Sebagian besar infark otak disebabkan oleh penyumbatan trombus pada arteri yang memasok darah ke otak, dan sel-sel otak adalah sel yang paling halus dalam tubuh manusia, dan kerusakan yang tidak dapat dipulihkan terjadi setelah aliran darah terputus sama sekali selama 8 sampai 10 menit. Sejumlah besar penelitian telah membuktikan bahwa untuk menyelamatkan jaringan otak, perlu untuk mengembalikan suplai aliran darah dalam waktu singkat sebelum terjadi kerusakan ambang batas iskemik dan pita semi gelap dalam kondisi normal, rata-rata aliran darah otak adalah 50 ml/100g/. Ketika turun di bawah 30 ml/100 g/menit, pasien menjadi bergejala; ketika turun di bawah 20 ml/100 g/menit, aktivitas listrik saraf gagal (kegagalan listrik) dan fungsi konduksi hilang; ketika turun di bawah 15 ml/100 g/menit, pompa ion membran sel saraf gagal (kegagalan membran) dan sel mengalami kerusakan ireversibel; ketika turun di bawah 10 ml/100 g/menit, membran sel terdepolarisasi dan sel mengalami kerusakan ireversibel. Pada saat itu, membran sel mengalami depolarisasi, ion kalsium masuk dan sel akhirnya mengalami kematian. Pada tahap awal infark serebral akut, aliran darah tidak sepenuhnya terputus, dan terdapat zona limbik iskemik di sekitar area pusat fokus infark, dan neuron di zona ini berada dalam kondisi mati listrik, yang disebut zona semi-gelap (Penumbra). Jika aliran darah segera dipulihkan, fungsi dapat kembali normal; jika iskemia memburuk, sel-sel mengalami kegagalan membran dan menjadi bagian infark yang membesar. Teori ambang iskemia dan Penumbra membawa harapan untuk trombolisis dini dan pengobatan aliran ulang infark serebral akut, dan tujuan pengobatan klinis adalah untuk menyelamatkan Penumbra. Saat ini, diyakini bahwa pembubaran trombus yang cepat dan pemulihan aliran darah adalah metode yang paling efektif dan mendasar. Sejumlah besar penelitian telah membuktikan bahwa jika aliran darah pulih dalam waktu 3 hingga 6 jam setelah oklusi vaskular, infark serebral masih dapat diselamatkan. Jika aliran darah dipulihkan setelah periode ini, tidak hanya sulit untuk menyelamatkan sel-sel otak, tetapi juga dapat menyebabkan cedera reperfusi, pendarahan otak, dan edema otak, yang dikenal sebagai “jendela waktu untuk pemulihan pengobatan aliran darah”. Teori air terjun iskemik Dalam beberapa tahun terakhir, telah ditemukan bahwa serangkaian gangguan metabolisme iskemik yang disebabkan oleh iskemia serebral dan hipoksia, seperti gangguan metabolisme energi, pelepasan neuromediator rangsang, aliran kalsium ke dalam yang berlebihan, dan reaksi radikal bebas, merupakan penghubung utama yang menyebabkan kerusakan otak iskemik, yang disebut air terjun iskemik. Oleh karena itu, trombolisis dan aliran balik yang cepat merupakan prasyarat dan fondasi untuk keberhasilan pengobatan fase akut infark serebral. Tanpa trombolisis dan aliran balik, meskipun metode perlindungan otak dan obat-obatan yang paling efektif digunakan, pada akhirnya, jaringan otak iskemik yang berkelanjutan tidak dapat diselamatkan.