ИВЛ может травмировать менее эластичные легкие недоношенных

Многие недоношенные дети нуждаются в механической или искусственной вентиляции легких. Однако длительная процедура может привести к таким проблемам, как респираторные заболевания или спровоцированные вентиляцией травмы.

Йонас Науманн и Марейке Цинк изучают физику механического стресса при вентиляции в Лейпцигском университете (Лейпциг, Германия) и обнаружили некоторые механизмы, объясняющие, почему легкие недоношенных детей особенно чувствительны к стрессу. Науманн представит результаты своих исследований на 68-й ежегодной встрече Биофизического общества, которая пройдет с 10 по 14 февраля 2024 года в Филадельфии, штат Пенсильвания.

Когда вы дышите нормально, ваша диафрагма и мышцы между ребрами создают отрицательное давление внутри легкого.

Но когда вы подвергаетесь механической вентиляции, вы создаете гидростатическое избыточное давление. И силы, действующие во время механической вентиляции, совершенно иные, чем при обычном дыхании. И это, вероятно, вызывает какое-то повреждение клеток, — объясняет Цинк.

Используя легочную ткань плода и взрослой крысы, исследователи вместе с сотрудниками из отделения неонатологии университетской клиники Лейпцига применяли различное напряжение с фазами отдыха между ними, аналогичными действиям, которые происходят в легких во время механической вентиляции. Даже при незначительном давлении легочная ткань недоношенных крыс проявляла свойства эластичности и вязкости.

Это означает, что легочная ткань меняла свою форму и реагировала на стресс не совсем обычным образом. Более того, они обнаружили, что легкие плода гораздо жестче, чем легкие взрослого человека при деформации, — говорит Науманн.

Чтобы определить, привели ли эти изменения в тканях, связанные с напряжением, к изменениям в транспорте натрия, который важен для удаления воды из легких, присутствующей при рождении, команда использовала электрофизиологию для измерения движения ионов через слой клеток недоношенных легких. Они обнаружили, что изменение давления влияет на активность двух каналов, участвующих в транспорте натрия — эпителиального натриевого канала и натриево-калиевого ионного насоса в клетках легочных альвеол. Нарушение нормальной функции этих транспортеров может объяснить, почему механическая вентиляция оказывает негативное влияние на легкие младенца.

Возможно, именно по этой причине легочная жидкость не может так хорошо всасываться в кровообращение после преждевременных родов, — объясняет Науманн.

Он надеется, что в будущем будет проведено больше исследований о том, какие настройки аппарата искусственной вентиляции легких могут привести к наилучшим результатам для недоношенных детей. Науманн отмечает, что небольшие градиенты давления могут оказывать такое большое влияние на механику легких.

Следующим этапом их исследований станет изучение того, как внеклеточный матрикс легочной ткани — строительные леса и клей, удерживающий клетки вместе, — играет роль в механической вентиляции. Лучше понимая, как недоношенные легкие реагируют на давление, они надеются, что будущие исследования позволят улучшить терапию для детей, родившихся раньше срока.

11.02.2024