Daniel B. Zoccal, Werner I. Furuya, Mirian Bassi, Débora S. A. Colombari 和 Eduardo Colombari 是本文的主要作者，他们来自巴西圣保罗州立大学（São Paulo State University, UNESP）牙科学院的生理与病理学系。该文章发表在 2014 年 6 月 25 日的 Frontiers in Physiology 杂志上，DOI 为 10.3389/fphys.2014.00238。这是一篇关于孤束核（Nucleus of the Solitary Tract, NTS）在呼吸和交感神经活动协调中的关键作用的学术综述文章。

文章主题和研究背景

孤束核（NTS）作为脑干背侧延髓中一组异质性神经元，担当了心肺感受器相关信息传输的首要枢纽位置。在心血管和呼吸系统的协调控制中，孤束核的作用尤为显著。研究已表明，呼吸活动和交感神经活动的偶联（respiratory-sympathetic coupling）是维持体内环境稳态的重要机制，特别是在代谢需求（如低氧或高碳酸血症）增加的情况下。NTS 在这一过程中发挥了处理和整合的核心作用。本文综述了NTS神经回路在呼吸与交感反射反应中的贡献，并探讨了该核区的神经可塑性对心肺功能障碍发展（例如神经源性高血压及睡眠呼吸暂停综合征等）的潜在影响。

主要观点与证据支持

观点1：呼吸-交感偶联的系统与NTS的整合功能

心血管与呼吸系统相互作用形成一个动态单一系统。心跳和动脉压中的节律性振荡（如呼吸窦性心律不齐和 Traube-Hering 波）与呼吸周期密切相关。呼吸和交感神经活动的同步变化可以通过NTS进行整合，以在低氧或呼吸化学感受器（chemoreceptor）激活情境下优化氧气摄取、组织灌注等功能。

• 支持证据：通过动物实验，发现外周化学感受器（如颈动脉体）将信号传递至NTS的中间（iNTS）或尾侧区域（cNTS），继而激活传递至脑干其他核团的回路，包括腹外侧延髓（RVLM）等。

观点2：NTS在化学感受器反射（Peripheral Chemoreflex）中的作用

NTS能通过整合外周化学感受器输入信息协调呼吸和交感神经反应。本文详细说明了在低氧状况下，尾侧NTS神经元接收到颈动脉化学感受器的兴奋性输入后，如何引起交感兴奋以及呼吸频率的增加。

• 支持证据：在实验使用中，特定神经递质（如谷氨酸、ATP 和乙酰胆碱）对NTS的尾核区神经元的调控影响显著。例如，阻断谷氨酸和腺苷受体可以减弱交感兴奋反应，而不会显著影响呼吸。

观点3：呼吸模式变化时的NTS神经回路调控

在如慢性低氧或间歇性低氧条件下，呼吸模式的改变能够重新塑造NTS的神经活动模式。NTS神经元会因持续性低氧曝露而出现突触活动增强、神经递质释放增多及兴奋性增强等适应性变化。

• 支持证据：
  • 在慢性间歇性低氧（CIH）的动物模型中，NTS的谷氨酸能神经元表现出增强的基底活动电位。
  • 腺苷三磷酸（ATP）的释放在不同呼吸节律中的作用更加突出，甚至可能与谷氨酸共同作用于内侧延髓神经元形成交感与呼吸信号的耦合。

观点4：NTS可塑性在心肺功能障碍的病理发展中的影响

NTS的神经可塑性变化与一些心肺疾病（如神经源性高血压与睡眠呼吸暂停综合症）密切相关。长期低氧等刺激可能导致 NTS 神经元超兴奋性，从而增大交感活动水平，引发心血管功能异常。

• 支持证据：
  • 神经源性高血压：在自发性高血压大鼠（SHR）研究中，NTS的尾侧损毁显著降低其血压，表明这一核团的异常兴奋与高血压的发生相关。
  • 睡眠呼吸暂停：OSA 患者通常表现出高交感活性和过度化学感受器敏感性，而这种情况也可以通过 CIH 模型中的 NTS 表现得到模拟。

观点5：额外的外周信号对NTS的作用

肥胖相关激素如瘦素（leptin）也会通过作用于NTS调控呼吸与交感神经反应。例如，瘦素既能促进呼吸，也能增强化学感受器引发的交感兴奋反射。

• 支持证据：
  • 系统性注射瘦素可增加NTS的活性，并通过尾侧NTS增强外周化学感受器信号的处理效能。

文章的重要性与贡献

本文通过系统综述，强调了NTS在呼吸与交感耦合中不可替代的整合作用，并详细讨论了NTS的突触传递机制和神经可塑性如何在生理和病理条件下影响心肺功能调节。这一综合性分析为理解NTS在复杂神经控制中的机制以及潜在的治疗策略提供了重要框架：

1. 科学意义：揭示了NTS作为交感和呼吸主要调控中心的复杂生理机制。
2. 应用价值：为神经源性高血压、睡眠呼吸暂停和肥胖相关心血管疾病等治疗提供了理论依据。
3. 创新之处：识别了多种神经递质在NTS的动态调控，以及尾侧NTS特定神经元在心肺功能调整中的关键作用。

亮点总结

1. 解构了孤束核在外周化学受体反射和呼吸-交感耦合中的整合作用机制。
2. 阐明了谷氨酸、ATP和乙酰胆碱等多种递质的协同作用。
3. 阐释了慢性间歇性低氧和高交感活性状态下NTS神经可塑性动态变化的病理意义。

通过对这些过程的深入研究，未来可能开发出针对心血管及呼吸障碍的新型治疗策略，从而具有广泛的医学影响。