PENDAHULUAN

Darah adalah cairan tubuh yang mengalir dalam pembuluh dan beredar ke seluruh tubuh. Darah pada umumnya terdiri atas komponen seluler dan matrik cairan yang disebut plasma. komponen-komponen seluler darah yaitu sel darah merah atau eritrosit, sel darah putih atau leukosit dan trombosit. Plasma merupakan cairan yang mengandung ion-ion dan molekul organik meliputi protein, elektrolit, nitrien, materi sampah, zat terlarut dan materi terlarut. Eritrosit mengandung hemoglobin dan membawa O2­ dari paru-paru ke jaringan. Eritrosit mempunyai peran sebagai media transport dan fungsi eritrosit yang utama adalah untuk mengangkut oksigen. Sedangkan leukosit berfungsi sebagai alat pertahanan tubuh sehingga memiliki sifat menembus jaringan tanpa merusak jaringan tersebut. Dan trombosit atau keping darah (platelet) adalah fragmen-fragmen sel dengan diameter sekitar 2 sampai 3µm, keping darah tidak mempunyai nukleus dan berfungsi dalam proses penting penggumpalan darah. Karena darah memainkan fungsi penting di atas maka darah harus beredar setiap saat ke seluruh tubuh termasuk organ-organ.
Otak merupakan organ tubuh yang terkompleks dan sangat terorganisasi dalam menggunakan bagian yang nyata dari aliran darah tubuh. Karena cadangan energi di dalam otak dapat diabaikan, aliran darah yang cukup sangat diperlukan untuk menyediakan substrat-substrat penghasil energi dan untuk membersihkan produk-produk dari metabolisme sel. Dengan demikian otak sangat sensitif pada penurunan aliran darah. Berkurangnya aliran darah yang hebat dapat menyebabkan gejala neurolofis dalam beberapa detik. Untuk mengatur aliran darahnya, otak mempunyai kemampuan yang khas yang mampu mengatur aktivitas fungsional dan metabolic, perubahan pada tekanan perfusi, perubahan kandungan oksigen atau karbon dioksida dari arteri. Selain itu, aliran darah otak dapat berubah melalui pengaruh langsung hubungan antara pusat-pusat khusus di otak dan pembuluh darah.
Aliran darah otak ini dipengaruhi oleh faktor ekstrinsik dan intrinsik. Factor ekstrinsik berupa tekanan darah sistemik (TDS), diameter pembuluh darah, kualitas darah (viskositas darah, eritrosit, dan trombosit). Sedangkan faktor intrinsiknya adalah sebagai berikut :
Karbon dioksida, peningkatan tekanan karbon dioksida akan menyebabkan vasodilatasi (pelebaran pembuluh darah) sehingga resistensi serebral menurun dan aliran darah otakpun meningkat.
Oksigen, bila tekanan oksigen kurang dari 50 mmHg akan mengakibatkan terjadinya vasodilatasi sehingga aliran darah otak meningkat dan sebaliknya.
Ion K+, ion ini mencapai ruang ekstraseluler saat aktivasi kortikal dan mencapai otot-otot pembuluh darah melaluyi difusi dan ini bertanggung jawab terhadap peningkatan perfusi regional.
NO merupakan mediator penting dalam pengaturan sirkulasi otak. Persenyawaan ini mempunyai waktu paruh beberapa detik dan didistribusikan secara nyata di seluruh bagian otak. Secara khusus nitrat oksida disintesis oleh endothelial cells perivascular nervefiber dan astrocytis foot processes karena begitu dekatnya lokasi ini dengan pembuluh darah otak, NO dapat menghasilkan efek serebrovaskuler yang cepat.

