hemorheologi cerebral

Hemorrheology Cerebral Rickky Kurniawan

TEXT BOOK READING

Hemorrheology Cerebral

Disusun oleh:Rickky Kurniawan G1A209099

RSUD PROF. DR. MARGONO SOEKARDJO FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU-ILMU KESEHATAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN BAGIAN ILMU PENYAKIT SARAF PURWOKERTO 2011

Neurovascular@2011

1


Hemorrheology Cerebral___________________-Rickky Kurniawan-___________________A. Latar Belakang Hemorrheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran darah beserta komponen yang terdapat di dalamnya seperti plasma, sel darah merah, sel darah putih dan platelet. Aliran komponen darah merupakan determinan utama yang menentukan perfusi jaringan yang adekuat sehingga mempunyai peran penting dalam proses terjadinya penyakit. Dalam menganalisis suatu aliran darah maka sangat penting untuk mengetahui bagaimana darah dan komponen yang terkandung di dalamnya merespon terhadap suatu tekanan. Secara umum, dapat diprediksi cara sebuah aliran cairan merespon terhadap tekanan yang melibatkan tiga tahap. Yang pertama yaitu berdasarkan prinsip konservasi momentum dan hasil dari perkalian antara tekanan terhadap gradien velositas. Yang kedua adalah dengan persamaan rheological yang menunjukkan bagaimana cairan merespon terhadap tekanan dan menghubungkan tekanan terhadap gradien velositas yang dihasilkan. Persamaan rheological dapat menjelaskan karakteristik cairan secara spesifik seperti misalnya viskositas. Yang terakhir adalah pengurangan dari hasil konservasi momentum dengan hasil dari persamaan rheological. Sehingga didapatkan hasil yang terintegrasi untuk mendapatkan hubungan yang makroskopik antara tingkat aliran cairan dan gradien tekanan. Stenosis arterial, thrombosis, emboli dan vasospasme sering menyebabkan berkurangnya perfusi regional dari otak dimana pada tingkat tertentu dapat menyebabkan lesi fokal iskemik pada serebral. Konsekuensi dari metabolik iskemik dapat menyebabkan defisit neurologis dimana defisit ini dapat bersifat ireversibel atau reversibel tergantung dari luas dan lamanya iskemik. Tindakan bedah maupun medis dijadikan pilihan terapi untuk pencegahan, pengembalian, dan perbaikan dari defisit neurologis pada iskemik. Karotisendarterektomi dan baypass arteri ekstrakranial ke intrakranial menjadi pilihan prosedur bedah untuk untuk pasien dengan penyakit serebrovaskular. Namun sayangnya

Neurovascular@2011

2


pada iskemia otak akut efektifitas dari prosedur ini secara darurat terhambat dengan waktu yang dibutuhkan untuk penilaian radiologi dan persiapan pasien sebelum pelaksanaan operasi ini. Namun demikian tatalaksana dari stroke iskemik dapat berhasil jika reperfusi daerah iskemik otak dapat segera ditangani. Terapi medis dengan manipulasi viskositas darah merupakan cara yang cukup efektif dan cepat untuk meningkatkan perfusi pada jaringan iskemia akut, disamping dapat berfungsi sebagai penunjang untuk tindakan bedah pada penyakit serebrovaskular serta dapat menjadi tatalaksana pada pasien dengan penurunan perfusi otak. Pemikiran pada parameter hemorrheologis darah yang mempengaruhi perfusi otak memungkinkan sebagai tatalaksana untuk iskemik serebral akut. Oleh karena itu penelitian tentang faktor yang mempengaruhi aliran darah otak pada keadaan normal maupun patologis memiliki peran penting pada penyakit serebrovaskular.

Neurovascular@2011

3


B. Anatomi dan Fisiologi aliran darah Cerebral Susunan saraf terdiri dari susunan saraf pusat dan susunan saraf tepi. Susunan saraf pusat dibentuk oleh encephalon dan medulla spinalis. Sedangkan susunan saraf tepi dibentuk oleh Nn.Craniales dan Nn.Spinales. Encephalon terletak dalam cavitas cranii sedangkan medulla spinalis terletak dalam canalis vertebralis. Pembagian encephalon adalah sebagai berikut : 1. Telencephalon (endbrain) yang menjadi hemisfer serebri, yang terdiri dari korteks serebri, rinencephalon, basal ganglia yang tersusun atas nukleus kaudatus dan nukleus lentikularis (putamen dan globus palidus), klaustrum, serta amigdala. 2. Diencephalon (interbrain) terdiri dari epithalamus, thalamus, subthalamus, dan hipothalamus. 3. Mesencephalon (midbrain) yang terdiri dari korpora kuadrigemina (kollikulus superior dan kollikulus inferior), tegmentum (nulleus rubber dan subtantia nigra), serta pedunkulus serebri. 4. Metencephalon (afterbrain) yang terdiri dari pons dan serebellum. 5. Myelencephalon (narrowbrain) disebut juga medulla oblongata.

