SUSUNAN SARAF PUSAT

Sistem saraf pusat terdiri atas otak dan sumsum tulang belakang. Seluruh aktifitas tubuh kita dikendalikan oleh sistem saraf pusat tersebut. Otak dilindungi oleh tengkorak sedangkan sumsum tulang belakang dilindungi oleh ruas-ruas tulang belakang.

Kedua organ sistem saraf juga dilindungi oleh selaput otak yang disebut meninges.

Ø Meninges  terdiri dari 3 lapis, dari dalam ke luar, yaitu :

a.       Pia mater

Pia mater ( pia = lunak ) adalah selaput paling dalamdan sangat dekat ( bersentuhan langsung ) dengan permukaan otak dan sumsum tulang belakang. Lapisan ini menyelipkan diri ke dalam celah-celah yang ada pada otak dan sumsum tulang belakang. Lapisan ini banyak mengandung pembuluh darah, Sebagian besar suplai darah pada otak di suplai oleh pembuluh-pembuluh darah kecil yang banyak terdapat pada lapisan ini, sehingga berperan dalam menyalurkan oksigen dan zat makanan serta mengeluarkan sisa metabolisme.

b.      Araknoid

Araknoid berupa selaput jaring yang lembut, terletak diantara pia mater dan dura mater ( lapisan tengah dari meningen).  Lapisan ini merupakan jaringan ikat, antara arachnoid dan piamater terdapat seperti jaring-jaring trabekula dan rongga subarachnoid yang mengandung CSF. Lapisan arachnoid tidak mengandung Pembuluh Darah, tapi Pembuluh Darah terdapat pada rongga subarachnoid.

c.       Dura mater

Dura mater ( dura = kuat/liat) merupakan lapisan terluar yang padat dan keras. Duramater merupakan lapisan periosteum tulang tengkorak, merupakan lapisan yang kuat, lapisan fibrosa yang mengandung Pembuluh Darah, yang memberikan nutrisi pada tulang. Lapisan luar dan dalam menempel dengan tengkorak sehingga tidak ada lapisan epidural antara tulang dengan membran seperti pada spinal. Antara duramater bagian dalam dan arachnoid terdapat rongga subdural dan tidak mengandung Cerebro Spinal Fluid (Cairan serebro spinal). Pada beberapa tempat kedua lapisan dalam dan luar membentuk saluran yang mengandung Pembuluh Darah yang disebut dengan Dural sinus dan terdapat darah vena dari Pembuluh Darah di otak.

Ø Otak dan sumsum tulang belakang memiliki substansi pokok, yaitu:

a.       Substansi abu-abu ( substansi grissea ), berwarna abu-abu merupakan badan sel.

b.      Substansi putih ( substansi alba ), berwarna putih dan merupakan serabut saraf.

Serabut saraf dislimuti oleh lemak yang berfungsi melindungi memberi makan dan memisahkan serabut-serabut saraf. Adanya perlindungan tersebut mengakibatkan warna putih pada substansi alba. Otak dan sumsum tulang belakang memiliki tulang kedua substansi tersebut namun susunanya berbeda. Pada otak, substansi abu-abu terlatak pada bagian ( kulitnya ) dan substansi putih terlatak dibagian tengahnya. Sebaliknya, pada sumsum tulang belakang substansi abu-abu tarlatak dibagian tengah (dalam), dalam penampang melintangnya berbentuk seperti kupu-kupu, sedangkan substansi putih terletak dibagian korteks.

A.    OTAK

·         Otak merupakan pusat saraf utama, terletak di dalam rongga tengkorak.

·         Ukuran otak manusia bervariasi, ditentukan oleh jenis kelamin, umur, dan ukuran fisik seseorang. Ukuran otak manusia mencapai maksimum pada usia 18th.

·         Berat otak dewasa sekitar 2 persen dari seluruh berat badan.

·           Otak mengatur dan mengkordinir sebagian besar, gerakan, perilaku dan fungsi tubuh homeostasis seperti detak jantung, tekanan darah, keseimbangan cairan tubuh dan suhu tubuh.

Otak juga bertanggung jawab atas fungsi seperti pengenalan, emosi. ingatan, pembelajaran motorik dan segala bentuk pembelajaran lainnya.

