Die Experten der Uni sowie der Uniklinik Leipzig um Prof. Mareike Zink und Dr. Mandy Laube analysierten für ihre Studie das Lungengewebe von Föten unter Zug- und Druckspannung, um Unterschiede in der Gewebemechanik der frühgeborenen Lunge zu erforschen. Dabei verformte sich das Lungengewebe unter Zug vollkommen elastisch - wie bei der normalen Atmung. Unter Druck - wie bei der mechanischen Beatmung - kam es jedoch zu einer sogenannten viskoelastischen Deformation der Lunge. Das bedeutet, dass das Gewebe zwar oberflächlich in den Ausgangszustand zurückkehrt, es auf molekularer Ebene aber strukturelle Änderungen gibt, die auf eine irreversible Schädigung hindeuten.

"Weiterhin zeigen unsere Ergebnisse, dass die Funktion der Lungenzellen unter Druck gestört ist", erklärt Mandy Laube. "Bereits kleine Drücke, wie sie bei der mechanischen Beatmung üblich sind, können dafür sorgen, dass Struktureinheiten an der Zelloberfläche, die zum Beispiel beim Transport von Molekülen und Wasser wichtig sind, ihre Funktion nicht mehr ausüben.

Dennoch sei die mechanische Beatmung für einige Frühgeborene die einzige Therapie, um das Überleben zu sichern, so die Leipziger Wissenschaftlerinnen. In Zukunft sollten jedoch die unterschiedlichen Eigenschaften von Frühchen-Lungen im Vergleich zu denen von Erwachsenen stärker mitbedacht werden. Druckerhöhungen in der Lunge sollten demnach möglichst gering gehalten werden, um das Risiko von Schäden zu minimieren.

Die Erkenntnisse aus der Leipziger Studie sind möglicherweise auch für die Behandlung von Covid-19-Patienten relevant. Denn ebenso wie bei den Frühgeborenen könnte auch hier die geschädigte Lunge durch den Überdruck leichter überdehnt werden und Lungenzellen unter erhöhtem Druck schneller die Funktion einstellen oder verändern, so Mareike Zink

pm/cdi