Metaboličke promjene u stanicama u tijeku hipoksije mogu nakon obnove krvotoka uzrokovati stvaranje slobodnih kisikovih radikala koji izazivaju postishemijsko oštećenje stanica.
Povećana koncentracija kalcija za vrijeme ishemije aktivira proteazu koja enzim ksantin- dehidrogenazu prevodi u ksantin- oksidazu. Taj enzim oksidira hipoksantin (preko ksantina) u mokraćnu kiselinu i u hipoksičnom tkivu oksidacijom prenosi elektrone na molekularni kisik. Tako nastaje superoksid.-anion, slobodni radikal kisika. U hipoksiji se također smanjuje aktivnost enzima koji brane stanicu od radikala, a to su superoksid-dismutaza (radikal u peroksid), katalaza ( peroksid u vodu i kisik), i glutation- reduktaza (obnavlja reducirani glutation). Slobodni radikali kisika se također mogu osloboditi i iz leukocita koji obnovom krvotoka nahrupe u hipoksično tkivo.
Radikali oštećuju sve stanične dijelove, a u nukelinskim kiselinama hidroksiliraju baze i tako prekidaju polinukleotidne lance.

Subletalna oštećenja ne uzrokuju smrt stanice, već su promjene građe i funkcije oštećene stanice spojive s održanjem homeostaze. Takva oštećenja nazivaju se parenhimna, vakuolarna, hidropsna i masna degeneracija. One nastaju zbog slabijeg rada ustroja za održanje ionskog sastava i posljedičnog prodora vode u citoplazmu ( kod parenhimne) ili natrija i vode u organele (vakuolna i hidropsna degeneracija). U endoplazmatskoj mrežici dolazi do degranulacije poliribosoma i slabije sinteze apoproteina (nosača lipida) što ima za posljedicu slabije odstranjivanje lipida i masnu degeneraciju.

Nekroza je skup pojava koje se događaju u mrtvoj stanici unutar živog tkiva. U umirućoj stanici jezgra se skvrči, tj. nastaje piknoza, može se i raspasti- karioreksa -ili može biti otopljena - karioliza. Nekrozi prethodi i bubrenje lizosoma kod kojih u 24 sata većina enzima iziđe u citoplazmu i vrše autolizu stanice.Leukociti otpuštaju hidrolizne enzime i tako vrše heterolizu stanice. Iz oštećenih stanica izlaze lizosomni enzimi koji su važan dijagnostički pokazatelj oštećenja pojedinog organa.