刘志凯/卢珊等人揭示“心脑相联”神经通路，原来心脏内藏着一套“血容量传感器”

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Nature：站起来就头晕?刘志凯/卢珊等人揭示“心脑相联”神经通路，原来心脏内藏着一套“血容量传感器”
2 a5 G# h$ O/ w# m$ r3 H  E. t1.        颅神经/ z* H8 j- l  B6 F, x
2.        迷走神经感受器
# Z; q% D6 I: ?% _: T1 S3.        压力感受器& [& H9 R7 w/ n1 D7 T' p7 n
来源：iNature 2026-02-04 11:471 e& X8 O- {2 r2 V0 d$ @! p
这些研究结果表明，迷走神经感受器能够监测心脏的搏动周期，并启动一种与血容量相关的反射机制，以维持循环系统的稳定性。# R3 D# t& D, a4 T8 n* p9 [4 O
颅神经密集地支配着心脏和血管系统，其中感觉神经元负责报告血压、呼吸气体和组织损伤情况。动脉压力感受器在全身生理过程中的作用已得到充分认识，但迷走神经心脏机械感受器的功能却一直难以明确，部分原因在于心血管系统的闭环结构。
# S  L- _8 l  R+ P2026年1月28日，哈佛医学院Stephen D. Liberles团队（刘志凯及卢珊为共同第一作者）在Nature 在线发表题为Vagal blood volume receptors compensate for haemorrhage and posture change的研究论文，该研究利用小鼠的基因工具来识别一组对循环血量高度敏感的神经元，这些神经元会引发一种反射机制，以补偿直立姿势下心脏充盈量的减少以及出血情况。% m+ M* A0 t  b3 j
迷走神经的 PIEZO2 神经元在心脏中形成特征性的终末突触，对光遗传刺激做出血压降低反应，并且每次心跳都会表现出与心房和心室收缩时间同步的血容量依赖性反应。$ Y: {. X$ {4 q6 z. f- t
敲除 Piezo2 或者在迷走神经节中切除 PIEZO2 神经元会消除这种与心跳相关的神经活动，导致直立性低血压，并在创伤性失血情况下损害心血管稳定性。, R: L$ c- X+ c: D9 s( o
综合来看，这些研究结果表明，迷走神经感受器能够监测心脏的搏动周期，并启动一种与血容量相关的反射机制，以维持循环系统的稳定性。: C6 ?, u+ _0 _8 |; x" u, P! i5 J

' p6 J! k) |$ K/ U4 o( j/ V9 f大脑负责监控我们体内器官的生理机能，以确保身体的内部平衡状态。来自身体的感官信号会持续向大脑反馈每个主要生理系统的当前运行情况。在心血管系统中，专门的感知神经元会报告血液的压力、体积和化学成分，以确保适当的心脏输出量和组织灌注。
. h: B# O7 _; o8 D+ w9 B. _' i神经系统的监测有助于适应环境压力因素，比如在高海拔徒步时氧气供应减少的情况，或者站立时重力对血液循环的影响。血压调节一旦出现失误，哪怕是一瞬间的失误，也可能导致头晕、昏厥和受伤。
) Y4 Z; _. F8 @1 S1 V, I5 n此外，心血管信号能够驱动我们一些最基本的情绪，例如光遗传学诱导的心跳加速会引起焦虑。因此，心脏-大脑轴对生理机能、行为和情绪的控制至关重要。5 Y  u( p  a4 k2 A5 z
迷走神经和舌咽神经为心脏及其附近的血管提供了主要的感觉神经支配，并参与调节四种主要的心血管反射：压力感受器反射、低氧性呼吸反应、Bezold–Jarisch反射以及Bainbridge反射。压力感受器反射能够检测动脉血压的瞬时变化，从而提供即时反馈以稳定心血管输出量。
% @, W' R: E: P; o压力感受器的终端位于大动脉、颈动脉窦和主动脉弓处，每搏动一次都能检测到血管壁的伸展情况。在压力感受器神经元中同时敲除 Piezo1 和 Piezo2 基因，但仅敲除其中任何一个都不会消除压力感受器反射。& d! \9 U8 Z, y: h
低氧性呼吸反应由位于颈动脉体和主动脉弓的动脉化学感受器介导，这些感受器通过组织内的球状细胞（glomus cells）检测低氧水平，并触发一个增加呼吸的神经弧。心脏中的其他受体介导了Bezold–Jarisch反射以及Bainbridge反射。0 \9 N- {0 W0 B4 h) r1 R
Bezold–Jarisch反射是一种防御性反射，可能由细胞因子、与损伤相关的化学物质以及异常的心室收缩所引发，从而导致心动过缓和低血压。
5 s! }, s  @. VBainbridge反射是一种已报道的机械反射，即快速输入生理盐水会通过心脏心房的迷走神经纤维引发心率的反射性增加。然而，在某些物种中，包括人类，Bainbridge反射的强度较弱或不明显，因此心脏机械感受器的生理作用一直不明确。' t" A& d6 A2 M

& e5 H) F% i2 @0 ?" a$ d4 g' y6 B9 }不同的 PIEZO2 神经元能够感知血液和气道体积的变化（图源自Nature ）
3 f# E, n0 {6 s2 F最近的单细胞 RNA 测序研究使研究人员能够对多种迷走神经和舌咽神经的感觉神经元类型进行基因层面的分析。例如，呼吸系统中不同基因特异性的感觉神经元能够检测气道拉伸、气道闭合、引起咳嗽的刺激物以及由病原体和炎症引起的细胞因子。
* {5 I, T5 X! U5 O消化系统中的其他感觉神经元则能够检测营养物质、渗透压变化、毒素、细胞因子以及胃或肠道的拉伸情况。表达图谱和基因方法还揭示了一些未被了解的神经元类型，其感觉特性和功能尚不清楚。/ R/ A' ~: n8 C+ t
由于心血管系统是一个闭环系统，血容量的变化会同时影响不同位置的传感器，因此血容量变化引起的神经元反应难以解析。7 v) T" n+ M. {6 |  j1 S5 ?
该研究利用小鼠的基因工具来识别一组对循环血量高度敏感的神经元，这些神经元会引发一种反射机制，以补偿直立姿势下心脏充盈量的减少以及出血情况。% E" w" c# G# a
迷走神经的 PIEZO2 神经元在心脏中形成特征性的终末突触，对光遗传刺激做出血压降低反应，并且每次心跳都会表现出与心房和心室收缩时间同步的血容量依赖性反应。敲除 Piezo2 或者在迷走神经节中切除 PIEZO2 神经元会消除这种与心跳相关的神经活动，导致直立性低血压，并在创伤性失血情况下损害心血管稳定性。
8 @. _( v1 f- ^& v! @. L$ m综合来看，这些研究结果表明，迷走神经感受器能够监测心脏的搏动周期，并启动一种与血容量相关的反射机制，以维持循环系统的稳定性。$ l* e6 l0 I1 \, J8 h9 J& j
参考消息：https://www.nature.com/articles/s41586-025-10010-4
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