焦虑症与神经生物学因素、遗传因素、大脑结构与功能异常相关。神经递质失衡表现为血清素、去甲肾上腺素、γ-氨基丁酸异常；神经内分泌系统功能紊乱主要是下丘脑-垂体-肾上腺轴功能亢进；焦虑症有遗传倾向；大脑结构改变包括海马体体积减小、杏仁核功能异常；大脑功能连接异常表现为前额叶皮层与杏仁核之间功能连接异常。
一、神经生物学因素
（一）神经递质失衡
1.血清素：血清素是一种与情绪调节密切相关的神经递质。有研究表明，焦虑症患者脑内血清素系统功能存在异常。例如，通过对大量焦虑症患者的脑脊液检测发现，其血清素的代谢产物5-羟吲哚乙酸水平降低，这提示血清素合成或转运可能出现了问题，进而影响情绪的稳定调控，导致焦虑症状的产生。血清素参与调节人的情绪、睡眠、食欲等多种生理功能，当血清素水平不足时，大脑对情绪的调节能力下降，容易引发焦虑等情绪障碍。
2.去甲肾上腺素：去甲肾上腺素也是与焦虑相关的重要神经递质。焦虑症患者体内去甲肾上腺素能神经系统功能亢进。研究发现，去甲肾上腺素的相关受体功能异常，使得其对身体的应激反应调节失常。在面对压力时，正常情况下去甲肾上腺素会适度调节身体的应激状态，但焦虑症患者体内去甲肾上腺素的过度激活会导致身体处于持续的警觉和紧张状态，从而引发焦虑症状。例如，当人体处于应激环境时，去甲肾上腺素分泌增加，正常情况下会在应激源消除后逐渐恢复正常，但焦虑症患者这种恢复机制出现障碍，导致持续的焦虑表现。
3.γ-氨基丁酸（GABA）：GABA是一种抑制性神经递质，在调节大脑兴奋性方面起重要作用。焦虑症患者脑内GABA功能减退。有影像学研究显示，焦虑症患者大脑中与GABA相关的脑区活动异常，并且通过对脑脊液中GABA水平的检测发现，其含量低于正常人群。GABA能够抑制神经元的过度兴奋，如果GABA功能不足，大脑神经元就会处于相对兴奋的状态，使得个体更容易产生焦虑、紧张等情绪，因为大脑对各种刺激的反应过于敏感，难以保持平静的状态。
（二）神经内分泌系统功能紊乱
1.下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）：HPA轴在人体应激反应中起着关键作用。焦虑症患者常存在HPA轴功能亢进。长期处于焦虑状态的患者，其促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）分泌增加，进而导致促肾上腺皮质激素（ACTH）和皮质醇分泌增多。例如，通过对焦虑症患者的激素水平监测发现，其皮质醇水平在白天和夜间都高于正常人群。皮质醇是一种应激激素，长期高水平的皮质醇会对神经系统产生不良影响，破坏神经递质的平衡，进一步加重焦虑症状，同时还会影响身体的多个系统功能，如免疫系统等，形成恶性循环。在儿童焦虑症患者中，HPA轴功能紊乱可能会影响其生长发育过程中的神经内分泌调节，导致生长激素等相关激素分泌异常，影响身体和心理的正常发展。对于女性焦虑症患者，由于女性的内分泌系统本身具有周期性变化，HPA轴功能紊乱可能会在月经周期等生理阶段对焦虑症状产生更明显的影响，比如在经前期，激素水平的波动可能会加重焦虑症状的发作。
二、遗传因素
