编辑推荐：
心脏和大脑通过神经调节、生化信号传导和机械转导介导的持续双向通讯维持全身稳态。这种通讯的中断日益被认为是心血管、神经、认知和心理疾病的一个促成因素。越来越多的证据表明，自主神经失衡、神经免疫激活、血流动力学紊乱、炎症、内感受改变和脑网络重塑可介导心脏与大脑之间
心脏和大脑通过神经调节、生化信号传导和机械转导介导的持续双向通讯维持全身稳态。这种通讯的中断日益被认为是心血管、神经、认知和心理疾病的一个促成因素。越来越多的证据表明，自主神经失衡、神经免疫激活、血流动力学紊乱、炎症、内感受改变和脑网络重塑可介导心脏与大脑之间的跨器官损伤。这些机制构成了一系列心-脑共病的基础，但它们的共享通路、疾病特异性表现和综合管理策略仍未得到充分理解。在本综述中，研究人员总结了心-脑相互作用的生理基础，重点关注神经、生化和机械通路。随后讨论了六种代表性疾患：应激性心肌病（Takotsubo syndrome, TTS）、癫痫性心脏（epileptic heart）、卒中-心脏综合征（stroke–heart syndrome, SHS）、心力衰竭（heart failure, HF）、心脏性痴呆（cardiac dementia）和精神心脏病学（psychocardiology）。针对每种疾病，研究人员强调了关键的流行病学特征、病理生理机制和综合心-脑管理策略。研究人员还综述了靶向心-脑相互作用的临床试验，包括自主神经调节、生物标志物监测、神经影像学评估、运动疗法、心理干预和药物治疗。通过整合基础机制、临床表型和转化进展，本综述为理解心-脑共病和推进精准脑-心医学提供了一个系统框架。
1 引言
2021年全球疾病负担研究（GBD）数据显示，缺血性心脏病和卒中分别占1.88亿和1.6亿伤残调整生命年，位居全球疾病负担前列。心-脑相互作用研究源于心脏与脑疾病频繁共病的临床观察，1947年Byer等首次描述了心肌损伤、心律失常与脑血管疾病的关联。传统上认为神经体液调节是心-脑相互作用的生理基础，而近期证据将其重新定义为神经、机械和生化通路的整合作用。心力衰竭（HF）指南推荐管理认知障碍（CI）和抑郁，卒中或癫痫后心律失常高发，提示脑对心脏的影响。大规模磁共振成像（MRI）研究（逾4万人）显示心脏特征与白质完整性和默认模式网络连接显著相关；全基因组关联研究确定了80个对心脏和脑具有多效性效应的遗传位点。Huynh等证实心肌梗死（MI）触发神经免疫反应，促进睡眠以限制心脏炎症，而睡眠碎片化通过交感-免疫轴加重心脏损伤。
2 心-脑相互作用的生理基础
心-脑相互作用主要通过神经、生化和机械三条通路介导。神经通路通过自主神经系统（ANS）连接心脏内神经系统（ICNS）和中枢自主神经网络（CAN）；生化通路涉及多种内源性生物活性分子；机械通路依赖机械感受器（如PIEZO通道）感知和转导血流动力学信号。
2.1 神经通路
神经通路是心-脑相互作用中最快速的通讯渠道。2.1.1 中枢自主神经网络（CAN）：CAN是跨越神经轴（从前脑到脊髓）的相互连接脑区整合系统，包括内侧前额叶、眶额叶、扣带皮质、岛叶、纹状体、杏仁核、海马、丘脑、下丘脑（含室旁核，PVN）以及脑干多个核团。前额叶皮质功能障碍是应激诱导心血管病理的关键机制；岛叶皮质是心跳感知（内感受和自我意识核心）的中枢，且存在功能偏侧化——左侧岛叶主要介导副交感控制，右侧岛叶主要支配交感调节。下丘脑室旁核（PVN）是下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴的中枢调节器。