© 2 0 0 3 D igit iz e d by USU digit a l libr a r y
1
CON TROL OF CEREBRAL BLOOD FLOWD r . I SKAN D AR JAPARD I
Ba gia n Be da h
Fa k u lt a s Ke dok t e r a n Un ive r sit a s Su m a t e r a Ut a r a / Ru m a h Sa k it Um u m Pu sa t H . Ada m M a lik M e da n
PEN D AH ULUAN
Ot ak sebagai syst em pada t ubuh yang t erkom pleks dan sangat t erorganisasi m enggunakan bagian yang nyat a dari aliran darah t ubuh. Karena cadangan energi didalam ot ak dapat diabaikan, aliran darah yang cukup sangat diperlukan unt uk m enyediakan subst rat - subst rat penghasil energi dan unt uk m em bersihkan produk-produk dari m et abolism e sel. Dengan dem ikian ot ak sangat sensit if pada penurunan aliran darah. Berkurangnya aliran darah yang hebat dapat m enyebabkan gej ala neurolofis dalam beberapa det ik. Gangguan aliran darah yang kont inyu dapat m enyebabkan t erj adinya kerusakan j aringan yan gireversibel dalam beberapa m enit . Ot ak m em punyai kem am puan yang khas unt uk m engat ur aliran darah t erhadap :
1. Akt ivit as fungsional dan m et abolic ( flow m et abolism coupling and m et abolic regulat ion) .
2. Perubahan pada t ekanan perfusi ( perssure aut oregulat ion) 3. Perubahan kandungan oksigen at au karbondioksida dari art eri.
Selain it u aliran darah ot ak dapat berubah m elalui pengaruh langsung dari hubungan ant ara pusat - pusat khusus di ot ak dan pem buluh darah ( Neurogenic Regulat ion) .
1 . M ETABOLI C REGULATI ON
Dalam keadaan norm al, aliran darah ot ak sangat disesuaikan dengan t ingkat kebut uhan ot ak pada oksigen dan glukosa. Penyesuaian ini disebut sebagai flow m et abolism coupling at au m e t a bolic r e gu la t ion . Akt ivit as t ingkah laku sepert i berbicara at au pergerakan anggot a t ubuh m enyebabkan penyesuaian kenaikan local kebut uhan glukosa dan aliran darah pada daerah ot ak yang m enangani fungsi ini. Pada saat kej ang, kebut uhan glukosa dan aliran darah dapat m eningkat hingga 200-300% . Sebaliknya bila t ingkat m et abolism e ot ak berkurang sepert i pada saat kom a at au anest esia barbit urat dapat dibuat suat u penurunan yang disesuaikan.
Suhu t ubuh pun m em punyai efek yang pent ing, karena kebut uhan glukosa sebagaian besar daerah SSP berubah lebih kurang 5- 10% unt uk set iap perubahan 1 deraj at celcius.
Pada t ahun 1890, Roy dan Sheringt on m engaj ukan bahw a ot ak m em punyai m ekanism e int rinsic yang m engat ur suplai vaskuler, sehingga dapat berubah secara lokal t erhadap perubahan lokal dari akt ivit as- akt ivit as fungsional. Sokoloff m engem bangkan C dexoyglucose aut oradiografic m et hod unt uk m engat ur kebut uhan glukosa sehingga regulasi m et abolik dapat t erkonfirm asi.
Silver m elaporakan bahw a aliran darah lokal m eningkat dalam sat u det ik set elah akt ivit as neuronal dim ulai. Peningkat an aliran darah pada penelit ian ini sangat vocal dan t erj adi pada 250 m ikron dari daerah eksit asi neuronal, m endukung bahw a perkusi secara t epat diat ur pada t ingkat m ikrovaskuler. Telah pula dit unj ukan bahw a pada peningkat an regional dari kebut uhan glukosa, konsum si oksigen dan aliran darah, dan t elah pula dipercaya bahw a hasil kim iaw i dari m et abolism e m em ediasi respon ini.
© 2 0 0 3 D igit iz e d by USU digit a l libr a r y
2
b. Perubahan pada kalium ekst ra seluler t erj adi pada neurokt ivasi. Pem berian ion K secara t ropical m em erlukan art eriola pia ot ak berdilat asi yang sesuai dengan konsent rasi yang diberikan.
c. Adenosine, yang dihasilkan dari degradasi ATP m elalui reaksi 5’ nucleot idase, m erupakan fasilidat or kuat . Peningkat an adenosine yang cepat dan nyat a t erj adi pada peningkat an akt ivit as m et abolic ot ak, hipot ensi, hipoksi dan kej ang. Agar adenosine berlipat 25 det ik set elah iskem i dan m eningkat 6 kali set elah hipoksi pada aliran darah ot ak m ulai m eningkat secara nyat a. Pem beraian preparat ini secara int ravena at au int raserebral m enyebabkan peningkat an aliran darah selain it u beberapa subt ipe dari respt or adenosine dapat dit em ukan pada SSP t erm asuk pada pem buluh darah m ikro.
