The Effect of Hypoxia and Hypoglycaemia on the Brain of the Newborn Human Infant

SUMMARY Brain sections were studied from 34 infants who died following an episode of clinical hypoxia in the perinatal period. They were divided into two groups of 17 each depending on the additional presence or absence of a recorded episode of hypoglycaemia. Attention was confined mainly to alterations of the neurones in the grey matter. Histologically, both groups of infants, who had been exposed to essentially similar degrees of hypoxia, were characterised by the presence of ‘ischaemic’ nerve‐cell change, the cells involved being shrunken with hyperchromatic cytoplasm and pyknotic nuclei. The distribution of these changes was similar, with predominant involvement of the brain‐stem nuclei, dentate nucleus, thalamus and Ammon's horn. Involvement of the cerebral cortex was less common. The frequency and severity of these changes at the various sites differed slightly but not significantly between the two groups. It appears that in infants who suffer hypoxia in the newborn period, exposure to a limited degree of hypoglycaemia produces no histological evidence of central nervous system damage over and above that produced by the hypoxia. RÉSUMÉ Des coupes cérébrales ont étéétudiées chez 34 nouveaux‐nés morts à la suite d'un épisode d'hypoxie clinique durant la période néo‐natale. Us ont été divisés en deux groupes de 17, selon la présence ou l'absence d'un épisode associé et mis en évidence d'hypoglycémie. L'étude a été concentrée sur les altérations des neurones de la substance grise. Histologiquement, chez les deux groupes d'enfants, exposés au même degré d'hypoxie, on a observé des modifications des cellules nerveuses de type ‘ischémique’, les cellules altérées étant rétrécies avec un cytoplasme hyperchromatique et des noyaux pycnotiques. La répartition de ces modifications était identique, prédominant dans les noyaux du tronc cérébral, le noyau dentelé, le thalamus et la come d'Ammon. L'atteinte du cortex cérébral était moins fréquente. La fréquence et la gravité de ces modifications dans les différents sièges lésionnels présentaient des différences légères mais non significatives entre les deux groupes. II semble done que l'exposition à un degré léger d'hypoglycémie pendant la période néo‐natale n'ajoute pas de lésions du système nerveux central à celles qui sont produites par une hypoxie concomittante. ZUSAMMENFASSUNG Es wurden Hirnschnitte von 34 Kindern untersucht, die in der Perinatalperiode nach einer Episode klinischer Hypoxie gestorben waren. In Abhängigkeit vom zusätzlichen Vorhandensein oder Fehlen einer registrierten Hypoglykämie wurden sie in zwei Gruppen von je 17 Kindern geteilt. In der Hauptsache lag das Interesse bei den Veränderungen der Neurone der grauen Hirnsubstanz. Beide Gruppen der Kinder, die einem grundsätzlich gleichen Ausmaβ von Hypoxie ausgestezt waren, waren histologisch charakterisiert durch eine ‘ischämische’ Nervenzellveränderung, bei der die Zellen geschrumpft sind und ein hyperchromatisches Zytoplasma und einen pyknotischen Kern aufweisen. Die Verteilung dieser Veränderungen war gleichmäβig, wobei die Hirnstammkerne, der Nucleus dentatus, der Thalamus und das Ammonshorn vorwiegend betroffen waren. Die Groβhirnrinde war seltener beteiligt. Die Häufigkeit und Schwere der Veränderungen an den verschiedenen Stellen differierten nur leicht und nicht significant zwischen den beiden Gruppen. Offenbar wird durch eine Hypoglykämie begrenzten Ausmaβes während der Neugeborenenperiode der Schaden am ZNS, der durch eine gleichzeitige Hypoxie verursacht wird, nicht weiter vergröβert. RESUMEN Se estudiaron cortes de cerebro de 34 niños que murieron tras un episodio de hipoxia clinica en el periodo perinatal. Fueron divididos en dos grupos de 17 según hubiera o no un episodio de hipoglucemia. Se puso atención especialmente en las alteraciones de las neuronas de la substancia gris. Histológicamente, ambos grupos de niños que habían sido expuestos a grados de hipoxia esencialmente similares, se caracterizaron por la presencia de un cambio neuronal ‘isquémico’ con las células afectadas retraídas, con un citoplasma hipercrómico y núcleos picnóticos. La distribución de estos cambios era similar, con afectación predominante de los núcleos del tronco, núcleo dentado, tálamo y asta de Ammon. La afectación del córtex cerebral era menos corriente. La frecuencia y gravedad de estos cambios en las diversas localizaciones difería ligeramente, pero sin significación entre los dos grupos.