目前关于焦虑障碍的研究多集中于诊断和治疗方面，对其遗传因素方面的研究相对较少，但已有一些学者的研究证实了焦虑障碍具有一定的遗传易感性。

目前有不少研究显示，焦虑障碍患者亲属中患焦虑障碍的比例高于一般人群。如果一代直系血亲中有人患有焦虑障碍，则子代患病的几率将比其他人群高出2～3倍。国外一项关于社交焦虑症、广泛性焦虑症、惊恐障碍及强迫症等焦虑障碍遗传流行病学研究的meta分析结果显示社交焦虑、广泛性焦虑、惊恐障碍及强迫症等焦虑障碍都显示出了很强的家族聚集性，其中最强的是惊恐障碍。惊恐障碍先证者的一级亲属中，本病的发病风险度为17.3%～24.7%，而正常对照组一级亲属的发病风险度为1.8%～4.8%，显示本病具有家族聚集性。Micco等对1984—2007年的28篇相关文献做了meta分析结果显示社交焦虑症患者的子女患焦虑症的概率是非焦虑症的3.91倍。最新研究显示，焦虑、回避及对应激的强烈反应等症状，可经非遗传途径由母亲传递给子女，甚至孙辈。孙辈可能由于胚胎早期精子及卵母细胞的发育受到影响。

早期的研究显示，同卵双生子共同患有焦虑障碍的比例比异卵双生子高，提示疾病存在遗传原因。但随后大样本的随访发现不同类型的焦虑障碍的遗传度不同，并且受到环境因素的影响很大，提示环境因素很可能决定了遗传易感性的表达。Bolton对4662名双生子进行了纵向研究，在6岁时评估了846名双生子，发现了遗传模型能解释社交恐怖症的发病，其遗传率为73%。Taylor等人比较了438对双胞胎（245对同卵、193对异卵）中男性和女性的焦虑易感性受遗传和环境作用的差异，结果发现只有女性双胞胎的焦虑易感性受到遗传的显著影响，而男性没有。他们对此现象的解释是：该研究中采用的样本为青春期男女，而Hayward等人的研究结果显示女性的焦虑基因在青春期更容易受到荷尔蒙的影响而成为显性表达。但造成这种性别差异具体机制仍需进一步明确。

心理社会因素在焦虑症发病中起着至关重要的作用。当人们面临困难或有威胁的情境如亲人病危、意外不幸、工作调动、人际关系紧张等，机体主观上在作出努力去适应时，都会产生焦虑反应。当这种心理应激超过了人体本身可能耐受的强度，应付机制失败，机体功能状态被削弱，正常的心理反应便向病理的心理障碍过渡，因而导致焦虑症的产生。生活应激事件的持续存在可导致焦虑症的慢性化；同时，思维方式也可使症状顽固化。Finlay Jones的研究显示，危险性的生活事件，如失业的威胁与GAD关系密切；Brown等人的研究认为，GAD与童年的性虐待、被忽视或遭受暴力有密切联系。行为主义理论认为，焦虑是对某些环境刺激的恐惧而形成的一种条件反射。心理动力学理论认为，焦虑源于内在的心理冲突，是童年或少年期被压抑在潜意识中的冲突在成年后被激活，从而形成焦虑。研究表明无条件的消极信念，如“我很笨”“我肯定被拒绝”等自卑情绪在焦虑症的发生过程中起着重要作用。过度关注自我表现也已经被报道是焦虑症发生的一个重要诱因。焦虑抑郁的发作常与负性生活事件有关。有报道称重大的危险事件是首发焦虑的引发因素。Dalgleish等报导了儿童青少年的焦虑、抑郁、创伤后应激障碍等不同的情绪障碍有不同的认知偏倚模式，负性生活事件通过不同的认知偏倚模式促发不同的负性情绪。

社会支持是他人提供给个体的各种资源，这些支持资源对个体的健康有积极的影响。儿童的心理应激及焦虑抑郁情绪与社会支持有明确的相关。有研究显示：社会支持对青少年的情绪有直接的影响，来自友伴和家庭的支持对儿童的日常生活极为重要，而那种能够长期维持的同伴友谊又有着特别的意义。基于老年人群的研究显示：睡眠时间越少焦虑水平越高，社会支持程度越低焦虑水平越高，生活事件越多焦虑水平越高。

不良的生活习惯同样会导致焦虑情绪的发生，酗酒可以导致焦虑和抑郁，在某些人，即使适度地长期饮酒也可能增加焦虑水平。此外，咖啡因、酒精、苯二氮䓬类等的药物依赖也可能加重或者导致焦虑。焦虑常常发生于酒精急性戒断期，并可能在摆脱酗酒的人群中伴随急性戒断症状持续长达2年。有证据表明，长期在工作环境中接触有机溶剂也可能与焦虑症相关，如绘画、涂漆等。另有大量临床研究证实，咖啡因与致焦虑作用或者惊恐障碍存在正相关关系。

