Lungenschäden nach COVID-19: Gehirn als therapeutisches Ziel?

Das Gehirn könnte ein neues therapeutisches Ziel zur Verbesserung der Atmung nach Lungenschäden bei COVID-19-Patienten sein, wie eine Studie an Ratten andeutet.

Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Schädigungen der Lunge nicht auf die Lunge beschränkt sind. Eine gezielte Ausrichtung der Therapie auf den Hirnstamm könnte Patienten mit Atemwegserkrankungen, wie z. B. Lungenverletzungen aufgrund von COVID-19, helfen und den Prozess der Entwöhnung von mechanischen Beatmungsgeräten beschleunigen.

Bei Atemwegsinfektionen wie COVID-19 oder anderen Lungeninfektionen ist die Aktivierung des Immunsystems Teil der normalen, gesunden Reaktion. In einigen Fällen ist die Entzündungsreaktion jedoch so stark, dass sie zu weiteren Lungenschäden führt, die als akute Lungenverletzung (ALI) und in ihrer schwersten Form als akutes Atemnotsyndrom (ARDS) bezeichnet werden. Die typische klinische Versorgung von Patienten mit ALI und ARDS konzentriert sich auf die Minimierung weiterer Lungenschäden durch spezielle Formen der mechanischen Beatmung.

Diese neue Studie deutet darauf hin, dass die Schädigung nicht auf die Lunge beschränkt ist, sondern auch einen nachhaltigen Einfluss auf die zentrale Steuerung der Atmung haben kann. Daher könnte die gezielte Behandlung der Teile des Gehirns, die unsere Atmung regulieren, eine wichtige Therapie zur Entwöhnung der Patienten von der Beatmungsunterstützung nach ihrer Genesung von schweren Atemwegsinfektionen, ALI und ARDS sein. Es sei wichtig, dies während der COVID-19-Pandemie zu verstehen, da diese Patienten möglicherweise die gleichen Schwierigkeiten beim Übergang zur eigenständigen Atmung haben.

Derzeit konzentriert sich die Therapie von ALI und ARDS auf die Lunge, um den Gasaustausch aufrechtzuerhalten und weitere Schäden zu minimieren. In ihrer Studie untersuchten die Forscher Ratten mit Lungenverletzungen und stellten fest, dass die Hirnregionen, die die Atmung kontrollieren, ebenfalls betroffen sind. Tatsächlich blieben die Merkmale des pathologischen Atemmusters auch dann erhalten, wenn die Lungen entfernt werden. Darüber hinaus zeigte sich eine Entzündung in dem Teil des Gehirns, der das Atemmuster erzeugt. Dies deutet darauf hin, dass die Lunge nicht der einzige Faktor ist, der bei Lungenverletzungen an Atemstörungen beteiligt ist.

Die Wissenschaftler untersuchten dann, was bei Nagetieren mit Lungenverletzung passiert, wenn sie nicht steroidale entzündungshemmende Medikamente ins zentrale Nervensystem einbrachten. Sie stellten fest, dass diese Behandlung die Nervenentzündung verringerte und die Auswirkungen des Lungenschadens auf ein Minimum reduzierte. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Netzwerke im Hirnstamm eine Rolle in der Pathophysiologie und der möglichen Erholung des Atmungssystems nach Lungenschäden und ARDS spielen.

Der Erstautor Yee-Hsee Hsieh kommentierte die Studie:  “Die klinische Behandlung von Atemwegserkrankungen konzentriert sich in der Regel auf die Anwendung von Beatmungsprotokollen, die die Lunge vor weiteren Schäden schützen, und die aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Reparatur und Wiederherstellung des Lungengewebes und der Lungenfunktion. Diese Studie legt nahe, dass wir uns auch mit der Rolle des Zentralnervensystems und der Neuroinflammation befassen müssen, um akute Lungenverletzungen und vielleicht auch andere Lungenkrankheiten wie COVID-19 vollständig zu behandeln”.

Originalpublikation:
Hsieh Y-H et al. Brainstem inflammation modulates the ventilatory pattern and its variability after acute lung injury in rodents.
Journal of Physiology, 7. Mai 2020