Az iszkémiás agyi érágyon belül két fő sérülési zóna van: az iszkémiás magzóna és az “iszkémiás penumbra” (az iszkémiás, de még életképes agyszövetre általánosan használt kifejezés).
A magzónában, amely a súlyos iszkémia területe (10%-25% alatti véráramlás), az oxigén- és glükózveszteség az energiaraktárak gyors kimerülését eredményezi. A súlyos iszkémia a neuronok és a támogató sejtes elemek (gliasejtek) nekrózisát eredményezheti a súlyosan iszkémiás területen belül.
A félzónában, a normálisan perfundált szövetek és az infarktus által érintett terület között elhelyezkedő enyhe vagy mérsékelten iszkémiás szövetek peremén található agysejtek több órán keresztül életképesek maradhatnak. Ez azért van így, mert a penumbralis zónát az elzáródott érfa ágaihoz anasztomózissal csatlakozó kollaterális artériák látják el vérrel (lásd a mellékelt képet). Azonban még az ebben a régióban lévő sejtek is elpusztulnak, ha a reperfúzió nem jön létre a korai órákban, mivel a kollaterális keringés nem elegendő a neuronok oxigén- és glükózigényének korlátlan ideig történő fenntartásához.
Ebben a példában az ischaemiás penumbra a bal középső agyi artéria pre-Rolandic ágának érterületen belül fekvő, súlyosan ischaemiás magot körülvevő szöveti peremként látható. A Rolandic-artériát tromboembólia zárja el. A penumbra kiterjedése közvetlenül a kollaterális artériák számától és átjárhatóságától függ.
A penumbra az a terület, ahol a farmakológiai beavatkozások valószínűleg a leghatékonyabbak. Lehetséges azonban a súlyosan iszkémiás magzónán belüli sejtek megmentése is. Bár a súlyos iszkémia elpusztítja a szelektíven sérülékeny idegsejteket, a gliasejtek megkímélhetők, ha a véráramlás korán helyreáll. Ezért az elzáródott ér időben történő rekanalizációjának elméletileg helyre kell állítania a perfúziót mind a penumbra, mind a súlyosan iszkémiás magban. A részleges rekanalizációnak jelentősen csökkentenie kell a penumbra méretét is.