·           Otak terbentuk dari dua jenis sel: glia dan neuron. Glia berfungsi untuk menunjang dan melindungi neuron, sedangkan neuron membawa informasi dalam bentuk pulsa listrik yang di kenal sebagai potensi aksi. Mereka berkomunikasi dengan neuron yang lain dan keseluruh tubuh dengan mengirimkan berbagai macam bahan kimia yang disebut neurotransmiter. Neurotransmiter ini dikirimkan pada celah yang dikenal sebagai sinapsis. Avertebrata seperti serangga mungkin mempunyai jutaan neuron pada otaknya, vertebrata besar bisa mempunyai hingga seratus miliar neuron.

·         Otak manusia  adalah struktur pusat pengaturan yang memiliki volume sekitar 1.350cc dan terdiri atas 100 juta sel saraf atau neuron. Otak manusia bertanggung jawab terhadap pengaturan seluruh badan dan pemikiran manusia. Oleh karena itu terdapat kaitan erat antara otak dan pemikiran. Otak dan sel saraf didalamnya dipercayai dapat memengaruhi kognisi manusia. Pengetahuan mengenai otak memengaruhi perkembangan psikologi kognitif

Otak dibagi menjadi 3 daerah, yaitu otak depan, otak tengah, dan otak belakang. Pembagian daerah ini tampak nyata hanya selama perkembangan embrio, sedangkan pada otak manusia dewasa sudah tidak tampak nyata karena masing-masing terdiri dari beberapa bagian atau lobus.

a.      Otak depan/ otak besar/ telencephalon/ cerebrum

·      Otak besar adalah bagian depan yang paling menonjol dari otak depan.

·      Otak besar terdiri dari dua belahan, yaitu belahan kiri dan kanan.

Masing – masing belahan otak tersebut disebut hemisfer

Setiap belahan mengatur dan melayani tubuh yang berlawanan, belahan kiri mengatur tubuh bagian kanan dan sebaliknya. Jika otak belahan kiri mengalami gangguan maka tubuh bagian kanan akan mengalami gangguan, bahkan kelumpuhan.

Tiap belahan otak depan terbagi menjadi empat lobus yaitu frontal, pariental, okspital, dan temporal. Antara lobus frontal dan lobus pariental dipisahkan oleh sulkus sentralis atau celah Rolando.

Otak besar memiliki bagian-bagian, yaitu :

·                Area Broca, Area Broca adalah bagian dari otak manusia yang terletak di gyrus frontalis superior pada lobus frontalis korteks otak besar. Area ini berperan pada proses bahasa, serta kemampuan dan pemahaman berbicara. Area Broca terletak berdampingan dengan area Wernicke. Keduanya ditemukan hanya pada salah satu belahan otak saja, umumnya pada bagian kiri, karena populasi manusia kebanyakan "dominan kiri".

·                Area Brodmann, Area Brodmann adalah pembagian daerah pada bagian korteks otak besar yang dibeakan atas dasar sel-sel saraf penyusun jaringannya (sitoarsitekur).

·                Area Wernicke, Area Wernicke adalah bagian dari otak manusia yang berada di bagian korteks otak besar, pada bagian posterior kiri dari gyrus temporalis superior, mengelilingi korteks pendengaran, di fissura Sylvian (bagian pertemuan lobus temporalis dan parietalis otak). Bagian ini disebut juga bagian posterior dari area Brodmann nomor 22.

·                Hipokampus, Hipokampus (bahasa Inggris: Hippocampus) adalah bagian dari otak besar yang terletak di lobus temporal. Manusia memiliki dua hippocampus, yakni pada sisi kiri dan kanan. Hipokampus merupakan bagian dari sistem limbik dan berperan pada kegiatan mengingat (memori) dan navigasi ruangan. Istilah hipokampus diturunkan dari bentuknya pada potongan koronal yang menyerupai kuda laut. (Bahasa Yunani: hippo:kuda, kampos:monster laut).

·                Putamen, Putamen merupakan bagian dari ganglia basalis yang membentuk bagian terluar dari nucleus lentiformis. Putamen dimungkinkan berperan pada integrasi sensorimotorik dan kontrol motorik.

·                Sirkuit Papez, Sirkuit Papez adalah suatu jalur utama pada sistem limfatik di otak besar dan berperan pada korteks otak besar untuk mengontrol emosi.

