I det iskæmiske cerebrovaskulære bed er der to store skadeszoner: den iskæmiske kernezone og den “iskæmiske penumbra” (det udtryk, der generelt bruges til at definere iskæmisk, men stadig levedygtigt hjernevæv).
I kernezonen, som er et område med alvorlig iskæmi (blodgennemstrømning under 10-25 %), resulterer tabet af ilt og glukose i en hurtig udtømning af energidepoterne. Alvorlig iskæmi kan resultere i nekrose af neuroner og også af understøttende celleelementer (gliaceller) i det alvorligt iskæmiske område.
Hjerneceller i penumbraen, en rand af let til moderat iskæmisk væv, der ligger mellem væv, der er normalt perfunderet, og det område, hvor der udvikles infarkt, kan forblive levedygtige i flere timer. Det skyldes, at den penumbrale zone forsynes med blod fra kollaterale arterier, der anastomoserer med grene af det okkluderede kartræ (se indsat). Men selv celler i dette område vil dø, hvis der ikke etableres reperfusion i løbet af de første timer, da den kollaterale cirkulation ikke er tilstrækkelig til at opretholde neuronernes behov for ilt og glukose på ubestemt tid.
I dette eksempel er den iskæmiske penumbra vist som en rand af væv, der omgiver den alvorligt iskæmiske kerne, der ligger inden for det vaskulære område af den pre-Rolandiske gren af den venstre midterste cerebrale arterie. Den Rolandiske arterie er okkluderet af en tromboembolus. Omfanget af penumbraen varierer direkte med antallet og gennemgangen af kollaterale arterier.
Penumbraen er det sted, hvor farmakologiske interventioner har størst sandsynlighed for at være effektive. Det kan dog også være muligt at redde celler inden for den alvorligt iskæmiske kernezone. Selv om alvorlig iskæmi dræber selektivt sårbare neuroner, kan gliacellerne blive skånet, hvis blodgennemstrømningen genoprettes tidligt. Derfor skulle en rettidig rekanalisering af det okkluderede kar teoretisk set kunne genoprette perfusionen i både penumbra og i den alvorligt iskæmiske kerne. Delvis rekanalisering bør også markant reducere størrelsen af penumbraen.