Les cellules nerveuses s’interconnectent par des extensions appelées axones, qui forment un réseau au sein des fibres nerveuses et du cerveau. Ceux-ci s’étendent du corps cellulaire, ou soma, jusqu’aux extrémités où les synapses transmettent des signaux électriques à d’autres cellules nerveuses. La dégénérescence axonale peut survenir à la suite d’une blessure ou d’une maladie. Si la branche axonale est sectionnée, le segment séparé se décompose généralement, ainsi qu’une section attachée près du site de la rupture. Certaines protéines peuvent être impliquées dans le processus de dégénérescence axonale, mais en 2011, on ne sait pas exactement lesquelles ni comment elles procèdent pour décomposer le matériel cellulaire.
Lorsque les axones sectionnés se décomposent, cela s’appelle la dégénérescence wallérienne. Le processus a été observé pour la première fois dans les années 1850, mais la séquence des événements qui déclenchent le processus reste incertaine. Il n’y a pas eu non plus de fonction générale qui pourrait être perturbée pour empêcher les axones de se décomposer. La dégénérescence des axones est généralement influencée par trois éléments : la dynamique interne de la cellule, la façon dont le neurone réagit à une blessure et les processus moléculaires au cours de la dégénérescence.
La section restante de l’axone sur la cellule dégénère généralement un peu après une pause, mais peut survivre. Les modifications du corps des cellules nerveuses permettent de décomposer des fragments de l’axone. Les branches des cellules nerveuses peuvent s’étendre sur des milliers de fois le diamètre de la cellule. Les axones peuvent être brisés en étant coupés, écrasés ou congelés, et des réactions chimiques peuvent également les endommager. Les cellules nerveuses peuvent également subir une détérioration supplémentaire à la suite d’une blessure lorsque les protéines sont activées pour répondre aux dommages initiaux.
Les blessures et diverses maladies neurologiques peuvent entraîner une dégénérescence des axones. La maladie d’Alzheimer ainsi que la maladie de Parkinson peuvent progresser car de nombreuses cellules nerveuses perdent leurs connexions. Des affections telles que le diabète et le glaucome provoquent souvent de tels effets physiques sur les cellules nerveuses. Il en va de même pour les effets neurologiques de la chimiothérapie. Les blessures peuvent impliquer des impacts directs et d’autres forces sur les tissus nerveux et cérébral qui peuvent physiquement déchirer les axones.
Les chercheurs ont trouvé des preuves que les neurones peuvent être programmés en interne pour la dégénérescence axonale. On ne sait généralement pas comment cela se passe au niveau moléculaire, mais les chercheurs ont identifié certaines des protéines impliquées. En perturbant ces protéines, la dégénérescence due à la chimiothérapie a été retardée dans les études. Depuis 2011, une recherche est en cours pour trouver une méthode courante de dégénérescence axonale afin que les traitements médicaux puissent la prévenir dans divers cas.