目前对焦虑障碍发病机制的探索尚存在争议，具体的神经生物学机制仍有待明确。随着分子神经生物学的发展，许多与焦虑相关的神经递质、神经甾体、神经肽受体基因和功能影像学研究进展迅速。目前，国内外的学者已经从神经递质学、影像学等多个角度对焦虑障碍发病机制进行了研究。

目前焦虑障碍的发病所涉及的神经递质主要集中在去甲肾上腺素（NE）、多巴胺（DA）、5-羟色胺（5-HT）、γ-氨基丁酸（GABA）和谷氨酸等。

去甲肾上腺素（NE）在中枢内分布广泛，它的分泌是应激反应的重要部分，与应激行为和焦虑具有密切关系，它能引起血管收缩、心率加快、血压血糖升高、骨骼肌血流增大及大脑供氧增加等。在人脑内，去甲肾上腺素能神经元含量最多的部位是中脑的蓝斑核（LC）。研究发现蓝斑受到压力刺激时会释放NE，这种反应被放大而引发焦虑症状。焦虑伴有警觉性增高和交感神经活动增强的表现，提示患者的肾上腺素能活动增加。某些可以降低去甲肾上腺素能活动的药物如可乐定、普萘洛尔、抗抑郁剂等，具有减轻焦虑的作用。

惊恐障碍患者服用选择性肾上腺α ₂受体拮抗剂后出现了惊恐发作症状频发现象，心血管活动增强和NE代谢产物的增加。而服用α ₂受体激动剂后则出现了明显的抗焦虑作用。有报道显示焦虑患者的NE水平增加，在服用α ₂受体激动剂可乐定后会产生明显的NE波动。焦虑患者表现出升高的NE水平和持续的自主反应。总之，脑内的NE可能与体温、摄食行为、镇痛和精神状态的调节等具有密切的关系。

多巴胺（DA）向前额叶皮层中部的投射路径似乎对应激最为敏感。应激的强度和时间上的增加可以引起其他接受DA投射神经核DA的释放和代谢的增强。毁损实验提示：在焦虑-恐惧神经回路中，前额叶皮层中部DA神经的毁损或前额叶皮层的DA释放的减少，延迟了条件化恐惧反应的消除；前额叶皮层中部DA释放的增加，增强了消除行为。然而，前额叶皮层中部的DA释放可能存在一个适当的范围，即在适当范围内能够促进调节性反应，促进条件化记忆的消除。而过度的DA释放，则可以产生习惯性无助行为。而前额叶皮层中部DA释放的减少，可以延迟条件化恐惧的反应。有研究发现，PD患者表现出对DA激动剂阿扑吗啡的反应更明显。而SPECT研究显示SAD患者的DA受体结合减少。

比较焦虑与非焦虑者的基因多态性差异，与社交焦虑可能相关第一个相关基因是5-羟色胺转运体（5-HTT）基因。Melke等对251名国籍和年龄相同的女性进行人格测量和基因检测，发现5-HTT启动子区（5-HTTLPR）的基因多态性与五种焦虑维度（躯体焦虑、心理焦虑、肌肉紧张、精神衰弱、自信缺乏）都显著相关。Liu等的研究进一步发现5-HTTLPR基因多态性与焦虑症有关，在经受工作压力时含有长等位基因的个体比含有短等位基因的个体患上焦虑症的概率更高。

5-羟色胺（5-HT）受体复杂，目前已发现7种5-HT受体亚型。其中仅5-HT ₃受体与配体门控通道离子通道偶联，其余6种均与G蛋白偶联，它们的结构包括7个跨膜区段、3个胞浆环和3个细胞外环。其中5-HT _1A、5-HT _1B、5-HT _2B、5-HT _2C和5-HT ₃是介导焦虑的重要受体。5-HT _1B调节背缝神经核的血清素的释放，可能是由于5-HT神经传递增加造成的。有研究表明剔除5-HT _1A和5-HT _1B的小鼠表现得更加焦虑。5-HT ₃作为唯一的配体门控性离子通道，它的抗焦虑作用是通过变构效应来实现的。有文献报道，苯二氮䓬类药物抗焦虑作用可能与抑制5-HT释放、降低5-HT代谢有关。色氨酸羟化酶-2（TPH-2）是合成5-HT的重要酶，TPH-2缺乏小鼠的焦虑状态有所改变，并伴随着5-HT _1A受体的改变。而中枢系统中5-羟吲哚乙酸（5-HIAA）是5-HT最主要的代谢产物，5-HIAA的含量变化可以反映5-HT的代谢水平。