杏仁核介导恐惧和焦虑的心血管反应。脑干中，延髓头端腹外侧区（RVLM）是交感活动的主要兴奋中枢，延髓尾端腹外侧区（CVLM）是压力感受器反射的关键中继站；孤束核（NTS）是化学感觉输入的主要整合者；疑核是调节心脏和肺功能的主要迷走神经核。2.1.2 心脏外神经系统（ECNS）：包括交感和副交感传出通路，将CAN信号传递至心脏。副交感节前神经元位于延髓疑核和迷走神经背核；交感节前神经元起源于胸腰段脊髓中间外侧柱，超过90%的节后神经元胞体位于中颈神经节（C3–C6）和星状神经节（C5–T3）。心率变异性（HRV）是评估心脏自主神经调节的重要生物标志物。2.1.3 心脏内神经系统（ICNS）：由500多个神经节丛组成，含逾14000个神经元，形成复杂的局部反射回路，被称为心脏的"小脑"。右心房神经节丛可调节窦房结自动性、房室传导和左心室收缩力。
2.2 生化通路
2.2.1 利钠激素：包括利钠肽、胃肠肽和内源性强心类固醇。利钠肽除肾脏和心血管效应外，还调节神经发育、突触传递、血脑屏障（BBB）完整性、脑脊液稳态和神经炎症。内源性强心类固醇通过抑制Na
+/K
+-ATP酶发挥多效性效应，与心血管和精神病症相关。2.2.2 神经肽Y（NPY）：与去甲肾上腺素（NE）共释放，半衰期长，在急性心肌梗死中血浆水平升高与微血管功能障碍和不良预后相关；NPY Y2受体表达的迷走感觉神经元构成从心室到脑干最后区的直接神经回路，介导晕厥。2.2.3 炎症介质：MI触发"心-脑-免疫"轴，心脏损伤促进单核细胞浸润脑实质，促进保护性睡眠以限制交感驱动的过度心脏炎症。卒中后CAN失调引发交感过度激活和系统性炎症反应，构成"卒中-心脏综合征"的基础。
2.3 机械通路
PIEZO1和PIEZO2是广泛表达的非选择性机械敏感阳离子通道。PIEZO2在舌咽-结状神经节神经元中形成"爪样"结构包绕主动脉弓，感知血管扩张，是压力感受器反射的关键分子传感器。脑神经元（如嗅球僧帽细胞）表达PIEZO2，可直接将动脉搏动转化为电信号，在约20毫秒内将神经元放电与心搏同步，形成"心跳哨兵神经元"假说。PIEZO1/PIEZO2双敲除可消除压力感受器反射，导致血压不稳定。
3 疾病状态下的心-脑相互作用
3.1 应激性心肌病（TTS）
TTS占疑似急性冠脉综合征（ACS）的1–4%，主要影响绝经后女性，常由重大躯体或情绪应激触发。国际TTS登记数据显示4.1%由积极事件触发（"快乐心脏综合征"）。3.1.1 自主神经功能障碍：儿茶酚胺诱导的心肌损伤是最确证的机制。HRV分析显示急性期交感激活伴副交感抑制；神经影像学研究显示急性期海马、脑干和基底节脑血流增加而前额叶皮质灌注减少，右前岛叶体积减少和功能连接降低。3.1.2 情绪异常：约三分之一的TTS患者合并精神疾病，TTS患者中精神或神经疾病共病率比ACS高7倍。杏仁核过度活跃与TTS风险增加相关（HR=1.643），且这种异常神经生物学特征可能先于临床发病数年。3.1.3 TTS的综合心-脑管理：神经疾病共病与住院时间延长、院内并发症增加和死亡率升高相关。InterTAK诊断标准纳入情绪触发因素和神经/精神疾病，AUC达0.901。认知行为疗法（CBT）和运动训练可促进TTS患者神经生物学恢复。
3.2 癫痫性心脏
