BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kontinuitas suplai darah ke otak sangat penting agar dapat menjamin

stabilitas fungsi otak. Terhentinya sirkulasi darah dalam 5-10 detik saja akan

menghilangkan kesadaran sedangkan bila lebih dari 3 menit akan terjadi iskemia

serebral yang irrepairable di substansia grisea kortek, nucleus sel basalis sel

Purkinye. Perlu diketahui otak adalah organ yang sangat sensitif terhadap

hipoksia, karena konsumsi oksigen otak sangat tinggi dibandingkan organ lain

yaitu (3,3-3,5)cc/100 gram otak/menit.

Dalam waktu satu jam saja sirkulasi otak terhenti seluruh neuron otak akan

nekrosis dan setelah 2 jam akan disusul nekrosis jaringan jantung, ginjal, hati,

paru dan terakhir kulit akan nekrosis setelah beberapa jam atau hari. Glukosa

sendiri sebagai sumber energi utama cadangannya sedikit diotak sedangkan

konsumsi glukose otak 5,5 mg/100 gram otak/menit, sehingga bila terjadi henti

sirkulasi akan terjadi hipoglikemia sampai ketingkat yang irreversible.

Otak sebagai sistem pada tubuh yang terkompleks dan sangat terorganisasi

menggunakan bagian yang nyata dari aliran darah tubuh. Karena cadangan energi

didalam otak dapat diabaikan, aliran darah yang cukup sangat diperlukan untuk

menyediakan substrat-substrat penghasil energi dan untuk membersihkan

produkproduk dari metabolisme sel. Dengan demikian otak sangat sensitif pada

penurunan aliran darah. Berkurangnya aliran darah yang hebat dapat

menyebabkan gejala neurolofis dalam beberapa detik. Gangguan aliran darah

yang kontinyu dapat menyebabkan terjadinya kerusakan jaringan yan gireversibel

dalam beberapa menit. Otak mempunyai kemampuan yang khas untuk mengatur

aliran darah terhadap aktivitas fungsional dan metabolic (flow metabolism

coupling and metabolic regulation), perubahan pada tekanan perfusi (perssure

autoregulation), perubahan kandungan oksigen atau karbondioksida dari arteri.

Selain itu aliran darah otak dapat berubah melalui pengaruh langsung dari

hubungan antara pusat-pusat khusus di otak dan pembuluh darah (Neurogenic

Regulation).

1.2. Tujuan

Tujuan penyusunan refrat ini antara lain.

1. Memberikan informasi tentang anatomi pembuluh darah otak

2. Memberikan informasi tentang fisiologi aliran darah otak / cerebral blood

flow.

3. Memberikan informasi tentang mekanisme autoregulasi

1.3. Manfaat

Diharapkan referat ini dapat memberikan tambahan pengetahuan tentang

mekanisme autoregulasi otak, baik bagi penulis maupun bagi yang ingin

mempelajari tentang aoturegulasi otak.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Anatomi Sirkulasi Otak

Sirkulasi otak dapat dibagi menjadi sirkulasi anterior (carotid) dan

posterior (vertebrobasiler), yang bertemu di dasar otak melalui sistem anastomose

yang membentuk sirkulus Willisi.

2.1.1 Sirkulasi Anterior

Arteri carotis dextra berasal dari arteri inominata, sedangkan arteri carotis

sinistra berasal langsung dari arcus aorta. Pada ketinggian sekitar vertebrae

cervical keempat, arteri carotis communis terbagi menjadi arteri carotis eksterna,

yang mensuplai wajah dan scalp, dan arteri carotis interna, yang mensuplai

sirkulasi intracranial.

Arteri carotis interna (ACI) terbagi menjadi segmen cervical (C1),

petrosus(C2), intracavernosus (C3) dan supraklinoid (C4). Trunkus

meningeohipofiseal berasal dari carotis intrakavernosa dan memberikan

percabangan yang mensuplai kelenjar pituitari dan basal meningeal. Setelah

keluar dari sinus kavernosus, ACI menembus lapisan dura untuk membentuk

segmen supraklinoid, yang akan memanjang hingga bifurcartio carotis. Cabang

intradura yang pertama adalah arteri ophtalmica, yang mensuplai aliran darah ke

orbita dan merupakan sumber potensial dari sirkulasi kolateral.

Cabang carotis berikutnya, arteri comunicans posterior (ACoP),

menghubungkan sirkulasi anterior dan posterior. Biasanya terdapat tujuh cabang

dari bagian medial arteri ini, yang akan mensuplai batang otak sebelah lateral dan

bagian inferior basal ganglia.

