Если посмотреть на кусочек спинного мозга (поперечный срез, представляющий собой ломтик, как будто кто-то нарезал морковку или хот дог, чтобы показать, что внутри), серое вещество по форме в виде буквы «Н» или бабочки внутри белого вещества (рисунок 2А).

В сером веществе также проходит большинство спинномозговых сосудов, которые обеспечивают нейроны питательными веществами и кислородом.

Важной структурой является позвоночник, который защищает все клетки и структуры спинного мозга. Позвоночник состоит из небольших костей, которые называются позвонки, защищающие спинной мозг от ударов и повреждений. Позвонки организованы в отделы (шейный, грудной, поясничный и крестцовый), в зависимости где они располагаются относительно головы и копчика (рисунок 2В).

Каждый из отделов спинного мозга контролирует движение и чувствительность определенной части тела. Шейный отдел, ближе к голове, контролирует верхнюю часть тела, в то время как грудной и поясничный сегменты ответственны за нижнюю часть тела.

В результате такого разделения функций, у сегментов спинного мозга разные размеры и разное количество серого и белого вещества (рисунок 2С).

Множество важных исследований повреждений спинного мозга было проведено двумя нейрохирургами, доктором Чарльзом Татором и доктором Майклом Фелингсом.

Они обнаружили, что повреждение спинного мозга продолжается и после первоначального несчастного случая, когда спинной мозг впервые разрывается и повреждается при ударе (Рисунок 3).

Это означает, что даже после травмы в спинном мозге происходят процессы, которые увеличивают степень повреждения. Вместе эти отсроченные события известны как вторичная травма.

Таким образом, «первичная» или первая травма — это то, что повреждает спинной мозг, а вторичная травма — это реакция организма на это повреждение, которая приводит к еще большему повреждению.

Вскоре после первичной травмы начинается вторичное повреждение, когда кровь перестает поступать к клеткам спинного мозга. Такое отсутствие кровотока называется ишемия. Поскольку многие кровеносные сосуды (трубочки, по которым течет кровь) повреждаются в результате травмы, активный кровоток, доставляющий кислород и питательные вещества, необходимые нейронам для выживания, прекращается. Без этого, еще здоровые клетки, не затронутые первичным повреждением, также могут погибнуть. Ишемия также может привести к потере миелина (жирового покрытия) выжившими нейронами, что затрудняет отправку сообщений в мозг.

При вторичном повреждении, иммунные клетки (клетки защитной системы организма), которые помогают очистить от мертвых клеток, также могут нанести еще больший ущерб спинному мозгу. Хотя эта очистка важна для восстановления после травмы спинного мозга, иммунные клетки работают дольше, чем необходимо, нанося больший вред, убивая здоровые нейроны. Иммунные клетки также выделяют химические вещества, в том числе специализированные молекулы, которые посылают сигналы по всему телу, что приводит к привлечению еще большего количества иммунных клеток в поврежденную область, что затрудняет самоисцеление организма. Активность иммунных клеток и высвобождение их сигнальных молекул вместе называются воспалением.

Еще одним источником повреждений при вторичной травме является ослабление связи между нейронами. Нейроны общаются друг с другом, выделяя специальные химические вещества, называемые нейротрансмиттеры. После травмы спинного мозга высвобождение нейротрансмиттеров нарушается, вызывая слишком большое выделение этих химических веществ. Поскольку нейроны активируются нейротрансмиттерами, они становятся сверхактивированными (чрезмерно возбужденными) и повреждаются. Этот тип повреждения нейронов называется эксайтотоксичность.