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背景：糖皮质激素(Glucocorticoids, GCs)在创伤性脑损伤(Traumatic Brain Injury, TBI)中的应用,历经40多年漫长而曲折的过程,从以往大剂量GCs应用的全面肯定到全面否定,再到现在应激剂量GCs治疗的初步开展,争议与希望并存。究竟是否应该并如何应用GCs治疗神经损伤,至今仍未有明确的答案。近年来,TBI后下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)的功能异常受到国内外学者的广泛重视。深入研究TBI后HPA轴功能障碍的发病机理,并探讨GCs对其功能障碍的影响,同时掌握不同种类和剂量GCs对神经损伤的作用,将为制定GCs合理的治疗方案奠定基础。目的：(1)研究不同种类和剂量的GCs,对TBI后空间学习能力和长时程逆行性记忆功能的影响,初步阐明TBI后GCs影响认知功能障碍的病理生理基础和发病机制。(2)研究TBI后HPA轴功能的动态变化,了解其与急性期并发症和预后的关系。(3)观察TBI后急性期HPA轴的病理结构改变,深入研究HPA轴功能障碍的发病机理。(4)研究不同剂量GCs对HPA轴功能障碍和病理结构改变的影响。初步阐明大剂量GCs增加TBI死亡率的可能原因,探索GCs在治疗急性颅脑损伤与急性脊髓损伤中相反作用的机理。(5)研究应激剂量GCs对创伤区周围脑组织血管新生及血脑屏障功能修复的影响,探讨其在治疗急性TBI中的神经修复和保护作用。方法：(1)实验1：实验大鼠随机分成正常对照组、地塞米松(DXM)正常给药组、甲基强的松龙(MP)正常给药组、创伤对照组、小剂量DXM治疗组、中等剂量DXM治疗组、大剂量DXM治疗组、小剂量MP治疗组、中等剂量MP治疗组和大剂量MP治疗组。各组实验大鼠于创伤后7天、14天进行Morris水迷宫空间记忆能力测试。于创伤后24小时、48小时、1周和2周,进行海马免疫组化和细胞TUNEL染色。(2)实验2：实验大鼠随机分为正常对照组、假手术组、创伤对照组、生理盐水治疗组、中等剂量地塞米松(DXM)治疗组、大剂量DXM治疗组。各组大鼠于创伤后第7天开始进行Morris水迷宫空间学习训练。于TBI后第7天,行海马Golgi染色(?)Sholl分析。(3)实验3：实验大鼠随机分为TBI组和假手术对照组。利用免疫酶联吸附法(ELISA法)检测大鼠TBI前,TBI后3小时、6小时、12小时、1天、2天、3天、7天、14天外周血皮质酮水平。(4)实验4：实验大鼠随机分为正常对照组、假手术组和TBI组。大鼠在TBI前7天、TBI后7天和14天,进行电应激刺激。利用ELISA法检测大鼠电应激刺激前后血清皮质酮的动态变化。对死亡大鼠进行尸检,了解TBI急性期并发症的发生情况和死亡的可能原因。(5)实验5：实验大鼠随机分为正常对照组、甲基强的松龙(MP)正常给药组、创伤对照组、小剂量MP治疗组和大剂量MP治疗组。各实验组大鼠在TBI前7天、TBI后7天和14天,进行电应激刺激。利用ELISA法检测大鼠电应激刺激前后血清皮质酮的动态变化。利用免疫组化、细胞TUNEL染色和透射电镜等实验技术,观察HPA轴超微病理结构改变。(6)实验6：实验大鼠随机分为正常对照组、创伤对照组、非创伤给药组、TBI前应激剂量GCs给药组和TBI后应激剂量GCs给药组。各实验组大鼠于伤后1天、3天、7天、14天,采用CD34/CD133双标记法,利用流式细胞仪检测循环血中内皮祖细胞(Endothelial Progenitor Cells, EPCs)的水平；通过CD34免疫组化染色观察损伤区周围微血管密度；通过伊文氏蓝示踪技术,观察损伤脑组织水肿程度和血脑屏障的功能改变。结果：(1)TBI早期应用大剂量GCs治疗会加重海马CA1、CA2、CA3区神经细胞的凋亡,椎体细胞顶树突和基底树突的萎缩,分支的减少,导致神经突触网络联系的破坏,进而加重空间学习能力和长时程逆行性记忆障碍。但中小剂量GCs的应用,不会加重上述病理结构和神经功能的改变。(2)TBI会引起下丘脑室旁核CRF细胞和腺垂体ACTH细胞凋亡,造成HPA轴的原发/继发性损害和生理功能障碍,进而导致机体出现应激不良和危重症疾病相关皮质类固醇不足(Critical Illness-Related Corticosteroid Insufficiency, CIRCI)。此时,当机体再次遭遇应激刺激(如：肺炎、胃溃疡)时,HPA轴功能将出现衰竭,从而导致机体死亡。(3)TBI后早期应用大剂量GCs会促进下丘脑室旁核CRF细胞和腺垂体ACTH细胞的凋亡,从而加重HPA轴的损伤和功能障碍,引起机体应激不良和CIRCI的程度进一步加重。严重时可引起HPA轴功能的衰竭,增加TBI后的死亡率。中、小剂量GCs并不加重HPA轴的损伤和功能障碍。(4)应激剂量GCs可增加正常大鼠循环血中EPCs的数量,还可进一步提高创伤大鼠循环血中EPCs的水平,增加损伤区周围新生微血管的密度,修复血脑屏障的结构和功能,减轻脑水肿的严重程度。结论：(1)TBI可引起下丘脑和垂体神经细胞出现凋亡,造成HPA轴的原发/继发性损害,进而导致HPA轴的功能紊乱。(2)TBI后HPA轴的功能紊乱与不良预后密切相关。此时,机体遭遇额外应激刺激,HPA轴功能将出现衰竭,导致机体出现应激不良和CIRCI,最终导致死亡。(3)TBI后早期大剂量应用糖皮质激素,可以加重HPA轴的损伤和功能紊乱,使机体难以应对额外应激刺激,导致死亡率的增加。同时还可以促进海马神经元突触网络联系的破坏,从而加重空间学习和长时程逆行性记忆功能障碍。中、小剂量糖皮质激素未见上述神经损伤副作用。(4)TBI后早期应用应激剂量糖皮质激素,可以显著提高外周血EPCs的水平,促进EPCs向创伤区归巢,增加创伤区周围脑组织微血管密度,修复受损血脑屏障的结构和功能,减轻脑水肿的严重程度,从而发挥神经修复和保护功能。