A asfixia pode ser causada por qualquer factor que reduza a concentração de oxigénio no sangue. A asfixia neonatal está intimamente relacionada com o ambiente do feto no útero e com o processo de parto. Se ocorrer hipoxia durante o parto, o dióxido de carbono no sangue fetal estimula o centro respiratório, resultando em fortes movimentos respiratórios precoces, perda do esfíncter laríngeo e aspiração de grandes quantidades de líquido amniótico, levando à asfixia durante o parto ou à asfixia neonatal pós-entrega. Se o centro respiratório fetal estiver paralisado, o recém-nascido será entregue sem respirar. Os factores maternos que podem causar asfixia neonatal incluem síndrome hipertensiva da gravidez, pré-eclâmpsia, inter-eclâmpsia, perda aguda de sangue, anemia grave, doença cardíaca, doenças infecciosas agudas, tuberculose, etc., que podem reduzir o conteúdo de oxigénio do sangue materno e afectar o feto. Parto prolongado, parto anormal, ruptura prematura da membrana amniótica, desproporção cefalopélvica, manuseamento inadequado de vários partos cirúrgicos, tais como fórceps e rotação interna, bem como aplicação inadequada de anestésicos, analgésicos e oxitócicos podem todos causar asfixia neonatal; obstrução das vias aéreas neonatais, hemorragia intracraniana, desenvolvimento pulmonar imaturo, sistema nervoso central grave e malformações cardiovasculares e hérnia diafragmática podem também levar a asfixia neonatal após o nascimento. A principal perturbação respiratória é frequentemente a hiperventilação seguida de uma rápida transição para a apneia primária, mas a respiração sibilante rítmica ainda pode ocorrer com estimulação sensorial. A frequência e intensidade diminuem gradualmente e finalmente o bebé entra na apneia secundária e morre se não for ressuscitado activamente. A circulação sanguínea e o metabolismo são normais no início, com um aumento transitório do débito sanguíneo cardíaco e um aumento temporário da pressão arterial, seguido de um aumento do PaCO2 e uma queda rápida do PaO2 e do pH. palidez e uma queda na temperatura corporal; este é também um factor que causa hemorragia pulmonar, inflamação do intestino delgado necrosante e necrose tubular renal aguda. À medida que a hipoxia continua a piorar, o ritmo cardíaco torna-se mais lento, o débito cardíaco diminui, a pressão sanguínea baixa, a pressão venosa central aumenta, o coração aumenta, os capilares pulmonares contraem-se, a resistência aumenta, o fluxo sanguíneo pulmonar diminui, e os ductos arteriais reabrem, revertendo para uma circulação do tipo fetal, fazendo com que a hipoxia se agrave novamente e a insuficiência cardíaca. Na ausência de fornecimento adequado de oxigénio sanguíneo aos órgãos vitais, os danos cerebrais são exacerbados e as sequelas podem permanecer ou pode ocorrer a morte. As crianças de baixo peso à nascença são propensas a hemorragia intracraniana hipóxica devido ao fraco desenvolvimento vascular na presença de PaCO2 elevado, estase cerebral e permeabilidade vascular alterada. Nas fases iniciais da asfixia pode haver um aumento da glicemia devido à libertação de catecolaminas, mas esta pode ser rapidamente esgotada devido às baixas reservas de glicogénio do recém-nascido e levar à hipoglicemia. Na hipoxia, a osmolalidade plasmática aumenta, a bomba de sódio celular e os iões de potássio concentrados são afectados, e as proteínas plasmáticas e a fuga de água, levando ao edema cerebral. Podem ocorrer alterações degenerativas em todos os órgãos após a hipoxia, e o cérebro tem diferentes zonas de susceptibilidade à hipoxia em diferentes fases de desenvolvimento, resultando em diferentes locais e padrões de lesões. Os três principais tipos de lesões cerebrais são edema cerebral, necrose do tecido cerebral e hemorragia intracraniana. A necrose pode ser seguida de forame oval, cérebro policístico e necrose laminar cortical. Quanto menor for o peso do bebé prematuro, mais fracas são as paredes dos vasos e maior é a probabilidade de causar hemorragia cerebral. A hemorragia pode ser disseminada nos ventrículos, parênquima cerebral, espaço subaracnoideo e hemorragia subventricular que penetra nos ventrículos. O comprometimento sistémico da circulação sanguínea leva à estase venosa, aumento do coração direito, vasodilatação, e aumento da permeabilidade da parede do vaso e hemorragia. Em bebés a termo com luta respiratória extrema após hipoxia, inalação de líquido amniótico e mecónio, obstrução das vias aéreas superiores, aumento da pressão torácica negativa, e hematoma subplasmático da cavidade torácica interna, pulmões e timo são correspondentemente mais comuns; a obstrução respiratória está relacionada com a natureza do material inalado. O líquido amniótico mais espesso e as partículas maiores de mecónio tendem a alojar-se abaixo da cartilagem da epiglote, acima da cartilagem cricóide e nos orifícios brônquicos de cada lado da bifurcação da traqueia, enquanto o líquido amniótico fino é facilmente aspirado para as vias respiratórias mais profundas, com numerosas partículas queratinizadas epiteliais ou mecónicas e hemorragias focais visíveis no exame microscópico dos pulmões. As atelectasias pulmonares podem estar presentes em casos de obstrução terminal das vias aéreas e enfisema em casos de obstrução incompleta. No exame visual do sistema gastrointestinal, pode haver grandes quantidades de líquido amniótico de mecónio no estômago, uma redução do diâmetro do cólon e uma diminuição da quantidade de mecónio.