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作者与期刊信息
本文由Gaetano Valenza、Zoran Matić和Vincenzo Catrambone撰写，三位作者均来自意大利比萨大学的信息工程系和“E. Piaggio”研究中心。文章发表于《Nature Reviews Cardiology》期刊，DOI为10.1038/s41569-025-01140-3。

主题概述
本文的主题是“脑-心轴”（brain–heart axis），探讨了神经、机械和生化途径在脑与心脏之间的整合协作。文章旨在阐明脑-心轴的生理机制及其在健康和疾病中的作用，特别是神经、机械和生化途径如何相互作用以维持生理稳态。

主要观点及其论据

1. 脑-心轴的多维网络结构
脑-心轴是一个复杂的多维网络，通过神经、机械和生化途径维持生理稳态。神经途径涉及中枢神经系统（CNS）和自主神经系统（ANS）之间的双向通信，机械途径主要通过机械感受器（如Piezo蛋白）检测血压变化，生化途径则通过内源性化合物（如神经肽和激素）调节脑和心脏功能。
支持证据：研究表明，神经途径通过中枢自主网络（CAN）和心脏内在神经系统（ICNS）调控心血管功能；机械途径通过Piezo蛋白通道感知血压波动；生化途径则通过神经肽Y（NPY）等分子调节心血管和神经功能。

2. 神经途径的调控机制
神经途径的核心是中枢自主网络（CAN），它整合来自中枢和外周神经系统的信号，调控自主神经功能。CAN包括多个脑区，如内侧前额叶皮层、岛叶、下丘脑和脑干核团。这些区域通过复杂的解剖和功能连接，调控心率、血压和心血管反应。
支持证据：研究发现，CAN在心血管疾病中表现出异常活动。例如，Takotsubo综合征患者的CAN活动增强，尤其是杏仁核和前额叶皮层的连接增加。此外，心脏内在神经系统（ICNS）在局部处理心脏信息，并通过ANS与CAN进行反馈。

3. 机械途径的作用机制
机械途径主要通过机械感受器（如Piezo蛋白）检测血压变化，并将这些信息传递到中枢神经系统。Piezo蛋白在心脏、血管和脑毛细血管中广泛表达，通过感知剪切力、拉伸和静水压力等机械刺激，调控心血管和神经功能。
支持证据：研究表明，Piezo1和Piezo2在脑干核团中调节心率和血压，同时在下丘脑核团中参与应激反应。此外，机械途径还通过脑血流的自动调节机制，维持脑血流稳定。

4. 生化途径的调控作用
生化途径通过内源性化合物（如神经肽、激素和炎症介质）调节脑和心脏功能。例如，神经肽Y（NPY）在心血管和神经系统中广泛表达，通过抑制去甲肾上腺素和乙酰胆碱的释放，调节自主神经功能。
支持证据：研究发现，NPY在心脏内在神经系统（ICNS）中表达，并与迷走神经通路相互作用，调控Bezold-Jarisch反射（一种引发晕厥的保护性反射）。此外，炎症介质（如IL-1β和TNF）在急性心肌梗死和脑缺血中引发神经炎症，影响认知功能。

5. 途径之间的相互作用
脑-心轴的三大途径并非独立运作，而是通过特定方向性连接相互作用，以改善调控动态。例如，机械途径中的压力感受器反射可触发神经信号，进而引发与脑氧合相关的生化反应。
支持证据：研究表明，脑干核团（如孤束核和蓝斑核）通过整合机械、神经和生化信号，调控心率和呼吸频率。此外，NPY通过调节Piezo1和Piezo2的钙信号，在心脏和血管中感知血压变化。

6. 脑-心轴在疾病中的作用
脑-心轴的功能失调与多种心血管和神经系统疾病相关。例如，Takotsubo综合征、心力衰竭和抑郁症患者的CAN活动异常，导致自主神经功能紊乱。
支持证据：研究发现，Takotsubo综合征患者的杏仁核活动增强，而抑郁症患者的迷走神经活动减弱。此外，脑-心轴的功能失调还与高血压、中风和认知障碍等疾病密切相关。

7. 表型和环境变异的影响
遗传、种族、性别以及环境和社会经济因素对脑-心轴的功能有显著影响。例如，黑人群体更容易患高血压和左心室肥厚，而女性在应激状态下表现出更强的交感神经反应。
支持证据：研究表明，创伤后应激障碍（PTSD）患者的脑-心轴功能失调，导致心肌缺血风险增加。此外，女性的Takotsubo综合征发病率较高，可能与儿茶酚胺反应的改变有关。

论文的意义与价值
本文通过对脑-心轴的全面综述，揭示了神经、机械和生化途径在脑与心脏相互作用中的核心机制。文章不仅为理解心血管和神经系统疾病的病理生理机制提供了新的视角，还为开发针对这些疾病的综合治疗方法奠定了基础。此外，本文强调了多系统视角在神经心脏病学中的重要性，为未来的研究指明了方向。

这篇综述文章通过详实的证据和理论支持，系统地阐述了脑-心轴的复杂机制及其在健康和疾病中的作用，具有重要的学术价值和临床意义。