การออกกำลังกาย หุ่นจำลอง ผลกระทบจากอายุต่อการเกิดคราบพลัคในหลอดเลือดแดง

การก่อตัวของคราบจุลินทรีย์ในหลอดเลือดแดงที่นำเลือดไปเลี้ยงศีรษะและคอเป็นปัญหาทางการแพทย์ที่ร้ายแรง อาจนำไปสู่โรคหลอดเลือดสมองและหัวใจวายได้ ในPhysics of Fluidsโดย AIP Publishing วิศวกรจากประเทศจีนใช้การจำลองพลวัตของของไหลเพื่อศึกษาผลของการ การออกกำลังกายในวัยต่างๆ ต่อการก่อตัวของคราบจุลินทรีย์เป็นที่ทราบกันดีว่าการออกกำลังกายและอายุที่มากขึ้นส่งผลต่อการก่อตัวของคราบพลัคผ่านกระบวนการที่เรียกว่าหลอดเลือดแดงแข็ง อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ก็คือลักษณะทางเรขาคณิตของหลอดเลือดแดงส่งผลต่อการก่อตัวของคราบจุลินทรีย์อย่างไร แม้ว่าบริเวณที่ขยายในแขนงแคโรทีดด้านในหรือที่เรียกว่าไซนัส ดูเหมือนจะเป็นตำแหน่งที่อ่อนแอ "เป็นที่ยอมรับกันทั่วไปว่าการไหลที่ถูกรบกวนทำให้เกิดหลอดเลือด" ผู้เขียนเซียวเล่ยหยางกล่าว ในการศึกษานี้ ผู้เขียนพิจารณารูปทรงเรขาคณิตของหลอดเลือดแดง 2 รูป รูปหนึ่งมีหลอดเลือดแดงส่วนนอกโป่งและอีกรูปไม่มี และจำลองผลของการออกกำลังกายและอายุต่อการไหลเวียนของเลือดผ่านหลอดเลือดจำลองทั้งสอง หลอดเลือดแดงหลักสองเส้นที่นำเลือดไปที่ศีรษะและคอ เรียกว่าหลอดเลือดแดงคาโรติด ซึ่งแยกออกจากหลอดเลือดแดงใหญ่เส้นเดียวที่ตำแหน่งใกล้กับต่อมไทรอยด์ สาขาหนึ่งคือหลอดเลือดแดงภายใน (Internal carotid artery หรือ ICA) นำเลือดภายในกะโหลกไปเลี้ยงสมอง ส่วนหลอดเลือดแดงภายนอก (external carotid artery) ยังคงอยู่นอกกะโหลกและนำเลือดไปที่คอ ใบหน้า และหนังศีรษะ เหนือส่วนที่แยกไปสองทาง ICA จะนูนออกมาด้านนอก ก่อตัวเป็นบริเวณที่เรียกว่าไซนัส ซึ่งไวต่อการเปลี่ยนแปลงของความดันโลหิต และช่วยควบคุมการไหลเวียนของเลือดและอัตราการเต้นของหัวใจ "งานของเราตรวจสอบรูปแบบการไหลเวียนของเลือดที่ถูกรบกวนในโมเดล carotids สองแบบที่แตกต่างกัน แบบหนึ่งมีปัจจัยทางเรขาคณิตที่มีความเสี่ยงสูง และอีกแบบไม่มี" ผู้เขียนร่วม Xinyi He กล่าว เธออธิบายว่าปัจจัยที่มีความเสี่ยงสูง ได้แก่ การลุกเป็นไฟสูงและความโค้งใกล้เคียงต่ำในไซนัส แสงแฟลร์ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของส่วนตัดขวางสูงสุดในหลอดไซนัสต่อค่าที่น้อยที่สุด ในขณะที่ความโค้งใกล้เคียงจะวัดความโค้งของหลอดเลือดแดงที่อยู่เหนือจุดสองทาง ในการสร้างแบบจำลองการออกกำลังกาย ผู้เขียนได้ทำการวัดการไหลเวียนของเลือดแบบดิจิทัลจากบุคคลในสามกลุ่มอายุที่แตกต่างกัน: 32-34, 54-55 และ 62-63 อัตราการไหลแบบดิจิทัลเหล่านี้ถูกใช้เป็นอินพุตสำหรับแบบจำลองการคำนวณ "โดยรวมแล้ว ผลของการออกกำลังกายจะแตกต่างกันไปในแต่ละคน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราแสดงให้เห็นว่าการออกกำลังกายช่วยลดปริมาณการไหลย้อนกลับของกลุ่มอายุ 62-63 ปีที่มีภาวะหลอดเลือดแดงที่มีความเสี่ยงต่ำ ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการลดลงของช่วงเวลาซิสโตลิก "หยางกล่าว เขากล่าวว่าสิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการประเมินผลของการออกกำลังกายต่อหลอดเลือดต้องคำนึงถึงรูปทรงและอายุเฉพาะของผู้ป่วย "สำหรับการค้นพบในปัจจุบันที่จะเป็นประโยชน์ การวิเคราะห์ควรควบคู่ไปกับกระบวนการทางสรีรวิทยาและเคมีที่เกิดขึ้นในระดับเซลล์" Yang กล่าว พร้อมระบุว่านี่จะเป็นเรื่องของงานในอนาคตของกลุ่ม