Gambar 1. Susunan Saraf Pusat Aliran darah yang menuju otak berasal dari dua buah arteri karotis dan sebagian berasal dari arteri vertebralis. Kedua arteri vertebralis bergabung membentuk

Neurovascular@2011

4


arteri basilaris otak belakang dan arteri ini berhubungan dengan kedua arteri karotis interna yang juga berhubungan satu dengan lainnya membentuk suatu sirkulus Willisi. Circulus arteriosus willisi merupakan suatu lingkaran pembuluh darah arteri yang terletak mengelilingi chiasma opticum, tuber cinereum dan fossa interpeduncularis. Dibentuk oleh: a. communicans anterior, a. communicans posterior, a. cerebri anterior, a. cerebri media dan a. cerebri posterior. Ramus corticalis yang memberi suplai darah kepada hemisfer serebri dipercabangkan oleh a. cerebri anterior, a. cerebri media dan a. cerebri posterior. Encephalon mendapat suplai darah dari a. carotis interna dan a. vertebralis. Arteri carotis interna dibagi menjadi empat bagian yaitu: pasr cervicalis, pars petrosa, pars cavernosa dan pars cerebralis. Cabang-cabang utama dari a. carotis interna adalah a. ophthalmica, a. communicans posterior dan a. choroidea anterior. Di sebelah lateral dari chiasma opticum, a. carotis interna bercabang membentuk a. cerebri anterior dan a. cerebri media. Arteri vertebralis merupakan cabang pertama dari a. subclavia dan berjalan melalui foramen occipitale magnum masuk ke dalam cavitas cranii. Pada tepi caudal pons, a. vertebralis dexter dan a. vertebralis sinister bersatu membentuk a. basilaris. Percabangan dari pars intrakranialis a. vertebralis dan a. basilaris memberi suplai darah kepada medulla spinalis segmen cervikalis, medulla oblongata, pons, mesencephalon, cerebellum, bagian posterior diencephalons, bagian-bagian dari lobus occipitalis dan lobus temporalis. Dengan demikian terjadilah jalinan kolateral yang cukup besar pada arteriarteri besar yang mengurus jaringan otak. Adanya kolateral yang besar ini, maka pada orang muda kedua arteri karotis biasanya dapat disumbat tanpa menimbulkan efek yang merugikan fungsi serebral. Sedangkan pada orang tua, arteri besar pada dasar otak sering mengalami sklerosis dan menyumbat arteri karotis, sehingga penyediaan darah ke otak berkurang sedemikian rupa sampai terjadi gangguan fungsi serebral. Adapun fungsi susunan saraf pusat adalah sebagai berikut: 1. Menerima stimulus dan merekamnya. 2. Memberi respon secara spontan terhadap suatu stimulus (reflex). 3. Mengendalikan gerakan. 4. Koordinasi gerakan dan keseimbangan.

Neurovascular@2011

5


5. Mengkoordinasi aktivitas viscera. 6. Tempat perilaku (behavioral).

Gambar 2. Sirkulasi Pembuluh Darah Otak C. Metabolisme Otak Metabolisme jaringan otak hampir seluruhnya tergantung pada pembakaran glukosa secara aerobik. Di dalam jaringan otak terdapat sedikit persediaan glukosa dan oksigen. Otak yang merupakan 2% dari berat tubuh memerlukan kurang lebih 15% 17% dari cardiac output dan kurang lebih 20% dari oksigen yang diperlukan oleh seluruh tubuh. Ada tiga faktor utama yang mempengaruhi vaskularisasi otak yaitu gasgas dalam darah dan metabolisme yang merupakan faktor biokimiawi, autoregulasi arteri serebral. Pembuluh serebral menyesuaikan lumennya pada ruang lingkupnya sedemikian rupa, sehingga aliran darah tetap konstan, walaupun tekanan perfusi berubah-ubah. Pengaturan diameter lumen ini dinamakan autoregulasi. Konstriksi terjadi apabila tekanan intralumenal melonjak dan dilatasi jika tekanan tersebut menurun. Reaksi dinding pembuluh darah terhadap fluktuasi tekanan intralumenal itu sangat cepat, yaitu dalam beberapa detik. Penurunan tekanan darah sistemik sampai 50 mmHg masih dapat berlalu tanpa menimbulkan gangguan sirkulasi serebral. Tetapi jika tekanan darah sistemik turun

