I den ischemiska cerebrovaskulära bädden finns det två huvudsakliga skadezoner: den ischemiska kärnzonen och den ischemiska penumbran (den term som vanligen används för att definiera ischemisk men fortfarande livskraftig hjärnvävnad).
I kärnzonen, som är ett område med allvarlig ischemi (blodflöde under 10-25 %), leder förlusten av syre och glukos till en snabb utarmning av energidepåerna. Allvarlig ischemi kan leda till nekros av neuroner och även av stödjande cellelement (gliaceller) inom det allvarligt ischemiska området.
Hjärnceller inom penumbra, en kant av lätt till måttligt ischemisk vävnad som ligger mellan vävnad som är normalt genomblödd och det område där infarkten utvecklas, kan förbli livskraftiga i flera timmar. Detta beror på att den penumbrala zonen förses med blod från kollaterala artärer som anastomoserar med grenar av det ockluderade kärlträdet (se insatsen). Även celler i denna region kommer dock att dö om reperfusion inte etableras under de första timmarna eftersom den kollaterala cirkulationen är otillräcklig för att upprätthålla neuronernas behov av syre och glukos på obestämd tid.
I det här exemplet visas den ischemiska penumbran som en vävnadsrand som omger den allvarligt ischemiska kärnan som ligger inom det vaskulära territoriet för pre-Rolandic-grenen av vänster mellersta cerebrala artär. Den Rolandiska artären är ockluderad av en tromboembolus. Penumbrans utbredning varierar direkt med antalet och genomsläppligheten av kollaterala artärer.
Penumbran är det område där farmakologiska ingrepp har störst sannolikhet att vara effektiva. Det kan dock också vara möjligt att rädda celler inom den allvarligt ischemiska kärnzonen. Även om svår ischemi dödar selektivt sårbara neuroner kan gliaceller sparas om blodflödet återställs tidigt. Därför bör en snabb rekanalisering av det ockluderade kärlet teoretiskt sett återställa perfusionen både i penumbra och i den allvarligt ischemiska kärnan. Partiell rekanalisering bör också markant minska storleken på penumbra.