intracraniale druk (ICP) wordt bepaald door het volume van hersenparenchym (80%), bloed (12%) en liquor (8%) in een stijf schedelgewelf. Normale ICP varieert van 5-15mmHg. Omdat het schedelcompartiment is omsloten door een stijve schedel, heeft het een beperkte mogelijkheid om extra volume op te nemen. Wanneer de intracraniale inhoud in volume toeneemt (bijv. secundair aan tumor, bloed, zwelling, hydrocephalus), worden aanvankelijk circulerend bloed en CSF verplaatst om het extra volume te compenseren en blijft ICP onveranderd. Echter, boven een bepaalde drempel, als de intracraniale inhoud blijft stijgen in volume, dan zal ICP snel toenemen als er een verminderde compliance is in het vaste intracraniale gewelf. Deze dynamiek is van cruciaal belang bij operatiepatiënten met reeds verminderde intracraniale compliance vanuit ruimtebezettende laesies, die extreem gevoelig kunnen zijn voor ICP-veranderingen geassocieerd met anesthetische effecten (bijv., cerebrale vasodilatatie door inhalatie-anesthetica of vasodilatatie door periodes van hypoventilatie/hypercapnie).
hyperventilatie is een bekende methode om ICP snel te verlagen. Cerebrale bloedstroom is grotendeels afhankelijk van PaCO2. Hyperventilatie veroorzaakt een verminderde PaCO2 die vervolgens leidt tot arteriële vasoconstrictie waardoor de cerebrale bloedstroom (CBF), het cerebrale bloedvolume en ICP wordt verlaagd. Dit effect wordt gemedieerd mijn pH veranderingen in de extracellulaire vloeistof die cerebrale vasoconstrictie of vasodilatatie veroorzaken afhankelijk van de pH. er is ongeveer een 2% daling van CBF voor elke 1 mmHg daling van PaCO2 niveaus. Hoewel de effecten van hyperventilatie bijna onmiddellijk zijn, nemen deze effecten op CBF gedurende 6-24 uur af naarmate de hersenen zich aanpassen door het bicarbonaatniveau in de extracellulaire vloeistof te veranderen om de pH te normaliseren. bovendien, als langdurige hyperventilatie plotseling wordt gestopt en normocapnie te snel wordt hersteld, is er een resulterende rebound toename van CBF en dus ICP die schadelijk kan zijn.
hyperventilatie wordt vaak gebruikt om intracraniale chirurgie te vergemakkelijken, omdat men denkt dat het snel zorgt voor “ontspanning” van de hersenen in het chirurgische veld. Een multicenter gerandomiseerde studie toonde aan dat hyperventilatie tot matige hypocapnie (PaCO2= 25 ± 2mmHg) effectief was bij het verminderen van ICP en het verminderen van de hersenmassa in het chirurgische veld tijdens craniotomie (Gelb et al., 2008). Anderzijds kan hyperventilatie ook negatieve effecten hebben. Er is aangetoond dat hyperventilatie tot PaCO2-niveaus onder de 20 mmHg cerebrale ischemie veroorzaakt. Cerebrale ischemie met extreme hyperventilatie wordt waarschijnlijk gemedieerd door ernstige vasoconstrictie van cerebrale bloedvaten en alkalose geïnduceerde linkswaartse verschuiving van de oxyhemoglobine curve, waardoor de zuurstoftoevoer naar hersenweefsel afneemt. Om deze reden wordt hyperventilatie tot matige niveaus (PaCO2 = 25-35) over het algemeen beschouwd als een tijdelijke maatregel op korte termijn om ICP te verminderen, of om de bulk van de hersenen tijdens neurochirurgie te verminderen, en dient overdreven agressieve hyperventilatie (PaCO2 <25mmHg) te worden vermeden.