Neurovascular@2011

6


samapai di bawah 50 mmHg, autoregulasi serebral itu tidak mampu lagi memelihara jumlah darah yang mengalir ke otak (CBF= cerebral blood flow ) yang normal. Untuk orang-orang sehat tekanan perfusi sebesar 50 mmHg itu merupakan ambang kritis. Sebanding dengan autoregulasi terhadap tekanan darah sistemik yang menurun, adalah autoregulasi terhadap tekanan darah sistemik yang melonjak. Batas atas yang masih dapat ditanggulangi autoregulasi ialah 200 mmHg sistolik dan 110-120 mmHg diastolik. Jika tekanan darah sistemik lebih tinggi dari batas atas tersebut, maka autoregulasi yang mengadakan vasokonstriksi dapat berlalu secara ekstrim, sehingga timbul vasospasmus. Autoregulasi tersebut bersifat regional. Jika suatu daerah otak iskemik maka tekanan intralumenal di wilayah itu lebih rendah daripada di daerah sehat yang berdampingan, sehingga darah akan mengalir dari wilayah tekanan intralumenal tinggi ke wilayah tekanan intralumenal rendah. Dengan demikian iskemia regional itu dapat terkompensasi. Autoregulasi yang dikelola oleh tekanan intralumenal ini bekerja secara bebas, tetapi saling membantu reaksi yang dicptakan oleh faktor-faktor biokimiawi yang terdapat di otak secara regional. Faktor-faktor tersebut menyangkut pengelolaan CBF regional agar kebutuhan metabolik regional dapart terpenuhi. Dalam lingkungan dengan CO2 tinggi arteri serebral berdilatasi dan CBF bertambah karena resistensi vaskuler menurun. Jika kadar CO2 menurun, arteri serebral menyempit dan CBF cepat menurun. Kemampuan unuk bereaksi terhadap naik turunnya tekanan CO2 arterial (PCO2) itu semakin berkurang pada bertambahnya umur. Pada umumnya metabolisme otak hampir seluruhnya tergantung pada pemecahan oksidatif glukosa dan CO2 yang dihasilkan oleh proses oksidasi tersebut. Peningkatan metabolisme otak, baik secara regional maupun secara global, mengakibatkan secara berturut-turut produksi CO2 bertambah, vasodilatasi, CBF menjadi lebih besar dan dengan demikian mengahsilkan pula bertambahnya jatah O2 dan glukosa untuk otak. Iskemi serebri regional akibat stenosis salah satu arteri, namun yang tidak disertai kemunduran metabolismenya, akan menghasilkan peningkatan PCO2 regional, yang akan membangkitkan vasodilatasi di arteri-arteri kolateral dan menggiatkan sirkulasi kolateral. Akan tetapi apabila iskemia melumpuhkan metabolisme regional, mekanisme untuk mengadakan peningkatan sirkulasi kolateral tidak dapat beroperasi lagi.

Neurovascular@2011

7


Tekanan O2 arterial (PO2) menurun pada keadaan hipoksia atau anoksia karena sebab apapun. Keadaan tersebut menimbulkan vasodilatasi dan bertambahnya CBF. Sebaliknya PO2 yang meningkat menyebabkan vasokonstriksi dan turunnya CBF. Walaupun reaksi ini berlaku, inhalasi 100% O2 meningkatkan lebih lanjut jatah O2 yang tersedia untuk suatu daerah otak yang iskemik (misalnya pada stroke) dengan jalan meningkatkan selisih tekanan antara arteriol dan kapiler. Sifat pengaruh O2 terhadap dinding pembuluh darah belum diketahui. Tetapi reaksi terhadap O2 cepat sekali dan mungkin bereaksi langsung terhadap kemoreseptor yang berada di dinding pembuluh darah. Vasokonstriksi yang timbul sebagai reaksi terhadap PO2 itu ternyata tidak terkait pada penurunan PCO2 akibat hiperventilasi. Lagipula, vasokonstriksi dan vasodilatasi yang dihasilkan akibat pasang surutnya PO2 tidak sebesar yang diakibatkan oleh fluktuasi PCO2. Namun demikian, selama hipoksia berat berlangsung, efek vasodilatasi akibat penurunan PO2 menjadi lebih besar. Dan mungkin sekali proses ini mempunyai sangkut paut dengan dibebaskannya asam laktat oleh otak seketika metabolisme bergeser ke jurusan glikolisis anaerobik. Apabila suatatu daerah otak menjadi iskemik atau anoksik, dalam keadaan itu metabolisme anaerobick cepat mengambil alih tugas yang sebelumnya dibebankan kepada metabolisme oksidatif. Metabolisme anaerobic ini banyak menghasilkan asam laktat, yang merupoakan zat yang melebarkan lumen pembuluh darah (vasodilator). Jika pH darah berubah pada binatang atau manusia, akibat suntikan asam laktat misalnya, maka CBF akan bertambah. Reaksi ini mungkin tidak mengangkut efek peningkatan CO2. asidemia tampaknya berlalu secara bebas terhadap peningkatan CBF. Sebaliknya alkalemia cenderung menurunkan CBF. Pada umunya, penyelidikan-penyelidikan memberikan fakta yang cukup terpercaya, bahwa efek CO2 lebih besar daripada pengaruh pH dalam penelolaan CBF, oleh karena, biar bagaimanapun juga bukannya pH darah, tetapi pH intraselular otot polos arterio serebral yang pada dasarnya paling penting dalam pengelolaan tonus vasomotorik. Mekanisme pokok yang terurai di atas berlaku bagi otak seluruhnya dan daerah bagiannya (regional). Dalam keadaan fisiologik, CBF regional bisa meningkat, misalnya di lobus oksipitalis pada adanya kegiatan visual, atau pada berlangsungnya kejang fokal. Peningkatan PCO2 dan penurunan PO2 regional akibat peningkatan