癫痫发作诱导急性心脏电生理紊乱，并可触发TTS。慢性反复发作通过癫痫性心脏过程导致心肌纤维化、加速动脉粥样硬化、心室功能障碍和心律失常。大规模队列研究证实癫痫患者心律失常发生率增加（HR=1.36）。3.2.1 自主神经失衡与心脏电稳定性破坏：发作期皮质异常放电激活交感神经系统，触发儿茶酚胺激增，破坏心脏电稳定性。SUDEP的主要机制涉及CAN功能障碍和心肺调节异常。3.2.2 心脏-神经通道病理论：编码电压门控钠、钾、钙通道及雷诺丁受体2（RyR2）的基因突变可同时导致癫痫综合征和心脏心律失常。KCNQ1突变既可导致长QT综合征1型，也可产生癫痫表型。涉及的主要离子通道包括KCNQ1、KCNQ2、KCNH2、KCNJ2、KCNA1、SCN1A、SCN2A、SCN5A、SCN8A、SCN10A、HCN1、HCN4、CACNA1C、CACNA2D1和RYR2。3.2.3 癫痫性心脏的综合心-脑管理：多尺度诊断标准涵盖慢性癫痫、心电图心肌损伤或心律失常征象、HRV评估的自主神经功能障碍、超声心动图舒张功能障碍等。可穿戴HRV-ECG设备检测自主神经相关癫痫发作灵敏度达90.5%。
3.3 卒中-心脏综合征（SHS）
SHS于2018年由Scheitz等正式提出。回顾性分析显示11.8%的急性缺血性卒中（AIS）患者发生SHS，中位发病时间2天。超过27%的患者在卒中后4周内出现心脏并发症。3.3.1 SHS流行病学：ACS发生率11.1%，房颤或房扑8.8%，HF 6.4%，严重室性心律失常1.2%。卒中后30天内主要不良心血管事件风险最高（HR=25.0）。3.3.2 SHS病理生理机制：卒中诱导的CAN功能和结构改变是关键基础。交感神经过度激活导致儿茶酚胺大量积聚于心肌间质；右侧岛叶皮质受累与心脏损伤程度相关。"脑-脾-心脏"炎症轴为理解卒中后神经炎症导致心脏损伤提供重要框架。3.3.3 SHS的综合心-脑管理：高敏心肌肌钙蛋白、心电图和超声心动图评估有助于识别早期心脏受累。风险预测模型整合年龄、高脂血症、肌酐和全前循环梗死，AUC为0.812。血压与SHS风险呈U形关系。
3.4 心力衰竭（HF）
自主神经失衡（交感过度激活伴副交感抑制）是HF的核心病理生理组分。3.4.1 自主神经功能障碍作为HF的启动因素：HF连续谱理论认为，随着左心室射血分数（LVEF）下降，适应不良的神经激素激活逐渐加重。血管紧张素II（Ang II）信号通路是自主神经失衡与HF进展的核心联系。MI激活TRPV1阳性迷走感觉神经元，传递心脏损伤信号至PVN的AT1aR阳性神经元，增强交感输出并促进IL-1β介导的炎症。3.4.2 HF加重自主神经失衡形成恶性循环：HF中NE跨膜再摄取显著受损，心脏NE溢出率增加277%。交感激活具有区域特异性：轻中度HF心脏NE溢出增加3倍，重度HF增加4倍。"交感毒性三联征"包括过度心脏交感激活、神经元NE再摄取受损和多纤维收缩期交感放电。压力感受器反射功能障碍在HF早期即出现；化学感受器敏感性增强与死亡率独立相关（HR=2.8）。3.4.3 HF的综合心-脑管理：运动训练改善HRV并降低肌肉交感神经活动；持续气道正压通气（CPAP）减少心脏NE溢出。β受体阻滞剂、ACE抑制剂和ARB可降低交感活性。迷走神经刺激（VNS）在INOVATE-HF试验中未改善左心室重塑或死亡/ morbidity终点。压力感受器激活疗法和肾去神经术仍需进一步证据。
3.5 心脏性痴呆