Otak dapan tersusun atas 2 lapisan yaitu, lapisan luar ( korteks ) dan lapisan dalam.

1)      Lapisan luar ( korteks )

Korteks otak besar (bahasa Inggris: cerebral cortex, grey matter) merupakan lapisan tipis berwarna abu-abu yang terdiri dari 15 - 33 miliar neuron yang masing-masing tersambung ke sekitar 10.000 sinapsis, satu milimeter kubik terdapat kurang lebih satu miliar sinapsis. Komunikasi yang terjadi antar neuron dalam bentuk deret panjang pulsa sinyal yang disebut potensial aksi dimungkinkan melalui fiber protoplamik yang disebut akson yang dapat dikirimkan hingga ke bagian jauh dari otak atau tubuh untuk menemukan reseptor sel tertentu.

Terdapat enam lapisan korteks, neokorteks/isokorteks, arcikorteks, paleokorteks, allokorteks yang berlipat-lipat sehingga permukaannya menjadi lebih luas dengan ketebalan 2 hingga 4 mm. Lapisan korteks terdapat berbagai macam pusat saraf yang mengendalikan ingatan, perhatian, persepsi, pertimbangan, bahasa dan kesadaran.

2)      Lapisan dalam  (Ganglia dasar)

Ganglia dasar (bahasa Inggris: basal ganglia, white matter) merupakan lapisan yang berwarna putih. Lapisan dalam banyak mengandung serabut saraf, yaitu Dendrit dan Neurit

Otak besar merupakan pusat saraf utama, karena memiliki fungsi yang sangat penting dalam pengaturan semua aktivitas tubuh, khususnya berkaitan dengan kepandaian (inteligensi), ingatan (memori), kesadaran, dan pertimbangan. Secara terperinci, aktivitas tersebut dikendalikan pada daerah yang berbeda. Di depan celah tengah (sulkus sentralis) terdapat daerah motor yang berfungsi mengatur gerakan sadar. Bagian paling bawah pada korteks motor tersebut mempunyai hubungan dengan kemampuan bicara. Daerah Anterior pada lobus frontalis berhubungan dengan kemampuan berpikir. Di belakang (Posterior) sulkus entralis merupakan daerah sensori. Pada daerah ini berbagai sifat perasaan dirasakan kemudian ditafsirkan. Daerah pendengaran (auditori) terletak pada lobus temporal. Di daerah ini, kesan atau suara diterima dan diinterpretasikan. Daerah visual (penglihatan) terletak pada ujung lobus oksipital yang menerima bayangan dan selanjutnya bayangan itu ditafsirkan. Adapun pusat pengecapan dan pembau terletak di lobus temporal bagian ujung anterior.

b.        Otak tengah/ diensefalon

Otak tengah  cukup kecil dan tidak menyolok, terletak di depan otak kecil dan jembatan varol ( pons Varolii). Bagian terbesar dari otak tengah pada sebagian besar veterbrata adalah lobus optikus yang ukurannya berbeda-beda. Otak tengah mengandung  pusat-pusat yang mengendalikan keseimbangan dan serabut saraf yang menghubungkan bagian otak belakang dengan  bagian otak depan juga antara otak depan dengan mata. Otak tengah merupakan bagian atas batang otak. Semua berkas serabut saraf yang membawa informasi sensorik sebelum memasuki talamus akan melewati otak tengah.

Otak tengah bagian otak yang mempunyai struktur:

·         tektum, terdiri dari 2 pasang colliculi yang disebut corpora quadrigemina:

o   inferior colliculi, terlibat pada proses pendengaran. Sinyal yang diterima dari berbagai nukleus batang otak diproyeksikan menuju bagian dari talamus yang disebut medial geniculate nucleus untuk diteruskan menuju korteks pendengaran primer (bahasa Inggris: primary auditory cortex).

o   superior colliculi, berperan sebagai awal proses visual dan pengendalian gerakan mata

·         cerebral peduncle

-          tegmentum adalah jaringan multi-sinapsis yang terlibat pada sistem homeostasis dan lintasan refleks.

-          crus cerebri

-          substantia nigra

c.       Otak belakang/ myelencephalon

Otak belakang (bahasa Inggris: myelencephalon, metencephalon, rhombencephalon) meliputi jembatan Varol (bahasa Inggris: pons, pons Varolii), sumsum lanjutan (bahasa Inggris: medulla oblongata), dan otak kecil (bahasa Inggris: cerebellum). Ketiga bagian ini membentuk batang otak (bahasa Inggris: brainstem).

