O fluxo sanguíneo no corpo humano é geralmente considerado regular devido à sua baixa velocidade e alta viscosidade. A instabilidade no fluxo sanguíneo está ligada a várias doenças cardiovasculares e demonstrou promover disfunção e inflamação na camada interna dos vasos sanguíneos, o endotélio. Por sua vez, isso pode levar ao desenvolvimento de arteriosclerose - uma das principais causas de morte em todo o mundo - onde as vias arteriais do corpo se estreitam devido ao acúmulo de placa. Contudo, a fonte dessa instabilidade não é bem compreendida. Agora, Björn Hof, professor do IST Áustria, junto com uma equipe internacional de pesquisadores, mostrou que o sangue pulsante flui, como aqueles do nosso coração, reage fortemente a irregularidades geométricas nos vasos (como o acúmulo de placa) e causa níveis muito mais altos de flutuações de velocidade do que o esperado anteriormente. A pesquisa pode ter implicações sobre como estudaremos doenças relacionadas ao fluxo sanguíneo no futuro.

"Neste projeto, queríamos explorar se os insights que ganhamos recentemente sobre a origem da turbulência no fluxo do tubo podem lançar luz sobre as instabilidades nos fluxos pulsáteis e no fluxo cardiovascular nos vasos sanguíneos, "diz Hof." Nossos resultados indicam que um mecanismo até então desconhecido pode causar turbulência em fluxos pulsantes dentro do corpo humano em velocidades de fluxo mais baixas do que se pensava anteriormente. "

Por que o fluxo sanguíneo turbulento é perigoso para a saúde?

A parede interna de um vaso sanguíneo, o endotélio, é muito sensível a uma força conhecida como 'tensão de cisalhamento' que, nesse caso, refere-se à fricção criada pelo fluxo sanguíneo no interior de um vaso sanguíneo. Normalmente, as células dentro do endotélio estão adaptadas a taxas de fluxo relativamente estáveis ​​em uma direção. Contudo, se a turbulência surgir no navio (por exemplo, devido a uma irregularidade geométrica), o fluxo se torna multidirecional e resulta na mudança das forças de cisalhamento no endotélio. Essas flutuações de estresse podem desencadear disfunção celular, inflamação do endotélio e, a longo prazo, arteriosclerose.

Modelagem de turbulência no fluxo sanguíneo

A equipe provou experimentalmente e teoricamente, que os vasos sanguíneos com irregularidades geométricas podem causar mais turbulência do que se pensava anteriormente. Em seus experimentos, que foram realizados no IST Áustria, o membro da equipe, Dr. Atul Varshney, foi capaz de demonstrar que, quando o fluxo sanguíneo pulsante diminui (por exemplo, entre os batimentos cardíacos), turbulência foi criada, principalmente em áreas que apresentavam irregularidades geométricas. Assim que o fluxo foi acelerado novamente, como a batida de um coração, tornou-se suave e sem turbulência (também conhecido como fluxo laminar). Isso significa que se um vaso sanguíneo não tiver o formato ideal ou apresentar irregularidades geométricas, é provável que ocorra um fluxo mais turbulento com cada ciclo de pulso ou batimento cardíaco. A pesquisa pode ter ramificações importantes na forma como a comunidade médica modela o fluxo sanguíneo, especialmente em grandes vasos sanguíneos, como a aorta.

Hof conclui:"É surpreendente que essa instabilidade tenha sido negligenciada em estudos anteriores. Suspeitamos que também por causa da complexa composição do sangue, que pode haver outros mecanismos que podem causar turbulência no fluxo cardiovascular em velocidades ainda mais baixas. Como no presente estudo, também nosso trabalho futuro terá como objetivo identificar mecanismos fundamentais que são relevantes para outras áreas, como a medicina. "