腦損傷時,由于撞擊力的作用,軸突可能會受損神經系統依賴于每個細胞之間的連接來正常工作。彌漫性軸突損傷是軸突損傷的一種形式,在這種損傷中,神經纖維在物理上是斷開的,這種情況經常發生在高速撞擊中,例如車禍,由于神經元無法相互作用,損傷本身會中斷大腦不同部位之間的通訊,損傷發生后,隨后的腫脹會導致軸突與神經元分離與多發性硬化癥相關的炎癥反應可引起軸突損傷和變性,軸突損傷有時作為級聯反應的一部分出現事件一旦神經細胞受損,軸突斷開,神經元就會釋放出大量的化學物質,這些化學物質會累積到毒性水平。一旦這些化學物質穿透它們的脫氧核糖核酸(DNA)并引發細胞死亡,其他神經細胞就會死亡。過多的鈣也會進入受損的神經元,引起腫脹反應,通常會導致軸突損傷。醫學研究表明,通過降低腦損傷后的鈣離子水平,可以減少細胞死亡。
軸突損傷有時是級聯事件的一部分當軸突被拉伸時,神經元也會受到損傷。如果拉伸過快,軸突的細胞骨架可能會失效,導致額外的腫脹和鈣離子注入細胞。與多發性硬化癥相關的炎癥反應導致軸突損傷和變性。軸突周圍的保護性髓鞘通常保持完好,因此這種情況可以持續存在并多次緩解。軸突損傷后,神經纖維可以生長來代替軸突,但這種微妙的過程有時會受到干擾。高水平的神經遞質,缺氧,或者沒有足夠的血液流向受損區域會對神經細胞的再生產生不利影響。如果大腦中的電活動足夠高,纖維也會被錯誤地引導和連接到錯誤的區域。可能會導致嚴重的長期影響,如癲癇發作、記憶力喪失和慢性疼痛軸突在神經纖維和大腦中形成一個網絡。
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