5-HT对多数交感节前神经元具有兴奋作用，而使副交感节前神经元抑制。破坏动物的中缝核或用药物阻断5-HT合成，可使脑内5-HT含量明显降低，同时引起动物睡眠障碍，痛阈降低，对吗啡的镇痛作用减弱甚至消失。电刺激大鼠的中缝核，可促使其体温升高。这些现象揭示脑内5-HT与睡眠、镇痛、体温调节都有关系。5-HT广泛存在于焦虑相关的脑区，特别是下丘脑隔区和杏仁核。最近有研究提出5-HT能药物的作用机制可能对大脑恐惧网络脱敏，通过从脊神经核岛蓝斑的突触抑制去甲肾上腺素能激活。从背缝核发出止于杏仁核和额叶皮质的5-HT能神经通路，已被公认参与条件性恐惧，背侧中缝核能抑制焦虑特有的适应行为。5-HT能神经元破坏是导致精神疾病出现幻觉的原因。可见精神活动也与5-HT有一定的关系。

人类的5-HT _1C、5-HT ₂和5-HT ₃受体具有产生焦虑的特性，而5-HT _1A受体具有抗焦虑性，5-HT ₄受体可以使焦虑减退。此外，5-HT通过改变其他神经递质系统，如去甲肾上腺素能和多巴胺能神经元的功能，也可以起到抗焦虑的作用。

研究发现，惊恐障碍患者与健康人群相比在5-HT能神经活性方面具有明显差异，包括5-HT血小板转运体位点的减少，对5-HT激动剂的神经内分泌反应增大，以及对一些直接或间接5-HT激动剂引起的焦虑反应增强。在不同的5-HT受体亚型中，5-HT _1A受体是研究最深入的一个。研究发现5-HT _1A受体敲除在动物行为学检测中产生了明显的焦虑症状。而通过组织特异的条件性挽救策略发现，在海马和皮层区表达5-HT _1A受体能够逆转5-HT _1A受体敲除小鼠的焦虑行为，其可能的机制是通过激活与钾离子通道偶联的5-HT _1A受体使得细胞膜超极化，并且减弱了神经元兴奋性。

γ-氨基丁酸（GABA）是中枢神经系统（CNS）中最重要的抑制性神经递质，其功能紊乱在焦虑发病中具有重要作用。GABA由谷氨酸通过谷氨酸脱羧酶（GAD）合成，和谷氨酸一样，GABA也主要来源于神经胶质细胞的谷氨酸盐存储池。中枢GABA受体介导GABA中枢效应的受体至少有3种不同类型，即GABA _A、GABA _B、GABA _C受体，在控制神经元兴奋性方面发挥着重要作用。脑内的γ-氨基丁酸的异常有可能是焦虑反应的病理生理基础。动物实验发现γ-氨基丁酸合成酶、谷氨酸脱羧酶65基因表达缺失或减少，降低了皮质基础γ-氨基丁酸水平，减少了应激诱导的大脑皮质γ-氨基丁酸的释放，从而增加了害怕的行为。GABA _A受体是3种亚型中最重要的一种，该复合体有2个重要的结合位点：①GABA结合位点：由GABA及其构象类似物触发受体的构象改变而激活，导致氯离子通道的开启。②苯二氮䓬结合位点：为苯二氮䓬类药物的作用位点，可进一步化分为焦虑激动剂和焦虑反激动剂的作用位点。苯二氮䓬类药物通过与中枢神经系统内的GABA _A受体作用，在治疗焦虑、惊厥等方面发挥着广泛的作用。安定类及巴比妥类通过增加开启氯通道的频率及延长通道开启时间的不同机制也产生抗焦虑作用。相反，外源的β-咔啉-3羧酸及内源性的安定结合抑制物（DBI），则通过负性变构调节作用抑制GABA的效应产生致焦虑作用。

血浆检测发现，正常人与惊恐障碍患者GABA水平存在明显差异。目前，选择性5-HT再摄取抑制剂（SSRIs）抗焦虑作用机制仍不清楚，但与其他神经递质紧密联系可能部分解释了它们的临床作用，有可能是通过对GABA _A受体变构调节导致脑脊液中某种神经甾体升高，进而结合于GABA _A受体而发挥缓解焦虑的作用。影像学研究发现了惊恐障碍患者和PTSD患者几个脑区BDZs结合位点的改变。研究表明焦虑症患者枕叶皮质区GABA浓度有22%的降低。

谷氨酸是中枢神经系统主要的兴奋性神经递质，存在多个谷氨酸转运体，负责调节突触传递和突触间隙谷氨酸水平，而胶质细胞转运体是调节前脑突触部位谷氨酸失活最重要的一个。目前共发现两类谷氨酸受体，离子型受体有N-甲基-N-天冬氨酸（NMDA）受体，α-氨基-3-羟基-5-甲基异恶唑丙酸盐（AMPA）受体和红藻氨酸（KA）受体，它们根据组成亚单位不同又可再分为不同亚型，主要在突触后介导快速兴奋性和突触可塑性；代谢性谷氨酸受体是一类G蛋白偶联受体（GPCRs），总共8个亚单位，可以分为3组，主要通过第二信使参与突触可塑性的调节。

