Sampai saat ini masih sulit mencari obat neuro anestetik yang dapat direkomendasikan sebagai gold standard. Karena itu sangat penting seorang anesthesiologist harus mempunyai apresiasi terhadap efek anestesi pada dinamika serebral.
Pasokan oksigen ke jaringan (delivery O2)(DO2) tergantung pada jumlah darah memperfusi jaringan persatuan waktu (Cerebral Blood Flow) (CBF) dan jumlah O2 yang dibawa per unit volume darah (oxygen content of arterial blood (CaO2) dimana DO2 = CBF x CacO2 sementara CaCO2 = (Hb x SaO2 x 1.39) (O2 yang bergabung Hb) + (PaO2 x 0,0003) (O2 yang terlarut dalam plasma).
Setiap faktor yang mengganggu komponen diatas akan mengganggu pasokan oksigen ke otak.
Oleh karena kebutuhan O2 cukup tinggi sementara cadangan O2 sangat terbatas, maka pasokan O2 secara terus menerus harus dipertahankan.
Orang dewasa normal hanya akan bertahan kesadarannya selama sepuluh detik bila terjadi anoksia dan bila lebih dari tiga menit akan terjadi gangguan otak irreversibel(2).
Memang tanpa oksigen otak masih mampu menghasilkan ATP tetapi jumlah energi yang dihasilkan melalui jalur ini tidak mencukupi(Fazekss dkk 1941).
Substrat utama untuk produksi energi dalam otak adalah glukose diperkirakan pada laki-laki dewasa muda yang sadar pemakaian glukose 31 Um(5 mg)/100 g jaringan otak/menit (cerebral metabolik rate for glucose)(CMRg) ternyata seimbang dengan produksi glukose oleh hati.
Dengan bantuan O2, glukose akan dimetabolisir menjadi H2O, CO2 dan energi (ATP).
Dalam keadaan cukup O2 dari satu molekul glukose akan dihasilkan 38 ATP yaitu(7):
a. 2 ATP dari proses glikolisis (oksidasi glukosa menjadi asam pinivat terjadi dalam sitoplasma).
b. 2 ATP dari krebscycle (siklus asam sitrat) (oksidasi asam piruvat menjadi acetil CO2) terjadi dalam mitrokondia.
c. 34 ATP dari proses transport elektron.
Dalam keadaan an aerob, siklus asam sitrat dan transport elektron tidak bisa berlangsung tanpa oksigen, asam piruvat akan dimetabolisir jadi asam laktat.
Secara aerobik glukose dirubah jadi piruvat, membentuk ATP dari adenosin di fosfat (ADP) dan fosfat inorganik (PI) dan mereduksi enzym nikotin amide adenin dimukleotida (NAD) menjadi NADH(16).
Piruvat kemudian memasuki siklus asam sitrat (trikarboksilat)(Krebs) untuk mereduksi NAD lebih lanjut.
Dalam mitokondria terjadi konversi NADH kembali menjadi NAD secara tidak langsung menghasilkan ATP dari ADP dan PI.
Konversi NADH menjadi NAD dengan melepaskan atom hidrogen dipindahkan pada sistem flavo protein, sitokrom dan selanjutnya melalui sistem pengangkut elektron ini hidrogen dipindahkan oksigen (merupakan aseptor hidrogen terakhir) membentuk air dihasilkan dari satu molekul glukosa membentuk 38 molekul ATP, CO2, H2O terjadi dalam mitokondria.(1.6).
Sistem flavo protein merupakan serangkaian enzym yang memindahkan hidrogen pada oksigen (merupakan aseptor hidrogen terakhir) membentuk air dihasilkan dari satu molekul glukosa membentuk 38 molekul ATP, CO2, H2O terjadi dalam mitokondria(1.6).
Selama proses transport elektron ini energi dilepaskan kemudian untuk dipakai membentuk ATP dan langkah terakhir adalah memindahkan ATP dari mitokondria kembali kedalam sitoplasma sel(1).
Pembentukan ATP yang dihubungkan dengan oksidasi pada keadaan ini disebut fosforilasi oksidatif, sementara fosforilasi glukosa dimana glukosa diubah jadi glukosa 6 fosfat waktu memasuki sel, untuk mencegah agar glukosa tidak keluar lagi dari sel kedalam sirkulasi(1).
Lebih kurang 35% glukosa yang memasuki jaringan otak dengan segera dimetabolisir oksidatif melalui siklus asam sitrat menghasilkan sejumlah ATP(Geiger 1958)12. Sisanya akan untuk pembentukan asam amino terutama asam glutamat dan aspartat (Ball 1976)(2).
Glutamat adalah neuro transmitter asam amino eksitatori (EAA) yang tersebar secara luas di susunan saraf pusat (SSP) tetapi lebih terkonsentrasi di hipokampus, lapisan luar kortek serebri dan substansia glotinosa di sum-sum tulang belakang. Glutamat di sintesis dengan jalan deaminasi glutamin atau melalui siklus trikarbosilat dilepaskan kecelah sinap sebagai respon adanya depolarisasi ujung saraf presinap. Pelepasan glutamat dari celah sinap merupakan proses yang bergantung pada ion kalsium (Ca2+) yang diatur oleh berbagai terowongan ion calsium diantaranya Voltage Sensitive Channels (VSCCs), Voltage
Dependant Channels (VDC) yang membutuhkan perbedaan potensial membran dan agonist sensitive channels (Receptor Operated Channels) yang memerlukan peningkatan agonist (Alpha, Beta) dalam mekanisme kerjanya. Glutamat dan aspartat akan dibersihkan dari rongga ekstra sel dengan sistem ambilan dengan afinitas yang sangat tinggi, yang bergantung pada natrium masuk kedalam astrosit dan neuron melalui transporter.
Sistem ini menggunakan energi yang berasal dari natrium gradient yang ada, menembus membran sel. Kegagalan mempertahankan natrium gradient ini mungkin menyebabkan kegagalan sistem ambilan glutamat yang akan meningkatkan kadar ekstra seluler dimana neuron akan terpapar pada glutamat sehingga terjadi pembengkakan dan kematian sel. Kadar glutamat dalam jaringan otak diperkiraka 10mmol/L sebagian besar berada dalam sel sedangkan dalam ekstra seluler diperkirakan 0.6 mmol/L(6.8).
Terjadi kerusakan pada korteks serebri atau hipokampus diperkirakan bila kadar glutamat mencapai 2.5 mmol/L(6.8). Penyebab paling sederhana dari kelebihan kadar glutamat ekstra seluller adalah melalui siklus glutamat glutamin dimana astrosit mengambil glutamat mengubahnya jadi glutamin melalui kerja glutamin sintetase (enzim yang memerlukan ATP) dan melepaskannya untuk ditangkap oleh neuron kemudian mengubah glutamin kembali ke glutamat melalui kerja glutaminase.(8).
Glutamat menstimulasi tiga receptor yang berperan dalam transmisi impuls neuron yang terletak pada pos sinaps (NMDA) (N-metil D-aspartat), AMPA (amino -3 hydroxy-5 methyl-4 isoxalepropionic acid) dan receptor kainate sementara aspartat hanya mempengaruhi receptor NMDA. Sebagian besar energi yang dihasilkan (55- 60)% dari total CMRO2 untuk mempertahankan integritas neuron berupa homeostatis, mempertahankan perbedaan ion, stabilitas membran, aktifitas mitokondria dan pengeluaran CO2 sementara (40-45%) dari total CMRO2 dipakai untuk fungsi neuron berupa pembentukan dan penghantaran impuls(7.8.9).
Bersambung
0 comments:
Post a Comment