《Frontiers in Neuroscience》：The vagus nerve as a neurovisceral interface: a comprehensive review
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迷走神经（vagus nerve）是最长的脑神经，是自主神经系统（autonomic nervous system, ANS）的一个关键组成部分，作为大脑和外周器官之间的神经-内脏接口（neurovisceral interface）发挥作用。尽管解剖结构已明
迷走神经（vagus nerve）是最长的脑神经，是自主神经系统（autonomic nervous system, ANS）的一个关键组成部分，作为大脑和外周器官之间的神经-内脏接口（neurovisceral interface）发挥作用。尽管解剖结构已明确，但其在心血管、代谢和神经精神调节中的整合作用机制仍未完全了解。本叙述性综述综合了关于迷走神经（vagus nerve）解剖结构、生理功能和临床相关性的现有证据，重点关注心脏自主神经控制（cardiac autonomic control）、胃肠和代谢调节（gastrointestinal and metabolic regulation）、肠-脑轴（gut-brain axis, GBA）以及迷走神经刺激（vagus nerve stimulation, VNS）。在心血管系统中，它通过心脏神经丛（cardiac plexus）和内在心脏神经系统（intrinsic cardiac nervous system, ICNS）与交感神经通路相互作用，调节心率和传导。在胃肠系统中，它通过营养和激素敏感通路协调运动、分泌和代谢稳态。在肠-脑轴（gut-brain axis, GBA）中，新兴证据强调了由迷走神经回路介导的快速神经上皮信号传导和微生物群依赖性调节。迷走神经刺激（vagus nerve stimulation, VNS）是一种有前景的恢复自主神经平衡的治疗策略，尽管在纤维选择性和临床变异性方面仍存在挑战。多组学方法（multi-omics approaches）的进展开始揭示迷走神经元的分子异质性（molecular heterogeneity），但由于人类解剖数据有限，仍存在显著空白。总之，迷走神经（vagus nerve）作为一个多维整合系统发挥作用，对其结构和分子组织的更深入理解对于开发精确的神经调节疗法至关重要。
1 引言
迷走神经（vagus nerve, VN）是脑神经中最长且最复杂的，是自主神经系统（autonomic nervous system, ANS）的基础轴。它起源于延髓的多个特异性核团，包括迷走神经背侧运动核（dorsal motor nucleus of vagus nerve, DMV）、疑核（nucleus ambiguous, NA）和孤束核（nucleus tractus solitarius, NTS）。迷走神经出颅后经颈动脉鞘下行，发出喉上神经和喉返神经等关键分支，在胸腔形成食管丛，并进入腹腔。作为副交感神经系统（parasympathetic nervous system, PNS）的主要介质，迷走神经通过传出和传入纤维直接支配靶器官，在心血管系统中调节心率和传导速度，在腹部行程中调控代谢稳态和肠-脑轴（gut-brain axis, GBA）。尽管其一般解剖结构已明确，但器官特异性迷走神经组织、回路级功能组织以及动物模型与人类之间的转化差距仍存在未解问题。
2 材料与方法
本综述通过检索PubMed、Scopus和Web of Science数据库，使用相关医学主题词（MeSH）和自由词，涵盖迷走神经解剖、自主调节、心脏控制、胃肠生理、代谢信号、肠-脑轴和神经调节等术语。纳入标准包括2026年之前发表的同行评审英文文章，涉及迷走神经解剖、生理、分子组织或临床调节。排除标准包括未具体提及迷走神经的自主调节研究、无迷走神经机制相关性的疾病讨论、仅限于外周刺激技术而无解剖或神经生理机制的文章及非同行评审出版物。从选定文章中提取解剖结构、神经通路、生理机制、分子标志物、疾病相关改变和治疗意义等信息，并按主题分类。
