De nombreux nourrissons prématurés ont besoin d’une ventilation mécanique pour respirer. Cependant, une ventilation prolongée peut entraîner des problèmes tels que des maladies respiratoires ou des blessures induites par la ventilation.
Jonas Naumann et Mareike Zink étudient la physique du stress mécanique dû à la ventilation à l’Université de Leipzig, en Allemagne, et ont découvert certains des mécanismes qui expliquent pourquoi les poumons prématurés sont particulièrement sensibles au stress. Naumann présentera ses recherches au 68ème Réunion annuelle de la Biophysical Society, qui se tiendra du 10 au 14 février 2024 à Philadelphie, en Pennsylvanie.
Lorsque vous respirez normalement, votre diaphragme et les muscles situés entre les côtes créent une pression négative à l’intérieur des poumons. « Mais lorsque vous suivez une ventilation mécanique, vous créez une surpression hydrostatique. Et les forces qui agissent pendant la ventilation mécanique sont complètement différentes de celles qui surviennent lors d’une respiration normale. Et cela provoque probablement une sorte de dommage aux cellules », a expliqué Zink.
En utilisant du tissu pulmonaire provenant de rats fœtaux et adultes, les chercheurs ainsi que des collaborateurs de la division de néonatologie de la clinique universitaire de Leipzig ont utilisé différentes quantités de tension avec des phases de repos entre les deux, similaires aux actions qui se produisent dans les poumons pendant la ventilation mécanique. Même avec un peu de pression, le tissu pulmonaire prématuré du rat présentait des caractéristiques à la fois élastiques et visqueuses. Cela signifie que le tissu pulmonaire a changé de forme et a réagi au stress d’une manière qui n’était pas normale. De plus, ils ont constaté que « le poumon fœtal est beaucoup plus rigide que le poumon adulte en cas de déformation », a déclaré Naumann.
Pour déterminer si ces changements liés à la tension dans les tissus entraînaient des altérations du transport du sodium, important pour éliminer l’eau des poumons présente à la naissance, l’équipe a utilisé l’électrophysiologie pour mesurer le mouvement des ions à travers une couche de poumon prématuré. cellules. Ils ont constaté que les changements de pression affectaient l’activité de deux canaux impliqués dans le transport du sodium : le canal épithélial du sodium et la pompe ionique sodium-potassium dans les cellules des alvéoles pulmonaires. Cette perturbation du fonctionnement normal de ces transporteurs pourrait expliquer pourquoi la ventilation mécanique a des effets négatifs sur les poumons du nourrisson.
Cela peut être la raison pour laquelle le liquide pulmonaire ne peut pas être aussi bien absorbé dans la circulation après les naissances prématurées. »
Jonas Naumann, Université de Leipzig
Il espère que davantage de recherches seront menées sur les réglages du ventilateur qui pourraient conduire aux meilleurs résultats pour les prématurés. Naumann souligne que « de petits gradients de pression peuvent avoir un impact très important sur la mécanique pulmonaire ».
La prochaine phase de leurs recherches consistera à explorer le rôle de la matrice extracellulaire du tissu pulmonaire, l’échafaudage et la colle qui maintient les cellules ensemble, dans la ventilation mécanique. En comprenant mieux comment le poumon prématuré réagit à la pression, ils espèrent que de futures études amélioreront les thérapies pour les bébés nés prématurément.