不像精神分裂症，几乎没有直接临床证据表明焦虑症患者谷氨酸系统功能改变，但有大量动物实验表明在应激期间谷氨酸能神经传递在几个脑区明显增强，从而导致糖皮质激素引起的神经毒性。另有报道显示，AMPA受体亚型GluR5敲除或者选择性阻断杏仁核区GluR5增加了小鼠的焦虑行为，而GluR5激活减弱了小鼠焦虑行为。阻断代谢性谷氨酸受体亚型mGluR5也产生了显著的抗焦虑作用，研究显示，海马或杏仁核局部注射mGluR5受体拮抗剂减弱了动物焦虑行为。另外杏仁核给予NMDA受体拮抗剂也表现出明显的抗焦虑作用，同时，NMDA受体对低频磁场诱导的小鼠焦虑行为也有一定作用。这些证据表明谷氨酸能异常可能参与了焦虑症的调节。

神经肽类（neuropeptides）是一类短链氨基酸性的神经递质和神经调质，常存在于介导情绪行为和应激反应的重要脑区，在焦虑、应激调节中有很重要的作用。目前的研究表明，神经肽类是焦虑症治疗药物的作用靶点，但是由于它们不能轻易通过血脑屏障，成为临床焦虑症治疗的瓶颈。涉及应激相关功能的神经肽类数目正在不断增加，到目前为止，研究最广泛的神经肽类有促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）、P物质（SP）、血管加压素（VP）、神经肽Y（NPY）。

促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）是由41个氨基酸组成的多肽，CRF及其相关肽广泛分布于啮齿类动物和人类的中枢神经系统中，下丘脑室旁核（PVN）是CRF最集中的区域，中央杏仁核（Ace）、海马（Hip）、臂旁核（parabrachial nucleus）、终纹床核（BNST）、蓝斑（LC）等脑区也有CRF，还分布在外周组织，如睾丸、胰腺、胃、小肠。

CRF受体属于G-蛋白偶联受体，通过腺苷酸环化酶的活化发挥作用。应激状态下，CRF激活下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPAA），作用于垂体前叶促皮质激素细胞的CRFR1促进ACTH的释放，ACTH进入血液后与肾上腺皮质的受体结合激活糖皮质激素合成与释放，负反馈调节抑制CRF从下丘脑进一步产生和释放。精氨酸加压素对CRF有协同作用，增加ACTH的释放。CRF除了对垂体前叶有作用，还促进阿黑皮素源肽从脑下垂体中叶释放，抑制促黄体激素和生长激素。应激作用和5-羟色胺（5-HT）都可以促进CRF的释放，糖皮质激素则抑制CRF释放。去甲肾上腺素对CRF的释放既有促进作用又有抑制作用，这与给药剂量有关，小剂量起促进作用，高剂量起抑制作用，类罂粟碱也有类似的作用。垂体前叶的CRF受体与下丘脑的CRF释放相互调节。在应激状况下，HPAA激活，释放应激因子进入循环，改变许多生理和行为过程。下丘脑室旁核的细胞分泌CRF入血，激活脑下垂体的CRF受体，诱导ACTH释放进入血液中。肾上腺ACTH促进糖皮质激素和皮质醇的释放，糖皮质激素通过负反馈减弱HPAA的激活。研究表明，长期处于极度压力下，HPAA会发生有害的改变，引起精神疾病如抑郁、焦虑。临床研究表明，一些抑郁症患者HPAA极度活跃而且负反馈系统受损。CRF1受体主要表达在新皮层和小脑，而CRF2受体主要表达在皮质下区域，比如杏仁核、下丘脑、侧间隔等。CRF与CRF1有高亲和力，而对CRF2亲和力较低。CRF1拮抗剂的抗焦虑作用可能与应激水平存在正相关关系，比如，有研究证实其抗焦虑作用在遭受了束缚、强迫游泳等应激刺激的大鼠上更明显，却没有活动性、协调性、镇静等方面的副作用，研究发现下调或者多肽类阻断CRF2受体，尤其是在侧间隔，在小鼠上产生了明显的抗焦虑和抗抑郁样作用。

神经肽Y（NPY）是胰多肽家族中的一员，是一个36个氨基酸的肽，广泛分布于杏仁核中，主要充当神经内分泌和神经调质的角色。其家族成员有NPY，胰多肽和多肽YY，它是中枢神经系统（CNS）中表达最广泛的一种神经肽类，这一分布提示其参与了多种生理功能的调节，包括摄食、能量代谢、日节律、神经兴奋性和癫痫等，应激对NPY系统也有重要影响。NPY既可以抑制神经元过度兴奋，又可以保护神经元免受甲基苯丙胺（METH）的毒性作用而诱发细胞死亡。中枢NPY常与去甲肾上腺素、GABA、生长抑素等共定位，表达在边缘前脑结构，包括终纹状体、杏仁核和海马；在间脑区，NPY主要表达在下丘脑。NPY受体复杂，目前至少有7种NPY受体为人所熟知。有研究表明剔除NPY Y2受体的小鼠表现出了更少的焦虑状态。异孕烷醇酮作为一种抗焦虑药物，发现它是通过NPY Y1受体来起作用的。许多证据表明NPY通过Y1受体起着抗焦虑的作用，通过Y2受体起着致焦虑的作用。也有研究表明，NPY Y2和Y4受体都剔除的小鼠抗焦虑的效果更强，说明Y4受体也参与了介导焦虑情绪的变化。NPY Y5受体也有可能参与抗焦虑的介导，Y5受体的拮抗剂表现了抗焦虑的作用。NPY的抗焦虑作用可能是通过G蛋白偶联受体激活K ⁺电流从而介导GABA突触前抑制或是内在神经元的NPY的释放。

