2026年1月28日，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院StephenD.Liberles教授為唯一通訊作者在全球頂尖學(xué)術(shù)期刊《Nature》發(fā)表了題為"Vagal blood volume receptors compensate for haemorrhage and posture change"。哈佛大學(xué)為論文的第一完成單位。論文的共同第一作者為劉志凱和盧珊。

值得注意的是，本文的三位華人學(xué)者以全部以中文署名。

顱神經(jīng)如同精密的“信號(hào)線路”，密集支配著心臟與血管系統(tǒng)，其中感覺神經(jīng)元承擔(dān)著關(guān)鍵的“監(jiān)測(cè)職責(zé)”——實(shí)時(shí)報(bào)告血壓波動(dòng)、呼吸氣體濃度及組織損傷等核心生理信息。長(zhǎng)期以來，動(dòng)脈壓力感受器在全身生理調(diào)節(jié)中的作用已被科研界充分闡明，但迷走神經(jīng)心臟機(jī)械感受器的具體功能卻始終迷霧重重，核心癥結(jié)在于心血管系統(tǒng)的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使得相關(guān)信號(hào)的解析難以突破，而該研究正是針對(duì)這一科研難題展開的探索。

不同的 PIEZO2 神經(jīng)元能夠感知血液和氣道體積的變化（圖源自

Nature

該研究的核心突破，在于利用小鼠基因工具，成功識(shí)別出一組對(duì)循環(huán)血量高度敏感的特殊神經(jīng)元，這類神經(jīng)元能夠啟動(dòng)一種精準(zhǔn)的反射機(jī)制，有效補(bǔ)償直立姿勢(shì)下心臟充盈量減少的生理變化，同時(shí)在機(jī)體遭遇出血情況時(shí)發(fā)揮代償作用，維持心血管系統(tǒng)的基本穩(wěn)定，為破解迷走神經(jīng)心臟機(jī)械感受器功能之謎提供了全新突破口。

研究團(tuán)隊(duì)通過一系列精密實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，迷走神經(jīng)中的PIEZO2神經(jīng)元在心臟內(nèi)會(huì)形成特征性的終末突觸，具備獨(dú)特的生理響應(yīng)特性：當(dāng)受到光遺傳刺激時(shí)，會(huì)引發(fā)血壓降低的明確反應(yīng)；更關(guān)鍵的是，這類神經(jīng)元的活動(dòng)與心跳完全同步，每次心房、心室收縮時(shí)，都會(huì)呈現(xiàn)出血容量依賴性的信號(hào)變化，如同心臟的“實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)器”，精準(zhǔn)捕捉每一次搏動(dòng)中的血容量波動(dòng)。

為進(jìn)一步驗(yàn)證PIEZO2神經(jīng)元的功能，研究團(tuán)隊(duì)開展了基因敲除與神經(jīng)元切除實(shí)驗(yàn)：當(dāng)敲除Piezo2基因，或在迷走神經(jīng)節(jié)中切除PIEZO2神經(jīng)元后，小鼠體內(nèi)與心跳相關(guān)的神經(jīng)活動(dòng)徹底消失，隨之出現(xiàn)明顯的直立性低血壓癥狀——即從臥位轉(zhuǎn)為直立體位時(shí)，收縮壓、舒張壓會(huì)出現(xiàn)異常下降，伴隨頭暈、乏力等典型表現(xiàn)；同時(shí)，在創(chuàng)傷性失血場(chǎng)景下，小鼠的心血管穩(wěn)定性被嚴(yán)重破壞，無法啟動(dòng)有效的代償機(jī)制，進(jìn)一步證實(shí)了PIEZO2神經(jīng)元在血容量監(jiān)測(cè)與心血管調(diào)節(jié)中的核心作用。綜合所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究明確得出結(jié)論：迷走神經(jīng)感受器能夠精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)心臟的搏動(dòng)周期，并啟動(dòng)與血容量相關(guān)的反射機(jī)制，成為維持循環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的“關(guān)鍵抓手”。

