La ventilación de bebés prematuros puede ser dañina. Inflar los pulmones con exceso de presión, como ocurre con la ventilación, daña el tejido pulmonar, a diferencia de la respiración natural mediante estiramientos.
Los pulmones de los bebés prematuros a menudo aún no están completamente desarrollados. Esto puede hacer que su respiración falle. ‘Se necesita respiración artificial para salvar sus vidas’, dice mareike zinkprofesor de biofísica celular en la Universidad de Leipzig.
Pero ese ventilador puede hacer daño. Así es como la enfermedad pulmonar displasia broncopulmonar (BPD) surgen. El tejido pulmonar cambia irreversiblemente. Un niño con esta afección tiene un mayor riesgo de infecciones respiratorias.
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Zinc investiga con colegas que también se especializan en el cuidado de bebés prematuros, por qué y cómo la respiración artificial causa daño a los pulmones.
Respirar y ventilar
En sus experimentos, los investigadores utilizan tejido pulmonar de ratas prematura y adultas. Imitan los efectos de la respiración normal y la respiración artificial.
Durante una inhalación regular, su diafragma se mueve hacia abajo. Esto estira los pulmones y aumenta su volumen. Esto crea un vacío en sus pulmones para que automáticamente succione aire y, por lo tanto, inhale. Con la respiración artificial, un dispositivo bombea aire a los pulmones, creando una sobrepresión. Esa presión fuerza a tus pulmones a expandirse.
Cada una de estas dos formas de llevar aire a los pulmones tiene un efecto diferente en el tejido pulmonar. La sobrepresión de la ventilación hace que el tejido pulmonar se comprima, mientras que en la respiración normal el movimiento del diafragma en realidad tira del tejido.
respiración elástica
«Si el tejido pulmonar fuera completamente elástico, se comportaría igual durante el inflado que cuando se estira», dice Zink. Pero el tejido no es elástico. Es viscoelástica. Esto significa que la forma en que deforma el material determina cómo se comporta. Por lo tanto, tirar desde el exterior o bombear aire desde el interior da resultados diferentes.
Para imitar la respiración, los investigadores estiraron el tejido pulmonar de ratas prematuras y adultas. Y comprimieron el tejido, como lo hacen con un ventilador. Resulta que el tejido se comporta elásticamente cuando se estira, como con la respiración normal. Se recupera sin cambios en la estructura molecular del tejido pulmonar.
Esto no parece aplicarse al tejido que se comprime cuando se le bombea aire. Los investigadores vieron que la expansión de los pulmones depende de la frecuencia con la que ‘bombean’ el tejido. Cuanto más rápido lo inflan y lo desinflan, más rígido se comporta el material.
Esto indica que se están produciendo pequeños cambios en el tejido pulmonar. Zink: ‘Se producen pequeñas roturas a escala molecular, lo que significa que la estructura molecular está dañada. Y no queremos eso.
Tejido pulmonar rígido
Los investigadores también encontraron que el tejido pulmonar de las ratas prematura es más rígido que el de las ratas adultas. Por lo tanto, necesita una presión de aire más alta para agrandar el pulmón. Eso es también lo que notan los médicos: es difícil, incluso con presión alta, hacer que los pulmones se estiren. Pero tampoco querrás usar demasiada presión, porque eso puede causar rupturas en los pulmones.
«Sería mejor evitar la necesidad de ventiladores», dice Zink. ‘También sabemos eso de pacientes con COVID-19, donde vemos que la ventilación puede causar daño en los pulmones. Por eso, los médicos suelen esperar el mayor tiempo posible y solo ventilan si es realmente necesario”.
Aún no existe una forma de llevar aire a los pulmones sin dañar el tejido pulmonar. Se intenta de todo, como la ventilación con distintas presiones y distintas velocidades. Pero aún no está claro cuál es el mejor enfoque. Al mapear aún más los efectos sobre la estructura del tejido, los investigadores esperan encontrar una respuesta en el futuro.