直接刺激迷走神经传入纤维，可抑制内毒素的全身性炎症反应。将成年雄性Lewis大鼠行双侧颈部迷走神经切断术后作实验组，以分离迷走神经不切断其神经纤维作对照组。实验组的大鼠用内毒素行致死性刺激之前和之后10min，直接用电脉冲持续刺激其神经纤维末端，迷走神经传入纤维的电刺激能够显著减低血液中TNF-α的含量；而对照未行电刺激组，其血液中TNF分泌总量的峰值显著增加。内毒素血症中，肝脏是TNF-α的主要来源，电刺激迷走神经末端能够降低肝脏在内毒素刺激下TNF-α的合成，所以传入迷走神经信号发放参与体内的TNF-α产生的调节。
迷走神经的电刺激能诱导抗炎症因子生成，抑制TNF-α产生。测定内毒素血症动物的抗炎因子皮质酮和IL-10水平发现，在假手术对照组中，皮质酮和IL-10总量的升高与内毒素血症生物学效应具有相关性。迷走神经切断能够显著降低皮质酮的浓度，部分原因是由于迷走神经切断后减弱了迷走神经传入纤维向大脑发放的神经冲动，因为大脑在接受外界的刺激后引发一系列下丘脑-垂体-肾上腺信号的发放。正常情况下，皮质酮能够下调TNF-α产生，所以皮质酮下降能促使TNF-α表达升高。直接电刺激外周迷走神经纤维并不能使皮质酮和IL-10水平升高，所以迷走神经刺激导致的TNF-α的表达下降不是由于皮质酮和IL-10的抗炎症介质所致。
外周迷走神经刺激显著减弱可使LPS诱导的大鼠发生休克。TNF-α是内毒素休克的早期主要介质。在迷走神经切断不行电刺激的大鼠中，内毒素休克发生的时间明显缩短，这可能是因为皮质酮分泌减少，机体对TNF-α反应增高所致。ACh为扩血管物质，介导NO依赖性血管阻力的松弛反应，并造成血压下降。传出迷走神经的刺激下调了TNF-α的产生，降低了致死性内毒素血症休克的发生率。人类外周的未分化单核细胞中大量表达的ACh，能够抑制细胞因子的合成。α-金环蛇毒素敏感样的烟碱型受体的活性能够调节巨噬细胞的细胞因子的反应。
神经免疫反应——“胆碱能抗炎症途径（cholinergic anti-inflammatory pathway）”，能够调节全身性炎症反应，副交感神经系统兴奋性的强弱能够影响内毒素血症者血液循环中TNF-α的量和休克反应。胆碱能抗炎症途径能够在很短时间内发挥效应，而体液抗炎症反应途径相对较慢。在全身性应激状态下，副交感神经纤维的活化，降低了致死性外周免疫反应的幅度，从而给宿主带来保护性效应。
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