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第一部分不同压力高压氧对中重型创伤性脑损伤的作用研究目的:比较早期不同压力高压氧(hyperbaric oxygen,HBO)对中重型创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)大鼠的作用效果。方法:将75只250g-300g成年雄性SD大鼠随机分为五组,利用PCI3000精确颅脑撞击仪采用控制性皮质撞击(controlled ortical impact,CCI)方法建立大鼠中重型TBI模型,采用随机数字表法分为空白对照(blank control)组、TBI组、假手术(sham)组(仅将颅骨开窗,不予头部打击)、1.5绝对大气压(absolute atmosphere,ATA)高压氧处理组(在TBI组的基础上给予1.5ATA HBO治疗)、2.5绝对大气压(absolute atmosphere,ATA)高压氧处理组(在TBI组的基础上给予2.5ATA HBO治疗),每组15只。所有大鼠分别在术后第1天(D1)、第3天(D3)、第7天(D7)进行大鼠神经功能缺损评分(modified neurological severity score,m NSS),并且进行颅脑核磁检查,在磁共振弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)图像上显示高信号处取3个感兴趣区(region of interest,ROI)区,测量各点表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC),比较病变侧与正常对侧ADC的比值,即相对ADC(relative ADC,r ADC)。观察并记录各组大鼠恢复情况,比较恢复差异。采用统计软件SPSS19.0和Graph Pad Prism6.0进行统计学分析,P<0.05表示差异有统计学意义。结果:1各组大鼠m NSS评分结果在D1,TBI组、1.5ATA组和2.5ATA组大鼠m NSS评分均显著高于sham组(P<0.05);在D3和D7,2.5ATA、1.5ATA组m NSS评分逐渐降低,均低于TBI组(P<0.05),1.5ATA组与2.5ATA组无显著差异(P>0.05)。预实验结果表明sham组与control组无显著差别。2各组大鼠核磁共振ADC结果在D1,各组大鼠不同ROI的r ADC值均无统计学意义(P>0.05);在D3,1.5 ATA和02.5 ATAHBO不同ROI的r ADC值均低于TBI组(P<0.05),高于Sham组(P<0.05),1.5 ATA和2.5 ATAHBO组间比较无显著差异(P>0.05);在D7,1.5 ATA和2.5 ATAHBO r ADC值均低于TBI组(P<0.05),与Sham组比较无显著差异(P>0.05),1.5 ATA和2.5 ATAHBO间比较无显著差异(P>0.05)。预实验结果表明sham组与control组无显著差别。结论:早期高压氧对中重型创伤性脑损伤大鼠神经功能恢复具有确切疗效,但高压氧的治疗压力可能不是决定预后的关键环节。第二部分不同压力高压氧对中重型创伤性脑损伤的作用机制研究目的:探讨早期不同压力高压氧(hyperbaric oxygen,HBO)治疗中重型创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)大鼠的作用机制。方法:将75只250g-300g成年雄性SD大鼠随机分为五组,利用PCI3000精确颅脑撞击仪采用控制性皮质撞击(controlled ortical impact,CCI)方法建立大鼠中重型TBI模型,采用随机数字表法分为空白对照(blank control)组、TBI组、假手术(sham)组(仅将颅骨开窗,不予头部打击)、1.5绝对大气压(absolute atmosphere,ATA)高压氧处理组(在TBI组的基础上给予1.5ATA HBO治疗)、2.5绝对大气压(absolute atmosphere,ATA)高压氧处理组(在TBI组的基础上给予2.5ATA HBO治疗),每组15只。