從生理機(jī)制來看，大腦作為人體的“指揮中樞”，始終監(jiān)控著全身器官的生理機(jī)能，確保機(jī)體維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。來自身體各部位的感官信號(hào)持續(xù)向大腦反饋，其中心血管系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)尤為關(guān)鍵——專門的感知神經(jīng)元會(huì)實(shí)時(shí)傳遞血液的壓力、體積、化學(xué)成分等信息，保障心臟輸出量與組織灌注處于合理范圍，幫助機(jī)體適應(yīng)各類環(huán)境壓力：無論是高海拔徒步時(shí)的氧氣供應(yīng)不足，還是日常站立時(shí)重力對(duì)血液循環(huán)的影響，這套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都能快速響應(yīng)、精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。

值得注意的是，血壓調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)度直接關(guān)系到人體健康，哪怕是短暫的調(diào)節(jié)失誤，都可能引發(fā)頭暈、昏厥甚至受傷等風(fēng)險(xiǎn)；除此之外，心血管信號(hào)還與情緒調(diào)節(jié)密切相關(guān)，例如通過光遺傳學(xué)技術(shù)誘導(dǎo)心跳加速時(shí)，機(jī)體還會(huì)同步出現(xiàn)焦慮情緒，這也進(jìn)一步印證了心臟-大腦軸在生理機(jī)能、行為及情緒控制中的核心地位，而迷走神經(jīng)正是連接心臟與大腦的關(guān)鍵“橋梁”。

目前已知，迷走神經(jīng)與舌咽神經(jīng)共同為心臟及周邊血管提供主要的感覺神經(jīng)支配，參與調(diào)控四種核心心血管反射，各自承擔(dān)著不同的生理功能：

其一，壓力感受器反射，作為心血管系統(tǒng)的“即時(shí)穩(wěn)定器”，能夠快速檢測(cè)動(dòng)脈血壓的瞬時(shí)變化，及時(shí)反饋信號(hào)以穩(wěn)定心血管輸出量。這類感受器的終端主要分布在大動(dòng)脈、頸動(dòng)脈竇和主動(dòng)脈弓處，每一次心臟搏動(dòng)都會(huì)感知血管壁的伸展程度，實(shí)現(xiàn)血壓的實(shí)時(shí)調(diào)控；此前研究已證實(shí)，只有在壓力感受器神經(jīng)元中同時(shí)敲除Piezo1和Piezo2基因，才會(huì)消除這一反射，單獨(dú)敲除其中任一基因均不會(huì)影響其功能。

其二，低氧性呼吸反應(yīng)，由位于頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈弓的動(dòng)脈化學(xué)感受器介導(dǎo)，這類感受器通過組織內(nèi)的球狀細(xì)胞（glomus cells）檢測(cè)體內(nèi)低氧水平，一旦發(fā)現(xiàn)氧氣不足，便會(huì)觸發(fā)神經(jīng)弧反應(yīng)，加快呼吸頻率，增加氧氣攝入，緩解低氧狀態(tài)。

其三，Bezold–Jarisch反射，這是一種機(jī)體的防御性反射，當(dāng)受到細(xì)胞因子、損傷相關(guān)化學(xué)物質(zhì)刺激，或出現(xiàn)異常心室收縮時(shí)，會(huì)被激活，進(jìn)而導(dǎo)致心動(dòng)過緩和低血壓，減少心肌耗氧量，保護(hù)心臟免受進(jìn)一步損傷。

編輯、審核：石瑾鵬

版權(quán)聲明：本文由“TOP大學(xué)來了”綜合自“Nature、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院”，文章轉(zhuǎn)摘只為學(xué)術(shù)傳播，如涉及侵權(quán)問題，請(qǐng)聯(lián)系我們，我們將及時(shí)修改或刪除。