1)        Jembatan Varol ( pons Varolii )

berisi serabut saraf yang menghubungkan lobus kiri dan kanan otak kecil, serta menghubungkan otak kecil dengan korteks otak besar.

2)        Sumsum Lanjutan ( medula oblongata )

Sumsum lanjutan membentuk bagian bawah batang otak serta menghubungkan jembatan pons dengan sumsum tulang belakang. Sekelompok neuron pada formasi retikular di dalam sumsum lanjutan berfungsi mengontrol sistem pernafasan, dan syaraf kranial yang berfungsi mengatur laju denyut jantung juga berada pada sumsum ini.[2] Selain itu juga berperan sebagai pusat pengatur refleks fisiologi, tekanan udara, suhu tubuh, pelebaran atau penyempitan pembuluh darah, gerak alat pencernaan, dan sekresi kelenjar pencernaan. Fungsi lainnya ialah mengatur gerak refleks, seperti batuk, bersin, dan berkedip.

3)      Otak Kecil ( cerebellum )

Otak kecil merupakan bagian terbesar otak belakang. Otak kecil ini terletak di bawa lobus oksipital serebrum. Otak kecil terdiri atas dua belahan dan permukaanya berlekuk-lekuk. Fungsi otak kecil adalah untuk mengatur sikap atau posisi tubuh, keseimbangan, dan koordinasi gerakan otot yang terjadi secara sadar. Jika terjadi cedera pada otak kecil, dapat mengakibatkan gangguan pada sikap dan koordinasi gerak otot. Gerakan menjadi tidak terkoordinasi, misalnya orang tersebut tidak mampu memasukkan makanan ke dalam mulutnya.

B.     Sumsum Tulang Belakang ( Medula Spinalis )

Medula Spinalis

Pada penampang melintang sumsum tulang belakang tampak bagian luar berwarna putih, sedangkan bagian dalam berbentuk kupu-kupu dan berwarna kelabu.

Pada penampang melintang sumsum tulang belakang ada bagian seperti sayap yang terbagi atas sayap atas disebut tanduk dorsal dan sayap bawah disebut tanduk ventral. Impuls sensori dari reseptor dihantar masuk ke sumsum tulang belakang melalui tanduk dorsal dan impuls motor keluar dari sumsum tulang belakang melalui tanduk ventral menuju efektor. Pada tanduk dorsal terdapat badan sel saraf penghubung (asosiasi konektor) yang akan menerima impuls dari sel saraf sensori dan akan menghantarkannya ke saraf motor.

Sumsum tulang belakang terletak didalam rongga ruas-ruas tulang belakang, memanjang dimulai dari ruas tulang leher sampai dengan antara tulang pinggang pertama dan kedua. Susunan sumsum tulang belakang sama seperti susunan sumsum lanjutan (medula oblongata), yaitu tersusun atas dua lapisan : Lapisan luar berwarna putih derisi dendrit dan neurit, sedangkan lapisan dalam berwarna abu-abu yang banyak  mengandung sel saraf.

Penampang melintang susmsum tulang belakang bagian dalam yang berwarna abu-abu berbentuk seperti kupu-kupu (ada yang mengatakan seperti huruf H) dan terdiri atas :

a.       Akar dorsal yang mengandung saraf sensori

b.      Akar ventral yang mengandung saraf motor everen

c.       Saluran Pusat ( kanal sentral ), yaitu saluran yang mengandung cairan cerebrospinal yang berhubungan dengan rongga ventrikel dalam otak.

Substansi yang terdapat ditepi dan mengelilingi substansi abu-abu yang berisi:

a.       Serabut-serabut saraf spinal yang datang dari substansi abu-abu

b.      Serabut saraf sepanjang sumsum tulang belakang yang menghubungkan saraf spinal dengan otak

SIRKULASI DARAH DI OTAK

A.   Fisiologi Sirkulasi Darah Di Otak

Sistem saraf pusat (SSP) diisi oleh jaringan yang kaya pembuluh darah untuk memenuhi kebutuhan yang berubah-rubah dari metabolisme saraf lokal dan regional. Aliran darah otak (CBF) dapat dilihat dari 2 sudut pandang: ciri umum, dan gambaran unik dari SSP.