Arteri choroidal anterior (AChoA) bermula pada 2-4 mm distal dari ACoP

dan merupakan cabang besar yang terakhir sebelum bifurcatio. Arteri ini

mensuplai jalur penglihatan (traktus opticus, lateral geniculate body, radiatio

opticus), sebagian basal ganglia, dan jalur kortikospinal. Oklusi dari AChoA dapat

menyebabkan defisit berupa hemiplegi dan hemianopsian atau tidak ada defisit

sama sekali.

Setelah AChoA, ACI akan bercabang untuk membentuk arteri cerebral

anterior (ACA) dan arteri cerebral media (ACM). Bagian dari ACA diantara

percabangan ACI dan arteri comunicans anterior (ACoA) merupakan segmen A1

dari ACA. Segmen ini akan bercabang menuju kapsula interna, thalamus, dan

hipothalamus.

ACoA menghubungkan dua ACA dan menentukan lokasi dimana A1

menjadi arteri cerebral anterior distal (A2). Cabang dari ACoA mensuplai

hipothalamus anterior. Cabang terbesar dari area ACA/ACoA adalah arteri

recuren Heubner, yang mensuplai anterior dari basal ganglia dan kapsula interna.

Arteri cerebral anterior distal (A2) berjalan superior dan posterior dari

ACoA, didalam fissura interhemisfer, dan membagi diri menjadi arteri

pericallosal dan arteri callosomarginal didekat genu dari corpus callosum. A2 dan

cabangnya mensuplai bagian medial dari lobus frontalis dan parietalis.

Segmen pertama dari ACM (M1) berjalan dari percabangan ACI menuju

percabangan ACM dalam fissura Sylvii. Arteri lenticulostriata lateralis dan media

berasal dari segmen M1 ini, yang keluar dari sudut kanan bagian dorsal M1 dan

mensuplai basal ganglia serta terutama bagian superior kapsula interna.

Pada fissura Sylvii, ACM berbagi menjadi 2-4 cabang, yaitu segmen M2.

Pada titik inilah sebagian besar aneurysma ACM terjadi. Segmen M2 keluar dari

fissura Sylvii dan menyebar pada lengkungan hemisfer untuk mensuplai bagian

lateral dari lobus frontal, parietal, occipital, dan temporal.

2.1.2 Sirkulasi Posterior

Arteri vertebralis (AV) merupakan cabang pertama dari arteri subclavia.

Setelah keluar dari sudut kanan arteri subclavia, AV berjalan beberapa cm

sebelum masuk kedalam foramen intervertebralis dari C6. Setelah itu ia akan

berjalan sepanjang foramen dari C6 hingga C1 dan melewati bagian superior dari

arcus C1 dan menembus membran atlantooccipital dan masuk kedalam rongga

kepala. Saat berjalan kearah ventral dan superior, ia memberikan cabang arteri

cerebellar inferior posterior (ACIP) sebelum akhirnya bersatu dengan AV dari

arah yang berlawanan pada pertengahan bagian ventral dari pontomedulary

junction untuk membentuk arteri basillaris (AB). AB akan bercabang membentuk

dua arteri cerebral posterior pada pontomesencephalic junction. Hubungan

menuju sirkulasi anterior melalui ACoP akan melengkapi sirkulus Willisi. ACIP

merupakan cabang terbesar dari sirkulasi posterior (vertebrobasiller) dan

mensuplai medulla vermis inferior, tonsil, dan bagian inferior hemisfer

cerebellum. ACIP juga sangat erat kaitannya dengan saraf kranial ke 9, 10, dan

11.

Arteri cerebellar inferior anterior (ACIA) biasanya bermula dari distal dari

vertebrobasilary junction setinggi pontomedullary junction, mensuplai pons,

pedunculus cerebellar media, dan bagian tambahan cerebellum. Selain itu ACIA

juga terkait erat dengan saraf kranial ke 7 dan 8.

Arteri cerebellar superior (ACS) berasal dari proksimal percabangan

basilaris, dan mensuplai otak tengah, pons sebelah atas, dan bagian atas

cerebellum. Cabang dari ACS akan membentuk anastomose dengan cabang dari

ACIP dan ACIA pada hemisfer cerebellum dan merupakan sumber potensial dari

aliran kolateral.

Arteri cerebralis posterior (PCA) dibentuk oleh percabangan AB dan

mensuplai otak tengah bagian atas, thalamus posterior, bagian posteromedial

lobus temporalis, dan lobus occipitalis.

