Esaminando i difetti nella ricerca sul flusso sanguigno
Ricerche recenti sulla dinamica del flusso sanguigno svelano grossi problemi nei modelli e negli esperimenti.
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Il flusso sanguigno è fondamentale per la vita, portando ossigeno e nutrienti ai tessuti mentre rimuove i prodotti di scarto. Gli scienziati studiano come il sangue si muove attraverso arterie e vene per capire meglio la salute e le malattie, specialmente condizioni come gli ictus. Un termine che appare in questo ambito è "strozzamento del flusso", che si riferisce a una situazione in cui il flusso sanguigno è ristretto, potenzialmente portando a gravi problemi di salute.
L'importanza di modelli accurati
Per studiare il flusso sanguigno, i ricercatori utilizzano modelli, che sono rappresentazioni semplificate di come si comporta il sangue in diverse condizioni. Per risultati accurati, questi modelli devono basarsi su assunzioni corrette riguardo al sangue e alle forze che agiscono su di esso.
Alcuni ricercatori hanno recentemente proposto un nuovo modello per prevedere quando potrebbe verificarsi lo strozzamento del flusso. Hanno suggerito che una certa velocità del flusso sanguigno, collegata alla velocità del suono nel sangue, fosse fondamentale per capire come si sviluppano gli ictus e altre malattie vascolari. Credevano che se il flusso sanguigno raggiungesse un valore specifico, il flusso sarebbe diventato strozzato, simile a come l'aria si comporta in certe condizioni.
Difetti nel modello
Il principale difetto di questo nuovo modello è che utilizza equazioni basate sul comportamento dei gas, non dei liquidi. Il sangue, composto principalmente da acqua, si comporta in modo molto diverso dai gas. Il modello presume che il sangue possa essere trattato come un gas ideale, il che non è vero. Ad esempio, nel comportamento dei gas, cambiamenti di pressione possono portare a cambiamenti di volume significativi. Questo non accade con il sangue, che è per lo più incomprimibile.
Poiché il modello parte da questa assunzione errata, le conclusioni sulla velocità del flusso sanguigno e sullo strozzamento del flusso sono anch'esse imprecise. I ricercatori hanno suggerito che il sangue potesse raggiungere velocità abbastanza elevate da creare strozzamenti, ma il flusso sanguigno reale è molto più lento. In generale, il sangue si muove a velocità che vanno da circa 1 millimetro al secondo nei piccoli vasi a circa 1 metro al secondo nelle arterie più grandi. In confronto, il suono viaggia attraverso il sangue a circa 1500 metri al secondo, il che significa che il flusso sanguigno è sempre molto più lento.
Problemi con le Simulazioni numeriche
Per supportare il loro modello, i ricercatori hanno utilizzato simulazioni al computer. Tuttavia, queste simulazioni non riflettevano condizioni realistiche. Invece di usare valori corretti per le proprietà del sangue, hanno utilizzato numeri che non sono rappresentativi di come si comporta il sangue.
Ad esempio, la dimensione delle arterie nelle simulazioni era molto più grande delle arterie reali. I risultati mostravano schemi di flusso che non sono possibili in condizioni di vita reale. Hanno anche affermato che la velocità del flusso poteva superare la velocità del suono nel sangue, il che è impossibile date le reali velocità di flusso.
Il modo in cui il modello è stato impostato ha portato a ragionamenti circolari, dove i risultati dipendevano da assunzioni fatte all'inizio piuttosto che da rappresentazioni accurate del flusso sanguigno.
Limiti dei Risultati Sperimentali
Insieme al modello, i ricercatori hanno condotto esperimenti. Tuttavia, questi esperimenti hanno prodotto risultati confusi e poco utili. In un caso, hanno affermato di misurare la capacità termica del sangue. I valori riportati erano insensati, molto più alti di qualsiasi materiale conosciuto.
Hanno descritto una situazione in cui campioni di sangue bollivano a temperature molto più basse del reale punto di ebollizione del sangue. Questa incomprensione indica una mancanza di chiarezza su come si comporta il sangue in diverse condizioni.
I ricercatori hanno anche cercato di collegare le embolie d'aria ai loro risultati. Hanno iniettato aria nell'arteria di un ratto per esaminare cosa accadesse. Tuttavia, questo test non ha risposto a domande rilevanti; non sono state effettuate misurazioni che potessero mostrare come o se si fosse verificato lo strozzamento del flusso in modo significativo.
Negli altri test, hanno semplicemente spinto aria attraverso tubi di plastica senza dimostrare alcuna connessione con il flusso sanguigno. Questi esperimenti non sono riusciti a provare le loro affermazioni e non hanno mostrato alcun caso di strozzamento del flusso.
Malintesi sulle embolie d'aria
Le embolie d'aria si verificano quando bolle d'aria entrano nel flusso sanguigno. Possono accadere durante un intervento chirurgico o se qualcuno sale troppo in fretta dopo un'immersione, ma i ricercatori hanno descritto in modo impreciso alcune situazioni collegate ai pazienti con COVID-19. Hanno speculato sulle embolie gassose senza prove, mostrando una mancanza di comprensione delle condizioni specifiche che possono portare alla formazione di bolle d'aria nel sangue.
Le affermazioni degli autori riguardo al sangue che bolle o evapora a temperature certe erano anch'esse errate. Questi malintesi mettono in dubbio l'intero studio.
Conclusione: un appello alla chiarezza
In sintesi, la recente ricerca sullo strozzamento del flusso nei vasi sanguigni presenta molti difetti. Il modello si basa su assunzioni errate che non si applicano al sangue, portando a conclusioni erronee. Gli esperimenti condotti per supportare queste affermazioni erano mal progettati e non hanno fornito prove utili.
Capire il flusso sanguigno è cruciale per affrontare i problemi di salute legati al cuore e al sistema vascolare. Per avanzare nella conoscenza di questo campo, i ricercatori devono utilizzare modelli accurati che riflettano la vera natura del sangue, condurre esperimenti chiari e pertinenti e affrontare i risultati con una mentalità critica. Solo allora potremo sperare di migliorare la nostra comprensione del flusso sanguigno e delle sue complessità.
Titolo: Comment on: In vitro prediction of the lower/upper-critical biofluid flow choking index and in vivo demonstration of flow choking in the stenosis artery of the animal with air embolism
Estratto: In a recent paper published in Physics of Fluids, Sanal Kumar et al. present a model of transonic compressible flows based on ideal gas theory that is irrelevant to biofluid flow and there are flaws in the general reasoning. In addition, the experimental attempts do not show any evidence of supersonic flow and do not provide any support for the flawed theory. In this Comment, I discuss why this paper and other very similar ones by the same group of authors and published in a short time frame (in Physics of Fluids and other journals) should have been retracted.
Autori: Thomas Podgorski
Ultimo aggiornamento: 2023-03-24 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2303.14063
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.14063
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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