Neurovascular@2011

8


metabolisme regional itu, akan mempertinggi CBF regional. Sistem regional tersebut bersifat autoregulatorik dan menurunkan CBF regional, apabila metabolisme regional menurun. Pada iskemia serebral yang bersifat regional akibat penyumbatan arteri, CO2 tertimbun di dalam daerah iskemik dan PO2 regional turun. Keadaan ini menggiatkan sirkulasi kolateral untuk meningkatkan CBF daerah yang iskemik itu.

D. Mikrosirkulasi dan Hemorheology Cerebral Mikrosirkulasi terdiri dari pembuluh darah terkecil dalam tubuh yang mempunyai jaringan kapiler dengan diameter pembuluh darah sebesar 48-mn disebut arterioles. Pembuluh darah pada sistem srteri umumnya mempunyai diameter yang mencapai 100-m. Mikrosirkulasi bertanggung jawab untuk mengalirkan darah pada organ dan pertukaran darah antara jaringan dan pembuluh darah. Sekitar 80% dari total penurunan tekanan menurun antara aorta dan vena cava terjadi pada pembuluh darah tersebut. Hal tersebut yang membedakan antara mikrosirkulasi dari pembuluh darah besar dari makrosirkulasi, yang berfungsi untuk menyalurkan darah dari dan menuju jantung serta organ perifer, selain itu juga reservoir tekanan tinggi dan rendah yang sangat penting untuk kerja jantung. karakteristik mikrosirkulasi yang membedakan adalah bahwa pembuluh darah pada mikrosirkulasi sangat berkaitan pada suatu organ dimana pembuluh darah pada makrosirkulasi tidak. Hal ini memungkinkan komunikasi antara jaringan parenkim dan pembuluh darah sehingga sebagai konsekuensinya penyakit seperti hipertensi, sickle sel anemia dan diabetes sangat mempengaruhi mikrosirkulasi. Gangguan mikrosirkulasi merupakan kontributor utama terhadap morbiditas dan mortalitas yang akan mempengaruhi beban biaya kesehatan.

Neurovascular@2011

9


Gambar 3. Mikrosirkulasi pembuluh darah tubuh Darah merupakan suatu suspensi yang tersusun dari elemen-elemen yaitu sel darah merah, sel darah putih, dan platelet. Cairan suspensi yang disebut plasma, yang mengandung berbagai zat berupa ion terutama Na, K, Ca, Cl dan juga makromolekul. Sel darah merah berbentuk bulat bikonkaf dengan diameter 68 m dan ketebalan 2 m. Pada mamalia sel darah merah tidak mempunyai nukleus dan tersusun oleh hemoglobin yang terkonsentrasi pada membran yang fleksibel. Fungsi utama dari sel darah merah adalah untuk membawa oksigen dari paru menuju jaringan dan membawa carbon dioksida dari jaringan menuju ke paru. Membrannya tersusun dari plasma membran lipid bilayer yang berhubungan dengan protein dan citoskeleton. Elemen citoskeleton yang utama adalah spectrinm actin dan protein dimana mereka bertanggung jawab untuk mempertahanakan integritas stuktur sel.

Neurovascular@2011

10


Gambar 4. Komponen dalam darah Sel darah putih merupakan bagian dari sistem imun. Terdapat beberapa macam sel darah putih, seperti granulosit yang terdiri dari neutrofil, basofil, dan eosinofil, monosit, limfosit, makrofag, dan fagosit. Mereka mempunyai ukuran yang berbedabeda dengan dimater sekitar 8 m. Sebagian sel darah merah beredar dalam sirkulasi darah dan teraktivasi oleh adanya inflamasi atau keberadaan molekul asing. Sehingga hal tersebut akan mengaktifkan kaskade kejadian yang komplek meliputi dinding pembuluh darah, adhesi endotelium vascular dan pada akhirnya terjadi migrasi sel dari dinding vascular menuju jaringan. Platelet merupakan partikel yang berbentuk diskoid dengan diameter 2 m yang berperan dalam koagulasi darah. Platelet mengekspresikan berbagai reseptor pada permukaan nya dan adhesi molekul yang memediasi interaksi platelet dengan endotelium dan komponen plasma.