Sirkulus Willisi merupakan sirkulasi kolateral antara pembuluh darah

intrakranial. Terpisah dari kolateral ophtalmicus, terdapat beberapa tempat

anastomose lain antara pembuluh darah ekstra dan intrakranial, mencakup

anastomose melalui arteri sphenopalatina, arteri dari foramen rotundum dan

cabang kecil yang biasanya ada pada tulang petrosus. Arteri utama yang

mensuplai dura adalah arteri meningea media dan cabang ascending arteri

pharyngeal, cabang dari sirkulasi eksternal. Terkadang dapat terbentuk

anastomose antara dura dan permukaan korteks. Sebagai tambahan, hubungan

antara carotis dan vertebrobasillar dapat terjadi.

2.1.3 Sistem Vena

Sistem drainase vena otak dibagi menjadi segmen dalam, yang terdiri dari

vena otak yang menyediakan drainase untuk otak, dan segmen luar yang terdiri

dari sinus vena dural yang menjadi muara dari aliran vena. Aspek unik dari

drainase vena adalah vena serebralis memiliki dinding yang lebih tipis dibanding

dengan vena sistemik, dan tidak memiliki lapisan histologis tunika seperti pada

umumnya. Selain itu juga tidak ada vena yang memiliki katup sebagaimana

struktur vena dimanapun lainnya.

Segmen dalam lebih jauh dibagi lagi menjadi sistem drainase dalam dan

superfisial. Pada kompartemen supratentorial, drainase superfisial struktur korteks

terbagi ke sinus sagitalis superior atau sinus transversus.

2.2. Cerebral Blood Flow (CBF)

Otak menerima suplai darah kira kira 15% dari cardiac output (CO).

Dalam keadaan istirahat dan kondisi sehat CBF orang dewasa kira kira 45-55

cc/100g otak permenit sedangkan pada anak anak sebesar 105 cc/100 gram

otak/menit.

Total blood flow ke otak yang beratnya lebih kurang 1500 g kira kira 750

cc/menit. Semakin tua semakin rendah CBF umpama pada usia 70 tahun, 58

cc/100g otak permenit sedangkan pada usia  21 tahun CBF 62 cc/100 gram

otak/menit.

Bila CBF menurun < 20 cc/100g  otak permenit akan terjadi ischemic

EEG, bila diantara 18-23 maka otak tidak berfungsi namun sewaktu-waktu perfusi

meningkat akan aktif lagi disebut Penlucida tetapi bila CBF< 18 akan terjadi

infarct apabila perfusi tidak bisa ditingkatkan sampai batas waktunya maka 

disebut Penumbra,semakin rendah CBF semakin singkat toleransi waktunya.

Bila CBF <15 akan terlihat EEG isoelektrik,absent evoke potensial,

posfokreatinin menurun, laktat meningkat tetapi ATP masih normal. Bila CBF

antara 8-10 terjadi kegagalan metabolisme, Kalium ECF meningkat dan ATP

menurun. Bila diantara 6-9 maka Ca masuk intracelluler.

Faktor-faktor yang mempengaruhi CBF :

A. Perbedaan tekanan pembuluh darah otak

Faktor-faktor yang mempengaruhi perbedaan tekanan pembuluh darah otak:

1) Tekanan darah (BP) arteriel

Dalam keadaan tanpa hipotensi tekanan darah arteriel pengaruhnya

sedikit saja pada CBF, malahan penurunan tekanan sampai 60-70 mmHg

tak mempengaruhi CBF. Hal ini disebabkan adanya autoregulasi cerebral

yang mekanismenya hingga saat ini masih belum jelas. Begitupun

Bayliss(1902) mengemukakan bahwa adanya pengaruh langsung

tekanan pada otot-otot polos cerebrovaskular sedangkan Lassen (1959)

berpendapat bahwa Pco2 dalam brain tissue sebagai faktor pengaturnya.

Yang dimaksud dengan autoregulasi cerebral ialah kemampuan

otak mempertahankan CBF dalam batas-batas normal dalam menghadapi

tekanan perfusi cerebral(CPP) yang berubah. Tekanan perfusi cerebral

adalah selisih tekanan arteri rata rata(saat masuk) dan tekanan vena rata-

rata (saat keluar) pada sinus sagitalis lymph/cerebral venous

junction,secara praktis.

CPP adalah selisih tekanan arteri rata rata (mean arterial pressure

(MAP) dan tekanan intracranial rata rata (Intracranial Pressure) (ICP)

yang diukur setinggi foramen monroe.

