Por que os ventiladores podem ser prejudiciais aos pulmões dos bebés prematuros

Muitos bebês prematuros necessitam de ventilação mecânica para respirar. No entanto, a ventilação prolongada pode causar problemas como doenças respiratórias ou lesões induzidas pela ventilação.

Jonas Naumann e Mareike Zink estudam a física do estresse mecânico da ventilação na Universidade de Leipzig, em Leipzig, na Alemanha, e descobriram alguns dos mecanismos que explicam por que os pulmões prematuros são especialmente sensíveis ao estresse. Naumann apresenta a pesquisa na 68ª Reunião Anual da Sociedade Biofísica, realizada de 10 a 14 de fevereiro de 2024 na Filadélfia, Pensilvânia.

Quando você respira normalmente, o diafragma e os músculos entre as costelas criam uma pressão negativa dentro do pulmão. “Mas quando você está sob ventilação mecânica, você está criando uma sobrepressão hidrostática. E as forças que atuam durante a ventilação mecânica são completamente diferentes das que ocorrem durante a respiração normal. E isso provavelmente está causando algum tipo de dano às células”, explicou Zink.

Usando tecido pulmonar de ratos fetais e adultos, os pesquisadores, juntamente com colaboradores da Divisão de Neonatologia da Clínica Universitária de Leipzig, usaram quantidades variadas de tensão com fases de repouso intermediárias, semelhantes às ações que ocorrem dentro do pulmão durante a ventilação mecânica.

Mesmo com um pouco de pressão, o tecido pulmonar do rato prematuro apresentou características de ser elástico e viscoso. Isso significa que o tecido pulmonar mudou de forma e respondeu ao estresse de uma forma que não era normal. Além disso, descobriram que “o pulmão fetal é muito mais rígido do que o pulmão adulto sob deformação”, disse Naumann.

Para determinar se essas alterações no tecido relacionadas à tensão levaram a alterações no transporte de sódio, que é importante para remover a água dos pulmões que está presente no nascimento, a equipe usou a eletrofisiologia para medir o movimento de íons através de uma camada de pulmão prematuro. células.

Eles descobriram que as mudanças na pressão afetavam a atividade de dois canais envolvidos no transporte de sódio – o canal epitelial de sódio e a bomba de íons sódio-potássio nas células dos alvéolos pulmonares. Esta perturbação na função normal destes transportadores poderia explicar porque é que a ventilação mecânica tem efeitos negativos nos pulmões do bebé.

“Esta pode ser a razão pela qual o fluido pulmonar não consegue ser tão bem absorvido pela circulação após os nascimentos prematuros”, explicou Naumann. Ele espera que haja mais pesquisas sobre quais configurações do ventilador podem levar aos melhores resultados para os prematuros. Naumann ressalta que “pequenos gradientes de pressão podem ter um impacto muito grande na mecânica pulmonar”.

A próxima fase da sua investigação será explorar como a matriz extracelular do tecido pulmonar, a estrutura e a cola que mantém as células unidas, desempenham um papel na ventilação mecânica. Ao compreender melhor como o pulmão prematuro responde à pressão, eles esperam que estudos futuros melhorem as terapias para bebés nascidos precocemente.