Neurovascular@2011

11


Gambar 5. Presentase komponen darah dalam tubuh E. Viskositas Darah Penelitian pada hemorheologi terutama berkaitan dengan viskositas darah. Viskositas merupakan pengukuran dari gesekan dalam pembuluh darah dengan sistem aliran laminar yang berkaitan dengan tekanan tingkat gesekan (the term shear rate), yang merupakan istilah yang hampir sama dengan gradien kecepatan. Aliran darah pada pembuluh darah serebral memiliki perbedaan kecepatan dimana pada aliran axial lebih besar daripada aliran perifer. Jika ukuran dari pembuluh darah konstan shear rate sebanding dengan kecepatan aliran darah, tingkat shear rate terendah ada pada venula di mikrosirkulasi. Faktor yang menentukan viskositas darah termasuk hematokrit, agregasi eritrosit, fleksibilitas eritrosit, agregasi platelet dan viskositas plasma. Viskositas darah berbanding terbalik pada shear rate, pada tingkat aliran darah yang lambat meningkatkan viskositas darah dan meningkatnya aliran darah menyebabkan viskositas darah berkurang. Hal ini tergantung pada faktor viskositas darah terutama fleksibilitas dan agregasi eritrosit. Faktor lain yang mempengaruhi viskositas darah seperti fahreus effect, screening effect dan fenomena inversi yang bergantung pada diameter pembuluh darah.

Neurovascular@2011

12


Gambar 6. Persamaan Hegan Poiseuile tetang Aliran Darah Pada Persamaan Hegan Poiseuile atau Poiseuile Law, Flow F adalah aliran darah, P adalah Gradien Tekanan, r adalah Radius pembuluh Darah, L adalah panjang pembuluh darah, G adalah Viskositas. Akan tetapi pada Poiseuile Law ini hanya variabel tertentu yang dapat dimanipulasi secara klinis untuk meningkatkan aliran darah seperti gradien tekanan, radius pembuluh darah, dan viskositas. Sayangnya Poiseuile Law menjelaskan aliran cairan newtonian dan darah perlaku dalam non Newtonian sehingga dengan meningkatnya viskositas darah diikuti dengan menurunya kecepatan regangan (Shear rate). Dengan demikian Poiseuile Law tidak tepat bila untuk menggambarkan aliran darah dengan viskositas darah terutama pada shear rate yang rendah. Pada orang sehat dibawah kondisi normal gradien tekanan dan dan radius konduktansi pembuluh darah merupakan penentu utama aliran darah otak. Namum pada area fokus iskemia cerebral terjadi kehilangan kapasitas untuk autoregulasi tekanan, diamana radius pembuluh darah menjadi maksimal. Viskositas darah dianggap penting dalam penentuan perfusi serebral. Hematokrit merupakan faktor utama yang mempengaruhi viskositas darah dan penting dalam peningkatan dan penurunan shear rate. Secara klinis hematokrit penting untuk pengamatan viskositas darah dimana kurva hematokrit dalam rentang fisiologis. Kurva ini bergeser ke kiri bersamaan dengan penurunan shear rate. Dengan demikian

Neurovascular@2011

13


penurunan hematokrit dalam kisaran fisiologis (30 50 %) mengurangi viskositas darah secara cukup signifikan dalam menurunnya shear rate mewakili fase aliran yang lambat. Fleksibilitas eritrosit merupakan salah satu faktor penentu viskositas darah, viskositas internal yang rendah dari eritrosit mendorong fleksibilitas membran yang cukup besar dalam mempertahankan darah dalam keadaan cairan, bahkan pada hematokrit yang sangat tinggi. Agregasi platelet mempengaruhi viskositas darah dan aliran darah melalui dua mekanisme : 1. Agregasi platelet menyebabkan koagulasi intravascular dan menimbulkan trombus. 2. Agregasi platelet menyebabkan terhambatnya arteriolar dan pembuluh darah kapiler.

