Lung Re-Expansion and Urinary Lipid Peroxidation in Neonatal Pneumothorax

Abstract

Aim: Experiential studies suggest that re-expansion of a collapsed lung may result in pulmonary ischaemia-reperfusion injury. We aimed to evaluate the effect of lung re-expansion on urinary lipid peroxidation products in neonates with pneumothorax. Methods: This study included 20 mechanically ventilated neonates with pneumothorax, and 18 healthy neonates (controls). A chest tube was inserted immediately following the diagnosis of pneumothorax. Urine samples were obtained just before tube thoracostomy (first period), after one hour (second period), every 12 hours by complete reexpansion (third period). Vital signs and ventilatory parameters were recorded. Urinary lipid peroxidation was evaluated by measurement of thiobarbituric acid-reacting substances (TBARS). Results: No significant difference was found between urinary TBARS concentrations in the first, second and third periods (4.08 ± 2.4 nmol/L, 2.8 ± 2.3 nmol/L and 3.3 ± 2.1 nmol/L, respectively). Control TBARS levels (4.1 ± 2.1 nmol/L) did not significantly differ from those of the neonates with pneumothorax (p > 0.05). The neonates with pneumothorax had higher heart rates compared to the controls (p < 0.01). When compared with controls, the systolic pressure was lower in all periods (p < 0.01), and diastolic blood pressure was lower only in the first and second period (p < 0.05). Oxygen saturation significantly decreased in the first period compared to saturation of the second period and of controls (p < 0.01). Ventilatory parameters did not show any significant difference between the periods. Conclusions: This prospective study showed that re-expansion of the lung did not significantly affect urinary TBARS concentration in neonatal pneumothorax. Indirectly, short-term lung collapse followed by re-expansion might not cause a clinically significant reperfusion injury in newborns.

Résumé

Buts: Les études expérimentales suggèrent que la réexpansion d'un poumon collabé peut entraîner des lésions pulmonaires d'ischémie-reperfusion. Notre but est d'évaluer l'effet de la réexpansion pulmonaire sur les produits de peroxydation des lipides dans les urines chez les nouveaux-nés avec un pneumothorax. Méthodes: Cette étude inclut 20 nouveaux-nés ventilés mécaniquement avec un pneumo-thorax et 18 nouveaux-nés sains (contrôle). Un drainage thoracique était installé immédiatement après le diagnostic du pneumo-thorax. Les échantillons d'urine étaient obtenus juste avant la mise en place du drainage (première période), après une heure (2^ème période) et chaque 12 heures après une complète réexpansion (3^ème période). Les signes vitaux et les paramètres ventilatoires étaient analysés. Le taux urinaire des produits de peroxydation des lipides était évalué par la mesure des substances réagissant aux thiobarbituriques (TBARS). Résultats: Aucune différence significative n'était identifiée dans les concentrations urinaires de TBARS dans les première, seconde et troisième périodes (4,08 ± 2,4 nmol/L, 2,8 ± 2,3 nmol/L et 3,3 ± 2,1 nmol/L respectivement). Le taux témoin de TBARS (4,1 ± 2,1 nmol/L) n'était pas significativement différent par rapport à ceux des nouveaux-nés avec pneumothorax (p > 0,05). Les nouveaux-nés avec pneumothorax ont un rythme cardiaque plus élevé comparé au groupe contrôle (p < 0,01). Quand on compare avec le groupe témoin, la pression systolique était plus basse à tout moment (p < 0,01) et la pression diastolique plus basse seulement dans le premier et la seconde période (p < 0,05). La saturation en oxygène diminuait significativement dans la première période et non dans la seconde période et le groupe contrôle (p < 0,01). Les paramètres ventilatoires ne montraient aucune différence significative entre les périodes. Conclusion: Cette étude prospective montre que la réexpansion du poumon n'affecte pas les concentrations de TBARS chez les nouveaux-nés présentant un pneumothorax. Indirectement, un collapsus pulmonaire court suivi d'une réexpansion ne cause probablement pas de lésions d'ischémie-reperfusion pulmonaire chez le nouveaux-nés.