1.     Ciri Umum Aliran Darah

Sifat alami darah adalah bahwa substansi tertentu (leukosit, eritrosit, dan trombosit) tersuspensi dalam  plasma. Komponen darah cenderung untuk berkumpul di bagian tengah aliran, dan akan bervariasi sesuai ukuran lumen, sehingga sifat darah di arteri yang lebih besar tidak dapat disamakan dengan pembulih darah yang lebih kecil. Lebih jauh lagi, pernyataan tentang tekanan darah, aliran darah, dan perfusi jaringan harus dipertimbangkan sesuai pulsasi aliran darah.

Faktor-faktor lain juga mempengaruhi aliran darah, meliputi suhu lokal dan pH, tekanan oksigen dan karbondioksida, K⁺, H⁺, HCO₃^-  pada jaringan dan darah; hematokrit, cardiac output, tekanan darah, faktor neurogenik, tahanan vaskuler, dan lainnya termasuk mediator saraf dan kimiawi.

2.     Viskositas

Viskositas ditentukan berbagai faktor termasuk hematokrit, kemampuan berubah bentuk dan beragregasi, dan viskositas plasma.

Salah satu ciri khas otak mengendalikan sensorik dan motorik yaitu bahwa setiap hemisfer otak terutama mengurus sisi tubuh kontra lateral. ( Prince, Sylvia Anderson, 1995 :922-923)

Otak memperoleh darah dari dua pembuluh darah besar : karotis atau sirkulasi anterior dan vertebra atau sirkulasi posterior. Masing-masing sistem terlepas dari arkus aorta sebagai pasangan pembuluh : karotis komunis kanan dan kiri dan vetebra kanan dan kiri. Masing-masing karotis membentuk bifurkasi untuk membentuk arteri karotis interna dan eksterna. Arteri vetebra berawal dari arteri subklavia. Vetebra bergabung membentuk arteri basiler, dan selanjutnya memecah untuk membentuk kedua arteri serebral posterior yang mensuplai permukaan otak inferior dan mediana juga bagaian lateral lobus oksipital.

Sistem karotis terutama melayani hemisfer otak dan sistem vertebrabasilaris terutama memberi darah bagi batang otak, serebelum dan bagian posterior hemisfer. Aliran darah di otak (ADO) dipengaruhi terutama oleh 3 faktor. Dua yang paling penting adalah tekanan untuk memompa darah dari sistem arteri kapiler ke sistem vena dan tahanan (perifer) pembuluh darah otak. Faktor ketiga adalah faktor darah sendiri yaitu viskositas dan koagulobilitasnya (kemampuan    untuk   membeku).

Dari faktor pertama, yang penting adalah tekanan darah sistemik (faktor jantung, darah, pembuluh darah dan lain-lain) dan faktor kemampuan khusus pembuluh darah otak (arteriol) untuk menguncup bila tekanan darah sistemik naik dan berdilatasi bila tekanan darah sistemik menurun. Daya akomodasi sistem arteriol otak ini disebut daya otoregulasi pembuluh darah otak yang berfungsi normal bila tekanan sistolik antara 50 – 150 mmHg.
Faktor darah, selain viskositas darah dan daya membekunya, juga diantaranya seperti kadar/tekanan parsial CO2 dan O2 berpengaruh terhadap diameter arteriol. Kadar/tekanan parsial CO2 yang naik, PO2 yang turun, serta suasana jaringan yang asam ( pH rendah ), menyebabkan vasodilatasi, sebaiknya bila tekanan parsial CO2 turun, PO2 naik, atau suasana pH tinggi, maka terjadi vasokontriksi.

Viskositas/kekentalan darah yang tinggi mengurangi ADO. Sedangkan koagulobilitas yang besar juga memudahkan terjadinya trombosis dan aliran darah lambat, akibat ADO yang menurun. .( Harsono, 1996 : 82-83).