所有大鼠分别在术后第1天(D1)、第3天(D3)、第7天(D7)采集尾端静脉血,使用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测大鼠血清白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白介素-10(interleukin-1β,IL-10)、超氧化物歧化酶(Super Oxide Dismutase,SOD)和脑组织内白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白介素-10(interleukin-1β,IL-10)、超氧化物歧化酶(Super Oxide Dismutase,SOD)、脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)、S100β蛋白的表达情况;所有大鼠分别在术后第1天(D1)、第3天(D3)、第7天(D7)断头取脑,利用免疫组织化学法观察大鼠损伤侧BDNF和S100β表达情况,利用Western blot方法检测BDNF、p75的表达情况。采用统计软件SPSS19.0和Graph Pad Prism6.0进行统计学分析,P<0.05表示差异有统计学意义。结果:1各组大鼠IL-1β、IL-10、SOD、BDNF和S100β表达情况(预实验结果表明sham组与control组无显著差别)1.1在D1,TBI组、1.5ATA组和2.5ATA组大鼠血清和脑组织IL-1β含量均较sham组明显升高(P<0.05);在D3和D7,1.5ATA组和2.5ATA组大鼠血清和脑组织IL-1β含量较TBI组均降低(P<0.05),1.5ATA组与2.5ATA组比较无差别(P>0.05)。1.2在D1,TBI组、1.5ATA组和2.5ATA组大鼠血清和脑组织IL-10含量较sham组均升高(P<0.05);在D3和D7,1.5ATA组和2.5ATA组大鼠血清和脑组织IL-10含量较TBI组高(P<0.05);1.5ATA组大鼠的脑组织IL-10含量在D3和D7均高于2.5ATA组,血清IL-10含量仅在D7时高于2.5ATA组(P<0.05)。1.3在D1和D3,TBI组、1.5ATA组和2.5ATA组大鼠血清和脑组织SOD含量与sham组无明显区别(P>0.05),在D7,1.5ATA组大鼠血清和脑组织SOD含量显著高于2.5ATA组(P<0.05)。1.4在D1和D3,各组大鼠脑组织BDNF含量无明显区别(P>0.05),在D7,1.5ATA、2.5ATA组脑组织BDNF水平高于TBI组(P<0.05),1.5ATA组与2.5ATA组比较无统计学意义(P>0.05)。1.5在D1,TBI组、1.5ATA组和2.5ATA组大鼠脑组织S100β含量较sham组均升高(P<0.05),在D3和D7,1.5ATA组和2.5ATA组大鼠脑组织S100β含量均较TBI组降低,1.5ATA与2.5ATA组比较无统计学意义(P>0.05)。2各组大鼠免疫组化结果(预实验结果表明sham组与control组无显著差别)2.1 S100β表达情况在S100β在大鼠海马区广泛表达,但表达强度低;在D1,TBI组、1.5ATA组和2.5ATA组大鼠海马区S100β荧光表达强度均升高,而对照组和sham组未见明显变化;在D3、D7,TBI组大鼠海马区S100β荧光表达强度未见明显降低,而1.5ATA组和2.5ATA组大鼠脑组织S100β荧光表达强度均下降,但两组无明显差别。2.2 BDNF表达情况在BDNF在大鼠皮层、海马区广泛表达,但表达强度低;在D1,TBI组、1.5ATA组和2.5ATA组大鼠损伤侧皮层、海马区BDNF表达水平降低,而对照组和sham组未见明显变化;在D7,TBI组大鼠损伤侧皮层、海马区BDNF表达仍较对照组明显降低,而1.5ATA组和2.5ATA组大鼠损伤侧皮层、海马区域BDNF表达强度较TBI组升高,但两组差别不明显。3各组大鼠BDNF、p75的表达为进一步研究高压氧促进神经修复的信号通路,我们重点关注BDNF-P75受体信号通路。发现:sham组D1和D7的BDNF、p75表达无明显变化;在D1、TBI组、1.5ATA组和2.5ATA组BDNF和P75表达较对照组和sham组略降低;在D7,TBI组BDNF和P75表达较D1无明显变化,而1.5ATA组和2.5ATA组BDNF和P75表达较D1时明显升高,且均高于TBI组;在D7,1.5ATA组和2.5ATA组BDNF和P75表达水平无明显区别。结论:早期高压氧治疗可减轻中重型创伤性脑损伤大鼠的神经炎症和氧化应激反应,上调神经营养因子表达,从而促进神经功能恢复。高低不同压力的高压氧在减轻中重型创伤性脑损伤大鼠的炎症反应、减轻神经损伤和促进神经修复中无明显区别,但低压力高压氧具有提高大鼠抗神经炎症和抗氧化损伤能力的作用。