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第一部分富氢水处理对大鼠创伤性脑损伤半暗带区的保护作用目的:观察富氢水对大鼠创伤性脑损伤半暗带区脑组织炎症反应及细胞凋亡的影响。方法:54只雄性SD大鼠随机分为假手术(Sham)组、创伤组(TBI组)及创伤+富氢水组(TBI+HW组)3组,每组分为1d、3d、7d 3个亚组。TBI组及TBI+HW组进行颅脑撞击;TBI+HW组于造模后立即腹腔注射富氢水5 ml/kg,之后每日腹腔注射富氢水(5 ml/kg)1次,直至处死;Sham组和TBI组于相同时间点腹腔注射等量生理盐水。观察NSS评分、创伤半暗带区脑组织病理学改变、TUNEL法检测凋亡细胞及凋亡指数、酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测半暗带区脑组织炎症因子(TNF-α-IL-1β)表达。结果:TBI组和TBI+HW组大鼠伤后NSS评分明显增高,伤后3d、7d TBI+HW组较TBI组NSS评分显著降低,TBI+HW组脑组织坏死范围有缩小,脑水肿有减轻。与TBI组比较,TBI+HW组凋亡指数均有明显降低,炎症因子(TNF-α、IL-1β)表达均明显降低。结论:富氢水能抑制TBI后损伤半暗带区脑组织炎症因子的表达和凋亡的发生,减轻神经细胞损伤,改善神经功能。第二部分富氢水对大鼠创伤性脑损伤损伤半暗带区脑组织TLR4/MyD88/NF-KB信号通路介导的炎症反应的影响目的:观察富氢水对大鼠创伤性脑损伤半暗带区脑组织中TLR4/MyD88/NF-KB信号通路介导的炎症反应的影响。方法:54只SD雄性大鼠随机分为3组:sham组、TBI及TBI+HW三个大组,每一大组又分为24h、3d及7d三个亚组。TBI组及TBI+HW组进行颅脑撞击,TBI+HW组于造模后立即腹腔注射富氢水5 ml/kg,之后每日腹腔注射富氢水(5 ml/kg)1次,直至处死;Sham组和TBI组于相同时间点腹腔注射等量生理盐水。实验观察各组大鼠半暗带区TLR4、MyD88、NF-KB的蛋白、mRNA的表达、下游炎症因子(TNF-α、IL-Iβ)浓度及脑组织TLR4阳性细胞表达。结果:与sham组比较,TBI组与TBI+HW组的TLR4、MyD88、NF-KB的蛋白、mRNA的表达、炎症因子浓度及TLR4阳性细胞率均明显增高;与TBI组比较,TBI+HW组的TLR4、MyD88、NF-KB的蛋白、mRNA的表达炎症因子浓度及TLR4阳性细胞率均显著降低。结论:富氢水可以调节神经细胞TLR4/MyD88/NF-KB信号通路,进而调控TBI急性神经炎症反应,发挥神经保护功能。其具体机制可能是通过对神经细胞尤其是胶质细胞TLR4/MyD88/NF-κ B信号通路的调控来实现。第三部分富氢水对大鼠创伤性脑损伤损伤半暗带区脑组织线粒体途径凋亡的影响目的:研究富氢水对大鼠创伤性脑损伤损伤半暗带区脑组织线粒体途径凋亡的影响方法:54只SD雄性大鼠随机分为3组:sham组、TBI及TBI+HW三个大组,每一大组又分为24h、3d及7d三个亚组。TBI组及TBI+HW组进行颅脑撞击,TBI+HW组于造模后立即腹腔注射富氢水5 ml/kg,之后每日腹腔注射富氢水(5ml/kg)1次,直至处死;Sham组和TBI组于相同时间点腹腔注射等量生理盐水。实验观察各组大鼠半暗带区线粒体活性氧(ROS)、线粒体膜电位(MMP)、线粒体膜通透性(MPTP)及BAX、BCL-2的蛋白表达。结果:与sham组比较,TBI组与TBI+HW组的线粒体活性氧(ROS)、线粒体膜电位(MMP)及BAX的表达均明显增高,线粒体膜通透性(MPTP)、BCL-2的蛋白表达均明显降低;与TBI组比较,TBI+HW组的线粒体活性氧(ROS)、线粒体膜电位(MMP)及BAX的表达均明显降低,线粒体膜通透性(MPTP)、BCL-2的蛋白表达均明显升高。结论:TBI早期即有线粒体ROS增高、MMP降低、线粒体通透性增强等线粒体损伤表现及细胞凋亡蛋白bax和bcl-2的表达异常,这些变化与神经细胞凋亡联系密切;而这些异常可能与NF-κB激活后的正向调控有关。腹腔注射富氢液可以减轻这类NF-κB介导的线粒体途径凋亡的发生,从而减轻TBI后神经细胞凋亡,从而达到脑保护作用。