P物质（SP）是一个11个氨基酸组成的多肽，是第一个被发现的神经肽类，于1931年偶然的机会在马的脑和肠道中分离出来，主要表达在前脑底部、杏仁核、海马和间脑，调节许多生理功能，包括痛、应激、体温、运动协调能力以及胃肠道蠕动等。

SP属于速激肽家族，这一家族成员还包括神经激肽A，神经激肽B和血红素激肽-1，它们共享三个速激肽受体，分别为NK1、NK2和NK3。SP和血红素激肽-1与NK1受体亲和力高，神经激肽A和B分别是NK2、NK3受体的主要内源性配体。大量动物研究表明，SP/NK1受体信号参与应激适应性调节。比如，动物脑室内注射NK1受体拮抗剂导致明显抗焦虑作用，并伴有室旁核c-Fos表达迟缓；应激引起大鼠杏仁核CeA区SP释放，且这一作用可被NK1受体拮抗剂逆转。SP在焦虑行为中的作用也在高焦虑和低焦虑大鼠上进行了观察，结果发现，两种大鼠CeA区SP释放量正常情况下基本相同，但高焦虑大鼠应激引起的SP释放明显增多。通过遗传修饰方法发现，SP的tac1基因缺陷小鼠表现出减弱的情绪反应和抑郁症状。与这些结果一致，NK1受体基因缺陷小鼠和NK1受体拮抗剂处理小鼠在强迫游泳检测中都具有一定的抗抑郁作用，可与抗抑郁药的效果媲美。此外，研究发现，NK1受体缺陷影响了肾上腺素（NE）能和5-HT能系统。人类相关数据支持临床前研究结果。研究发现，重度抑郁患者血清SP水平明显提高，并且在抗抑郁治疗后显著下降，这与早期研究发现的抑郁患者脑脊液中SP水平升高的结果一致。然而，NK1受体拮抗剂治疗的临床研究却没有得到相同的结果。研究显示，NK1受体拮抗剂L-759274的受体占用率达到90%，但却对焦虑水平没有影响。

有证据显示CCK是人类正常焦虑反应的调节剂和中介者，与GAD、PD焦虑状态有关，如使用25μg和50μg胆囊收缩素4（CCK4）时，有过惊恐发作史的患者惊恐发生率分别为91%和100%，正常人分别为17%和47%。

目前已经分离出两种主要的CCK受体亚型，即CCKA和CCKB，CCKB主要分布于脑，而CCKA则主要分布于外周。CCKA和CCKB受体均涉及学习和记忆功能，CCKA受体能调节反馈行为，CCKB受体在焦虑调控中具有重要作用。CCKB受体拮抗剂具有阻断苯二氮䓬类拮抗剂的致焦虑作用，并能减轻长期苯二氮䓬类使用造成的戒断症状。CI-988是第一个作为抗焦虑药物进行临床研究的CCKB受体拮抗剂。临床研究发现，CCK可能还与其他神经递质相互作用，如先用奥丹司琼（ondansetron，一种5-HT ₃拮抗剂），则CCK激动剂对探索行为的抑制作用被阻断，提示5-HT对CCK系统有调节作用。CCK还与NE系统互相作用，增加蓝斑的活性。因此，可以推测CCK系统通过对5-HT或NE的调节作用直接或间接发挥抗焦虑作用。

