Un neuron este o celulă nervoasă care constă dintr-un corp sau soma; proiecții numite dendrite; și o fibră nervoasă numită axon. Axonii fiecărei celule se conectează la alte celule și servesc ca căi prin diferite părți ale creierului. În urma unei leziuni cerebrale, leziunile axonilor pot apărea direct din forța unui impact sau ca urmare a substanțelor eliberate de celulele rănite sau moarte. Umflarea poate determina, de asemenea, desprinderea axonilor de celulele lor părinte, ceea ce duce la mai multe daune. Boli precum scleroza multiplă pot provoca și degenerarea axonilor.
Sistemul nervos se bazează pe conexiunile dintre fiecare celulă pentru a funcționa corect. Leziunea axonală difuză este o formă de afectare a axonilor, în care fibrele nervoase sunt deconectate fizic. Acest lucru se întâmplă adesea în timpul impacturilor cu viteză mare, cum ar fi un accident de mașină. Leziunea în sine poate perturba comunicarea dintre diferite părți ale creierului, deoarece neuronii nu sunt capabili să interacționeze. După ce are loc o leziune, umflarea ulterioară poate determina separarea axonului de neuron.
Deteriorarea axonilor apare uneori ca parte a unui eveniment în cascadă. Odată ce celulele nervoase sunt deteriorate și axonii sunt deconectați, neuronii eliberează un nivel ridicat de substanțe chimice care ajung la niveluri toxice. Alte celule nervoase mor odată ce substanțele chimice penetrează acidul lor dezoxiribonucleic (ADN) și declanșează moartea celulelor. Prea mult calciu poate intra și în neuronii deteriorați și provoacă o reacție de umflare care provoacă adesea leziuni axonilor. Studiile medicale au sugerat că prin reducerea nivelului de ioni de calciu după o leziune cerebrală, moartea celulară poate fi redusă.
Deteriorarea neuronilor apare și atunci când axonii sunt întinși. Dacă este întins prea repede, citoscheletul axonului poate eșua, ceea ce duce la umflături suplimentare și infuzie de calciu în celulă. Reacțiile inflamatorii asociate cu scleroza multiplă duc la deteriorarea și degenerarea axonilor. Învelișul de mielină de protecție care înconjoară axonii rămâne adesea intactă, astfel încât starea poate persista și poate intra în remisie de mai multe ori.
După deteriorarea axonilor, fibrele nervoase pot crește pentru a înlocui axonii, dar uneori apar perturbări ale acestui proces delicat. Nivelurile ridicate de neurotransmițători, lipsa de oxigen sau fluxul sanguin insuficient în zona afectată pot afecta negativ regenerarea celulelor nervoase. Fibrele pot fi, de asemenea, direcționate greșit și se pot conecta în zone greșite dacă activitatea electrică din creier este suficient de mare. Pot rezulta efecte grave pe termen lung, cum ar fi convulsii, pierderi de memorie și durere cronică.