d. Prost aglandin m erupakan t urunan arachidonic acid, m erupakan vasokonst rikt or yang kuat pada konsent rasi yang rendah.
e. Bukt i- bukt i t erbaru m enunj ukan bahw a Nit ric oxyde ( NO) m erupakan suat au m ediat or pent ing dalam pengat uran sirkulasi ot ak. Persenyaw aan ini disint esis dari L- arginine oleh enzim Nit ric oxyde Synt hase, m em punyai w akt u paruh beberapa det ik dan didist ribusikan secara nyat a diseluruh bagian ot ak. Secara khusus nit rat oksida disint esis oleh endot helial cells perivascular nervefiber dan ast rocyt ic foot processes karena begit u dekat nya lokasi ini dengan pem buluh darah ot ak, nit rat oksiada dapat m enghasilkan efek serebrovaskuler yang cepat . NO m enyebabkan vasorelaksasi . NO m erupak suat u m essenger yang t erlibat pada akt ivit as SSp dan m em enuhi berbagai krit eria yang dibut uhkan unt uk dapat diklasifikasikan sebagai suat u neurot ransm it t er. Walaupun riset m engenai NO relat if baru, t am paknya m olekul ini m em ainkan peranan pent ing pada regulasi aliran darah, t erut am a karena efeknya yang cepat dan paruh w akt u yang pendek sert a ket erikat annya yang int egral pada akt ivit as seluler.
2 . PRESSURE A UTOREGULATI ON
Crebral aut oregulat ion m enunj ukan dipert ahankannya suat u aliran darah ot ak yang relat if konst an w alaupun t erj adi variasi pada cerebral perfusion pressure ( CPP) . Respon fisiologis ini berfungsi unt uk m elindungi ot ak dari efek yang m erugikan ( yait u iskem i at au hiperem i) karena perbedaan t ekanan perfusi yang besar. Dalam pengert ian yang sangat t egas aut oregulasi hanya digunakan unt uk respon cerebrovasculer t erhadap perubahan CPP dan kadang- kadang secara khusus disebut sebagai pressure aut oregulat ion.
Ot ak m anusia m am pu unt uk m em pert ahankan aliran darah yang konst an w alaupun t erdapat flukt uasi pada Mean Art erial Pressure ( MAP) ant ara 60- 160 m m Hg. Let ak anat om is yang t epat yang m em ediasi pressure aut oregulat ion belum diket ahui t et api beberapa bukt i m enunj ukan m ikrosirkulasi. Diluar kedua nilai am bang bat as, aliran darah ot ak sesuai dengan perubahan MAP. Dibaw ah nilai am bang baw ah, pem buluh darah ot ak berdilat asi m aksim al dan aliran secara pasif m engikut i MAP. Diat as nialai am bang at as, peningkat an percusion pressure secara langsung direfelsikan oleh peningkat an aliran.
M ECH AN I SM OF AUTOREGULATI ON
Terdapat 3 m ekanism e yang berbeda, yang diaj ukan sebagai yang bert anggung j aw ab pada respon crebrovasculer t erhadap perubahan t ekanan perfusi. 1. Myogenic t heory : perubahan t ekanan int ravaskuler m engubah st rect h forces
pada vaskuler sm oot h m uscle cell dan sel ini secara int rinsic berkont raksi dan m em besar sebagai respons t erhadap berbagai t ingkat an st rect h.
© 2 0 0 3 D igit iz e d by USU digit a l libr a r y
3
3. Met abolic t heory : m engusulkan bahw a hasil m et abolism e ot ak m engat ur pressure aut oregulat ion.
Myogenic response secara keseluruhan berhubungan dengan perubahan pada t ekanan perfusi dan m erupakan t eori yang didukung dengan baik oleh bukt i- bukt i t erbaru. Yang j elas ket iga t eori ini t idaklah berdiri sendiri karena pressure aut oregulat ion m erupakan suat u proses dinam is, sehingga dapat m enyebabkan serangkaian kom binasi dari berbagai m ekanism e. Sebagai cont oh : kom ponen perm ulaan yang diberikan pengat uran kasar dari aliran, bisa m eruopakan Myogenic karena dilat asi at au kont raksi sm oot h, m uscle, t erj adi ham pir sim ult an dengan perubahan t ekanan perfusi. Respon ini dapat diikut i oleh pengaruh neurogenic, karena suat u m asa lat en yang khas sekit ar 10- 15 det ik diperlukan oleh neurocirut ry unt uk m enyesuaikan responnya. Terakhir, m ungkin m et abolic m echanism , yang m em punyai onset yang lebih lam bat dan penyelesaiannya lam bat , yang m engat ur kom ponen dari respon aut oregulat ion.
