Nel letto cerebrovascolare ischemico, ci sono due zone principali di danno: la zona ischemica centrale e la “penombra ischemica” (il termine generalmente usato per definire il tessuto cerebrale ischemico ma ancora vitale).
Nella zona centrale, che è un’area di grave ischemia (flusso sanguigno inferiore al 10% – 25%), la perdita di ossigeno e glucosio provoca un rapido esaurimento delle riserve di energia. L’ischemia grave può provocare la necrosi dei neuroni e anche degli elementi cellulari di supporto (cellule gliali) all’interno della zona gravemente ischemica.
Le cellule cerebrali all’interno della penombra, un bordo di tessuto da lieve a moderatamente ischemico che si trova tra il tessuto che è normalmente perfuso e la zona in cui l’infarto sta evolvendo, possono rimanere vitali per diverse ore. Questo perché la zona penombra è fornita di sangue da arterie collaterali che si anastomizzano con rami dell’albero vascolare occluso (vedi riquadro). Tuttavia, anche le cellule in questa regione morirà se riperfusione non è stabilito durante le prime ore dal momento che la circolazione collaterale è inadeguata a mantenere la domanda neuronale di ossigeno e glucosio a tempo indeterminato.
In questo esempio, la penombra ischemica è mostrato come un bordo di tessuto che circonda il nucleo gravemente ischemico che si trova nel territorio vascolare del ramo pre-Rolandic dell’arteria cerebrale media sinistra. L’arteria Rolandic è occlusa da un tromboembolo. L’estensione della penombra varia direttamente con il numero e la pervietà delle arterie collaterali.
La penombra è dove gli interventi farmacologici hanno maggiori probabilità di essere efficaci. Tuttavia, può anche essere possibile salvare le cellule all’interno della zona centrale gravemente ischemica. Anche se l’ischemia grave uccide i neuroni selettivamente vulnerabili, le cellule gliali possono essere risparmiate se il flusso sanguigno viene ripristinato presto. Pertanto, la ricanalizzazione tempestiva della nave occlusa dovrebbe teoricamente ripristinare la perfusione sia nella penombra che nel nucleo gravemente ischemico. La ricanalizzazione parziale dovrebbe ridurre notevolmente la dimensione della penombra.