PEMBAHASAN

Sistem cerebrovascular memberi otak aliran darah yang banyak mengandung zat makanan yang penting bagi fungsi normal otak. Terhentinya aliran darah otak (ADO) selama beberapa detik saja akan menimbulkan gejala disfungsi otak, Apabila berlanjut selama beberapa detik, defisiensi ADO menyebabkan kehilangan kesadaran dan akhirnya terjadi iskemia otak. Iskemia merupakan salah satu penyakit yang disebabkan oleh gangguan vaskuler, khususnya karena berkurangnya aliran darah ke dalam suatu organ. Bila iskemia terjadi dalam waktu yang lama maka akan menyebabkan kematian jaringan yang menyusun organ tersebut atau disebut infark. Infark otak akan memicu pendarahan otak atau yang lebih dikenal dengan stroke.
Kerusakan otak irrevesible akan mulai timbul setelah 4 hingga 6 menit penghentian total pasokan oksigen. ADO normal adalah sekitar 50 ml /100 gram jaringan otak / menit. Apabila sebuah pembuluh darah otak tersumbat, maka ADO akan dipertahankan melalui bantuan sirkulasi kolateral. Sirkulasi kolateral merupakan suatu sistem yang terbentuk secara perlahan-lahan saat aliran darah normal ke suatu bagian berkurang. Efek dari sirkulasi kolateral ini adalah untuk menjamin terdistribusinya darah ke otak sehingga iskemia dapat ditekan minimal apabila terjadi sumbatan arteri.
Sirkulasi darah ke otak melibatkan empat arteri besar yang terdiri dari dua arteri karotis interna dan dua arteri vertebralis. Arteri karotis internus bercabang menjadi arteri serebri anterior dan media setelah masuk ke kranium melalui dasar tengkorak. Arteri- arteri vertebralis berukuran lebih kecil dan menyatu untuk membentuk arteri basilaris. Arteri basilaris kemudian berjalan ke otak tengah, tempat arteri ini bercabang menjadi sepasang arteri otak posterior. Di kedua sisi, sirkulasi darah arteri ke otak di sebelah anterior dipasok oleh dua arteri karotis internus dan di posterior oleh dua arteri vertebralis. Secara umum, arteri karotis dan cabang-cabangnya memperdarahi bagian terbesar dari hemisfer otak dan arteri vertebralis memperdarahi dasar otak dan cerebelum.
Otak mempunyai kemampuan yang khas dalam mengatur aliran darahnya. Beberapa mekanisme yang terlibat dalam sirkulasi ADO antara lain :
1.Aktivitas funsional dan metabolic ( metabolic regulation )
Otak mempunyai mekanisme intrinsik yang mengatur suplai vaskuler, sehingga dapat berubah secara lokal terhadap perubahan lokal dari aktivitas-aktiviatas fungsional. Dalam keadaan normal, aliran darah otak sangat disesuaikan dengan tingkat kebutuhan oksigen dan glukosa yang dipengaruhi oleh aktivitas fisiologis individu yang bersangkutan. Penyesuaian ini disebut sebagai metabolic regulation.
2.Perubahan pada tekanan perfusi ( autoregulation )
Autoregulasi otak adalah kemampuan otak normal mengendalikan volume aliran darahnya sendiri di bawah kondisi tekanan darah arteri yang selalu berubah-ubah. Fungsi ini dilakukan dengan mengubah ukuran pembuluh-pembuluh resistensi untuk mempertahankan tekanan aliran darah ke otak dalam rentang fisiologik 60 hingga 160 mmHg tekanan arteri rata-rata. Apabila tekanan arteri sistemik rerata turun mendadak ke tekanan yang lebih rendah dalam rentangan fisiologik, arteri berdilatasi untuk menurunkan resistensi sehingga aliran darah ke jaringan dipertahankan konstan. Sebaliknya bila tekanan arteri sistemik meningkat mendadak di dalam rentang fisiologik, maka arteri akan berkontriksi.
3.Perubahan kandungan oksigen atau karbondioksida dari arteri (chemoregulation)
Chemoregulation melibatkan mediasi CO2 dalam ADO. Konsentrasi CO2 (PaCO2) secara nyata mengubah aliran darah otak. Meningkatnya PaCO2 (hypercapnia) menyebabkan vasodilatasi otak, sehingga ADO meningkat. Sebaliknya, hypocapnia menyebabkan pembuluh darah otak bervasokontriksi.
4.Pengaruh langsung dari hubungan antara pusat-pusat khusus di otak dan pembuluh darah ( neurogenic mechanism ).
Bukti-bukti baru menunjukkan bahwa Nitit Oksida (NO) merupakan suatu mediator penting dalam pengaturan sirkulasi otak. NO mampu merelaksasi otot polos pembuluh darah sehingga NO bersifat vasodilator. Sifat ini disebabkan oleh adanya EDRF (Endothelium Derived Relaxing Factor) yang ditemukan dalam NO. Gas NO terbentuk melalui kerja enzim NO sintase yang berada dalam sitosol. Bentuk endhotelial dan neuronal enzim NO sintase diaktifkan oleh ion Ca2+. Substratnya berupa arginin dan hasil reaksiya adalah sitrulin serta NO.
NO sintase
Arginin Sutrulin + NO