CBF =  CPP / CVR

CPP =  MAP - ICP

CBF  = MAP - ICP

CVR

CBF : Cerebral Blood Flow

CPP : Cerebral Perfussion Pressure

MAP : Mean Arterial Preassure

ICP : Intra Cranial Pressure

CVR : Cerebro Vaskular Resistance

Karena CPP = MAP - ICP maka CPP akan menurun bila MAP

turun atau ICP naik. CPP normal antara 80-90 mmHg. Bila CPP turun50

mmHg terlihat EEG melambat, bila CPP < 40 mmHg maka EEG

mendatar terjadi iskemia yang reversibel atau irreversibel tetapi bila

CPP< 20 mmHg akan timbul iskemia cerebral yang irreversibel.

Biasanya autoregulasi akan dapat mempertahankan CBF selama MAP

antara 50-150 mmHg. Artinya bila MAP turun oleh kontraksi otot-otot

polos dinding serebrovaskular sebagai respons adanya perubahan tekanan

intra mural akan terjadi vaso serebral dilatasi sebaliknya bila MAP naik

akan terjadi vasocerebral konstriksi selama MAP antara 50-150 mmHg.

Bila MAP turun dibawah 50 mmHg walau dilatasi maksimal CBF

akan mengikuti CPP secara pasif sehingga terjadi iskemia otak. Dan

sebaliknya bila MAP diatas 150 mmHg maka biarpun kontriksi maksimal

akan dirusak sehingga CBF akan naik dengan tiba tiba  dapat merusak

blood brain barrier (BBB) dan terjadi odema otak bahkan perdarahan

otak. Beberapa keadaan merubah atau menghilangkan autoregulasi ini

misal hipertensi kronis dapat merubah batas atas autoregulasi bergeser

kekanan sehingga sudah terjadi iskemia pada tekanan darah yang

dianggap normal pada orang normal.

Iskemia serebral, infarct, trauma kepala, hipoksia, hiperkarbia

berat,obat anestesia inhalasibisa menghilangkan autoregulasi otak. Bila

autoregulasi otak hilang maka CBF tergantung pada tekanan darah

sehingga penurunan CPP akan menurunkan CBF.

2) Tekanan Vena

Pengaruh tekanan dalam vena-vena besar biasanya tidak berarti,

bahkan pada gagal jantung kongestif. Mayer(1954) membuktikan bahwa

tidak ada perubahan CBF bila tekanan jugularis interna dinaikkan sampai

23 cmH2O pada manusia .

B. Tahanan dalam pembuluih darah otak (cerebro vascular resistance /CVR)

Faktor-faktor yang bisa mempengaruhi CVR:

1) Kontrol Kimiawi.

PaCO2 satu satunya faktor yang sangat penting mengontrol CBF.

Ini disebut CO2 reactivity artinya perubahan PaCO2 akan merubah CBF

dimana bila PaCO2 naik, CBF naik & sebaliknya. Inhalasi 7% CO2 dapat

menaikkan CBF sampai 100%. Sedangkan hyperven    tilasi sampai

PaCO2 26 mmHg dapat menurunkan CBF sampai 35% (Ketty &Smith

1948).

Dalam keadaan dianestesi,anjing yang normotensi, perubahan CBF

maksimum dicapai oleh variasi PaCO2 antara 20-90 mmHg,diluar batas ini

perubahan PaCO2 tak akan menimbulkan perubahan CBF lebih lanjut.

Harper dan Glass(1965) juga menunjukkan bahwa respons terhadap CO2

berkurang dalam keadaan hipotensi dan menghilang bila tekanan darah

sistemik turun sampai 50 mmHg. Demikian juga Lennox dan Gibb (1932)

membuktikan bahwa respons terhadap CO2 menurun dalam keadaan

hipoksemia.

Dalam range PaCO2 diantara 20 -80 mmHg kenaikan PaCO2 1

mmHg akan menaikkan CBF 2cc/100gram jaringan otak. Dan laporan lain

setiap kenaikan PaCO2 1 mmg diantara PaCO2 25-80 mmHg menaikkan

CBF kira kira 4% (0,95- 1,75)cc/100 gram otak menit. Jika dibandingkan

dengan keadaan normokapnia maka CBF 2xlipat pada PaCO2 80 mmHg

dan setengahnya pada PaCO2 20 mmHg. Perubahan CBF hanya sedikit

dibawah PaCO2 25 mmHg maka hindari excessive hiperventilasi karena

akan menyebabkan iskemia cerebri. Beberapa peneliti mengemukakan

bahwa kadar CO2 dalam darah merubah pH ECF yang merubah tonus

otot-otot polos arteriole cerebral.