心脏性痴呆指与HF、MI和房颤（AF）等心脏疾病相关的认知衰退。3.5.1 流行病学：AF与CI风险增加相关（OR=1.5），与全因痴呆OR=1.6，血管性痴呆OR=1.7，阿尔茨海默病HR=1.4。HF患者CI患病率约41–43%，痴呆患病率19.79%。3.5.2 病理生理机制：①脑低灌注和血流调节受损：每降低1 L/min心输出量，总脑实质体积减少3.9 mL；每降低10 mL左心室每搏输出量，轻度CI或痴呆风险增加24%。②栓塞性脑血管事件和脑微出血：AF和HF通过心源性栓塞增加卒中风险，涉及Virchow三联征。③神经退行性变：HF增加脑动脉搏动性，损害类淋巴系统功能，促进蛋白聚集。④炎症：NLRP3炎性小体慢性激活，循环细胞因子损害BBB完整性，激活小胶质细胞。3.5.3 心脏性痴呆的综合心-脑管理：推荐双向评估框架，VasCog Screen测试具有良好的灵敏度。管理包括危险因素优化（"生命必需的8项"）、非药物干预（运动、认知训练）和药物治疗（胆碱酯酶抑制剂、抗Aβ单克隆抗体需权衡心血管风险）。
3.6 精神心脏病学
精神心脏病学是研究心理因素与CVD双向相互作用的跨学科领域。3.6.1 流行病学：抑郁症状与心血管事件风险增加相关（HR=1.14）；焦虑障碍与CVD发生率增加52%相关。CVD患者中抑郁患病率31.3%，焦虑32.9%。抑郁与HF患者全因死亡风险增加40%相关。3.6.2 病理生理机制：①自主神经失调：抑郁患者表现为副交感抑制伴交感过度激活，自主神经功能障碍严重程度与抑郁严重程度呈正线性相关。②炎症：抑郁激活NLRP3炎性小体（P2×7受体依赖途径），促进房颤发生。③内感受功能障碍：人工诱导心动过速可增强焦虑样行为，后岛叶皮质是心脏内感受的关键枢纽。④脑灌注和代谢异常：HFrEF患者抑郁相关脑区（腹侧前额叶、杏仁核、海马）呈低代谢模式。3.6.3 精神心脏病学的综合心-脑管理：2025年ESC临床共识提出"心理-心脏团队"概念和ACTIVE原则。阶梯式管理模式包括普遍健康教育和一般支持、轻度至中度症状的结构化心理治疗、中重度症状的药物治疗和专科转诊。舍曲林和艾司西酞普兰心血管安全性较好，三环类抗抑郁药因低血压、HF加重和心律失常风险通常避免使用。
4 靶向心-脑相互作用的临床试验
临床试验分为六类：自主神经调节（呼吸训练、VNS、压力感受器激活疗法、肾去神经术、脊髓刺激、内脏大神经切除/阻滞/消融）、生物标志物和电生理监测（ECG、EEG、HRV、外周炎症和多组学生物标志物）、神经影像学评估（fMRI功能连接和脑网络分析）、运动与生活方式干预（有氧/抗阻、不同强度、间歇/持续训练）、心理干预（CBT、认知训练、行为激活、正念干预）和药物治疗（抗凝药、抗抑郁药、抗炎药、代谢调节剂）。现有证据仍受限于样本量小、结局指标异质、随访期短和缺乏机制分层。
5 结论与展望
5.1 心-脑相互作用的共享机制：三条通路（神经、生化、机械）共同形成动态网络，维持全身稳态；疾病状态下，交感过度激活、炎症放大、机械转导异常和心-脑反馈调节受损相互强化，形成跨器官损伤的恶性循环。5.2 疾病特异性表现和共享病理生理环路：TTS和癫痫性心脏主要反映急性"脑到心"效应；SHS是急性脑损伤后的继发性心脏损伤；HF和心脏性痴呆以慢性双向病理循环为特征；精神心脏病学研究显示抑郁、焦虑和慢性应激通过自主神经失衡、HPA轴失调、炎症和内感受异常增加心血管风险。六类疾病常汇聚于共享机制：自主神经失衡、免疫-炎症激活、血流动力学紊乱、脑网络重塑和心理/行为失调。5.3 当前挑战与未来方向：现有证据多来自横断面研究、回顾性队列或动物模型，不足以确定因果关系；缺乏基于机制的统一分类和风险分层系统；缺乏成熟的动态多模态监测系统。未来应发展基于机制的分类框架，整合脑电图（EEG）-心电图（ECG）监测、可穿戴设备、神经影像、外周血多组学和人工智能算法，建立可推广的风险预测和治疗反应评估系统，推动心-脑医学从单器官治疗走向整合管理。
