Penelitian kebutuhan vital jaringan otak akan oksigen dapat dicerminkan dengan melakukan percobaan dengan menggunakan kucing, para peneliti menemukan lesi permanen yang berat didalam cortex kucing setelah sirkulasi darah otaknya dihentikan hampir selama 3 menit.
Diperkirakan bahwa metabolisme otak menggunakan kira – kira 18% dari total konsumsi oksigen oleh tubuh.
Pada manusia, dalam suatu saat mungkin otak mengandung kira – kira 7 ml total oksigen, yang dengan kecepatan pemakainan normal akan habis kira – kira 10 detik, oleh karena itu tidaklah mengherankan kalau masa hidup jaringan SSP yang menghadapi kekurangan oksigen cukup singkat (Chusid, 1993).
Berat otak hanya 2,5 % dari berat badan seluruhnya namun otak merupakan organ yang paling banyak menerima darah dari jantung yaitu 20 % dari seluruh darah yang mengalir ke seluruh bagian tubuh (Lumantobing, 2001).
Pengaliran darah ke otak dilakukan oleh dua pembuluh arteri utama yaitu sepasang arteri karotis interna yang mengalir sekitar 70% dari keseluruhan jumlah darah otak dan sepasang arteri vertebralis yang memberikan 30% sisanya.
Arteri karotis bercabang menjadi arteri cerebri anterior dan arteri cerebri media yang memperdarai daerah depan hemisfer cerebri, pada bagian belakang otak dan di bagian otak dibalik lobus temporalis.
Kedua bagian otak terakir ini memperoleh darah dari arteri cerebri posterior yang berasal dari arteri vertebralis (Chusid, 1993).
Peredaran darah otak dipengaruhi oleh beberapa faktor :
(1) Tekanan darah dikepala (perbedaan antara tekanan arterial dan venosa pada daerah setinggi otak), tekanan darah arteri yang penting dan menentukan rata –rata 70 mmHg, dan dibawah tekananan ini akan terjadi pengurangan sirkulasi darah yang serius
(2) Resistensi cerebrovasculer: Resistensi aliran darah arteri melewati otak dipengaruhi oleh :
- (a)Tekanan liquor cerebrospinalis intracranial, peningkatan resistensi terhadap aliran darah terjadi sejajar dengan meningginya tekanan liquor cerebrospinalis, pada tekanan diatas 500 mm air, terjadi suatu restriksi sirkulasi yang ringan sampai berat.
- (b)Viskositas darah : Sirkulasi dapat menurun lebih dari 50 % pada polycythemia, suatu peningkatan yang nyata didalam sirkulasi darah otak dapat terjadi pada anemia berat.
- (c) Keadaan pembuluh darah cerebral, terutama arteriole : Pada keadaan patologis, blok ganglion stelata dapat mengalami kegagalan untuk mempengaruhi aliran darah otak.