Resumen

Objetivo: Ciertos estudios experimentales sugieren que la reexpansión del pulmón colapsado puede causar una lesión pulmonar por isquemia-reperfusión. Nuestro objetivo fue evaluar el efecto de la reexpansión pulmonar en los productos urinarios de peroxidación lipídica en recién nacidos con neumotórax. Métodos: En este estudio se incluyeron 20 recién nacidos ventilados mecánicamente con neumotórax y 8 recién nacidos sanos (controles). Se colocó un tubo pleural inmediatamente tras el diagnóstico de neumotórax. Se recogieron muestras de orina antes de la toracostomía (1er. periodo) tras una hora (2° periodo), cada 12 horas tras la reexpansión (3er. periodo). También fueron registrados los signos vitales y los parámetros ventilatorios. Se evaluó la peroxidacción lipídica midiendo las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS). Resultados: No hubo diferencias indicativas entre las concentraciones urinarias de TBARS entre los periodos 2° y 3° (4,08 ± 2,4, 2,8 ± 2,3 y 3,3 ± 2,1 nmol/L, respectivamente). El nivel de TBARS de control (4,1 ± 2,1 nmol/L) no fue significativamente diferente de los recién nacidos con neumotórax (p > 0,0). Los recién nacidos con neumotórax tuvieron frecuencias cardiacas superiores a los controles p < 0,01). En comparación con los controles las presiones sistólicas fueron más bajas a lo largo de todos los periodos (p < 0,01), y las presiones diastólicas fueron menores en los periodos 1° y 2° (p < 0,05). La saturación de oxígeno estaba significativamente disminuída en el primer periodo en comparación con el 2° y con los controles (p < 0,01). Los parámetros ventilatorios no mostraron diferencias significativas entre periodos. Conclusiones: Este estudio prospectivo mostró que la reexpansión del pulmón no afectó significativamente el contenido urinario de TBARS en el neumotórax neonatal. Indirectamente el colapso pulmonar breve seguido de reexpansión puede no causar lesiones significativas de isquemia-reperfusión en el pulmón del recién nacido.

Zusammenfassung

Zielsetzung: Experimentelle Untersuchungen lassen vermuten, dass die Wiederausdehnung einer kollabierten Lunge zu einem Ischämie-bedingten Reperfusionsschaden führen kann. In der vorliegenden Arbeit wird die Wirkung der Wiederbelüftung der Lunge auf die Urin-Ausscheidung von Peroxidations-Produkten bei Neugeborenen mit einem Pneumothorax untersucht. Methodik: 20 mechanisch beatmete Neugeborene mit einem Pneumothorax und als Kontrollgruppe 18 gesunde Neugeborene wurden analysiert. Unmittelbar nach der Diagnose eines Pneumothorax wurde eine Thoraxdrainage durchgeführt. Kurz vor der Drainage (erste Periode), eine Stunde später (zweite Periode) und weiterhin alle 12 Stunden bis zur vollständigen Ausdehnung der Lunge (dritte Periode) wurden Urinproben gesammelt. Zusätzlich wurden die Vitalitäts- und Beatmungsparameter registriert. Die Lipidperoxidation im Urin wurde mittels der Thiobarbitursäure-Reaktion (TBARS) gemessen. Ergebnisse: Es konnten keine signifikanten Unterschiede der TBARS-Konzentrationen im Urin während der ersten, zweiten und dritten Periode gefunden werden (4,08 ± 2,4 nmol/l; 2,8 ± 2,3 nmol/l und 3,3 ± 2,1 nmol/l). Die Werte in der Kontrollgruppe (4,1 ± 2,1 nmol/l) unterschieden sich nicht signifikant von den Werten der Kinder mit Pneumothorax (p > 0,05). Die Babys mit Pneumothorax hatten allerdings eine höhere Herzfrequenz (p < 0,01), der systolische Druck war in allen Zeiträumen niedriger (p < 0,01) und der diastolische Druck war in der ersten und zweiten Periode herabgesetzt (p < 0,05). Die Sauerstoff-Sättigung sank während der ersten Periode gegenüber der zweiten Periode und dem Kontrollkollektiv signifikant ab (p < 0,01). Die Beatmungsparameter zeigten keine signifikanten Unterschiede während der verschiedenen Periode. Schlussfolgerungen: Diese prospektive Studie zeigt, dass die Wiederbelüftung der Lunge nicht zu einer signifikanten Erhöhung der Urinausscheidung von TBARS-Konzentrationen bei Neugeborenen mit einem Pneumothorax führt. Hieraus kann man folgern, dass ein kurzzeitiger Lungenkollaps mit nachfolgender Wiederausdehnung der Lunge keinen signifikanten Reperfusionsschaden bei Neugeborenen zur Folge hat.

Key words

Pneumothorax - neonate - urine TBARS

Mots-clés

Pneumothorax - nouveau-né - TBARS urinaire

Palabras clave

Neumotórax - recién nacido - TBARS urinario

Schlüsselwörter

Pneumothorax - Wiederbelüftung der Lunge - Reperfusionsschaden - TBARS im Urin

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