Китайские инженеры использовали гидродинамическое моделирование для изучения влияния физической активности на кровоток в сонной артерии и образование бляшек в разном возрасте. Результаты показали, что польза от тренировок зависит как от возраста пациента, так и от строения его сонной артерии.
Согласно информации ВОЗ, инфаркт и инсульт — две наиболее распространенные причины смерти в настоящее время, и оба этих сердечно-сосудистых заболевания часто обусловлены генерализованным атеросклерозом. Холестериновые бляшки играют ключевую роль в развитии этого хронического заболевания, деформируя сосуды, сужая их просвет и уменьшая проходимость. Известно, что на формирование бляшек влияют возраст пациента и физические упражнения, но как геометрические особенности артерий сказываются на этом процессе, пока недостаточно изучено.
Учёные изучили две модели сонных артерий с разной геометрией. В одной наружная сонная артерия, снабжающая кровью шею, лицо и скальп, была прямой, в другой — слегка расширенной. Исследователи предполагали, что расширение может стать уязвимым местом при образовании бляшек и повысить риск атеросклероза.
Для разработки модели физической нагрузки авторы перевели измерения кровотока у людей трех возрастных групп (32-34, 54-55 и 62-63 года) в цифровой формат. Полученные скорости потока стали входными данными для вычислительной модели.
Эффект упражнений разный для трех возрастных групп и двух геометрий сонной артерии. Физическая активность, по результатам моделирования, влияет на обратный ток крови: из-за него липопротеины низкой плотности дольше задерживаются в просвете сосуда и повышают риск образования бляшек.
У участников с расширенной наружной сонной артерией объем обратного кровотока увеличивался во всех возрастных категориях. В группе с прямой наружной сонной артерией обратный кровоток возрастал у молодых, а у пожилых уменьшался.
Полученные результаты позволяют сделать вывод о важности учета возраста и индивидуальных анатомических особенностей пациента при оценке потенциальной пользы занятий спортом в качестве профилактики атеросклероза. В дальнейшем планируется объединение наблюдений с анализом физиологических и химических процессов, протекающих на клеточном уровне.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Physics of Fluids.