Die Bedeutung pulmonaler Mechanorezeptoren für die Entstehung beatmungs-induzierter Schädigungen des Gehirns

• Antragsteller: Professor Dr. Roland Francis, seit 3/2021
• Fachliche Zuordnung: Anästhesiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 329712301

Durch den medizinischen Fortschritt der letzten Jahre konnte die Mortalitätsrate kritisch kranker Patienten verringert werden, jedoch leiden viele Patienten während und nach einer intensivmedizinischen Behandlung unter kognitiven- und neuropsychologischen Defiziten. Insbesondere die im Rahmen der Therapie des akuten Lungenversagens unerlässliche maschinelle Beatmung geht mit schweren Hirnveränderungen einher. Hohe transpulmonale Drücke oder (falsch) hohe Tidalvolumina führen zu einem additiven mechanischen Stress für das geschädigte Lungenparenchym. Die resultierende intrapulmonale inflammatorische Immunantwort in Verbindung mit gesteigerten vagalen Afferenzen führt über ein komplexes mechanisch-transduziertes Signalsystem zur Entstehung dopaminabhängiger neuropsychologischer Verhaltensstörungen. Der Einfluss der Interaktion von Lunge und Gehirn auf die Entwicklung neurokognitiver Defizite ist ein relativ junges Forschungsgebiet, experimentelle und klinische Untersuchungen könnten zum Verständnis des Pathomechanismus dieser neurologischen Störungen beitragen. Für diese mit maschineller Beatmung assoziierten neurokognitiven Defizite und Verhaltensstörungen sind aktuell nur sehr begrenzt Behandlungsoptionen verfügbar, daher ist die Entwicklung neuer therapeutischer Interventionsstrategien von hoher Bedeutung.Auf Grundlage solider tierexperimenteller Voruntersuchungen ist das Hauptziel der hier vorgestellten Untersuchungen daher i) zu bestimmen, ob eine Beeinflussung von TRP- und P2X-Kanälen die beatmungsinduzierte Hirnschädigung verhindern kann ii) die Rolle des neurotrophen Faktors Neuregulin-1 (NRG-1) als Ursache gesteigerter hypothalamischer dopaminerger Aktivität während der mechanischen Beatmung zu klären. Durch den Einsatz moderner funktioneller magnetresonanz-basierten Bildgebungstechniken kann die vagale Aktivität bei der mechanischen Beatmung in vivo bestimmt werden. Die Rolle der verschiedenen mechano-Rezeptoren in der Lunge soll mittels Funktionsverlust-Modelle für TRPV1, PIEZO, TRPV4 und P2X bestimmt werden, ebenso die mögliche Behandlung mit Lidocain.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Adrian Gonzalez Lopez, Ph.D., bis 3/2021