Funktionelle und strukturelle Folgen an der Mäuselunge nach Beatmung mit niedrigen Atemzugvolumina

Hintergrund: Eine große Anzahl von Studien hat den Effekt hoher Atemzugvolumina bei mechanischer Beatmung auf die Lunge untersucht. Daten zu sehr niedrigen Atemzugvolumina sind dagegen spärlich vorhanden.

Hypothese: Sehr niedrige Atemzugvolumina im Rahmen einer Beatmung führen zu funktionellen und strukturellen Veränderungen an der Lunge.

Material und Methoden: 44 C57/B6-Mäuse wurden mit einem FlexiVent-System beatmet mit unterschiedlichen Atemzugvolumina (Tidalvolumiona, Vt 5, 7,10 und 30ml/kg KG) mit und ohne PEEP (2cm H2 O) beatmet. Vier spontan atmende Tiere dienten als Kontrollgruppe. Sauerstoffsättigung und Pulsfrequenz wurden kontinuierlich, Resistance und Compliance alle 5 Minuten gemessen. Am Ende der Versuche wurden die Tiere getötet und die Lungen zur histologischen und molekularbiologischen Untersuchung entnommen. Neutrophile Granulozyten in der Lunge wurden gezählt. Die Expression von MIP-2 und TNFα wurde mittels Real time PCR quantifiziert.

Ergebnisse: Die Sauerstoffsättigung zeigte keinen signifikanten Abfall über die Beatmungszeit (p>0,05). Sie war in den Gruppen mit einem Vt von 30ml/kg jedoch signifikant höher als in den anderen Gruppen (p<0,05). Die Resistance stieg in den Gruppen mit niedrigen Vt (5 und 7ml/kg) signifikant an (p<0,05). Die Compliance fiel in allen Gruppen signifikant ab (p<0,05). Die mechanische Beatmung war in allen Gruppen mit einem signifikanten Anstieg der Anzahl von Granulozyten in den Atemwegen assoziiert im Vergleich zur Kontrollgruppe (p<0,05). Die Expression von MIP-2 war in allen Beatmungsgruppen signifikant gesteigert (p<0,05), wobei die Gruppe mit einem Vt von 10ml/kg die niedrigsten Werte aufwies.

Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse zeigen, dass niedrige Tidalvolumina bei der Beatmung zur Verschlechterung der Lungenfunktion und gesteigerter Inflammation zu führen. Die Ausbildung von Atelektasen könnte hierbei eine wichtige Rolle spielen.