综述:迷走神经传入纤维的功能解剖学:肠-脑通讯

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:Current Opinion in Neurobiology 4.8

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  这篇综述系统阐述了迷走神经(vagus nerve)作为肠-脑轴(gut-brain axis)核心通路的解剖与功能特性,重点探讨其传入纤维(vagal afferents)在摄食行为、代谢调控和免疫防御中的特异性神经元亚群(如GLP1R+/GPR65+神经元),并指出中枢整合机制的研究空白对神经调控疗法(如VNS)开发的挑战。

  

迷走神经的比较解剖学:分支、支配区域与纤维谱

迷走神经作为最长的脑神经,其解剖结构具有显著的物种差异。人类颈段迷走神经直径约2-4.5毫米,含5-8个神经束,而小鼠仅1束,猪则多达46束。右颈迷走神经的轴突数量约为左侧两倍,这种不对称性在胃部支配中同样存在——后干轴突数量显著多于前干。迷走神经纤维组成直接影响电神经调控的敏感性:约20%为有髓纤维(含支配喉返神经的运动纤维和肺机械感受器的Aβ传入纤维),而膈下迷走神经95%以上为无髓纤维(包括内脏传入和节前副交感纤维)。

迷走神经传入终末的形态与感觉模态关系

肠道内的迷走神经终末结构呈现高度特化:

  • 肌间神经节层状终末(IGLEs):包绕肠肌间神经节,作为低阈值机械感受器调控食管运动和饱腹信号,表达嘌呤受体P2X2/3和谷氨酸转运体VGLUT1/2。
  • 黏膜终末:近期争议聚焦于其与肠内分泌细胞(如CCK+细胞)的突触联系,超分辨率显微技术质疑了此类"神经突触"的存在,提示旁分泌(如CCK)可能是主要通讯方式。
  • 肝门静脉系统:TAC1+神经元通过感知高渗性参与代谢调控,而FFAR3+神经元则介导短链脂肪酸的厌食效应。

特定迷走神经传入群体的行为与代谢调控

基因编辑技术揭示了功能特异性神经元亚群:

  • GLP1R+神经元:激活可抑制AgRP神经元并减少摄食,而GPR65+神经元却促进肝糖输出且不影响食欲。
  • VIP+/TRPA1+神经元:分别介导糖和脂肪的偏好性学习,证明迷走神经直接参与奖赏环路。
  • 微生物-神经互作:迷走神经通过FFAR3感知肠道菌群代谢物(如丙酸盐),而Calca+神经元则检测促炎细胞因子。

迷走神经传入信息的中枢传播与整合

迷走神经传入主要终止于延髓孤束核(NTS),其二级神经元形成复杂的多突触通路:

  • 层级投射:从NTS经臂旁核(PBN)延伸至下丘脑(能量平衡)、腹侧被盖区(VTA,奖赏)和岛叶皮层(感知整合)。
  • 动态编码:十二指肠脂肪灌注通过迷走神经抑制AgRP神经元,而葡萄糖则依赖脊髓通路;胃扩张通过GLP1R+ IGLEs快速抑制饥饿信号。

开放性问题与未来方向

领域内亟待解决:

  1. IGLEs是否兼具机械与化学感受功能?
  2. 肠内分泌细胞与迷走神经终末的突触vs旁分泌争议需更高分辨率研究。
  3. 肝胰迷走神经支配的分子特征尚未系统解析。
  4. NTS对多模态信息的整合逻辑仍是"黑箱",需开发自由活动动物记录技术。

这些突破将推动针对代谢疾病、精神障碍的精准神经调控策略。

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