Iskeemisessä aivoverenkierrossa on kaksi suurta vammavyöhykettä: iskeeminen ydinvyöhyke ja ”iskeeminen penumbra” (termi, jota käytetään yleisesti määrittelemään iskeeminen, mutta edelleen elinkelpoinen aivokudos).
Ydinvyöhykkeellä, joka on vakavan iskemian alue (verenvirtaus alle 10-25 %), hapen ja glukoosin menetys johtaa energiavarastojen nopeaan ehtymiseen. Vakava iskemia voi johtaa hermosolujen ja myös niitä tukevien soluelementtien (gliasolut) nekroosiin vakavasti iskeemisellä alueella.
Aivosolut penumbrassa, joka on lievän tai kohtalaisen iskeemisen kudoksen reunus normaalisti perfusoituneen kudoksen ja infarktialueen välissä, voivat säilyä elinkelpoisina useita tunteja. Tämä johtuu siitä, että aivopuoliskon alue saa verta sivuvaltimoista, jotka anastomosoituvat tukkeutuneen verisuonipuun haaroihin (ks. sisäkuva). Kuitenkin myös tämän alueen solut kuolevat, jos reperfuusiota ei saada aikaan ensimmäisten tuntien aikana, koska kollateraalikierto ei riitä ylläpitämään hermosolujen hapen ja glukoosin tarvetta loputtomiin.
Tässä esimerkissä iskeeminen penumbra näkyy kudosreunana, joka ympäröi vasemmanpuoleisen keskimmäisen aivovaltimon esi-Rolandi-haaran verisuonitusalueella olevaa vakavasti iskeemistä ydintä. Rolandin valtimo on tukkeutunut tromboembolian vuoksi. Penumbran laajuus vaihtelee suoraan sivuvaltimoiden lukumäärän ja läpäisevyyden mukaan.
Penumbrassa farmakologiset toimenpiteet ovat todennäköisesti tehokkaimpia. Soluja voi kuitenkin olla mahdollista pelastaa myös vakavasti iskeemisen ydinvyöhykkeen sisällä. Vaikka vakava iskemia tappaa valikoivasti haavoittuvia hermosoluja, gliasolut voivat säästyä, jos verenkierto palautetaan varhain. Siksi tukkeutuneen verisuonen oikea-aikaisen rekanalisaation pitäisi teoriassa palauttaa perfuusio sekä penumbran että vakavasti iskeemisen ytimen alueelle. Osittaisen rekanalisaation pitäisi pienentää huomattavasti myös penumbran kokoa.