Un chercheur de la NAU étudie la mécanique respiratoire chez les survivants adultes d'une naissance prématurée

JJ Duke, professeur adjoint au département des sciences biologiques de la Northern Arizona University, étudie la mécanique respiratoire – le «comment» de la respiration. Il veut comprendre les raisons sous-jacentes pour lesquelles la capacité d'exercice et la fonction pulmonaire, ou la respiration, en général, sont plus difficiles pour les adultes nés prématurément. Ses recherches suggèrent que le problème peut être des voies aériennes plus petites.

Selon l'Organisation mondiale de la santé, 10 à 12 pour cent de toutes les naissances vivantes sont prématurées (à 37 semaines ou avant). Cependant, en raison des progrès médicaux, ce nombre continuera probablement d'augmenter. La naissance prématurée entraîne un système cardio-pulmonaire sous-développé et peut entraîner des déficiences pulmonaires qui se poursuivent à l'âge adulte et diminuent encore avec l'âge. Les chercheurs ont découvert que les survivants adultes d'une naissance prématurée peuvent avoir une physiologie atypique et fonctionnent avec 20 à 25% moins de poumons et de capacité d'exercice que leurs homologues nés à terme.

Avec une subvention R15 de trois ans de plus de 432000 $ des National Institutes of Health, Duke étudie les causes sous-jacentes de la réduction de la fonction pulmonaire, ainsi que de la capacité d'exercice, chez les survivants adultes de naissance prématurée. Selon Duke, ces connaissances aideront les médecins à assurer un diagnostic et un traitement corrects pour les personnes nées prématurément et souffrant de problèmes respiratoires plus tard dans la vie.

Duke s'est intéressé pour la première fois à cette population en étudiant les déterminants ou les causes de l'efficacité des échanges gazeux pulmonaires en tant que stagiaire postdoctoral à l'Université de l'Oregon. Étant donné que les survivants adultes d'une naissance prématurée ont des poumons sous-développés, il semblait probable que leur échange gazeux – la capacité de leur corps à obtenir de l'oxygène dans le sang et du dioxyde de carbone hors du sang – serait altéré.

Nous n'avons trouvé aucune différence dans l'efficacité des échanges gazeux, ce qui signifie qu'ils avaient des niveaux normaux d'oxygène et de dioxyde de carbone dans leur sang. Les poumons fonctionnaient très bien à cet égard, ce qui rend peu probable que cela soit la cause de leur capacité d'exercice inférieure. En quittant mon post-doctorat, j'ai orienté mon attention vers un autre domaine du système pulmonaire qui pourrait limiter la capacité d'exercice – la mécanique respiratoire, qui décrit la pression, le flux d'air et le volume dans le système. En raison de leurs poumons sous-développés, ces personnes peuvent avoir une mécanique respiratoire altérée ou altérée. « 

JJ Duke, professeur adjoint, Northern Arizona University

Duke mesure divers aspects de la mécanique respiratoire dans le laboratoire de physiologie cardiopulmonaire intégrative de la NAU. Pour ce faire, Duke et ses étudiants au doctorat mesurent la pression œsophagienne en demandant aux participants d'avaler un cathéter à ballonnet, puis d'effectuer une variété de tests respiratoires et d'exercer sur un vélo stationnaire. Les chercheurs mesurent le «travail de respiration» des participants ou la quantité d'énergie dont ils ont besoin pour faire entrer et sortir l'air de leurs poumons.

En menant ces études, Duke peut atteindre son objectif de glaner des informations sur la taille des voies respiratoires chez les adultes nés prématurément en mesurant la pression œsophagienne.

« Si vous buvez un milk-shake avec une grande paille, il est plus facile de le faire passer dans ce gros tube qu'avec une petite paille. De même, si les voies respiratoires sont plus petites, il y a plus de résistance et vous devez générer suffisamment de pression pour faire passer l'air. les voies respiratoires.  » Il ajoute que parce que ces personnes n'ont jamais rien connu de différent, elles ne savent peut-être pas qu'il est plus difficile pour elles de respirer pendant l'exercice.

«Ce qui me pousse vraiment à essayer de comprendre en quoi la physiologie est et n'est pas différente des personnes nées à terme, c'est d'aider les cliniciens à cibler avec précision le problème et à diriger le traitement. La plupart du temps, les gens savent qu'ils sont nés prématurément, mais peuvent ne pas être conscients qu'ils peuvent être plus limités que leurs pairs qui ont été menés à terme. S'ils signalent des symptômes de type asthme, y compris une oppression thoracique, ils pourraient être mal diagnostiqués et recevoir un inhalateur de secours, ce qui pourrait ou non aider . « 

La fonction pulmonaire normale diminue après l'âge d'environ 25 ans chez les adultes en bonne santé; cependant, en mangeant bien, en faisant de l'exercice et en ne fumant pas, Duke dit que la plupart des gens devraient survivre à leurs poumons. Mais ceux qui sont nés prématurément et dont la fonction pulmonaire est réduite de 20 à 30% dans la fleur de l'âge peuvent connaître une pente descendante déplacée ou plus raide.

« Comprendre la physiologie des jeunes qui sont nés prématurément, qui n'ont pas de problèmes actuels importants de fonction pulmonaire et de capacité d'exercice, est essentiel », a déclaré Duke. « Cette recherche aidera à approfondir la compréhension de la physiologie des survivants adultes de naissance prématurée et à identifier des cibles potentielles pour des interventions thérapeutiques visant à améliorer et / ou à maintenir la fonction cardio-pulmonaire. »

La source:

Université du nord de l'Arizona

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