Znaczenie naprężeń ścinających i rola numerycznej mechaniki płynów w badaniach nad patomechanizmem miażdżycy

Streszczenie

Na powierzchni ściany naczyń działają dwie siły biomechaniczne: naprężenie rozciągające i - ważniejsze z punktu widzenia patomechanizmu miażdżycy - naprężenie ścinające. W tętnicach fizjologiczna wartość naprężenia ścinającego zawiera się w przedziale wartości od około 15 dyn/cm² do 70 dyn/cm². Takie naprężenia wywierają efekt ochronny na śródbłonek naczyniowy. Mimo że czynniki ryzyka mają charakter ogólnoustrojowy, to blaszki miażdżycowe tworzą się w ściśle określonych miejscach, którymi są ściany boczne bifurkacji, okolice odejścia gałęzi bocznych i krzywizny wewnętrzne naczyń. W miejscach tych śródbłonek jest narażony na działanie małych i oscylacyjnych naprężeń ścinających będących konsekwencją formowania się złożonych przepływów wtórnych. Małe i oscylacyjne naprężenia ścinające, za pośrednictwem zjawiska mechanotransdukcji, prowadzą do dysfunkcji śródbłonka, który przybiera proaterogenny fenotyp. Zjawisko to odgrywa ważną rolę w powstawaniu zmian miażdżycowych. Coraz doskonalsze metody obrazowania, uzyskiwania pomiarów prędkości przepływu krwi umożliwiają zastosowanie numerycznej mechaniki płynów do modelowania rozkładu naprężeń ścinających w tętnicach wieńcowych. W ten sposób obraz 3D zostaje uzupełniony o czwarty wymiar, jakim jest rozkład naprężeń i ciśnień działających na ścianę naczyń (4D). (Folia Cardiologica Excerpta 2012; 7, 2: 95-100)