Studie an der Uni Leipzig Darum kann eine Beatmung Frühchen schaden

Viele Frühgeborene brauchen wegen ihrer unterentwickelten Lunge Atemhilfe. Doch dabei kann es zu irreversiblen Schäden am Organ kommen. Leipziger Forschende haben nun mögliche Gründe dafür untersucht. Das Ergebnis: Ein erhöhter Druck auf das Lungengewebe bei der maschinellen Beatmung kann zur Folge haben, dass es bereits bei kleinen Luftmengen zu einer Überdehnung kommt und die Funktion der Zellen beim Gasaustausch gestört wird.

Ein frühgeborenes Baby wird medizinisch betreut.
Ein frühgeborenes Baby wird medizinisch betreut. Oftmals muss bei Frühchen auch maschinell beatmet werden. Bildrechte: Stefan Straube/UKL

Die Experten der Uni sowie der Uniklinik Leipzig um Prof. Mareike Zink und Dr. Mandy Laube analysierten für ihre Studie das Lungengewebe von Föten unter Zug- und Druckspannung, um Unterschiede in der Gewebemechanik der frühgeborenen Lunge zu erforschen. Dabei verformte sich das Lungengewebe unter Zug vollkommen elastisch - wie bei der normalen Atmung. Unter Druck - wie bei der mechanischen Beatmung - kam es jedoch zu einer sogenannten viskoelastischen Deformation der Lunge. Das bedeutet, dass das Gewebe zwar oberflächlich in den Ausgangszustand zurückkehrt, es auf molekularer Ebene aber strukturelle Änderungen gibt, die auf eine irreversible Schädigung hindeuten.

Eigenschaften von Frühchen-Lungen sollten stärker beachtet werden

"Weiterhin zeigen unsere Ergebnisse, dass die Funktion der Lungenzellen unter Druck gestört ist", erklärt Mandy Laube. "Bereits kleine Drücke, wie sie bei der mechanischen Beatmung üblich sind, können dafür sorgen, dass Struktureinheiten an der Zelloberfläche, die zum Beispiel beim Transport von Molekülen und Wasser wichtig sind, ihre Funktion nicht mehr ausüben.

Dennoch sei die mechanische Beatmung für einige Frühgeborene die einzige Therapie, um das Überleben zu sichern, so die Leipziger Wissenschaftlerinnen. In Zukunft sollten jedoch die unterschiedlichen Eigenschaften von Frühchen-Lungen im Vergleich zu denen von Erwachsenen stärker mitbedacht werden. Druckerhöhungen in der Lunge sollten demnach möglichst gering gehalten werden, um das Risiko von Schäden zu minimieren.

Die Erkenntnisse aus der Leipziger Studie sind möglicherweise auch für die Behandlung von Covid-19-Patienten relevant. Denn ebenso wie bei den Frühgeborenen könnte auch hier die geschädigte Lunge durch den Überdruck leichter überdehnt werden und Lungenzellen unter erhöhtem Druck schneller die Funktion einstellen oder verändern, so Mareike Zink

pm/cdi

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