Konsentrasi CO2 dan ion bikarbonat dalam cerebro spinal fluid

(CSF) (LCS) menentukan pH ECF. Konsentrasi CO2 di arteri terutama

tergantung pada PACO2(respirasi) sedangkan konsentrasi ion bikarbonat

sehubungan proses metabolisme otak. Bila PaCO2 normal maka

perubahan pH sedikit sekali pengaruhnya pada CBF. Walaupun perubahan

CBF bisa ditimbulkan oleh perubahan pH arteriel dimana alkalosis

membuat vasocerebral konstriksi dan asidosis membuat vasodilatasi

namun Haper&Bell 1963 membuktikan tidak ada perobahan CBF regional

pada anjing-anjing bila PaCO2 dijaga konstant, selama infus dengan

bikarbonat dan asam laktat.

Dalam area otak yang terganggu oleh trauma,iskemia, bisa terjadi

gangguan autoregulasi dan CO2 reactivity sekaligus hingga CBF benar

benar tergantung CPP disebut cerebral vasoparalise. Bila tekanan perfusi

cukup maka aliran darah akan meningkat kedaerah yang hilang

autoregulasi dan CO2 reactivity disebut Luxury perfussion. Tetapi

sebaliknya bila terjadi hipotensi akan terjadi iskemia berat dalam waktu

yang singkat. Bila terjadi vasodilatasi umum diotak maka terjadi pencurian

CBF dari daerah vasoparalise masuk kedaerah otak yang normal disebut

intracerebral steal.Umpama dalam kondisi hiperkarbi. Sebaliknya dalam

kondisi hipokarbia (hiperventilasi) atau obat yang membuat vasocerebral

konstriksi seperti penthortal maka CBF akan memasuki daerah

vasoparalise disebut Inverse Intracerebral steal (fenomena Robinhood

mencuri harta orang kaya diberikan ke si miskin).

Oksigen sendiri mempunyai effek vasokonstrisi cerebrovascular.

Bila PaO2 menurun sedangkan PaCO2 tetap, CBF tidak terpengaruh

sampai PaO2 turun dibawah 50 mmHg atau ada yang melaporkan dibawah

40 mmHg. Hipoksia menyebabkan penumpukan asam metabolit dalam

ECF yang mengelilingi arteriole cerebral dan bisa menyebabkan

vasodilatasi namun alkalosis pada ECF oleh karena hiperoksia tidak akan

menyebabkan vasokonstriksi cerebral. PaO2 diatas normal akan

menurunkan CBF karena pada saat yang sama terjadi penurunan PaCO2.

Tetapi PaO2 disarankan tidak melebihi 200 mmhg pada operasi otak.

2) Kontrol Neurologik

Sokoloff & Ketty 1960 meneliti tak ada pengaruh lansung

autonomic nervus system(ANS) pada pembuluh darah otak begitupun

peneliti lain mengatakan ada pengaruhnya tetapi tak lebih dari 5-10%.

Dimana perangsangan simpatis menyebabkan vasokonstriksi sementara

perangsangan parasimpatis menyebabkan vasodilatasi.

3) Tekanan Intra Kranial

Pada kenaikan ICP mencapai 500 mmH2O tidak akan merubah

CBF oleh kenaikan yang sama tekanan arteriel tetapi diatas level ini terjadi

penurunan CBF yang drastis.

4) Viskositas Darah

Polisitemia akan menurunkan CBF sampai 50% sebaliknya anemia

gravis malah CBF sangat meninggi.Dehidrasi dengan Ht meningkat CBF

akan menurun sementara hemodilusi hipervolemi CBF meningkat.

5) Temperatur

Menurut penelitian(Rosomoff dan Holaday 1954) dan (Kleinerman

& Hopkins 1955) anjing-anjing yang suhu tubuhnya turun maka CBF

maupun Cerebral Metabolic Rate (CMR) akan menurun. Menurut

Rosomoff 1956 setiap penurunan suhu tubuh satu derajat akan

menurunkan 6-7% CBF. Pada suhu 28 derajat celcius penurunan CBF

sebesar 50%. Kleinerman dan Hopkins melaporkan bahwa pada suhu

antara 22-27 derajat Celcius penurunan CBF melampaui penurunan

CMRO2. Akan tetapi Rosomoff dan Holaday anjing anjing yang

diturunkan suhunya sampai 26 C terjadi penurunan paralel CBF dan

CMRO2. Dalam praktek klinis ini sangat luas dan berhasil dipakai untuk

mencegah kerusakan otak selama prosedur operasi tertentu.