3 结果
3.1 心脏控制的迷走神经结构
3.1.1 心脏自主神经系统的结构和功能组织
节后交感神经和节前迷走神经纤维在心脏神经丛（cardiac plexus）中汇聚，该神经丛由浅层和深层纵隔结构组成，分布到心外膜、心肌和冠状动脉周围丛。迷走神经和交感神经在颈部水平即交织形成混合神经干，作为整合中枢，局灶干预可引发复杂协同反应而非孤立效应。心脏神经丛表现出侧化组织，右侧迷走神经主要调节窦房结（sinoatrial node, SA）的变时性，左侧迷走神经分布至房室结（atrioventricular node, AV）调节传导性和心室收缩性。然而，近期人类和猪模型研究对功能侧化提出了挑战，发现左右迷走神经刺激产生相似的心室电生理效应，提示心脏神经丛通过复杂神经网络均化侧特异性效应。
3.1.2 心外膜神经丛：协调心脏功能的“小脑”
心外膜神经丛作为内在心脏神经系统（intrinsic cardiac nervous system, ICNS）的主要框架，由嵌入心外膜脂肪垫的神经节丛（ganglionated plexi, GP）组成，形成约1500个神经节和43000个神经元的网络。ICNS通过局部回路神经元作为“小脑”独立处理信息，GP包含传入、传出和局部回路神经元，整合为左冠状动脉、左外侧和右冠状动脉三大混合神经。酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase, TH）和胆碱乙酰转移酶（choline acetyltransferase, ChAT）标记显示，右心房具有高密度胆碱能纤维以调节心率，而心室和左心房主要受肾上腺素能控制，但人类心脏区域纤维密度和神经化学特征的共识仍不明确。
3.1.3 右心房神经节丛（RAGP）：迷走神经协调中枢
迷走神经支配介导负性变时、变传导和变力效应。右心房神经节丛（right atrial ganglionated plexus, RAGP）不仅是传统认为的窦房结靶点，也是调节房室传导的主要部位。RAGP神经元具有显著的神经化学多样性，共表达ChAT和TH，实现节点活动的双重调节。猪模型显示RAGP整合双侧迷走神经信号以调节SA节点、AV节点和左心室收缩性。RAGP被提议作为“前节点处理器”，过滤和微调迷走神经输入，是协调心房率和房室传导的关键门户。
3.1.4 心室自主神经支配和病理生理重塑
右心室由右侧交感神经和迷走神经支配，右心室流出道（right ventricular outflow tract, RVOT）纤维密度高，是心律失常的常见起源。左心室具有复杂的网状纤维网络，深入深层心肌支持收缩性，主要由左侧星状神经节调节。在病理状态下，自主神经系统发生结构重塑，例如心房颤动与神经元一氧化氮合酶（neuronal nitric oxide synthase, nNOS）/ChAT失衡和神经节过度兴奋相关，心肌梗死（myocardial infarction, MI）导致局部去神经和异常交感神经萌发，心力衰竭导致RAGP活性降低和神经元表型重塑。
3.1.5 迷走神经感觉系统：监测心脏稳态
心脏由两种主要内脏感觉通路支配：迷走神经传入经结状神经节（nodose ganglion）触发副交感反应，脊髓传入经脊髓诱导交感反射。迷走神经受体集中于左心室下后壁，脊髓传入最密集于前壁。迷走神经感觉受体包括机械感受器（通过PIEZO1、PIEZO2等通道检测心肌变形）和化学感受器（C纤维对代谢和炎症物质反应）。在疾病状态下，迷走神经传出张力降低，心肌梗死导致去神经和异常萌发，结节神经节神经元产生抑制性反应，线粒体功能障碍损害通道功能，高血压削弱机械转导。
3.2 迷走神经对胃肠和代谢系统的调节
3.2.1 迷走神经胃肠结构-功能框架