B.   Autoregulasi dan Metabolisme

Pada kondisi istirahat, dialirkan sekitar 750cc darah permenit (15-20% cardiac output). Parameter penting dalam memperhitungkan aliran darah otak yang dinamakan tekanan perfusi cerebral (CPP), yang idealnya menggambarkan perbedaan mean tekanan arterial (MAP) dikurangi tekanan intra kranial (ICP). Diperkirakan bahwa pada CPP antara 50 dan 130 mmHg hanya terdapat sedikit, bila ada, variasi dalam CBF total. Sirkulasi carotis (anterior) memperoleh mayoritas aliran darah dalam kecepatan yang lebih tinggi (335 cc/menit melalui setiap carotis) sedangkan sirkulasi posterior (vertebrobasiler), memperoleh 75 cc/menit. Lebih jauh lagi, juga terdapat perbedaan antara substansia grisea yang merupakan jaringan dengan aliran cepat (64 cc/ 100 g/ menit) dengan substansia alba yang merupakan jaringan dengan aliran pelan (15-20 cc/ 100 g/ menit). Aliran darah juga terkait dengan aktivitas elektroserebral.

           Karena mekanisme otak dalam meregulasi aliran darahnya masih tidak jelas.

1.             Teori-Teori yang Diajukan Antara lain :

a.        Teori Miogenik

Teori ini menyatakan bahwa pembuluh darah dapat mengenali aliran dan menyesuaikan diri terhadapya. Menurut Baliss dalam 1902, apabila tekanan dalam pembuluh darah meningkat, maka pembuluh darah tersebut akan berkontraksi untuk meningkatkan tahanannya sehingga mengurangi aliran darah.

b.        Teori Neurogenik

Edvinsson dkk menjelaskan berbagai bahwa terdapat berbagai saraf pada pembuluh darah piamater, yang menjelaskan mengenai regulasi sentral. Kerusakan autoregulasi yang masif, sebagaimana yang ditemui pada cedera SSP seperti pada trauma atau perdarahan subarachnoid, juga menunjukkan mekanisme sentral. Hal ini lebih jauh didukung oleh data yang menunjukkan bahwa beberapa neuropeptida juga berperan pada kondisi ini. Faktor lokal ini menggantikan hal yang sebelumnya dikenal dengan respon miogenik pembuluh serebral terhadap perubahan CBF.

c.         Teori Metabolik dan Metabolisme Otak

Banyak studi yang menunjukkan peningkatan aliran darah ke area tertentu dari otak sehubungan dengan peningkatan aktivitas dari area tersebut. Neuron sangatr tergantung pada oksigen dan glukosa. Jaringan neuronal hanya mampu menggunakan energi dari metabolisme aerobik dari glukosa.keton akan dimetabolisme dalam bentuk terbatas pada kondisi kelaparan sedangkan lipid tidak dapat digunakan. Simpanan glikogen dalam otak normal tidak ada, sehingga jaringan saraf tergantung pada aliran kontinyu dari pembuluh darah otak.

Metabolisme anaerob menghasilkan peningkatan cepat jumlah laktat yang menurunkan pH dan meningkatkan ketersediaan ion H+ lokal. Parameter yang digunakan untuk menentukan aktivitas metabolik dinamakan CMRO2, atau metabolisme lokal otak dari O2. Diasumsikan bahwa penggunaan O2 merefleksikan metabolisme glukosa lokal dan hal ini dikonfirmasi dengan penggunaan scanning positron emission tomography (PET).

 Efek dari variasi kondisi metabolik yang normal dan yang berubah yang mempengaruhi CMRO2 dan dapat diukur, dapat membantu memecahkan masalah seputar peran dari mekanisme sentral dan umpan balik neurogenik dalam mengontrol CBF, sehingga bermanfaat untuk panduan terapi di masa yang akan datang.

2.             Faktor Lokal yang Mempengaruhi Autoregulasi

     Kondisi lokal lain tampaknya juga berperan dalam autoregulasi. Faktor ini meliputi pO2, pCO2, konsentrasi H+ dan pH lokal serta suhu. Efek individual dari faktor-faktor ini dapat diidentifikasi dengan segera, namun interaksi diantara faktor-faktor tersebut masih tetap kompleks.

