哈佛大学研究人员在心脏中发现了一类特殊的PIEZO2神经元，它们能像高精度传感器一样监测血量变化，在改变姿势时维持血压稳定并防止晕厥。
当你从椅子上猛地站起身时，你的血压会瞬间升高以补偿体位变化，从而防止大脑缺血导致晕厥。几十年来，研究界一直认为，分布在动脉中的压力感受器是这一过程的唯一主导。它们捕捉到血压的突然下降，向大脑发出信号，大脑再下达收缩血管的指令。虽然一直有专家怀疑还有其他神经元参与其中，但始终未能锁定其身份。
在一项发表于《自然》杂志的研究中，哈佛大学的分子神经科学家Stephen Liberles及其团队通过对小鼠心脏的观察，锁定了一群长期被忽视的神秘神经元。虽然科学界早就知道这些神经元的存在，但由于它们深藏在心脏内部，人们对其具体感知的目标一无所知。研究人员将注意力集中在一种名为PIEZO2的蛋白质上，它能够将细胞膜受到的物理压力转化为神经电信号。他们惊讶地发现，表达PIEZO2的神经元像一层错综复杂的网，紧紧包裹着心脏的全部四个腔室。Stephen Liberles确认，人类心脏中同样存在类似的神经元结构。
为了弄清这些神经元的作用，研究人员在实时监测小鼠生命体征的同时，将它们从水平位置旋转为垂直状态。正常健康的小鼠会立即调整心率来应对这种姿势变化。然而，当研究人员使用毒素特异性地杀灭心脏中的这些PIEZO2神经元后，小鼠在体位改变时血压瞬间暴跌，且无法自行恢复。更深入的实验显示，在失血的情况下，这些PIEZO2神经元甚至在动脉传感器报警之前就已经开始运作。这表明，它们拥有直接监测血容量的专线，能更灵敏地捕捉到循环系统的风吹草动。
斯克里普斯研究所的分子生物学家Ardem Patapoutian评价说，这项研究提供了关于心血管调节的宝贵见解。他曾因发现PIEZO1和PIEZO2蛋白在感知机械刺激中的作用而获得2021年诺贝尔生理学或医学奖。目前科学界的推测是，大脑通过动脉获取血压的宏观趋势，但必须依赖心脏内部的这些新型传感器来获取血液流经该器官的高保真实时数据。
尽管这项发现填补了人类对自身循环系统认知的一大空白，但关于心血管神经元的探索远未结束。Stephen Liberles在研究中提到，心血管系统中至少存在6种不同类型的神经元，而目前我们仅揭开了其中一半的功能。剩下的3种神经元究竟在忙些什么，它们如何影响我们的健康，仍是科学界亟待破解的谜题。了解这些微观探测器的工作原理，不仅有助于解释为什么有些人更容易在起立时感到头晕，或许还能为心血管疾病的治疗提供全新的干预思路。
本文译自 Scientific American，由 BALI 编辑发布。
