Celulele nervoase se interconectează prin extensii numite axoni, care formează o rețea în fibrele nervoase și în creier. Acestea se extind de la corpul celular, sau soma, până la capetele unde sinapsele transmit semnale electrice către alte celule nervoase. Degenerarea axonilor poate apărea ca urmare a unei leziuni sau boli. Dacă ramura axonului este tăiată, segmentul separat se descompune de obicei, împreună cu o secțiune atașată în apropierea locului ruperii. Anumite proteine pot fi implicate în procesul de degenerare a axonilor, dar din 2011 nu se știe exact care dintre ele sau cum procedează în descompunerea materialului celular.
Când axonii tăiați se descompun, aceasta se numește degenerare Walleriana. Procesul a fost observat pentru prima dată în anii 1850, dar succesiunea evenimentelor care declanșează procesul rămâne neclară. De asemenea, nu a existat o funcție generală care ar putea fi perturbată pentru a opri descompunerea axonilor. Degenerarea axonilor este de obicei influențată de trei lucruri: dinamica internă a celulei, modul în care neuronul reacționează la o leziune și procesele moleculare în timpul degenerării.
Secțiunea rămasă de axon de pe celulă degenerează de obicei puțin după o pauză, dar poate supraviețui. Modificările în corpul celulei nervoase permit descompunerea fragmentelor de axon. Ramurile celulelor nervoase se pot extinde de mii de ori diametrul celulei. Axonii pot fi sparți prin tăiere, zdrobire sau înghețare, iar reacțiile chimice îi pot deteriora și ele. Celulele nervoase pot suferi, de asemenea, o deteriorare suplimentară în urma unei leziuni atunci când proteinele sunt activate pentru a răspunde la deteriorarea inițială.
Leziunile și o varietate de boli neurologice pot duce la degenerarea axonilor. Boala Alzheimer, precum și boala Parkinson pot progresa pe măsură ce multe celule nervoase își pierd conexiunile. Afecțiuni precum diabetul și glaucomul cauzează adesea astfel de efecte fizice și asupra celulelor nervoase. La fel și efectele neurologice ale chimioterapiei. Leziunile pot implica impacturi directe și alte forțe asupra țesutului nervos și cerebral, care pot desprinde fizic axonii.
Cercetătorii au găsit dovezi că neuronii pot fi programați intern pentru degenerarea axonilor. În general, nu se știe cum se întâmplă acest lucru la nivel molecular, dar cercetătorii au identificat unele dintre proteinele implicate. Prin perturbarea acestor proteine, degenerarea din cauza chimioterapiei a fost amânată în studii. Există o căutare în curs, începând cu 2011, pentru a găsi o metodă comună de degenerare a axonilor, astfel încât tratamentele medicale să o poată preveni într-o varietate de cazuri.