Gambar 7. Agregasi platelet menyebabkan koagulasi intravascular dan menimbulkan trombus. Agregasi platelet tidak seperti agregasi eritrosit dimana secara umum bersifat irreversibel. Seiring dengan peningkatan agregasi eritrosit partikel platelet yang lebih kecil bergerak dalam aliran axial ke bagian luar aliran lamina dimana shear rate merupakan yang tertinggi. Trombosit dalam lamina shear rate yang tinggi mengalami

Neurovascular@2011

14


cidera sehingga meningkatkan perlekatan dan agregasi. Dengan demikian agregasi eritrosit sekunder mungkin memperburuk agregasi trombosit, meningkatkan viskositas darah dan menurunkan aliran darah. Viskositas darah sangat terpengaruh oleh makromolekul fibrinogen dan alpha- 2 makroglobulin. Meningkatnya konsentrasi plasma fibrinogen sebaliknya meningkatkan agregasi eritrosit. Meskipun peningkatan viskositas plasma dapat mempengaruhi aliran darah yang melalui pembuluh darah pada setiap radius, kontribusi dari hemorrheologis untuk viskositas darah masih memerlukan studi lebih lanjut. F. Aliran darah pada Mikrosirkulasi Mirip dengan conductance pembuluh darah, aliran darah dan viskositas dalam mikro sirkulasi juga bervariasi dengan hematokrit, fleksibilitas eritrosit, agregasi trombosit dan viskositas plasma. Agregasi trombosit sangat mungkin memodifikasi aliran darah mikrosirkuler pada otak. Sebaliknya dengan ukuran yang lebih besar pembuluh darah conductance, semakin kecil diameter kapiler semakin memungkinkan terjadinya obstruksi karena eritrosit yang berukuran besar. Karena agregasi eritrosit adalah shearrate dependent, agregasi ini dapat meningkat dalam mikrosirkulasi pada daerah iskemik dan akibatnya shear rate tertekan. Tambahan agregasi eritrosit akan lebih meningkatkan viskositas darah dan mengurangi aliran darah sehingga menghasilkan 2 siklus yang berbahaya. Baik fleksibilitas dan viskositas interna yang rendah dari eritrosit manusia menjadi penentu utama aliran darah pada mikrosirkulasi. Fleksibilitas ini menurun dengan bertambah tuanya umur eritrosit dan fungsi limpa untuk menyaring sel-sel ini karena mereka menjadi lebih kaku, sehingga memastikan, sehingga memastikan bahwa sirkulasi eritrosit secara optimal mampu mengalir melalui mikrosirkulasi. Proses penuaan berbagai hemoglobinopathy penurunan fleksibilitas eritrosit dengan potensi memiliki efek yang berlawanan melalui mikrosirkulasi. Aliran darah pada mikrosirkulasi juga dipengaruhi dengan agregasi platelet. Meningkatnya agregasi platelet, radius pembuluh darah muncul juga peningkatan fenimena inversi. Platelet hampir tidak memiliki fleksibilitas, merupakan partikel kaku sehingga meningkatkan viskositas darah secara langsung dengan jumlah proporsinya. Sebagai pembuluh darah conductance, jumlah normal dan patologis dari protein plasma

Neurovascular@2011

15


khususnya fibrinogen, secara teori berdampak pada viskositas dan aliran darah pada mikrosirkulasi. G. Hemorrheology pada iskemia cerebral klinis Pada studi kontrol klinis menunjukkan bahwa pasien dengan devisit neurologi sekunder akibat dari iskemia cerebral fokal, berkurangnya aliran darah menyebabkan peningkatan viskositas darah. Hubungan langsung dapat diamati antara peningkatan hematokrit (secara umum 50%) dan ukuran infark cerebral pada pasien oklusi penyakit cerebrovaskular, Terdapat hubungan negatif antara hematokrit atau tingkat serum fibrinogen dan aliran darah serebral pada pasien stroke. Data klinis menunjukan bahwa pengurangan hematokrit batas fisiologis normal pada pasien dengan penyakit iskemik serebrovaskular mampu mengurangi viskositas darah secara signifikan pada shear rate yang rendah. shear rate juga penting dalam menentukan viskositas darah pada pasien stroke. Meskipun fibrinogen plasma menurun selama terapi hemodilusi, pengurangan hematokrit memiliki pengaruh besar dalam menurunkan viskositas darah. Kontribusi deformitas eritrosit untuk serebral iskemia disangkal, sejak ada penemuan deformitas eritrosit pada pasien stroke sama dibandingkan dengan pasien kontrol pada satu grup. Banyak penelitian telah mencoba meningkatkan perfusi otak dengan manipulasi faktor rheology untuk terapi iskemia serebral. Awalnya studi retrospektif baik yang mendukung maupun menolak keuntungan dari efek infus low molecular weight dextran infusioin pada tatalaksana stroke iskemik semua terikat dalam desain, metodologi dan penilaian. Bagian evaluasi prospektif dari low molecular weight dextran dan 5% serum albumin pada pasien dengan stroke iskemik menunjukkan peningkatan difusi pada aliran darah otak, peningkatan signifikan kekuatan frekuensi rata-rata, dan penurunan EEG kuantitatif. Induksi augmentasi pada daerah perfusicerebral berbanding terbalik dengan hematokrit. Sebuah penelitian clinical trial randomized prospektif di Swedia telah mengkonfirmasi manfaat dari reduksi hematokrit secara akut ( melalui venaseksi dan infus low molecular dextran ) pada pasien iskemik serebri akut yang mengalami defisit neurologis kurang dari 48 jam. Penelitian tersebut menemukan 85% dari 52 hemodilusi dan 64% dari 50 pasien kontrol meningkat dalam skoring neurologis pada 10 hari pertama. Pada follow-up selama 3 bulan kedua kelompok memiliki angka kematian

