Atemzyklische pO² Oszillationen und intermittierende Hypoxien als Mechanismus der Entzündungsreaktion bei akuten Lungenversagen

• Applicant: Professor Dr. Klaus Markstaller
• Subject Area: Anaesthesiology
• Term: from 2009 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 116040983

Aktuelle Studien zeigen tierexperimentell in verschiedenen Spezies (Kaninchen, Schwein) hohe atemzyklische Schwankungen des paO2 bei akuten Lungenversagen (ΔpaO2 > 300 mmHg).Diese systemischen paO2 Schwankungen sind auf zyklisches Rekrutieren von Lungenparenchym zurückzuführen. In der erkrankten Lunge nehmen Atelektasen während der Exspiration zu. Diese atelektatischen Lungenregionen nehmen nicht mehr am Gasaustausch teil und führen somit zu einer erhöhten Shuntfraktion. Unter kontrollierter Beatmung werden in der Inspiration diese Lungenregionen teilweise wieder rekrutiert. Dies führt zu einer Abnahme des pulmonalen Shunts und somit zu einer Erhöhung des paO2. Abhängig von der Beatmungsfrequenz und der Höhe des positiven endexspiratorischen Druckes (PEEP) resultiert der Anteil des atemzyklisch rekrutierten Lungenparenchyms. Für pulmonale Zellen in den zyklisch rekrutierten Lungenbereichen bedeutet dies maximale pO2- Schwankungen von gemischtvenösem pO2 (ca. 40 mbar) und inspiratorischen pO2 (ca. 700 mbar bei FIO2 = 1,0). Für das Krankheitsbild der obstruktiven Schlafapnoe konnte gezeigt werden, dass intermittierende Hypoxien einen bekannten Stimulus für eine generalisierte Entzündungsreaktion im Körper des Menschen darstellen. Erst seit Kurzem sind neue Messtechniken mit einer ausreichend hohen zeitlichen Auflösung verfügbar, welche eine Untersuchung der Rolle atemzyklischer Hypoxien an Zellen in-vitro und im akuten Lungenversagen in-vivo ermöglichen.

• DFG Programme: Research Grants