迷走神经通过其胸部和腹部分支建立胃肠控制的结构基础。左右迷走神经在纵隔形成食管丛，确保平滑肌层蠕动波。通过膈肌后，纤维重组为前干和后干，前干分布至胃和肝脏，后干通过腹腔神经丛支配中肠。迷走神经与交感纤维整合，作为混合神经接口，提供代谢和感觉整合的解剖框架。迷走神经作为从外周到中枢的调控轴，外周感觉输入投射至NTS，DMV和NA的传出纤维控制运动、分泌和迷走-迷走反射。感觉传入神经元亚型对机械牵张、营养和炎症介质具有特异性反应，使迷走神经能够通过专用通道传递精确的内感受信息。
3.2.2 迷走神经系统的代谢调节和功能障碍
迷走神经从经典胃肠控制扩展到代谢稳态的主调节器。迷走神经传入神经元（vagal afferent neurons, VANs）检测机械扩张和营养衍生信号，通过胆囊收缩素（cholecystokinin, CCK）、胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1, GLP-1）、肽YY（peptide YY, PYY）和胃饥饿素（ghrelin）等信号调节食欲、肝糖原产生和胰岛素敏感性。迷走神经还作为神经免疫-代谢接口，通过“炎症反射”调节实时炎症。在2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus, T2DM）和肥胖中，迷走神经信号编码营养可用性和饱腹感，任何损伤都可能导致过量摄入和代谢紊乱。疾病相关的迷走神经功能障碍源于外周和中枢机制，而非简单的迷走张力降低。
3.2.3 迷走神经肠-脑轴：神经上皮信号传导和多维整合
迷走神经作为肠-脑轴中传递复杂肠道信息的主要神经通路。肠内分泌细胞（enteroendocrine cells, EECs）通过神经足（neuropods）与迷走神经传入建立类突触通信的假设最初被提出，但近期解剖学研究表明，EECs很少或未形成直接突触接触，而是通过旁分泌机制通信。微生物群通过迷走神经影响脑功能和行为，例如小鼠中乳酸杆菌摄入改变中枢GABA受体表达并减少焦虑样行为，而迷走神经切断术可消除这些效应。迷走神经传入通路为营养、上皮、免疫和微生物信号到达大脑提供了主要神经途径，其整合发生在NTS-下丘脑-边缘系统网络中。
4 讨论
4.1 迷走神经刺激（VNS）干预机制
迷走神经刺激（vagus nerve stimulation, VNS）利用颈椎迷走神经的可及性，调节内脏功能。侵入性VNS（iVNS）、经皮耳廓VNS（taVNS）和经皮颈椎VNS（tcVNS）通过不同解剖界面激活外周传入纤维，汇聚于延髓NTS，调节中枢自主神经网络和炎症反应。VNS的关键目标是恢复自主神经平衡，通过传出通路增强副交感活性，通过传入通路抑制全身交感输出。纤维募集具有强度依赖性，低频刺激主要激活大直径传入A纤维，高强度刺激方可募集传出B纤维。VNS面临参数非标准化、纤维选择性差和患者反应变异性大等挑战，人类迷走神经纤维空间组织知识不足限制了选择性靶向策略。
4.2 最新发现、局限性和未来展望
近期研究将高通量组学技术与传统神经解剖学结合，通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学识别迷走神经元的分子特征，旨在将纤维分类为特定遗传标记和受体表达类型。迷走神经作为化学桥梁，在DMV、NA和NTS中，谷氨酸和GABA介导快速突触传递，而多种生物胺和神经肽如NO、GLP-1、PYY、ghrelin和CCK调节长期生理过程。然而，大多数研究依赖啮齿动物模型，无法完全反映人类迷走神经的多束、复杂内部结构。猪模型虽更接近人类，但种属差异仍存在。缺乏精确的人类束状图谱限制了VNS的应用，当前刺激无差别募集多种纤维导致脱靶效应。未来研究应优先整合微解剖学人类研究与测序数据，量化纤维直径、束状排列和特定遗传标记，以弥合结构架构与分子身份之间的差距。
5 结论
迷走神经作为多维神经-内脏接口，通过复杂的双向通路整合心血管、代谢和肠-脑信号。它并非简单的副交感效应器，而是连接外周生理与中枢神经处理的整合调节网络。神经调节和组学技术的进展扩展了其临床和机制相关性，但人类特异性解剖和分子理解仍存在显著空白。未来研究应整合结构和分子见解，以实现精确、靶向的迷走神经治疗并改善临床结局。
