Una neurona es una célula nerviosa que consta de un cuerpo o soma; proyecciones llamadas dendritas; y una fibra nerviosa llamada axón. Los axones de cada célula se conectan a otras células y sirven como vías a través de diferentes partes del cerebro. Después de una lesión cerebral, el daño del axón puede ocurrir directamente por la fuerza de un impacto o como resultado de sustancias liberadas por células lesionadas o moribundas. La hinchazón también puede hacer que los axones se desprendan de sus células madre, provocando más daño. Enfermedades como la esclerosis múltiple también pueden causar la degeneración de los axones.
El sistema nervioso depende de las conexiones entre cada célula para funcionar correctamente. La lesión axonal difusa es una forma de daño axonal, en la que las fibras nerviosas están físicamente desconectadas. Esto ocurre a menudo durante impactos a alta velocidad, como un accidente automovilístico. La lesión en sí puede interrumpir la comunicación entre diferentes partes del cerebro, ya que las neuronas no pueden interactuar. Después de que ocurre una lesión, la hinchazón subsiguiente puede hacer que el axón se separe de la neurona.
El daño del axón a veces ocurre como parte de un evento en cascada. Una vez que las células nerviosas se dañan y los axones se desconectan, las neuronas liberan un alto nivel de sustancias químicas que se acumulan hasta niveles tóxicos. Otras células nerviosas mueren una vez que las sustancias químicas penetran en su ácido desoxirribonucleico (ADN) y desencadenan la muerte celular. Demasiado calcio también puede ingresar a las neuronas dañadas y causa una reacción de hinchazón que a menudo causa daño a los axones. Los estudios médicos han sugerido que al reducir el nivel de iones de calcio después de una lesión cerebral, se puede reducir la muerte celular.
El daño a las neuronas también ocurre cuando los axones se estiran. Si se estira demasiado rápido, el citoesqueleto del axón puede fallar, provocando una inflamación adicional y la infusión de calcio en la célula. Las reacciones inflamatorias asociadas con la esclerosis múltiple provocan daño y degeneración de los axones. La vaina protectora de mielina que rodea los axones a menudo permanece intacta, por lo que la afección puede persistir y entrar en remisión varias veces.
Después del daño del axón, las fibras nerviosas pueden crecer para reemplazar a los axones, pero a veces ocurren interrupciones en este delicado proceso. Los niveles altos de neurotransmisores, la falta de oxígeno o el flujo sanguíneo insuficiente al área dañada pueden afectar negativamente la regeneración de las células nerviosas. Las fibras también pueden estar mal dirigidas y conectarse en áreas incorrectas si la actividad eléctrica en el cerebro es lo suficientemente alta. Pueden producirse efectos graves a largo plazo, como convulsiones, pérdida de memoria y dolor crónico.