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Metabolites：交感神经系统在体重变化与心脏代谢健康中的双向调控作用

2025-6-17 17:19

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体重变化与心脏代谢疾病风险密切相关，而交感神经系统 (SNS) 在此过程中扮演核心角色。本文系统综述了SNS在肥胖、恶病质、神经性厌食症等不同体重状态下的动态调控机制，揭示了其通过中枢与外周通路影响血压、胰岛素敏感性、脂质代谢等关键生理过程。来自澳大利亚斯威本科技大学 Gavin W. Lambert教授及其团队在Metabolites发表了文章，结合最新临床研究与神经影像学证据，探讨了靶向SNS的干预策略在改善心脏代谢结局中的潜力，为个性化治疗提供了科学依据。

研究过程与结果

体重作为连续变量，其两端 (超重/肥胖与体重过轻) 均显著增加心脏代谢疾病风险。肥胖通过脂肪因子释放、炎症反应等机制加剧高血压、糖尿病及动脉粥样硬化；而神经性厌食症或恶病质等非预期体重下降则与心血管结构功能异常相关。近年研究发现，交感神经活动的区域化特征及其对体重变化的动态响应，是连接体重与代谢紊乱的核心纽带 (图1)。

图1. 体重变化与交感神经激活之间的假定关联机制。

交感神经活动的评估：从实验室到临床

交感神经活动的量化是研究其与体重关系的基础，目前常用方法包括生化标记物 (如血浆/尿液去甲肾上腺素及其代谢物检测)、功能影像学技术 (如心脏MIBG显像、显微神经造影术直接记录神经放电)，以及同位素示踪技术 (通过氚标记去甲肾上腺素评估NE合成与清除速率)。这些方法为揭示交感神经的动态调控提供了多维度工具。

图2. 图表显示 (上) 去甲肾上腺素在节后交感神经末梢和突触后细胞 (例如血管、肌肉细胞或心肌细胞) 中的分布，以及 (下) 在基础条件下和稳态输注示踪剂量氚标记去甲肾上腺素 ( 3H-NA) 期间溢流到全身循环的情况。

体重变化下的交感神经动态：双向调控的复杂性

1. 肥胖与体重增加：交感神经的过度激活

在肥胖与体重增加过程中，交感神经呈现过度激活状态。临床研究表明，即使短期饮食诱导的体重增加 (如健康男性增重4%) 也可使肌肉交感神经活动 (MSNA) 升高15-20%，伴随血压上升。这一现象与内脏脂肪堆积释放的瘦素、游离脂肪酸等信号分子密切相关，这些分子通过刺激下丘脑室旁核 (PVN) 及延髓头端腹外侧区 (RVLM)，增强肾脏与内脏交感神经输出，进而促进高血压与胰岛素抵抗 (图3)。

图3. 示意图显示了与体重变化和交感神经系统活动相关的大脑区域。

2. 体重减轻：交感抑制的“双面性”

在体重减轻过程中，交感神经的抑制表现出“双面性”：有意减重 (如生活方式干预或代谢手术) 可通过降低MSNA和改善压力反射敏感性逆转代谢异常，例如袖状胃切除术后患者MSNA下降30%与内脏脂肪减少同步发生；但非预期减重 (如恶病质或神经性厌食症) 则可能因交感驱动的脂肪褐变或MSNA过度抑制，导致能量代谢失衡与心血管并发症。

当前干预策略涵盖药物革新与神经调控技术。药物方面，GLP-1受体激动剂 (如替尔泊肽) 不仅能减重，还可通过抑制颈动脉体交感反射降低血压；SGLT2抑制剂 (如恩格列净) 则通过减少肾脏NE再摄取潜在抑制中枢交感活性。神经调控技术则包括肾交感神经消融术 (改善难治性高血压患者的胰岛素敏感性) 和迷走神经刺激 (如经皮耳部刺激降低MSNA，为代谢综合征提供无创治疗选择)。

未来展望：精准医学与闭环系统

基于脑-器官特异性交感通路的解析，未来治疗可能结合基因编辑、闭环神经调控设备 (如智能人工胰腺) 及AI驱动的个性化干预。例如，靶向蓝斑-脑血管交感通路或可改善肥胖相关的神经炎症与认知功能障碍 (图4)。