La formación de placas en las arterias que llevan sangre a la cabeza y al cuello es un problema médico grave, que puede provocar accidentes cerebrovasculares y ataques cardíacos. Ingenieros de China han utilizado simulaciones de dinámica de fluidos para estudiar el efecto del ejercicio a distintas edades en la formación de placas, según publican en la revista 'Physics of Fluids'.
Se sabe desde hace años que el ejercicio y la edad afectan a la formación de placas mediante un proceso conocido como aterosclerosis. Sin embargo, lo que no se ha comprendido del todo es cómo las características geométricas de las arterias afectan a la formación de placas, aunque una región dilatada en la rama interna de la carótida, el seno, parece ser un lugar vulnerable.
"Es comúnmente aceptado que el flujo perturbado induce la aterosclerosis", explica el autor del estudio, Xiaolei Yang. Para investigarlo, consideraron dos geometrías arteriales, una con una arteria exterior abombada y otra sin ella, y modelaron el efecto del ejercicio y la edad en el flujo sanguíneo a través de las dos arterias modelo.
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Dos arterias principales que llevan sangre a la cabeza y el cuello, conocidas como arterias carótidas, se ramifican desde una única arteria grande en una posición cercana a la glándula tiroides. Una de las ramas, la arteria carótida interna (ACI), lleva la sangre dentro del cráneo al cerebro, mientras que la arteria carótida externa permanece fuera del cráneo y lleva la sangre al cuello, la cara y el cuero cabelludo.
Justo por encima de la bifurcación, la ACI se abomba hacia fuera, formando una región conocida como seno que es sensible a los cambios de presión arterial y ayuda a regular el flujo sanguíneo y la frecuencia cardíaca.
"Nuestro trabajo investigó los patrones de alteración del flujo sanguíneo en dos carótidas modelo diferentes, una con factores geométricos de alto riesgo y la otra sin ellos", señala Xinyi He, coautor del trabajo.
Explica que los factores de alto riesgo incluyen un elevado ensanchamiento y una baja curvatura proximal en el seno. El ensanchamiento se define como la relación entre la sección transversal máxima en el bulbo del seno y su valor mínimo, mientras que la curvatura proximal mide cuánto se curva la arteria por encima del punto de bifurcación.
Para modelar el ejercicio, los autores digitalizaron las mediciones del flujo sanguíneo de individuos de tres grupos de edad diferentes: 32-34, 54-55 y 62-63 años. Estos flujos digitalizados se utilizaron como entrada para su modelo computacional.
"En general, los efectos del ejercicio son diferentes para cada persona. En particular, mostramos que el ejercicio disminuye el volumen de flujo invertido para el grupo de edad de 62-63 años con la carótida de bajo riesgo, lo que probablemente está relacionado con la disminución del intervalo de tiempo sistólico", explica Yang.
Según apunta, esto sugiere que la evaluación del efecto del ejercicio sobre la aterosclerosis requiere la consideración de las geometrías y edades específicas de los pacientes.
"Para que los hallazgos actuales resulten útiles, el análisis debería acoplarse a los procesos fisiológicos y químicos que ocurren a nivel celular", señala Yang, indicando que éste sería el tema del trabajo futuro del grupo.