a.     Oksigen

Oksigen tidak akan mempengaruhi CBF hingga pO2 turun sampai dibawah 50 mmHg dimana CBF akan meningkat dengan cepat. Ketika pO2 sebesar 30 mmHg, CBF menjadi dua kali lipatnya. Hal ini kemungkinan bervariasi sesuai hematokrit. Peningkatan pO2 menginduksi sedikit penurunan CBF, ketika subyek normal bernafas dengan oksigen 100 % maka CBF berkurang 10 hingga 13%. Oksigen hiperbarik diberikan pada 2 atm akan menurunkan CBF sebesar 22 % tanpa merubah konsumsi oksigen otak. Penurunan ini tetap terjadi bahkan bila terjadi hiperkapnea. Terdapat sejumlah bukti bahwa pasien NS mengalami perbaikan outcome jika pO2 dipertahankan sedikitnya 80 mmHg.

b.    Karbondioksida

Konsentrasi ion H+ dan pCO2 mempengaruhi CBF. Telah diketahui bahwa dengan konsentrasi pCO2 antara 20 – 60 mmHg, hubungan antara pCO2 dan CBF terlihat dengan peningkatan CBF 2 – 3 % setiap peningkatan pCO2 sebesar 1 mmHg. Penyebabnya masih belum jelas dan mungkin terkait dengan perubahan pH sistemik dan atau tekanan darah sistemik.

c.      Hiperventilasi

Hiperventilasi adalah terapi yang penting pada pasien dengan peningkatan TIK, terutama dengan sindroma herniasi akut. Prinsip klinis doktrin Monroe-Kelly dimana dalam rongga intrakranial yang tetap maka volume muatannya juga tetap. Volume ini, totalnya mencapai 1600 cc, normalnya terdiri dari jaringan otak (84%), darah (4%) dan cairan sererospinal (12%). Diamati oleh Cushing bahwa bila ditambahkan suatu komponen (lesi massa dengan sebab apapun, baik hematoma, tumor ataupun swelling) maka volumenya akan terlampaui sehingga menghasilkan respon fisiologis (refleks Cushing).

Mekanisme kompensasi awal meliputi penurunan jumlah darah dan cairan serebrospinal. Penurunan jumlah darah melalui penurunan CBF akan membantu menghambat hipertensi intrakranial. Hiperventilasi, dengan pCO2 yang menurun, akan bermanfaat. Sayangnya, saat SSP cepat menyesuaikan diri terhada perubahan ini, sukar untuk mengetahui berapa lama reaksi ini bertahan. Bahkan tampaknya pembuluh darah serebral juga menyesuaikan diri dalam 24 -36 jam. Hiperventilasi yang berkepanjangan memiliki efek yang buruk dengan menyebabkan iskemia. Peneliti yang lain memperoleh data dari manipulasi pCO2 secara langsung terhadap perubahan MAP dimana CBF akan bervariasi secara langsung dengan MAP pada area yang rusak dan tidak dipengaruhi oleh pCO2.

Banyak ilmuwan yang berkonsentrasi dalam meneliti fenomena ”steal and countersteal” yang secara teoritis mungkin terjadi. Peneliti-peneliti tersebut mengajukan teori bahwa jika suatu bagian dari sirkulasi otak kehilangan kemampuan autoregulasinya, dan jika aliran yang melalui bagian tersebut berhubungan secara langsung dengan MABP, maka ketika

d.    Kalsium

Saat ini peran ion Ca⁺⁺ pada metabolisme dan aliran darah otak sedang diteliti secara intensif. Bukti-bukti yang mendukung mengenai peran aktif Ca⁺⁺ dalam CBF mencakup peran Ca⁺⁺ pada kontraksi otot dan peningkatan penggunaan Ca⁺⁺ channel blocker dalam pengelolaan hipertensi dan penyakit arteri koroner. Lebih jauh lagi, influks dari Ca⁺⁺ dianggap sebagai .. Konsentrasi ion Ca⁺⁺ ekstraseluler adalah sekitar 4-5 mEq/L dan konsentrasi Ca⁺⁺ intraseluler adalah 10-7 mEq/L.

C.     PENGUKURAN ALIRAN DARAH OTAK

Menentukan aliran darah sesungguhnya ke suatu bagian tertentu dari otak. Adolfo Fick menyatakan bahwa jumlahh substansi yang diserap oleh suatu organ tertentu berhubungan dengan perbedaan konsentrasi dari substansi tersebut dan aliran darah ( yang membawa substansi tersebut) antara arteri dan vena. Penggunaan Nitrous Oksida, suatu substansi yang tidak diserap maupun disekresi oleh otak, dan dengan menerapkan teori dari Fick, Kety dan Schmidt menerbitkan.