间歇性冷暴露建立冷适应动物模型。2.通过TUENL染色的方法研究大鼠肝细胞凋亡情况，利用线粒体提取试剂盒提取线粒体，根据JC-1发光原理检测线粒体膜电位。3.采用透射电镜方法观察冷暴露对大鼠肝脏超微结构的影响4.利用Western blot方法研究冷暴露对线粒体融合相关蛋白、Caspase3的表达水平及Akt和ERK磷酸化水平的影响研究结果1.在急性冷暴露过程中，随着暴露时间的延长，大鼠中心体温逐渐降低；在暴露4h时，中心体温显著降低，血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶升高，肝功能受损。2.通过对大鼠肝脏细胞凋亡检测发现急性冷暴露4h后大鼠肝细胞的凋亡水平显著增加，具有统计学意义（p<0.05）；随着冷暴露时间的增加，大鼠肝脏内Caspase3活性逐渐增加。3.对线粒体膜电位检测发现，急性冷暴露4h时，大鼠肝脏线粒体膜电位较对照组降低；透射电镜结果显示急性冷暴露4h后大鼠肝脏线粒体透光度增加，肿胀明显，小线粒体较多；Wentern blot检测结果显示大鼠肝细胞线粒体融合蛋白mfn1/2在在冷暴露1h较对照组升高，但随着暴露时间延长而显著下降；ERK磷酸化水平随着冷暴露时间的增加逐渐降低；Akt的磷酸化水平在冷暴露1h时较对照有一过性增加，之后逐渐降低，在4h时显著低于对照组。4.冷适应大鼠接受急性冷暴露时，中心体温下降程度较单纯急性冷暴露组显著降低（p<0.01）；其肝脏细胞凋亡数量也较急性冷暴露组减少（p<0.05），ERK和Akt磷酸化水平以及线粒体融合蛋白mfn1/2水平均较单纯急性冷露组高。研究结论1.急性冷暴露4h后，大鼠中心体温显著降低，肝细胞凋亡发生增加，线粒体分裂增加，能量代谢受限，这些病理变化可能是导致肝脏结构、功能受损的机制。2.冷适应大鼠对寒冷的耐受能力显著提高，可能是通过提高线粒体能量代谢功能，减少细胞凋亡等途径实现的。在此过程中，Akt和ERK通路可能发挥着一定作用。