有研究发现，焦虑患者在HPT轴上主要会有以下3个方面的改变：①促甲状腺激素会有所改变；②高浓度的抗甲状腺抗体；③脑脊液中的促甲状腺激素释放激素浓度会有所改变。处于高度焦虑患者的游离三碘甲状腺原氨酸（FT ₃）和游离甲状腺素（FT ₄）会明显会减少。当T ₃和T ₄减少时会促进垂体前叶的促甲状腺激素（TSH）的分泌，从而促进甲状腺激素的释放，通过这种反馈调节机制，使血中甲状腺激素的浓度保持在正常范围内。TSH对甲状腺的调节是通过血液到达甲状腺，与腺泡细胞膜上相应的受体结合，通过细胞内cAMP-蛋白激酶系统促使甲状腺激素的释放与合成。HPT轴中，由下丘脑释放的激素为促甲状腺激素释放激素（TRH），垂体所释放的激素为促甲状腺激素（TSH），外周器官甲状腺所释放的激素为甲状腺素，包括T ₃和T ₄，TRH由下丘脑释放，经垂体门脉系统到达垂体，作用于垂体的促甲状腺细胞，使之合成并释放TSH，外周甲状腺素可抑制垂体对TRH的反应，5-HT也抑制TRH的释放，甲状腺激素水平反映HPT轴的功能状态。关于焦虑障碍的HPT轴特征，国内外研究资料较少，仅有一些国外研究表明，焦虑症与甲状腺功能存在密切的联系。Simon等的研究认为焦虑症患者的甲状腺功能障碍终生患病率风险升高；Carta等的研究结果得出甲状腺抗体与焦虑相关；还有国外基础研究认为在第13号染色体q段上，存在一些基因导致某些疾病的易感性增加，包括惊恐障碍、二尖瓣脱垂及甲状腺疾病，说明惊恐障碍与甲状腺疾病有着共同的患病基因。

有研究发现，焦虑患者在HPA轴上主要会有以下3个方面的改变：①肾上腺类皮质激素的改变；②扩大的脑垂体和肾上腺；③脑脊液中的促肾上腺皮质激素释放因子浓度的改变。患者在焦虑下会导致免疫系统紊乱，在应激状态下，下丘脑-垂体-肾上腺皮质（HAP）功能活动增高，抑制甲状腺轴功能，对血T ₃与T ₄的合成产生影响。甲状腺功能和精神活动具有密切关系，甲状腺激素紊乱会对患者脑组织产生影响，使得神经与精神状态出现异常。

HPA轴中，由下丘脑释放的激素为促肾上腺激素释放激素（CRF），垂体所释放的激素为促肾上腺皮质激素（ACTH），外周器官肾上腺皮质所释放的激素为皮质醇（COR）。一般认为，在应激状态下，下丘脑释放皮质醇释放因子CRH，刺激垂体前叶分泌ACTH，ACTH刺激肾上腺皮质释放COR，COR对CRH和ACTH具有负反馈作用，COR的水平随着HPA轴的昼夜生理节律而波动，早晨醒来时最高，机体早晨的皮质醇水平能很好地反映肾上腺皮质的功能。有学者将29例同时患有焦虑和抑郁的患者与31例只患有抑郁症的患者进行对比，结果发现同时患两种病的患者的HPA轴活性更强，说明焦虑能增强HPA轴的活性。

尽管有研究表明焦虑患者的HPA轴比正常人的更加异常，但是对于HPS轴的异常却很少见报道。有学者通过释放激素测试测定焦虑患者和正常人中生长激素（GH）含量的变化，结果发现焦虑患者体内的生长激素急剧下降。说明HPS轴与精神异常有关。在帕金森病患者中，GH对α2肾上腺素拮抗剂可乐定反应迟钝，由此推断，HPS轴的反应异常是焦虑性障碍的病理标志之一。

现代医学影像学为研究人脑功能提供了重要手段。近十几年来，随着神经影像学技术不断发展，正电子发射断层扫描（PET）、单光子发射计算机断层扫描（SPECT）以及磁共振成像（MRI）等技术在精神疾病研究中相继应用，精神医学工作者利用影像学技术研究焦虑障碍的神经通路异常模式，对焦虑障碍神经环路病理机制的研究取得一定进展。结构相研究发现前扣带回、杏仁核等体积减小以及左侧扣带回灰质体积减小，而在功能相方面的研究发现焦虑障碍患者的杏仁核、前扣带回、前额叶皮层表现出过度激活。目前认为，杏仁核是神经系统情绪控制，尤其是焦虑和恐惧相关刺激调节的核心区域。此外，这个区域在应激反应、痛和食欲调节中也起着关键作用。在人类和动物，电刺激杏仁核区可以诱发焦虑行为，而杏仁核区损毁也干扰了恐惧感觉的产生。除杏仁核外，通过损毁、微注射、电生理学或影像学等手段，现已发现可能涉及焦虑行为调节的脑区还包括大脑皮质、海马、下丘脑和脑干等。目前研究认为，杏仁核处理感觉信息通过两条通路：一是从感觉丘脑通过延迟的、多突触途经传递到杏仁核的快评价、单突触通路；另一条通路主要协调来自感觉皮层和颞叶内侧结构的信息，允许更高水平的信息处理。另外，杏仁核还接受来自室旁核和部分迷走神经的内脏信息。在杏仁核内部也存在感觉信息的传递和整合。杏仁核由几个解剖学和功能学上的不同亚核组成，包括侧核（lateral amygdale，LA）、基底外侧核（basolateral amygdale，BLA）和中央核（central amygdale，CeA），而CeA可以再细分为侧区（latero-capsular subdivision of the central amygdale，CEl）和中间区（medial subdivisionof the central amygdale，CEm）。杏仁核侧核区（LA和BLA）与皮层类似，主要由谷氨酸能投射神经元和少量GABA能中间神经元组成，而BLA区中间神经元在传入信息的处理中起着重要作用；CeA区与纹状体类似，有大量的中等有棘型中间神经元。杏仁核内信息流一般是以背侧-腹侧和侧面-中间的方向传递，比如从LA到BLA，从BLA到CeA，在CeA内部从CEl到CEm。以上发现也可看出杏仁核区局部中间神经元对不同脑区的信息流动也产生了重要影响。

