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肺脑交互潜在病理生理机制的研究进展

【摘要】肺脑交互是指肺脏与大脑之间通过多种机制相互影响和调节的复杂病理

生理过程，该过程通过神经、免疫、微生物与代谢物以及气体等多个层面，共同

作用于肺脏与大脑之间的复杂网络，并影响着疾病的发展。本文围绕神经通路、

免疫通路、微生物和代谢物通路以及气体通路在肺脑交互中的病理生理机制进行

综述，旨在为相关肺部和脑部疾病的预防和治疗提供新思路、新方法，为后续研

究和临床实践提供参考。

【关键词】肺；脑；神经；免疫；微生物；代谢物；气体

在现代医学研究中，器官之间的交互作用逐渐成为研究的重点领域，尤其是

大脑与外周器官的相互影响。作为近年来的研究热点，肺脑交互揭示了肺脏与大

脑通过神经、免疫等多种途径进行双向调控的复杂机制。现有相关研究多集中于

神经通路、免疫通路以及微生物与代谢物通路在肺脑交互中的作用，如迷走神经

在肺脑交互中的信号传递作用，肺部感染通过免疫细胞和炎性因子对中枢神经系

统（centralnervoussystem，CNS）免疫状态的影响，以及肺部微生物引发的

大脑免疫异常[1-2]。然而，对于肺脑交互中气体通路的研究相对较少，尤其是

在臭氧、细颗粒物（particulatematter2.5，PM2.5）、机械通气（mechani

calventilation，MV）及慢性缺氧等因素对脑部健康影响的具体机制方面，尚

缺乏系统性的综述。因此，本文整合当前肺脑交互研究的必威体育精装版进展，重点探讨气

体通路的潜在机制，通过跨学科的研究视角，深化在病理与生理条件下对肺脑交

互作用机制的理解，旨在为相关肺部与脑部疾病的诊断、预防及治疗提供新的思

路和依据。

一、肺脑交互中的神经通路

肺脑交互中的神经通路由副交感神经和脊髓上胸段的交感神经组成，其中副

交感神经中的迷走神经占主导地位。在该通路中，笔者将对肺迷走神经反射和神

经营养因子在肺脑交互中的作用进行介绍。

1.肺迷走神经反射：肺迷走神经反射是指脑干将肺部迷走神经的感觉输入信

号转化为运动输出信号的过程。迷走神经感觉神经元是肺和气道的主要神经纤维

来源[3]。它和脑干、乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）以及a7尼古丁乙酰胆碱

受体表达细胞构成肺迷走神经反射的关键部分。气道高反应性是指反复接触过敏

原而引发的气道过度收缩，它是哮喘发生的标志之一。在气道高反应性形成的过

程中，在迷走神经感觉神经元中表达的瞬时感受器电位香草酸1型能够感知过敏

原对气道的刺激，并将信息传递到脑干孤束核中表达多巴胺β羟化酶的神经元，

随后该神经元将信息进一步投射至疑核，疑核最终通过迷走神经节后神经元控制

气道的收缩和舒张[4]。咳嗽是机体对呼吸道刺激作出的生理反应，有助于保护

和清理呼吸道。在咳嗽发生的过程中，分布在呼吸道的咳嗽感觉神经元（属于迷

走神经感觉神经元）首先感受各种刺激因素，随后产生的感觉传入信号不仅能被

脑干孤束核、旁三叉神经核整合为运动传出信号引发咳嗽，还能够经脑干传递至

大脑皮层，该过程对于咳嗽的自我控制至关重要[5]。在气道闭合引发喘息的过

程中，表达小白蛋白的神经元扮演了重要的角色。作为迷走神经感觉神经元之一，

由该类神经元支配的机械感受器能感知气道闭合，从而促进电信号向脑干传递，

脑干孤束核对上述信号进一步处理后将信息传递至与呼吸控制相关的脑区，从而

引发喘息[6]。

2.神经营养因子：神经营养因子是一组具有相似结构和功能的可溶性生长因

子。一直以来，神经营养因子被认为只对神经系统发挥作用，包括促进神经元的

存活、影响大脑中的突触传递和突触可塑性等。但最近研究发现神经营养因子可

促进气道平滑肌细胞和肺成纤维细胞的增殖、活化和迁移，平滑肌细胞能够和沉

积的细胞外基质参与气道重塑，成纤维细胞则与免疫细胞、炎性介质共同促进肺

疾病发生，提示神经营养因子极有可能成为肺脑交互的关键作用靶点[7]。

二、肺脑交互中的免疫通路

肺脑交互中的免疫通路主要是指免疫细胞与炎性因子在肺脑之间进行信息

传递。在该通路中，笔者将对肺脑交互的微生物代谢物-免疫调节机制以及神经-

免疫调节机制进行介绍。

1.微生物代谢物-免疫：研究发现肺局部免疫稳态受到肺部微生物组的影响，

并且肺部微生物组能够通过调节中枢神经组织的免疫反应性，促进或抑制CNS

疾病的发生[2]。例如，对实验性自身免疫性脑脊髓炎（experimentalautoimm

uneencephalomyelitis，EAE）小鼠肺部注射新霉素能够改变其内部菌群的组成，

该变