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Effects of Hypothermia and Hyperthermia on Brain Energy Metabolism
Author(s) -
Nilsson L.,
Kogure K.,
Busto R.
Publication year - 1975
Publication title -
acta anaesthesiologica scandinavica
Language(s) - English
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.738
H-Index - 107
eISSN - 1399-6576
pISSN - 0001-5172
DOI - 10.1111/j.1399-6576.1975.tb05241.x
Subject(s) - phosphocreatine , energy charge , hypothermia , medicine , endocrinology , lactic acidosis , metabolic acidosis , hypoxia (environmental) , adenylate kinase , acidosis , hyperthermia , metabolism , arterial blood , glycolysis , energy metabolism , oxygen , lactic acid , anesthesia , biology , chemistry , receptor , organic chemistry , bacteria , genetics
The influence of elevated and reduced body temperatures upon the metabolic state of the brain was evaluated from the tissue concentrations of phosphocreatine (PCr) ATP, ADP and AMP and from the concentrations of glucose, lactate and pyruvate in immobilized and artificially ventilated rats anesthetized with 70% N 2 O. The results were compared to the results obtained in normothermic animals. It was found that rats with body temperatures of 32d̀ and 22d̀C had the same brain tissue concentrations of high energy phosphates and the same adenylate energy charge as the controls, but hypothermia led to a progressive decrease of both cerebral and arterial lactate and pyruvate concentrations. A metabolic acidosis but no excess lactate appeared in the blood. At a body temperature of 42d̀C, the metabolic pattern in the brain agreed with a state of hypoxia at a time when there was no sign of substrate depletion. Arterial blood showed excess lactate which may indicate an inadequacy of the oxygen supply also to other tissues. ZUSAMMENFASSUNG Der Einfluß erhohter und verminderter Körpertemperatur auf den Stoffwechsel des Gehirns wurde nach den Gewebskonzentrationen der PCr, ATP, ADP und AMP, sowie aus den Konzentrationen von Glukose, Laktat und Pyrovat bei immobilisierten, künstlich ventilierten Ratten unter Narkose mit 70% N 2 O bewertet. Die Ergebnisse wurden mit den bei normothermen Tieren erhobenen verglichen. Wir fanden, daß Ratten mit Körpertemperaturen von 32°C und 22°C die gleichen Konzentrationen hochenergetischer Phosphate im Gehirngewehe aufweisen und die gleiche Energieladung von Adenylaten wie die Kontrollen, daß die Hypothermie jedoch zu einer fortsclireitenden Abnahme sowohl der zerebralen als auch der arteriellen Laktat‐ und Pyrovatkonzentrationen führte. Im Blut zeigte sich eine metabolischc Azidose, aber kein Laktatüberschuß. Bei einer Körpertemperatur von 42°C entsprach das Stoffwechselmuster im Gehirn dem eines hypoxischen Zustandes schon zu einem Zeitpunkt, zu dem keine Anzeichen eines Suhstratmangels vorlagen. Im arteriellen Blut fand sich ein Laktatüberschuß, was darauf hinzuweiscn schien, daß die Sauerstoffversorgung auch anderer Gewebe unzureichend war.