Karena hipotermi yang berat sampai 29 derajat C saja banyak

menimbulkan efek samping maka saat ini disarankan menurunkan sekitar

2-3 derajat saja sudah cukup memberi proteksi otak. Bagaimana

hipotermi bisa mengurangi akibat iskemia cerebri masih belum jelas

diduga disamping menurunkan CMR adanya perubahan sintese protein,

permeabelitas BBB dan ion reaksi radikal bebas dan membran lipid dan

lain-lain. Sebaliknya kenaikan suhu tubuh tidak menaikkan CBF.

2.3. Autoregulasi Otak

2.3.1 Autoregulasi

Yang dimaksud autoregulasi adalah penyesuaian fisiologis organ tubuh

terhadap kebutuhan dan pasokan darah dengan mengadakan perubahan pada

resistensi terhadap aliran darah dengan berbagai tingkatan perubahan kontriksi /

dilatasi pembuluh darah. Dengan pengetahuan autoregulasi dalam menurunkan

TD secara mendadak dimaksudkan untuk melindungi organ vital dengan tidak

terjadi iskemi.

Autoregulasi otak telah cukup luas diteliti dan diterangkan. Bila TD turun,

terjadi vasodilatasi, jika TD naik timbul vasokonstriksi. Pada individu normotensi,

aliran darah otak masih tetap pada fluktuasi Mean Arterial Pressure (MAP) 60–70

mmHg. Bila MAP turun dibawah batas autoregulasi, maka otak akan

mengeluarkan oksigen lebih banyak dari darah untuk kompensasi dari aliran darah

yang berkurang. Bila mekanisme ini gagal, maka dapat terjadi iskemi otak dengan

manifestasi klinik seperti mual, menguap, pingsan dan sinkope.

Autoregulasi otak ini kemungkinan disebabkan oleh mekanisme miogenic

yang disebabkan oleh stretch receptors pada otot polos arteriol otak, walaupun

oleh Kontos dkk. Mengganggap bahwa hipoksia mempunyai peranan dalam

perubahan metabolisme di otak. Pada cerebrovaskuler yang normal penurunan TD

yang cepat sampai batas hipertensi, masih dapat ditolelir. Pada penderita

hipertensi kronis, penyakit cerebrovaskular dan usia tua, batas ambang

autoregulasi ini akan berubah dan bergeser ke kanan pada kurva, sehingga

pengurangan aliran darah terjadi pada TD yang lebih tinggi. Straagaard pada

penelitiannya mendapatkan MAP rata-rata 113 mmHg pada 13 penderita

hipertensi tanpa pengobatan dibandingkan dengan 73 mmHg pada orang

normotensi. Penderita hipertensi denga pengobatan mempunyai nilai diantar

group normotensi dan hipertensi tanpa pengobatan dan dianggap bahwa TD

terkontrol cenderung menggeser autoregulasi kearah normal. Dari penelitian

didapatkan bahwa baik orang yang normotensi maupun hipertensi, ditaksir bahwa

batas terendah dari autoregulasi otak adalah kira-kira 25% dibawah resting MAP.

Oleh karena itu dalam pengobatan krisis hipertensi, pengurangan MAP sebanyak

20–25% dalam beberapa menit/jam, tergantung dari apakah emergensi atau

urgensi penurunan TD pada penderita aorta diseksi akut ataupun oedema paru

akibat payah jantung kiri dilakukan dalam tempo 15–30 menit dan bisa lebir

rendah lagi dibandingkan hipertensi emergensi lainnya. Penderita hipertensi

ensefalopati, penurunan TD 25% dalam 2–3 jam. Untuk pasien dengan infark

cerebri akut ataupun pendarahan intrakranial, pengurangan TD dilakukan lebih

lambat (6 – 12 jam) dan harusdijaga agar TD tidak lebih rendah dari 170 –

180/100 mmHg.

2.3.2 Teori Autoregulasi Aliran Darah Otak

A. Teori regulasi metabolik

Dalam keadaan normal, aliran darah otak sangat disesuaikan dengan

tingkat kebutuhan otak pada oksigen dan glukosa. Penyesuaian ini disebut

sebagai flow metabolism coupling atau metabolic regulation. Aktivitas

tingkah laku seperti berbicara atau pergerakan anggota tubuh menyebabkan

penyesuaian kenaikan local kebutuhan glukosa dan aliran darah pada daerah

otak yang menangani fungsi ini. Pada saat kejang, kebutuhan glukosa dan

aliran darah dapat meningkat hingga 200-300%. Sebaliknya bila tingkat

metabolisme otak berkurang seperti pada saat koma atau anestesia barbiturat

dapat dibuat suatu penurunan yang disesuaikan. Suhu tubuh pun mempunyai

efek yang penting, karena kebutuhan glukosa sebagaian besar daerah SSP

berubah lebih kurang 5-10% untuk setiap perubahan 1 derajat celcius.

