Tief Luft holen und ins Leben starten – Einzigartige Atemmuster von Frühgeborenen

Wie atmen sehr früh geborene Babys? Welche respiratorischen Mechanismen helfen ihnen, den komplexen Übergang vom intrauterinen Leben zum Leben außerhalb der Gebärmutter zu bewältigen?

Dieser spannenden Frage gingen DZL-PI Vincent Gaertner (CPC-M, DZL Standort München) und sein Team am Dr. von Hauner’schen Kinderspital in München nach. Ihre Arbeit „Deciphering Mechanisms of ​Respiratory Fetal-to-Neonatal​ Transition in Very Preterm Infants“ untersucht die spezifischen Atemmuster von sehr frühgeborenen Kindern, sowie deren intrapulmonalen Gasfluss bei verschiedenen Atemmustern direkt nach der Geburt. Die Arbeit wurde im American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine veröffentlicht.

Die Forschenden analysierten Daten aus einer früheren randomisierten Studie bei Frühgeborenen, die nach 26 bis 32 Wochen zur Welt kamen. Daten der elektrischen Impedanztomographie wurden für einzelne Atemzüge extrahiert und die Forscher identifizierten die folgenden drei verschiedene Atemtypen in den ersten 10 Minuten nach der Geburt:

• Tidalatmung (44 % aller Atemzüge; Sinusatmung ohne Störung beim Ausatmen)
• Bremsen (50 %; Bremse beim Ausatmen mit kurzer Dauer)
• Anhalten (6 %; Bremse beim Ausatmen mit langer Dauer)

Außerdem analysierten die Forscher die Lungenvolumina sowie die Ventilationsverteilung für das Ende der Inspiration, während eines potenziellen exspiratorischen Anhaltens der Ausatmung (sog. Braking- oder Haltemanöver), sowie für das Ende der Exspiration berechnet.

Nur nach dem längeren Anhalten des Atems während der Exspiration (i.e. nach dem Haltemanöver) vergrößerte sich das end-exspiratorische Lungenvolumen der Frühgeborenen am Ende eines kompletten Atemzugs und damit die funktionelle Residualkapazität. Die Wissenschaftler um Dr. Gaertner schlussfolgerten daraus, dass die Braking- und Haltemanöver während der Ausatmung bei Frühgeborenen zu einer besseren Lungenbelüftung beitragen. Die damit ausgelöste Pendelluftströmung verhindert den Rückfluss von Lungenflüssigkeit in die Alveolen. Die Studie entschlüsselt somit die Mechanismen für einen erfolgreichen Übergang vom Fötus zum Neugeborenen und erweitert das Verständnis dieses einzigartigen Moments im Leben.

Für diese Arbeit wurde Dr. Gaertner außerdem auf dem Kongress für Kinder- und Jugendmedizin mit dem Adalbert-Czerny-Preis 2024 der Deutschen Gesellschaft für Kinder- und Jugendmedizin (DGKJ) ausgezeichnet. Der Preis ist dotiert mit 10.000 Euro und zeichnet besondere wissenschaftliche Leistungen auf dem Gebiet der Kinderheilkunde aus.

Im Videointerview erläutert Vincent Gaertner seine Forschung und sieht darin einen Puzzlestein dafür, den Kindern mehr Zeit für die komplexen Anpassungsprozesse nach der Frühgeburt zu geben und die invasive Beatmung zu reduzieren.

Originalpublikation: Gaertner VD, Büchler VL, Waldmann A, Bassler D, Rüegger CM. Deciphering Mechanisms of Respiratory Fetal-to-Neonatal Transition in Very Preterm Infants. Am J Respir Crit Care Med. 2024 Mar 15;209(6):738-747. doi: 10.1164/rccm.202306-1021OC. PMID: 38032260.