動脈硬化是常見的腦血管疾病，尤其在中老年人群高發。腦動脈硬化主要病變在腦實質直徑小于200微米小穿通動脈，壓力持續超過中膜平滑肌最大收縮力時，血管平滑肌變性壞死，失去了收縮力，擴張血管，然后損傷內膜，引起通透性的增加，血漿成分滲入，使小動脈纖維素壞死，導致了腦動脈的硬化。
血壓持續性增高，血流壓力與各種血管活性物質共同作用，引起小動脈壁結構性代償，平滑肌肥大增生，玻璃樣變，增加了膠原蛋白和聚糖等結締組織成分，管壁增厚，血管壁耐受高血壓能力增高，調節血流的收縮功能降低，血壓降低時會引起腔隙性的梗死。而長期高血壓可在小動脈和微動脈平滑肌發生玻璃樣變，或者是動脈壁變薄部位形成微動脈瘤，血壓增高會引起動脈瘤破裂，導致自發性的腦出血。
急性動脈中膜平滑肌也經歷小動脈平滑肌由功能代償至結構代償的過程，管壁硬化，增厚以及管腔變窄，維持血流量，流速加快會損傷血管內皮細胞，內皮細胞是血流動力學的關鍵性媒介。而后內皮受損，破壞血管收縮功能，啟動止血凝血過程，內膜增厚形成了粥樣硬化斑塊，血管腔變窄，高血壓是導致腦動脈硬化的重要原因，血流動力學作用使腦動脈硬化斑塊破裂，出血，形成了血栓，引發動脈閉塞以及腦梗塞。
