Un neurone è una cellula nervosa costituita da un corpo o soma; proiezioni chiamate dendriti; e una fibra nervosa chiamata assone. Gli assoni di ogni cellula si collegano ad altre cellule e fungono da percorsi in diverse parti del cervello. A seguito di una lesione cerebrale, il danno assonale può verificarsi direttamente dalla forza di un impatto o come risultato di sostanze rilasciate da cellule ferite o morenti. Il gonfiore può anche causare il distacco degli assoni dalle cellule madri, causando ulteriori danni. Anche malattie come la sclerosi multipla possono causare la degenerazione degli assoni.
Il sistema nervoso si basa sulle connessioni tra ciascuna cellula per funzionare correttamente. La lesione assonale diffusa è una forma di danno assonale, in cui le fibre nervose sono fisicamente disconnesse. Questo accade spesso durante gli impatti ad alta velocità, come un incidente d’auto. La lesione stessa può interrompere la comunicazione tra le diverse parti del cervello, poiché i neuroni non sono in grado di interagire. Dopo che si è verificata una lesione, il successivo gonfiore può causare la separazione dell’assone dal neurone.
Il danno assonale a volte si verifica come parte di un evento a cascata. Una volta che le cellule nervose sono danneggiate e gli assoni sono disconnessi, i neuroni rilasciano un alto livello di sostanze chimiche che si accumulano a livelli tossici. Altre cellule nervose muoiono una volta che le sostanze chimiche penetrano nel loro acido desossiribonucleico (DNA) e innescano la morte cellulare. Troppo calcio può entrare anche nei neuroni danneggiati e provoca una reazione di gonfiore che spesso causa danni agli assoni. Studi medici hanno suggerito che riducendo il livello di ioni calcio dopo una lesione cerebrale, è possibile ridurre la morte cellulare.
Il danno ai neuroni si verifica anche quando gli assoni vengono allungati. Se allungato troppo rapidamente, il citoscheletro dell’assone può cedere, causando ulteriore gonfiore e infusione di calcio nella cellula. Le reazioni infiammatorie associate alla sclerosi multipla portano al danno e alla degenerazione degli assoni. La guaina mielinica protettiva che circonda gli assoni spesso rimane intatta, quindi la condizione può persistere e andare in remissione più volte.
Dopo il danno agli assoni, le fibre nervose possono crescere per sostituire gli assoni, ma a volte si verificano interruzioni a questo delicato processo. Livelli elevati di neurotrasmettitori, mancanza di ossigeno o flusso sanguigno insufficiente nell’area danneggiata possono influire negativamente sulla rigenerazione delle cellule nervose. Le fibre possono anche essere mal indirizzate e collegarsi nelle aree sbagliate se l’attività elettrica nel cervello è abbastanza alta. Possono verificarsi gravi effetti a lungo termine, come convulsioni, perdita di memoria e dolore cronico.