Neurovascular@2011

16


yang hampir sama, meskipun angka pasien dengan hemodilusi 3x lebih sedikit tinggal di rumah sakit dan 3,8x lebih sedikit tidak dapat berjalan daripada kelompok kontrol pasien hidup. Dengan demikian terapi hemodilusi meningkatkan keluaran klinis secara keseluruhan untuk 3 bulan pertama. Upaya klinis memanipulasi faktor rheologi selain hematokrit sejauh ini masih terbatas. Infus dari hydroxyethylstarch sebuah plasma expander sintetis, dilaporkan dapat mengurangi sintesis agregasi eritrosit, tetapi hanya pada konsentrasi yang lebih besar dari 4%. Sebaliknya dengan penurunan serum fibrinogen, clinical trial dengan menggunakan pentoxifilin, suatu penghambat sintesis fibrinogen dapat menurunkan viskositas darah secara signifikan dan konsentrasi fibrinogen plasma serta meningkatkan disagregasi platelet dan filterability eritrosit pada pasien dengan penyakit serebrovaskular yang dirawat selama 6 minggu. Pasien yang mendapat terapi dengan pentoxifylline mengalami episode iskemik secara signifikan lebih sedikit daripada pasien kontrol. H. Penggunaan Klinis Saat ini incremental venesection dengan penggantian volume intravaskular dengan cairan koloid digunakan untuk meningkatkan aliran darah serebral pada pasien setelah operasi bypass arteri cerebral selama periode anastomosis masih berdilatasi. Hemodilusi isovolemik mungkin berguna pada cerebral perfusi distal untuk arteri carotis atau stenosis arteri carotis pada pasien dengan infark serebral akuut yang masih menunggu 3 6 minggu sebelum menjalani bypass arteri serebral atau carotid end arteriectomy. Penambahan cairan intravaskular dengan infus cairan koloid hemodilusi dengan atau tanpa venaseksi dapat diterapkan pada pasien stroke iskemik akut yang memiliki aliran pembuluh darah kolateral. Saat ini cairan dilusi hiperperfusi juga digunakan untuk meningkatkan aliran darah serebral pada pasien dengan resiko iskemia selama dan sesudah revaskularisasi serebral. Pengalaman hemodilusi hipervolemik pada tatalaksana pasien iskemik vertebrobasiler terbatas. Pengamatan pada pasien dengan stenosis vertebro basiler terapi hemodilusi hipervolemik meningkatkan perfusi kolateral pada daerah iskemik otak melalui arteri yang memiliki kolateral. Berdasarkan derajat kolateralisasinya, hemodilusi hipervolemik tidak bermanfaat pada iskemia dimana daerah otak memiliki

Neurovascular@2011

17


fungsi kolateral pada end arteri. Oleh karena itu pasien dengan iskemik oklusi lentikulostriata, talamoperfota atau masuknya cabang dari arteri tidak di tinggalkan sebagai kandidat yang baik untuk tipe terapi rheology. Berdasarkan percobaan ini pengamatan klinis menyarankan reduksi hematokrit dapat digunakan sebagai modifikasi tatalaksana untuk iskemik serebral akut. Pada pasien dengan hematokrit yang tinggi, venaseksi membutuhkan infus dari volume plasma koloid karena infus sendiri tidak bisa secara langsung mengurangi hematokritnya. Tujuan dari terapi ini pasien dapat menurunkan hematokrit hingga 33% sesegera mungkin setelah onset dari iskemik serebral akut. Meskipun semua pasien yang sudah diterapi hemodilusi akan menjadi maksimal pada batas keamanan tertentu. Pada pasien dengan hematokrit tinggi ketika mendapat terapi ini perlu diperhatikan karena akan meningkatkan aliran darah otak yang cukup tinggi juga, dan setelah terapi ini dapat terjadi perbaikan defisit neurologi. Pada terapi hemodilusi kurang efektif dalam menurunkan hematokrit jika lebih besar dari 15% tidak terlalu perlu untuk menaikkan aliran darah serebral meskipun pasien dengan akut iskemik serebral dan hematokrit yang relatif rendah mungkin diharapkan tidak terjadi peningkatan setelah hemodilusi terapi. Oleh karena itu penilaian aliran darah serebral sangat penting pada terapi rheology.