杏仁中央核整合感觉信息，传出信号至臂旁核，引起呼吸急促；至下丘脑外侧区，引起交感神经反应；至蓝斑核引起血压升高和心率加快以及对恐惧的行为反应；至下丘脑室旁核，激活下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴，引起肾上腺素分泌增加；至中脑导水管周围灰质，诱发回避反应。杏仁核与感觉丘脑、前额叶皮质、岛脑及躯体感觉皮质相互联系，对不同的恐惧相关信息形成2种不同的恐惧反应模式：①快速反应模型：由丘脑杏仁核通路（从感觉丘脑直接投射到杏仁核）完成；②慢性反应模型：是精细的加工，依赖于丘脑-大脑皮质-杏仁核通路。杏仁核是恐惧反射应答的核心。当个体感知到威胁信息时，杏仁核激活，向上投射到皮层运动区，向下投射到脑干核团，以控制机体自律反应和唤醒程度。杏仁核传出纤维到臂旁核，导致呼吸急促；到外侧下丘脑，引起交感神经活动增强；到蓝斑，增加血压和心率，并参与恐惧行为反应；到下丘脑的室旁核HPA轴，增加肾上腺类皮质激素的分泌。目前认为上述结构中任何的异常都可能引起病理性焦虑。

此外，海马与学习记忆及信息的处理有关，海马功能缺陷可能导致对潜在威胁信息过度评价，从而引起病理性焦虑。额叶与高级认知功能有关，前额叶皮质（prefrontal cortex，PFC）负责执行功能，如计划、决策、预测潜在行为后果、理解和调节社会行为。眶额皮层（orbital frontal cortex，OFC）控制冲动，调节情绪。腹内侧前额叶皮质（ventromedial prefrontal cortex，VFC）参与犒赏加工和内脏对情绪的反应。在健康者的大脑，这些前额皮层区可以通过情绪加工机制“自上而下地”调控冲动、情感和行为。

目前研究显示岛叶灰质体积减小可能会引起患者一些负性自动思维，如对信息的过度敏感、夸大，进而影响广泛性焦虑患者的认知过程，导致广泛性焦虑的产生。当岛叶激活增强时，会更加关注负性信息，会对平常的一些事情过度的焦虑或担心，与负性自动思维和情绪症状相关。

历来，情绪加工脑区结构被认为在“边缘系统”。边缘皮层包括岛叶皮层和扣带回皮层。边缘皮层可整合对疼痛的知觉、情感和认知，并根据躯体内在感觉加工信息。海马对下丘脑应激系统产生紧张抑制性控制，并对下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴负反馈。海马体积及神经发生（新细胞增生）对情绪及焦虑疾病的应激敏感性有弹性调节作用。

在一项功能磁共振的研究中，18例广泛性焦虑障碍（GAD）的青少年患者和年龄、智商、性别比例相匹配的15例健康对照者分别接受愤怒、中性情绪的多组面孔图片刺激的功能核磁任务，结果显示：GAD患者组观看愤怒面孔时右侧腹外侧前额皮质的活动增强，且活动强度与焦虑症状正相关。研究者认为右侧腹外侧前额皮质活动增强可能是认知加工过程中对焦虑症状的一种代偿反应，而不是GAD的潜在病因。一项GAD和社交恐惧症患者的功能性磁共振成像研究指出，患者举棋不定时，前额或前额周边区域被激活；但是低焦虑素质健康者在举棋不定时则相应脑区未被激活。GAD患者的大脑活动模式与动物焦虑试验结果非常相符，影像学研究青少年GAD患者加工愤怒表情时，右侧杏仁核激活加强，这种激活与症状严重程度成正相关。右侧杏仁核过度活跃还与右侧PFC活性成负相关，表明“自上而下”脱抑制使杏仁核活性增强。结构影像研究显示，儿童GAD患者体内上颞叶中灰白质/白质比率升高。GAD患者还表现出杏仁核体积增大，这与动物试验中观测到的应激诱发杏仁核肥大相似。Sean等对广泛性焦虑障碍患者全脑结构相磁共振研究，发现广泛性焦虑患者岛叶灰质体积较健康对照组显著减少。由此，推断岛叶体积减小在导致认知偏差继而引起广泛性焦虑障碍中发挥了重要的作用。

