英国布里斯托大学（University of Bristol）的科学家们近日发现，中度有氧运动能够改变调节心脏活动的神经细胞结构。更令人惊讶的是，这种结构变化在身体的左右两侧呈现出截然不同的戏剧性差异。相关研究成果已发表在学术期刊《Autonomic Neuroscience》上，这一发现最终可能帮助医生为心律失常、胸痛、心绞痛以及压力诱发的“心碎综合征”（broken-heart syndrome）开发出更精准的治疗方案。
尽管这项突破性发现目前是在大鼠身上取得的，仍需进一步研究来证实人类是否也会发生同样的生理改变，但它无疑为物理活动如何影响维持心脏运转的神经系统提供了全新的视角。
运动改变心脏的“隐藏控制系统”
心脏的部分活动受自主神经系统（autonomic nervous system）调节，这是一个能够自动管理心跳、呼吸和消化等基本功能的神经网。该系统的一个分支能够在身体需要更多氧气时（例如在运动或应激状态下）加速心跳。
被称为星状神经节（stellate ganglia）的小型神经细胞集群在这一过程中扮演了重要角色。这些神经枢纽位于下颈部和上胸部的两侧，负责发送影响心率及其他心脏功能特性的信号。
这项新研究表明，规律的运动会以科学界以往未曾认知的独特方式改变这些神经集群。
该研究的通讯作者、布里斯托大学兽医解剖学高级讲师奥古斯托·科普皮（Dr. Augusto Coppi）博士表示：“这一发现揭示了人体维持心脏运转的‘自动驾驶’系统中隐藏的左右对称规律。”
“这些神经集群就像是心脏的‘调光开关’，而我们已经证明，规律的中度运动会以左右特异性的方式重塑这一开关。这或许能解释为什么某些治疗方法在身体一侧的效果优于另一侧，并在未来帮助医生更精准、更有效地实施靶向治疗。”
仅需10周运动便产生显著的神经改变
为了探究运动如何影响这些神经集群，研究人员对接受了10周中度有氧训练的大鼠进行了观察。有氧运动是指能够提高心率和呼吸频率的体力活动，例如快走、游泳或骑自行车。
该研究团队汇聚了来自英国伦敦大学学院（UCL）、巴西圣保罗大学（USP）以及巴西联邦圣保罗大学（UNIFESP）的科学家。
研究团队采用了被称为立体学（stereology）的先进三维分析技术来检查神经细胞。这种方法使科学家能够精确估算组织内细胞的数量、大小及其空间分布。
结果显示，身体两侧出现了不同寻常的不平衡。在经过训练的大鼠中，右侧的心血管神经节包含的神经元数量约为左侧的四倍，这与未训练大鼠体内观察到的分布模式形成了鲜明对比。
与此同时，神经细胞的大小也发生了改变，但方向却截然相反。左侧的神经元体积几乎翻了一番，而右侧的神经元则变得略微缩小。
这些研究结果表明，运动并非对控制心脏的所有神经产生均等的影响，而是在身体两侧引发了截然不同的结构重塑，为神经系统如何适应规律的身体锻炼提供了重要线索。
这一发现能否带来更好的心脏疗法？
该研究成果对于治疗涉及心脏周边异常神经活动的病症具有重要意义。
当心跳过快、过慢或不规律时，就会发生心律失常（arrhythmias）。心绞痛则是通常由心肌血流量不足引起的胸痛或胸部不适。另一种被称为“心碎综合征”的病症表现为心肌突然无力，通常由强烈的精神或躯体压力触发。
在临床实践中，医生有时会通过减少到达心脏的过度神经信号来治疗这些问题。诸如星状神经节阻滞（stellate ganglion nerve blocks）等手术可以暂时中断神经活动，而去神经术（denervation）则涉及阻断特定的神经通路。
理解左右神经集群的差异，最终可以帮助临床医生确定应该靶向哪一侧以获得最佳治疗效果。
科普皮博士解释道：“心律失常、压力诱发的‘心碎综合征’以及某些类型的胸痛，通常可以通过调低过度活跃的星状神经节来治疗——这些成对的小型神经枢纽位于下颈部/上胸部区域，负责向心脏发送‘加速’信号。”
“通过绘制运动在两侧如何改变这些 ganglia 的图谱，本研究提供了相关线索，未来有望将神经阻滞或去神经术等手术精细调控至最能发挥疗效的一侧。当然，这些发现仍处于早期阶段且基于大鼠实验，后续还需要开展临床研究。”
运动与心脏研究的下一步计划？
尽管这些结构上的改变十分巨大，科学家仍需进一步确切阐明它们如何具体影响心脏功能。
研究团队计划深入探究左侧与右侧神经集群之间的差异如何影响心脏在静息和运动状态下的表现。他们还打算在其他动物模型中寻找相似的模式，并最终推向人类研究。
在人类研究方面，研究人员希望借助非侵入性标志物（noninvasive markers），以便在无需手术或组织切除的情况下获取有关神经活动的信息。
如果在人类身上也发现了相同的左右差异，这一发现将有望指导针对心律失常、难治性心绞痛以及压力诱发性“心碎综合征”的个性化治疗。
科普皮博士补充道：“理解这些左右侧差异将有助于我们针对心律失常和心绞痛制定个性化治疗方案。我们的下一步工作是测试这些结构改变如何映射到功能上，以及在更大体型的动物和人类身上是否会出现相似的规律。”