Defective Regulation of Cerebral Oxygen Transport After Severe Birth Asphyxia

SUMMARY Cerebral artery Doppler ultrasonography was used to study the cerebral blood-flow velocity and cerebral oxygen transport of infants requiring a blood transfusion to correct anaemia. Mean flow velocity, pulsatility index and haemoglobin concentration were determined before and after transfusion. 11 stable preterm infants demonstrated an inverse relationship between haemoglobin concentration (or estimated arterial oxygen content) and mean flow velocity, indicating the presence of a homeostatic mechanism keeping brain oxygen transport within certain limits. Three infants with severe post-asphyxial encepalopathy had relatively high mean flow velocities and low pulsatility indices both before and after transfusion. There were no circulatory adjustments in response to an increase in haemoglobin concentration. Thus severe asphyxia at birth disrupted the homeostatic mechanism responsible for keeping brain oxygen transport constant. These findings stress the importance of close monitoring of arterial oxygen content, particularly for infants with severe post-asphyxial encephalopathy. RESUME Deficience de la regulation du transport de l'oxygene cerebral apres asphyxie neo-natale grave Les ultrasons Doppler de l'artere carotidienne ont ete utilises pour etudier la vitesse de circulation sanguine cerebrale et le transport cerebral d'oxygene chez des nourrissons dont l'etat avait exige une transfusion sanguine pour corriger l'anemie. La vitesse circulatoire moyenne, l'index de pulsatilite et la concentration en hemoglobine ont ete determines avant et apres transfusion. Chez 11 prematures en bon etat, il y avail une relation inverse entre la concentration en hemoglobine (ou une estimation du taux d'oxygene arteriel) et la vitesse circulatoire moyenne, indiquant l'existence d'un mecanisme homeostatique maintenant le transport d'oxygene cerebral dans certaines limites. Chez trois nourrissons avec encephalopathie post asphyxique grave, on notait des vitesses circulatoires moyennes relativement elevees et des indices de pulsatilite bas, avant et apres transfusion. 11 n'y avait pas d'adjustements circulatoires en reponse a une elevation de la concentration en hemoglobine. Ainsi l'asphyxie grave a la naissance rompt le mecanisme homeostatique qui maintient constant le transport cerebral d'oxygene. Ces donnees soulignent l'importance d'un controle precis du taux d'oxygene arteriel, particulierement pour les nourrissons avec encephalopathie post-asphyxique grave. ZUSAMMENFASSUNG Regulationsstorungen des cerebralen Sauerstofftransports nach schwerer Geburtsasphyxie Die cerebrale arterielle Doppler Sonographie wurde benutzt, um bei Kindern, die wegen einer Anamie eine Bluttransfusion brauchten, die cerebrale Blutdurchfluzgeschwindigkeit und den cerebralen Sauerstofftransport zu messen. Vor und nach der Transfusion wurden die mittlere Durchfluzgeschwindigkeit, der Pulsatilitatsindex und die Hamoglobinkonzentration bestimmt. 11 Fruhgeborene zeigten eine umgekehrte Beziehung zwischen Hamoglobinkonzentration (oder geschatztem arteriellem Sauerstoffgehalt) und mittlerer Durchfluzgeschwindigkeit, was auf das Vorliegen homoostatischer Mechanismen hinweist, die den cerebralen Sauerstofftransport in bestimmten Grenzen halten. Drei Kinder mit schwerer postasphyktischer Enzepahlopathie hatten relativ hohe mittlere Durchfluzgeschwindigkeiten und niedrige Pulsatilitatsindices sowohl vor, als auch nach der Transfusion. Die Zirkulation anderte sich durch eine Erhohung der Hamoglobinkonzentration nicht. Somit wurde durch eine schwere Geburtsasphyxie der homoostatische Mechanismus, der den Sauerstoffgehalt des Gehirns konstant halten soll, unterbrochen. Diese Befunde unterstreichen die Notwendigkeit einer luckenlosen Uberwachung des arteriellen Sauerstoffgehaltes, besonders bei Kindern mit schwerer post-asphyktischer Encephalopathie. RESUMEN Regulation defectuosa del transporte de oxigeno cerebral despues de una grave asfixia en el parto Se uso la ultrasonografia Doppler cerebral para estudiar la velocidad de flujo cerebral y el transporte de oxigieno en el cerebro, en ninos que necesitaron transfusion sanguinea para corregir una anemia. La velocidad media del flujo, el indice de pulsabilidad y la concentracion de hemoglobina se determinaron antes y despues de la transfusion. 11 lactantes pretermino estables mostraron una relacion inversa entre la concentracion de hemoglobina (o el contenido estimado de oxigeno arterial) y la velocidad media de flujo, indicando la presencia de un mecanismo homeostatico que mantiene el transporte de oxigeno en el cerebro dentro de cierto limites. Tres lactantes con una grave encefalopatia postasfictica tenian una velocidad media de flujo alta y un indice bajo de pulsatilidad antes y despues de la transfusion. No hubo ningun ajuste circulatorio como respuesta a una aumento en la concentracion de hemoglobina. Por lo tanto una asfixia grave al nacer alteraba el mecanismo homeostatico responsable de mantener constante el transporte de oxigeno cerebral. Estos hallazgos dan importancia a la monitorizacion cuidadosa del contenido de oxigeno arterial, especialmente en lactantes con una grave encefalopatia postasfictica.