Neurovascular@2011

18


Tabel.1. Panduan untuk Hemodilusi Nilai dasar Hematokrit (%) 36-40 41-46 46 atau lebih Tidak ada 500cc 1000cc Tidak ada 500cc 1000cc Venaseksi Pergantian Koloid Nilai Reduksi Pengaturan Hematoktrit yang diharapkan 8-18% 18-28% 28% atau lebih Evaluasi Awal : Evaluasi awal fungsi motorik dan bicara sebagai nilai awal perbandingan terapi, deteksi adanya penurunan kesadaran, tekanan intrakranial meningkat, evaluasi nilai CT-scan untuk menilai adanya kerusakan struktur cerebral (hipodens,perdarahan, atau efek masa), etiologi dan adanya iskemia cerebral lama, pemeriksaan serebralangiografi untuk menilai adanya kolateralisasi, pemeriksaan hematokrit dasar, tekanan vena sentral, status kardiak dan tekanan paru dan curah jantung Catatan : Infus diatur untuk mempertahankan hematokrit sekitar 33% dan tekanan vena sentral 812cm H2O dan infus untuk 72 jam lalu diturunkan bila terjadi penurunan kesadaran. Jika terjadi penurunan kesadaran, naikan cairan infus dan diturunkan setelah 48-72 jam. Ya Ya Ya Infus Koloid

Neurovascular@2011

19


H. Kesimpulan 1. Hemorrheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran darah beserta komponen yang terdapat di dalamnya seperti plasma, sel darah merah, sel darah putih dan platelet. 2. Stenosis arterial, thrombosis, emboli dan vasospasme sering menyebabkan berkurangnya perfusi regional dari otak dimana pada tingkat tertentu dapat menyebabkan lesi fokal iskemik pada serebral. 3. Terapi medis dengan manipulasi viskositas darah merupakan cara yang cukup efektif dan cepat untuk meningkatkan perfusi pada jaringan iskemia akut. I. Saran Sebagai seorang klinisi hendaknya dapat mempertimbangkan aspek hemorrheologi dalam melakukan penatalaksanaan terapi khususnya dalam bidang neurologi. Dengan pemahaman yang tepat diharapkan akan menurunkan ambang kecacatan dan mortalitas pasien sehingga output terapi pada kasus cerebrovaskular dapat sesuai dengan yang diharapkan.

Neurovascular@2011

20


Daftar Pustaka1. Baskurt OK, Meiselman HJ. 2003. Blood rheology and hemodynamics. Semin. Thromb. Hemost. 29:43550. 2. Bishop JJ, Nance PR, Popel AS, Intaglietta M, Johnson PC. 2001a. Effect of erythrocyte aggregation on velocity profiles in venules. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 280: H22236. 3. Busse R, Fleming I. 2003. Regulation of endothelium-derived vasoactive autacoid production by hemodynamic Pharmacol. Sci. 24:2429. 4. Oguz K. Baskurt MD, Ph.D. Max R. Hardeman, Ph.D. Handbook of hemorrheology and hemodynamic. 2007 ; 69. 5. Wood JH, Simeone FA, Fink EA, Golden MA. Hypervolemic hemodilution of experimental focal cerebral ischemia. Elevation Of cardiac Output, regional cortical blood flow, and ICP after intravascular volume expansion with low molecular weight dextran. J Neurosurg 1983 ;59:500-9. 6. Corry WD, Jackson LJ, Seaman GV. The hidroxilethyl starch on the rheological properties of human erythrocyte suspentions. Biorheology 1981 ; 18 :517-29. 7. Ott E, lethner H, Fa Zekas F. Hemorrheological effect of pentoxifyline on disturbed flow behaviour of blood in patient with cerebrovascular insufficiency. Eur neurol 1983 ;22 Suppl 1 : 105-7. 8. Mardjono M, Sidharta P. Neurologi klinis dasar. Jakarta: Dian Rakyat; 2004.hal.280. 9.Wilson LM. Sistem saraf dalam Patofisiologi konsep klinis proses-proses penyakit edisi kedua. Jakarta: EGC;1994. hal.902

Neurovascular@2011

21

hemorheologi cerebral

Documents

dan hipothalamus

craniales dan nn

sel darah putih dan

sel darah merah

terjadinya penyakit

serta pedunkulus serebri

namun sayangnya neurovascular

secara umum