W komórkach trwale niedokrwionych dochodzi do całej sekwencji zdarzeń, których skutkiem jest śmierć neuronu. Ischemia prowadzi do szybkiego zmniej-szenia stężenia bogatoenergetycznych fosforanów, gdyż ich biosynteza beztlenowa jest niewystarczająca. W tkance gromadzi się kwas mlekowy i niezbuforowane jony wodorowe. Niedobór bogatoenergetycznych fosforanów powoduje upośledzenie mechanizmów zależnych od energii, w tym pomp jonowych, co powoduje otwarcie wybiórczych i niewybiórczych kanałów jonowych i niedokrwienną depolaryzację.

W neuronach występuje znaczące zwiększenie stężenia wapnia zarówno wsku-tek przepływu jego jonów przez kanały, jak i z powodu uwolnienia go z magazy-nów wewnątrzkomórkowych. Zwiększenie aktywności wapnia w zakończeniach presynaptycznych prowadzi do zwolnienia różnych neuroprzekaźników, w tym takich aminokwasów pobudzających, jak kwas glutaminowy i asparaginowy, których stężenie w pierwszych 10 min niedokrwienia zwiększa się 10-krotnie. Równocześnie dochodzi do pobudzenia receptorów metabotropowych, co wywo-łuje aktywację fosfolipazy C. Aktywizuje ona kinazę białkową C oraz rozszczepia fosfolipidy błony i przyczynia się do powstania inozytolo-l,4,5-trifosforanu (JP3). Kinaza białkowa C oraz JP3 aktywizują wapń wewnątrzkomórkowy.