一项最新研究表明，剧烈运动可能会增加中度或重度血管狭窄患者的卒中风险。研究人员在一个复杂的颈内动脉（ICA）狭窄的计算模型中模拟了三个阶段的血流：无阻塞、轻度阻塞（30%）和中度阻塞（50%）。他们比较运动引起的心率升高（每分钟140次）和两种静息心率（每分钟67次和每分钟100次）的影响。
正如预期，剧烈运动对健康动脉和轻度狭窄的患者有益，但对中度或更高程度狭窄的患者则可能产生不利影响，因为剧烈运动增加狭窄区动脉壁切向应力（WSS）。
研究者Somnath Roy博士介绍：“狭窄区切向应力的增加可能导致狭窄破裂，破裂的斑块可能通过ICA直接进入大脑，阻断大脑的血液供应，导致缺血性卒中”。
基于物理预测
研究者指出:“动脉WSS的行为在很大程度上受到局部血流动力学的影响，这与动脉粥样硬化的发展直接相关。狭窄后区域的血流紊乱通过激活内皮细胞中的各种促动脉粥样硬化和促炎症基因进一步促进动脉功能障碍”。
低WSS或震荡WSS的动脉部位“表现为动脉粥样硬化部位”。两个血流动力学参数-时间平均WSS和震荡切应力指数（OSI）——被广泛用于量化动脉血流中WSS的低和震荡行为。颈内动脉狭窄会扰乱大脑的血液供应，并可能导致缺血性卒中。
运动时心率加快，这会给动脉带来压力。他解释说，既往研究表明，在没有动脉粥样硬化的健康动脉或只受到轻微影响的动脉中，运动产生的动脉压力水平的变化是有益的。然而，许多临床医生对为有卒中或动脉阻塞病史的患者开运动处方感到困惑。
有报道称，在进行剧烈运动的个体中会出现突发性血管卒中。然而，在高心率下，动脉狭窄阻塞的血流行为尚未得到很好的探索。在这项研究中，研究人员观察了人体颈动脉模型在心率与休息和运动条件下的血流特征和血管壁表面压力水平。
他们使用一种计算模型，能“解决虚拟动脉域中血液流动的质量和动量方程”。这产生了一个“基于物理的预测，在这种情况下，人类动脉可能会发生什么”。
详细制定运动方案
研究人员发现，在正常心率下，在重度狭窄的颈动脉内会出现强再循环、二次流速和OSI区。他们观察到，较高的心率可能通过降低OSI改善动脉健康，但仅在没有狭窄或轻度狭窄的情况下。
相比之下，心率增加（> 120 bpm）通过引起血流不稳定的发作，使重度狭窄的动脉（阻塞≥50%）恶化，从而增加再循环区的范围和严重程度以及次级流速的大小。这导致狭窄处的压力下降，并导致高OSI（≥0.2）区向下游扩散。此外，在重度狭窄的情况下，狭窄部的WSS显著升高，这可能导致斑块破裂和血栓形成。
虽然未对斑块破裂现象本身进行研究，但Somnath Roy博士指出:“我们预测动脉狭窄时每分钟120次的应力场表明斑块破裂的风险很高”。破裂的斑块可能直接通过ICA进入大脑，阻断血液供应，导致缺血性卒中。除此之外，高强度的运动还会增加狭窄后区形成另一种狭窄的风险，因为它会“扩大暴露于高震荡WSS的区域”。他希望，通过详细了解不同心率下狭窄颈动脉的血流特征和压力分布，可以帮助临床医生为患者制定更好的运动计划。
研究者建议，在健身房进行高强度锻炼或任何其他高强度锻炼的人定期检查动脉健康状况。
考虑到研究中出现的风险因素，对于中度或重度狭窄或有卒中史的人，应“仔细制定”锻炼方案。
“新”发现
马里兰大学医学院神经病学教授Seemant Chaturvedi评论说，已知颈动脉狭窄的WSS随着心率的增加而增加。然而，这项研究关于“不同心率的差异”的观察很新颖。
在这一阶段，“对于医疗保健提供者来说，可能没有明确的可操作项目。有时，心率加快可能有益健康，例如，运动可以提高心率，被推荐用于预防血管疾病。然而，极度狭窄的患者可能希望避免心率过快，但这应该是与医生协商后的决定”。
参考文献
1. Intense Exercise May Be Risky in Moderate to Severe Stenosis - Medscape - Jun 30, 2023
2. Piru Mohan Khan ,Siddharth D. Sharma , Suman Chakraborty ,Somnath Roy.Effect of heart rate on the hemodynamics in healthy and stenosed carotid arteries featured.Physics of Fluids 35, 061906 (2023)
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