4 . EFFECT OF ARTERI AL BLOOD GASES CARBON D I OXI D E
Perubahan pada P CO2 art eri secara nyat a m engubah aliran darah ot ak. Efekyang cepat dapat dij elaskan karena difusi segera dari CO2 m elalui BBB.
Hiperkapnia m enginduksi dilat asi art eri pia, m eningkat kan aliran darah ot ak,sedangkan hipokapnia m engurangi aliran darah m elalui vasokont ruksi.
Dengan P CO2 25- 60 m m Hg aliran darah ot ak berubah + 3% unt uk set iap Pa CO2. Nilai P CO2 lebih besar dari 60- 80 m m Hg t idak dapat m enyebabkan penigkat an aliran darah, kem ungkinan karena pem buluh darah ot ak t elah berdilat asi m aksim al.Berkurangnya Pa CO2 m enyebabkan penurunan aliran, t et api t idak pada t ingkat an yang sam a sepert i peningkat an yang dinduksi oleh hiperkenia karena efek vasokont riksi dari hipokapnia yang hebat sebagian dilaw an oleh Vasodilat asi dari penurunan suplai oksigen ke j aringan.
OXI GEN
Tingkat P O2 art eri m em punyai efek yangkurang dibandingkan dengan P CO2. Perubahan m oderat diluar bat as fisiologis norm al t idak m engubah aliran darah ot ak. Tet api bila Pa CO2 berkirang dibaw ah 60 m m Hg, aliran darah m eningkat sesuai dengan hipoksem ia.
Tingkat P O2 yang supranorm al dapat m enginduksi vasokont riksi dan m enurunkan darah aliran ot ak , bila kadar ot ak CO2 dipert ahankan konst an.
I M PAI M EN T OF CEREBRAL AUTOREGULATI ON AN D CARBON D I OXI D E VASOREACTI VI TY
Bat as at as dan baw ah dari pressure Aut oregulat ion sangat lah bervariasi dapat dipengaruhi oleh :
1. Hioert ensi art eri kronis 2. Pa CO2
3. Saraf sim pat is
4. I nt eraksi farm akologis
© 2 0 0 3 D igit iz e d by USU digit a l libr a r y
4
perubahan pada t ekanan darah sist em ik dan iskem ia SSP dapat t erj adi bila t ekanan perfusi t idak dipert ahankan m endekat i nilai norm al. Hilangnya aut oregulat ion bisa global, regional, at au m ilt ivocal.
N EUROBAL CON TROL OF CEREBRAL BLOOD FLOW
Pengat uran neurogenic t erhadap diam et er pem buluh darah pada m ulanya dihipot esiskan unt uk m enj elaskan pleksus saraf yang berkem bang baik di sekit ar pem buluh darah ot ak. Pem buluh darah perivaskuler ini pert am a sekali diident ifikasi oleh Willis pada t ahun 1664 dan pola anat om is um um dan dist ribusinya dij elaskan oleh Mc. Naught on pada t ahun 1938. Secara t radisional 3 m acam t ipe serabut t elah dikenal :
1. Serabut sim pat is, berasal dari ganglia superior cervical dan st elat . 2. Serabut parasim pat is, berasal dari ganglia int rakranial.
3. serabut sensoris, berasal dari ganglia t rigem inal.
Perkem bangan t ehnik im unosit okim ia t elah m engident ifikasi sej um lah neurot ransm it er yang t erdapat pada serabut saraf perivaskuler. Noerpinephrine dan Neuropept ide Y t am paknya m erupakan neurot ransm it er ut am a pada kopel akt ivasi sim pat is dengan kont raksw i art eriola.
Akt ivit as sim pat is hanya m enghasilkan perubahan aliran yang ringan pada keadaan fisiologis norm al. Akt ivit as parasim pat is m enyebabkan pasodilat asi ot ak m inim al dan diduga m em punyai peranan fungsional yang t erbat as pada regulasi serebrovaskuler yang norm al. Ganglion t rigem inal m erupakan j um lah ut am a dari inervasi serebrovaskuler. Sist em ini m enggunakan subst ansi P, calcit onin gene-relat ed pept ide, dan neurokini A, kesem uanya m erupakan vasodilat or kuat , sebagai neut rot ransm it er.
Beberapa penem uan m em berikan dengan peranan bagi m ekanism e pengat uran vaskuler secara neurogenic :
1. I nervasi yang kaya dari pem buluh darah ot ak.
2. st im ulasi langsung dari saraf perivaskuler at au daerah ot ak t ert ent u yang secara langsung m engubah diam et er pem buluh darah pia dan denervasi at au blokade neurot ransm it er secara farm at ologis dapat m enghilangkan respon vaskuler yang t erinduksi ini.
D AFTAR KEPUSTAKAAN
1. Doberst ain, C. , Mart in N. A Cerbral Blood Flow in Clinical Neurosurgery dalam Youm ans Neurological Surgery. 4t h ed. WB saunders, Philadelphia, 1996 : 519- 561.