针对处于焦虑状态（但未惊恐发作）的PD患者的功能性磁共振成像（fMRI）研究中，在听到恐吓言辞后，惊恐障碍（PD）患者体内左后侧扣带回和左内侧前额皮层激活。另有研究发现，在PD患者脑区中，负性情绪词诱发右杏仁核和右海马激活。当PD患者受到引发焦虑的视觉刺激时，表现出额叶下回皮层、海马、前扣带皮层（ACC）、后扣带皮层（PCC）和OFC的活性增强。与健康的非PD患者相比，PD患者加工愤怒表情面孔时，ACC和杏仁核表现为活性降低，这被解释为PD患者体内环路长期功能亢进引起的钝化反应。

惊恐障碍神经环路模型假设惊恐发作的本身源于脑干，包括上行性网状系统和呼吸、心血管系统控制中心。惊恐可能被来自额颞叶边缘系统环路的功能障碍控制。以杏仁核为中心的“恐惧神经网络”被内侧前额叶区经由海马控制。杏仁核投射到脑干可能与惊恐发作的躯体焦虑症状有关。肠和外感受器觉醒可能由岛叶皮层的感知。预期（恐惧）和回避症状似乎由前额皮层区参与。

Uchida等在一项脑结构影像研究中发现，惊恐障碍组岛叶灰质体积明显高于健康对照组。惊恐障碍患者岛叶灰质体积异常可能是因为岛叶是恐惧和焦虑的神经基础之一，且参与防御反应。所以岛叶结构异常可能会引发恐惧、焦虑的情绪，进而产生一些回避行为，导致惊恐障碍。

社交焦虑障碍（SAD）患者在加工负性情感面孔或社交暗示任务（如加工严厉面孔）时，双侧杏仁核激活，且与症状的严重程度呈正相关，而在治愈患者这一现象逆转。预备在公众场合演讲时，SAD患者皮层下边缘系统活动增加，表明无意识情感加工增加，ACC和PFC活动减弱，表明了认知加工能力降低。根据神经解剖模型，有研究者认为，SAD有皮质-纹状体-丘脑网络功能障碍。LI报道，顶叶皮层在“社交空间”的评估中起着重要作用，经由丘脑和基底节之间的连接快速传输到额叶皮层，对社会环境持续负性评估可能导致了SAD患者的回避症状。

Bruhl等运用结构磁共振研究手段对社交焦虑障碍患者进行额顶皮质厚度研究，发现社交焦虑障碍患者的左侧岛叶皮质厚度增加。Klump等对广泛性社交焦虑障碍患者和健康志愿者进行功能磁共振扫描，期间让被试者完成情绪表情匹配任务，发现社交焦虑障碍组面对恐惧表情时，双侧岛叶激活增强，揭示社交焦虑患者的一些歪曲认知可能会影响岛叶的激活。岛叶与焦虑、个人性格有关，并参与“社交恐惧神经回路”。认为岛叶激活异常可能会影响患者“社交恐惧神经回路”，产生恐惧、焦虑等负性情绪，引起一些回避行为。

一项弥散张量成像研究表明儿童创伤后应激障碍患者的中后胼胝体各向异性分数减少。功能性磁共振成像研究证实了PTSD患者前扣带皮质、前额皮层、海马旁回、海马体、杏仁核和脑岛存在病理生理改变。海马的激活不足对于陈述记忆和下丘脑-垂体-肾上腺轴的调节可能很重要，抗抑郁药治疗可以扭转应激对海马体积的影响；PTSD患者经帕罗西汀（paroxetine）和苯妥英（phenytoin）治疗后其海马体的体积都有所增加。PTSD患者信息处理系统对惊吓刺激的高度警觉及过度觉醒反应，也可能与丘脑感觉门控缺失有关，有研究发现与社交焦虑障碍或特异恐惧相比，丘脑的激活不足在PTSD中更常见。

从结构上分析，三项磁共振成像（MRI）研究显示，与对照组相比，OCD患者海马体和杏仁核体积减小，前扣带灰质则增加。二项扩散张量成像研究发现，与对照组相比，OCD患者胼胝体嘴和顶下白质的各向异性系数降低；然而其内侧额皮质的各向异性系数却增高。这些研究与OCD病理生理中眶额纹状体模型一致。二项功能性磁共振成像（fMRI）研究显示，OCD患者的眶额皮层、丘脑和基底神经节的活性降低，然而，却观察到OCD患者在工作记忆不足的情况下，其前额和顶叶皮质活性增加；在手术前进行的单细胞记录显示OCD患者的尾状核活动亢进伴随着强迫症的产生。一项重要的功能性磁共振成像（fMRI）研究显示，OCD患者经过6个月有效药物治疗后，他们在单、复序列训练中，其脑岛和左壳核的异常活跃性降低。

神经影像研究中类似区域的活动度是共同机制的一大证据，这些结果可能为探讨分子、细胞水平的共性以及焦虑障碍间的差异提供一个解剖学基础，在精神障碍的研究和应用中具有广阔的前景和重要的价值。