研究表明，焦虑症具有一定的遗传倾向。家族聚集性研究发现，如果家族中有焦虑症患者，那么其亲属患焦虑症的风险比普通人群明显增高。例如，双生子研究显示，同卵双生子患焦虑症的同病率高于异卵双生子。遗传因素可能通过影响神经生物学相关的基因，如与神经递质合成、代谢相关的基因，以及神经内分泌调节相关的基因等，使个体更容易出现焦虑症相关的生理异常。不过，遗传因素并不是单一决定焦虑症发生的因素，还需要结合环境等其他因素共同作用。在儿童焦虑症中，遗传因素与家庭环境、养育方式等相互作用，如果家族中有焦虑症遗传背景，儿童在成长过程中如果经历不良的家庭环境刺激，如过度严厉或过度保护的养育方式等，就更容易诱发焦虑症。对于有焦虑症家族史的女性，在孕期和产后等特殊生理时期，由于体内激素水平的变化和身体心理状态的调整，需要更加关注自身的情绪状态，因为遗传易感性可能在这些时期增加焦虑症的发病风险。
三、大脑结构与功能异常
（一）大脑结构改变
1.海马体：海马体在记忆、情绪调节等方面具有重要功能。焦虑症患者的海马体体积可能存在减小的情况。磁共振成像（MRI）研究发现，部分焦虑症患者尤其是慢性焦虑症患者的海马体体积较正常人群有所缩小。海马体体积的减小可能影响其正常的生理功能，进而影响情绪调节和记忆等过程。例如，海马体参与对恐惧记忆的调节，当海马体体积减小时，对恐惧记忆的调节能力下降，可能导致患者对恐惧刺激的过度敏感和难以消退的焦虑情绪。在老年焦虑症患者中，海马体体积的减小可能与正常的衰老过程以及焦虑症的相互影响有关，因为随着年龄增长，海马体本身有自然萎缩的趋势，而焦虑症可能会加速这种萎缩过程，进一步加重认知和情绪方面的问题。
2.杏仁核：杏仁核是大脑中与情绪，尤其是恐惧、焦虑等情绪密切相关的脑区。焦虑症患者的杏仁核往往存在功能异常。研究发现，焦虑症患者的杏仁核对恐惧相关刺激的反应过于强烈。当面对恐惧相关的刺激时，焦虑症患者的杏仁核会过度激活，导致身体出现强烈的应激反应，如心跳加快、呼吸急促等，同时也会强化焦虑情绪的产生。例如，在对焦虑症患者进行恐惧相关刺激的功能磁共振成像（fMRI）研究中，发现其杏仁核的活动强度明显高于正常人群。在儿童焦虑症中，杏仁核的功能异常可能影响其早期的情绪发展和社会交往能力，因为杏仁核在儿童对环境中的危险和情绪刺激的感知和反应中起着重要作用。对于女性焦虑症患者，由于杏仁核的功能可能受到性激素的影响，在月经周期、孕期和哺乳期等激素水平变化较大的时期，杏仁核的功能异常可能会更加明显，导致焦虑症状的波动。
（二）大脑功能连接异常
焦虑症患者大脑不同脑区之间的功能连接也存在异常。例如，前额叶皮层与杏仁核之间的功能连接异常。前额叶皮层具有调节情绪、抑制冲动等功能，而杏仁核与情绪反应相关。在焦虑症患者中，前额叶皮层对杏仁核的抑制功能减弱，导致杏仁核的过度活跃难以得到有效控制，从而加重焦虑症状。通过脑功能连接的相关技术研究发现，焦虑症患者前额叶皮层与杏仁核之间的功能连接强度低于正常人群。这种功能连接的异常在不同年龄、性别和生活方式的焦虑症患者中都可能存在，但在一些特殊人群中可能表现得更为明显。比如，老年焦虑症患者由于大脑整体功能连接的下降，前额叶皮层与杏仁核之间的功能连接异常可能会更加显著，影响其对焦虑情绪的调节能力。对于有不良生活方式的焦虑症患者，如长期睡眠不足、缺乏运动等，大脑功能连接的异常可能会进一步加重，因为不良生活方式会影响大脑的正常代谢和神经递质的平衡，进而影响脑区之间的功能连接。
