La presión intracraneal (PIC) se determina por el volumen de parénquima cerebral (80%), sangre (12%) y LCR (8%) dentro de una bóveda craneal rígida. El ICP normal oscila entre 5 y 15 mmHg. Debido a que el compartimento craneal está cerrado por un cráneo rígido, tiene una capacidad limitada para acomodar un volumen adicional. Cuando el contenido intracraneal aumenta en volumen (por ejemplo, secundario a tumor, sangre, hinchazón, hidrocefalia), inicialmente, la sangre circulante y el LCR se desplazan para compensar el volumen adicional y la PIC permanece sin cambios. Sin embargo, más allá de cierto umbral, si el contenido intracraneal continúa aumentando en volumen, el PIC aumentará rápidamente a medida que disminuya el cumplimiento en la bóveda intracraneal fija. Esta dinámica es crítica en pacientes quirúrgicos con una adherencia intracraneal ya disminuida por lesiones que ocupan espacio, que pueden ser extremadamente sensibles a los cambios en la PIC asociados con los efectos anestésicos (por ejemplo, vasodilatación cerebral por anestésicos inhalatorios o vasodilatación por períodos de hipoventilación/hipercapnia).

La hiperventilación es un método conocido para reducir rápidamente la PIC. El flujo sanguíneo cerebral depende en gran medida de PaCO2. La hiperventilación causa disminución de la PaCO2, lo que posteriormente conduce a la vasoconstricción arterial, lo que reduce el flujo sanguíneo cerebral (FCB), el volumen sanguíneo cerebral y la PIC. Este efecto está mediado por mis cambios de pH en el líquido extracelular que causan vasoconstricción cerebral o vasodilatación dependiendo del pH. Hay una disminución de aproximadamente el 2% en el FCB por cada disminución de 1 mmHg en los niveles de PaCO2. Aunque los efectos de la hiperventilación son casi inmediatos, estos efectos sobre el FCB disminuyen en 6-24 horas a medida que el cerebro se adapta cambiando los niveles de bicarbonato en el líquido extracelular para normalizar el pH. Además, si la hiperventilación prolongada se interrumpe repentinamente y la normocapnia se restaura demasiado rápido, hay un aumento de rebote resultante en el FCB y, por lo tanto, en la PIC, que puede ser perjudicial.

La hiperventilación se usa comúnmente para facilitar la cirugía intracraneal porque se cree que proporciona rápidamente «relajación» cerebral en el campo quirúrgico. Un ensayo aleatorizado multicéntrico encontró que la hiperventilación a hipocapnia moderada (PaCO2= 25 ± 2 mmHg) fue eficaz para reducir la PIC y disminuir el volumen cerebral en el campo quirúrgico durante la craneotomía (Gelb et al., 2008). Por otro lado, la hiperventilación también puede tener efectos adversos. Se ha demostrado que la hiperventilación a niveles de PaCO2 inferiores a 20 mmHg induce isquemia cerebral. Es probable que la isquemia cerebral con hiperventilación extrema esté mediada por una vasoconstricción severa de los vasos cerebrales y un desplazamiento hacia la izquierda de la curva de oxihemoglobina inducido por alcalosis, lo que disminuye el suministro de oxígeno al tejido cerebral. Por esta razón, la hiperventilación a niveles moderados (PaCO2 = 25-35) generalmente se considera una medida temporizadora a corto plazo para disminuir la PIC, o para reducir el volumen cerebral durante la neurocirugía, y se debe evitar la hiperventilación excesivamente agresiva (PaCO2 <25 mmHg).