NO dapat pula terbentuk dari nitrit yang berasal dari preparat vasodilator seperti gliserin trinitrat pada saat metabolismenya berlangsung. NO memiliki usia paruh yang sangat pendek (kurang lebih 3-4 detik) dan didistribusikan secara nyata di seluruh bagian otak. Letak pembentukannya yang sangat dekat dengan pembuluh darah otak menyebabkan NO dapat menghasilkan efek serebrovaskuler yang cepat. Pemberian inhibitor NO sintase pada hewan dan manusia menyebabkan vasokontriksi dan kenaikan tekanan yang nyata. Hal ini memberikan gambaran pentingnya NO dalam mempertahankan tekanan darah.
Hasil penelitian Shahar Lavi et.al. menunjukkan bahwa NO dibutuhkan untuk menjaga mediasi CO2 dalam ADO, dengan kata lain NO menjaga chemoregulation pada ADO. Kerja NO mempengaruhi denyut pembuluh darah otak tanpa mempengaruhi tekanan darah (mechanoregulation). Mechanoregulation merupaakan suatu proses pengaturan sirkulasi darah yang sangat bergantung pada tekanan darah. Hingga saat ini, mekanisme seluler di belakang mechanoregulation tidak diketahui. Tekanan darah dapat naik dan turun secara drastis karena berbagai faktor ,namun mekanisme yang terjadi dalam sel yang menyebabkan tekanan darah mempengaruhi aliran darah belum dapat dijelaskan secara pasti.
Kedudukan NO dalam hal ini adalah turut menjaga suplai darah yang mengalir ke otak, walaupun terjadi perubahan tekanan darah yang sangat drastis. Tekanan darah seringkali mengalami perubahan yang tidak terduga, sehingga elastisitas pembuluh darah otak sangat perlu dijaga agar perubahan tekanan darah dapat segera teratasi. Ketika tekanan darah sistemik meningkat, pembuluh darah otak dapat segera berkontriksi (PaCO2 menurun) sehingga ADO turun. Sebaliknya, bila tekanan darah sistemik turun maka pembuluh darah otak dapat segera berdilatasi (PaCO2 naik), sehingga ADO akan segera naik kembali. Hal ini bertujuan agar otak tidak akan pernah kekurangan darah yang juga berarti kebutuhan oksigen tercukupi, sehingga terhindar dari bahaya iskemia.
Kondisi fisiologis tertentu dapat menyebabkan tekanan darah sistemik meningkat cukup tinggi selama berbulan – bulan bahkan bertahun-tahun, hal ini akan menyebabkan hialinisasi pada lapisan otot pembuluh darah otak. Akibatnya, diameter lumen pembuluh darah otak akan menjadi tetap. Hal ini berbahaya karena pembuluh darah otak tidak dapat berdilatasi atau berkontriksi dengan leluasa untuk mengatasi fluktuasi tekanan darah, sehingga ADO pun tidak lancar. Kejadian ini dapat dihindari bila produksi NO cukup, sebab NO yang bersifat vasodilator dapat membantu menjaga elastisitas pembuluh darah otak dengan membantu mempertahankan mediasi CO2 dalam ADO.

KESIMPULAN

Berdasarkan uraian yang telah disampaikan, maka dapat disimpulkan bahwa sirkulasi darah pada otak terjadi melalui berbagai mekanisme antara lain metabolic regualtion, autoregulation, chemoregulation, neurogenic mechanism serta pengaruh mechanoregulation ( tergantung terhadap tekanan darah). Mekanisme utama yang terjadi dalam pengaturan aliran darah otak yaitu autoregulation. Autoregulation memungkinkan pembuluh darah dapat menangani fluktuasi tekanan darah dengan keelastisitasannya, yaitu melalui vasodilatasi dan vasokontriksi.
Chemoregulation merupakan salah satu mekanisme dalam ADO yng dapat dipengaruhi oleh adanya Nirit Oksida. Nitrit Oksida berfungsi menjaga mediasi CO2 dalam ADO. Sifat NO sebagai vasodilator memungkinkan NO untuk tetap menjaga keelastisitasan pembuluh darah, sehingga pembuluh darah otak dapat mempertahanakn suplai darah agar tidak terjadi iskemia otak.