Projeto 1 de Troca Gasosa Mucosa Trans-Orelha Média, Objetivo Específico 1

A regulação adequada da pressão do ouvido médio (ME), definida como a manutenção de uma pressão total do ouvido médio em aproximadamente níveis ambientais, é necessária para uma audição normal e para preservar a saúde do ouvido médio. O mecanismo de regulação da pressão da EM consiste em dois componentes distintos que afetam a pressão total do gás da EM: o bolus, troca total de gases impulsionada pelo gradiente entre a EM e a nasofaringe durante as aberturas ativas e transitórias da trompa de Eustáquio (TE) e a pressão parcial passiva Troca difusa de gases conduzida por gradiente entre a cavidade ME e os compartimentos adjacentes, incluindo o sangue local através da mucosa ME (MEM) e o ambiente através da membrana timpânica. A fisiologia básica das transferências de gás através do TE está bem estabelecida e uma troca de gás lenta a insignificante através da membrana timpânica normal e inflamada foi medida para chinchilas, gatos e macacos, e confirmada por nós para humanos. Em contraste, as características da troca gasosa transMEM são controversas. A modelagem matemática mostra que a troca gasosa transMEM controla a trajetória da pressão ME entre as aberturas do ET e as taxas relativas de troca para os diferentes gases fisiológicos definem a demanda colocada no ET para reabastecimento de gás ME. Aqui, medimos empiricamente as constantes de troca transMEM ME-para-sangue e sangue-para-ME para os gases fisiológicos em humanos com MEMs normais e inflamados. Para esse propósito, um total de 20 indivíduos adultos saudáveis, 10 sem história significativa de doença de ouvido ME (Grupo-1) e 10 com pelo menos 1 tubo de ventilação funcional (VT) inserido para doença existente de ME (Grupo-2). Os sujeitos do Grupo 1 terão inserção de VT sob anestesia local na clínica de pesquisa e, para todos os sujeitos, um tampão auricular de acrílico personalizado será fabricado e equipado com um sensor para medir a pressão, uma seringa para ajustar a pressão do sistema e micro- tubulação para permitir amostragem periódica de gás com análise de composição por um espectrômetro de massa online. Todos os indivíduos serão submetidos a uma série de seis experimentos de troca gasosa transMEM, com cada experimento projetado para estabelecer um gradiente de pressão parcial ME-para-sangue ou sangue-ME para um dos 3 gases fisiológicos, N2, O2 ou CO2. Durante cada experimento, o tampão auricular será inserido e selado dentro do canal auditivo. O plugue será conectado por válvulas a uma linha que leva ao espectrômetro de massas e a uma fonte de gás de composição conhecida, e o sistema (plugue + ME) lavado com um gás de teste específico para o experimento. Em seguida, o tampão de ouvido será fechado para a fonte de gás e, durante 60 a 90 minutos de duração do experimento, a pressão do sistema será registrada continuamente e as amostras de gás ME serão coletadas em intervalos de 10 minutos para análise de composição. Os dados serão transformados para estimar a condutância transMEM (constante de troca) para o gás de teste. No último dia da série experimental, os sujeitos do Grupo-2 serão dispensados; Os indivíduos do Grupo 1 terão sua TV removida e, em seguida, serão acompanhados semanalmente até que a perfuração da membrana timpânica tenha cicatrizado. Nesse momento, a audiometria realizada antes da inserção do VT será repetida. Os resultados serão usados ​​para completar nossos modelos matemáticos de regulação da pressão de ME à medida que o ME transita da saúde para a doença. Esses dados empíricos também serão usados ​​para avaliar algumas hipóteses relacionadas às limitações impostas à troca de cada espécie gasosa e quanto à simetria direcional dos processos de troca.