Pada tahun 1890, Roy dan Sherington mengajukan bahwa otak

mempunyai mekanisme intrinsic yang mengatur suplai vaskuler, sehingga

dapat berubah secara lokal terhadap perubahan lokal dari aktivitas-aktivitas

fungsional. Sokoloff mengembangkan C dexoyglucose autoradiografic

method untuk mengatur kebutuhan glukosa sehingga regulasi metabolik dapat

terkonfirmasi. Silver melaporakan bahwa aliran darah lokal meningkat dalam

satu detik setelah aktivitas neuronal dimulai. Peningkatan aliran darah pada

penelitian ini sangat vocal dan terjadi pada 250 mikron dari daerah eksitasi

neuronal, mendukung bahwa perkusi secara tepat diatur pada tingkat

mikrovaskuler. Telah pula ditunjukan bahwa pada peningkatan regional dari

kebutuhan glukosa, konsumsi oksigen dan aliran darah, dan telah pula

dipercaya bahwa hasil kimiawi dari metabolisme memediasi respon ini.

1) Perubahan pH ekstra selular mungkin merupakan mekanisme dimana

metabolisme mempengaruhi aliran darah pada daerah dengan

metabolisme yang meningkat. Penurunan pH menyebabkan vasodilatasi

local, kemungkinan dengan berubahnya permeabilitasi membran atau

fungsi resptor.

2) Perubahan pada kalium ekstra seluler terjadi pada neuroktivasi.

Pemberian ion K secara tropical memerlukan arteriola pia otak berdilatasi

yang sesuai dengan konsentrasi yang diberikan.

3) Adenosine, yang dihasilkan dari degradasi ATP melalui reaksi 5’

nucleotidase, merupakan fasilidator kuat. Peningkatan adenosine yang

cepat dan nyata terjadi pada peningkatan aktivitas metabolic otak,

hipotensi, hipoksi dan kejang. Agar adenosine berlipat 25 detik setelah

iskemi dan meningkat 6 kali setelah hipoksi pada aliran darah otak mulai

meningkat secara nyata. Pemberaian preparat ini secara intravena atau

intraserebral menyebabkan peningkatan aliran darah selain itu beberapa

subtipe dari resptor adenosine dapat ditemukan pada SSP termasuk pada

pembuluh darah mikro.

4) Prostaglandin merupakan turunan arachidonic acid, merupakan

vasokonstriktor yang kuat pada konsentrasi yang rendah.

5) Bukti-bukti terbaru menunjukan bahwa Nitric oxyde (NO) merupakan

suatu mediator penting dalam pengaturan sirkulasi otak. Persenyawaan

ini disintesis dari L- arginine oleh enzim Nitric oxyde Synthase,

mempunyai waktu paruh beberapa detik dan didistribusikan secara nyata

diseluruh bagian otak. Secara khusus nitrat oksida disintesis oleh

endothelial cells perivascular nervefiber dan astrocytic foot processes

karena begitu dekatnya lokasi ini dengan pembuluh darah otak, nitrat

oksiada dapat menghasilkan efek serebrovaskuler yang cepat. NO

menyebabkan vasorelaksasi . NO merupak suatu messenger yang terlibat

pada aktivitas SSp dan memenuhi berbagai kriteria yang dibutuhkan

untuk dapat diklasifikasikan sebagai suatu neurotransmitter. Walaupun

riset mengenai NO relatif baru, tampaknya molekul ini memainkan

peranan penting pada regulasi aliran darah, terutama karena efeknya yang

cepat dan paruh waktu yang pendek serta keterikatannya yang integral

pada aktivitas seluler.

B. Pressure Autoregulation

Cerebral autoregulation menunjukan dipertahankannya suatu aliran

darah otak yang relatif konstan walaupun terjadi variasi pada cerebral

perfusion pressure (CPP). Respon fisiologis ini berfungsi untuk melindungi

otak dari efek yang merugikan (yaitu iskemi atau hiperemi) karena perbedaan

tekanan perfusi yang besar. Dalam pengertian yang sangat tegas autoregulasi

hanya digunakan untuk respon cerebrovasculer terhadap perubahan CPP dan

kadang-kadang secara khusus disebut sebagai pressure autoregulation.

