A szén-dioxid (CO2), az oxigén (O2) és a nitrogén-oxid (NO) mélyen befolyásolja az agyi érrendszer működését, és kulcsszerepet játszik az agyi véráramlás (CBF) és az agyi anyagcsere szabályozásában (i.e., az O2 agyi anyagcsererátája, CMRO2). Az agy erősen perfundált, és rendkívül érzékeny a vérellátásában bekövetkező bármilyen változásra. Ha az agyi keringés teljesen elzáródik, másodperceken belül bekövetkezik az eszméletvesztés, és perceken belül visszafordíthatatlan kóros elváltozások lépnek fel. Ezért az agyi keringést szabályozó fiziológiai mechanizmusok úgy vannak kialakítva, hogy a CBF és a CMRO2 állandóságát a belső és külső körülmények széles skáláján biztosítsák. Ez akár más szervek megfelelő véráramlásának rovására is történhet. Ez a fejezet a CO2, az O2 és az NO agyi érrendszerre gyakorolt élettani hatásait vizsgálja, és megvitatja lehetséges hatásmechanizmusaikat. A hiper- és hipokapnia, a hipoxia és a hiperoxia hatásait, valamint a NO részvételét az agyi iszkémia kialakulásában tárgyaljuk.