Nat Neurosci：拥抱为什么让心跳更稳？科学家揭示催产素通过下丘脑-脑干-心脏神经通路调节呼吸性心率变异性机制

你有没有注意到，当你和爱人拥抱、感到安心或心情愉悦时，心跳会变得格外平稳而有节奏？这种“心跳随呼吸起伏”的规律，其实是一种重要的健康信号，它不仅反映心脏强健，也体现情绪稳定。

但大脑是如何让心情影响心跳的呢？

基于此，2025年10月20日，法国国家健康与医学研究院Clément Menuet研究团队在nature neuroscience杂志发表了“Oxytocin modulates respiratory heart rate variability through a hypothalamus–brainstem–heart neuronal pathway”揭示了催产素通过下丘脑-脑干-心脏神经通路调节呼吸性心率变异性。

心跳并非匀速不变，而是会随着呼吸自然波动：吸气时加快，呼气时减慢，这种现象称为呼吸性心率变异性（RespHRV）。它不仅让心脏工作更高效，还反映身心健康状态。本研究在啮齿类动物中发现了一条从下丘脑到脑干的神经通路，催产素（OT）通过该通路在镇静行为期间增强RespHRV。下丘脑室旁核的催产素神经元调控脑干中负责产生吸气节律的前包钦格复合体内的一类抑制性神经元的活动。这导致副交感神经对心脏的呼吸性调节作用增强，从而提高了RespHRV。作者还发现，在小鼠从应激状态恢复期间，催产素神经元参与了RespHRV幅度的恢复，表明催产素通过中枢机制在镇静行为中调节心脏活动。

图一 PVNOTpreBötC/nA 神经元增强RespHRV并降低平均心率

为了弄清楚催产素是否影响控制呼吸和心率的脑区，作者在小鼠脑中追踪了催产素神经纤维的走向。

他们发现，脑干中负责产生吸气节律的preBötC周围有大量催产素纤维，而控制心脏的nA周围则较少。进一步追踪发现，这些催产素纤维主要来自PVN脑区，其中约30%的神经元投射到preBötC/nA区域。

接着，研究人员用光遗传技术特异性激活这些从PVN投向preBötC/nA的催产素神经元。结果发现，在小鼠安静时，激活这些神经元能显著增强RespHRV，同时使平均心率下降。对呼吸本身影响不大，仅轻微加快呼吸频率。

这说明：大脑中特定的一群催产素神经元（PVNpreBötC/nA通路）能有效增强心跳随呼吸变化的规律性并让心跳更慢、更稳，从而提升心肺调节的健康水平。

图二 PVNOT神经纤维可以通过在成年麻醉小鼠preBötC/nA区域释放OT放大RespHRV

为了探究光激活PVNOT纤维所引起的心肺效应是否特异性地由其在preBötC/nA区域释放催产素所致，作者使用麻醉状态下的Oxt-Cre; Ai27转基因成年小鼠并记录心电图和吸气肌电图。

单侧光激活投射至preBötC/nA的PVNOT纤维导致呼吸性心率变异性显著增强，平均心率也出现轻微但持续的下降。呼吸频率未发生变化，但吸气爆发幅度有增加趋势。雌性和雄性小鼠的心肺参数基线值不同，但对光刺激的反应模式和幅度相似。

随后，作者在preBötC/nA区域单侧注射选择性的催产素受体拮抗剂。该拮抗剂本身并未改变心肺参数。然而，当在同一位置进行光刺激时，呼吸性心率变异性的增强几乎完全消失，而平均心率的轻微下降仍然存在。而在注射对照溶剂后进行光刺激或在拮抗剂注射对侧的preBötC/nA进行光刺激时，所产生的心肺效应与注射前的对照状态相似。

这些结果表明，PVNOT神经元通过在preBötC/nA释放催产素来增强呼吸性心率变异性，而对平均心率的影响则依赖于另一种不同的机制。

图三 表达催产素受体的preBötC神经元调控呼吸心率变异性并投射至心脏迷走神经元

研究发现，前脑的催产素神经元并不直接控制心脏，而是通过一个“中继站”来调节心跳节律。这个中继站位于脑干的preBötC，其中有一群专门表达催产素受体的神经元。当催产素作用于这些神经元时，它们会向下直接连接到控制心跳的nA中心脏调节神经元。

实验表明，激活这群神经元会降低RespHRV、加快心率和呼吸；而抑制它们则能增强RespHRV、减慢心率和呼吸。这说明它们是调节“心跳随呼吸变化”这一健康节律的关键枢纽。

有趣的是，这些神经元不参与产生基本呼吸节律（不会因抑制而停呼吸），而是专门调控心脏的副交感活动（通过迷走神经），从而影响心率。

简单来说：催产素通过激活preBötC中的特定神经元抑制心脏迷走神经活动，引起心率变化，从而调节RespHRV。

这一通路揭示了大脑如何通过一个精准的神经环路，将情绪信号（如催产素）转化为对心脏的精细调控。

图四 化学遗传学抑制所有催产素神经元会减缓束缚应激测试后呼吸性心率变异性增强的恢复速度

研究发现，催产素通过一条从下丘脑到脑干再到心脏的神经通路，在应激后帮助动物恢复平静，具体表现为促进RespHRV的恢复。

实验使用化学遗传学方法抑制小鼠体内所有催产素神经元，发现在静息状态下，抑制催产素神经元不影响RespHRV；但在经历束缚应激后，这些小鼠的RespHRV恢复速度明显变慢，对照组30分钟内恢复，而催产素神经元被抑制的小鼠需60分钟才能恢复。其他指标（如心率、血压、呼吸）的恢复则不受影响。

这表明：催产素神经元并不维持静息时的RespHRV，而是在应激后自然激活，加速RespHRV的恢复，从而促进心理和生理的“镇静”过程。这条通路是大脑实现情绪恢复力的重要机制之一。

总结

当我们感到焦虑、压力大或恐惧并察觉到心跳加速时，深呼吸是一种普遍有效的平静方式。作者的研究揭示了一条非自主性的下丘脑-脑干神经通路，在从应激中恢复、情绪平静时也能类似地增强呼吸性心率变异性。这条通路可能更广泛地参与人类在积极社会情感状态下的呼吸性心率变异性增强过程。催产素对呼吸性心率变异性的增强可能不仅改善心脏生理功能，还能带来积极的心理效应。

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