Otak manusia mampu untuk mempertahankan aliran darah yang

konstan walaupun terdapat fluktuasi pada Mean Arterial Pressure (MAP)

antara 60-160 mmHg. Letak anatomis yang tepat yang memediasi pressure

autoregulation belum diketahui tetapi beberapa bukti menunjukan

mikrosirkulasi. Diluar kedua nilai ambang batas, aliran darah otak sesuai

dengan perubahan MAP. Dibawah nilai ambang bawah, pembuluh darah otak

berdilatasi maksimal dan aliran secara pasif mengikuti MAP. Diatas nialai

ambang atas, peningkatan percusion pressure secara langsung direfelsikan

oleh peningkatan aliran.

2.3.3 Mekanisme Autoregulasi

Terdapat 3 mekanisme yang berbeda, yang diajukan sebagai yang

bertanggung jawab pada respon crebrovasculer terhadap perubahan tekanan

perfusi.

1) Myogenic theory

Menyatakan perubahan tekanan intravaskuler mengubah strecth forces pada

vaskuler smooth muscle cell dan sel ini secara intrinsic berkontraksi dan

membesar sebagai respons terhadap berbagai tingkatan strecth.

Kenaikan tekanan darah arteriol sistemik akan mendorong pembuluh darah

untuk berkontraksi sehingga terjadi kenaikan resistensi vaskuler, dan lebih

lanjut mengakibatkan penurunan alirah darah sampai ke batasa normal.

Demikian pula sebaliknya, penurunan tekanan darah arteriil sistemik akan

mengakibatkan relaksasi dinding pembuluh darah serebral, sehingga terjadi

penurunan resistensi vaskuler.

2) Neurogenic theory

Teori ini didasarkan adanya serabut-serabut saraf perivaskuler yang

menyertai pembuluh darah serebral. Pusat otak spesifik yang secara langsung

menggerakkan suatu autoregulasi melalui respon vaskuler adalah nucleus

basalis, lokus coeruleus, dan raphe nucleus yang terletak pada batang otak.

Selain itu secara tidak langsung mempunyai hubungan terhadap respon

perivaskuler melalui simpatis parasimpatis dimana pusat penggeraknya

adalah ganglion trigeminal, superior servical ganlion dan sphenopalatina

ganglion.

3) Metabolic theory

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 (metabolisme lokal otak dari O2). Diasumsikan bahwa

penggunaan O2 merefleksikan metabolisme glukosa lokal.

Myogenic response secara keseluruhan berhubungan dengan perubahan

pada tekanan perfusi dan merupakan teori yang didukung dengan baik oleh bukti-

bukti terbaru. Yang jelas ketiga teori ini tidaklah berdiri sendiri karena pressure

autoregulation merupakan suatu proses dinamis, sehingga dapat menyebabkan

serangkaian kombinasi dari berbagai mekanisme. Sebagai contoh : komponen

permulaan yang diberikan pengaturan kasar dari aliran, bisa meruopakan

Myogenic karena dilatasi atau kontraksi smooth, muscle, terjadi hampir simultan

dengan perubahan tekanan perfusi. Respon ini dapat diikuti oleh pengaruh

neurogenic, karena suatu masa laten yang khas sekitar 10-15 detik diperlukan oleh

neurocirutry untuk menyesuaikan responnya. Terakhir, mungkin metabolic

mechanism, yang mempunyai onset yang lebih lambat dan penyelesaiannya

lambat, yang mengatur komponen dari respon autoregulation.

BAB III

KESIMPULAN

1) Sirkulasi otak dapat dibagi menjadi sirkulasi anterior (carotid) dan posterior

(vertebrobasiler), yang bertemu di dasar otak melalui sistem anastomose yang

membentuk sirkulus Willisi.

2) Aliran darah ke otak (cerebral blood flow) dipengaruhi oleh Tahanan dalam

pembuluih darah otak (tekanan darah arterial dan vena) serta Perbedaan

tekanan pembuluh darah otak (kontrol kimiawi, neurologik, tekanan intra

kranial, viskositas darah dan temperatur)

3) respon crebrovasculer terhadap perubahan tekanan perfusi

4) Myogenic response secara keseluruhan berhubungan dengan perubahan pada tekanan perfusi dan merupakan teori yang didukung dengan baik oleh bukti-bukti terbaru. Yang jelas ketiga teori ini tidaklah berdiri sendiri karena pressure autoregulation merupakan suatu proses dinamis, sehingga dapat menyebabkan serangkaian kombinasi dari berbagai mekanisme.

5)

6)