A continuación se muestran las localizaciones cerebrales donde se encuentran las sinapsis axo-axónicas en diferentes animales.
Corteza cerebelosaEditar
La sinapsis axo-axónica en la corteza cerebelosa apareció originalmente en uno de los dibujos de Santiago Ramón y Cajal en su libro publicado en 1909. Más tarde, utilizando la microscopía electrónica, se confirmó que el axón de las células en cesta se proyecta sobre el montículo axónico de las células de Purkinje en la corteza cerebelosa de los gatos y otros mamíferos, formando sinapsis axo-axónicas. La primera caracterización electrofisiológica de una sinapsis axo-axónica formada en las células de Purkinje se realizó en 1963, donde se descubrió que los axones presinápticos de las células en cesta inhiben la salida terminal de las células de Purkinje postsinápticas a través de la sinapsis axo-axónica. El estudio a nivel de red reveló que las células granulares (también conocidas como fibras paralelas) que activaban las células de Purkinje, también activaban las células en cesta que posteriormente inhibían el efecto de las células de Purkinje en la red descendente.
Corteza cerebralEditar
Las sinapsis axo-axónicas se encuentran en la corteza visual (en V1 y V2) en los mamíferos, y han sido bien estudiadas en gatos, ratas y primates como los monos. La sinapsis se forma en los segmentos iniciales de los axones de las células piramidales en varias capas de la corteza visual. Las neuronas que proyectan estas sinapsis proceden de varias partes del sistema nervioso central y del neocórtex. Del mismo modo, las sinapsis axo-axónicas se encuentran en la corteza motora, en el subículo y en la corteza piriforme. En el córtex estriado, como revelaron el método de Golgi y la microscopía electrónica, se forman hasta cinco sinapsis axo-axónicas en una sola célula piramidal. En la corteza cerebral, las sinapsis axo-axónicas inhibitorias pueden desempeñar un amplio papel en la actividad a nivel de red al permitir el disparo sincronizado de las células piramidales, esencialmente modulando el umbral de salida de estas células. Estas sinapsis también se encuentran en los segmentos iniciales de los axones de las células piramidales en el córtex somatosensorial, y en el córtex olfativo primario, que resultan ser del tipo inhibitorio. Al estudiar las localizaciones de las sinapsis axo-axónicas en el córtex olfativo primario, los investigadores han sugerido que las sinapsis axo-axónicas pueden desempeñar un papel fundamental en la sincronización de las oscilaciones en el córtex piriforme (en el córtex olfativo), lo que ayuda a la olfacción. Las sinapsis axo-axónicas también se encuentran en el hipocampo. Estas sinapsis se forman principalmente en las células principales del stratum oriens y del stratum pyramidale y raramente en el stratum radiatum; suelen recibir proyecciones de interneuronas locales GABAérgicas. Las interneuronas horizontales muestran una distribución laminar de las dendritas y están implicadas en las sinapsis axo-axónicas en el hipocampo, que reciben entradas sinápticas directas de las células piramidales CA1. Así, en general, estos estudios indican que las sinapsis axo-axónicas pueden proporcionar un mecanismo básico de procesamiento de la información en la corteza cerebral.
Ganglios basalesEditar
Los estudios de microscopía en el estriado sugirieron previamente la rara aparición de sinapsis axo-axónicas en secciones individuales. Las extrapolaciones de los datos topológicos sugieren recuentos mucho más elevados de dichas sinapsis en el estriado, donde se ha postulado previamente el papel terapéutico de las sinapsis axo-axónicas en el tratamiento de la esquizofrenia. En este estudio, los autores examinaron 4.811 sinapsis en secciones del estriado de rata, y se descubrió que 15 de ellas eran sinapsis axo-axónicas. Estas sinapsis axo-axónicas están formadas por interneuronas inhibidoras dopaminérgicas (en el lado presináptico) que se proyectan sobre los axones de las fibras glutamatérgicas cortico-estriadas en el estriado de la rata.
Tallo cerebralEditar
Las sinapsis axo-axónicas se encuentran en el núcleo espinal del trigémino en el tallo cerebral. Estudios de microscopía electrónica en el tronco cerebral de gatitos cuantificaron la sinaptogénesis de las sinapsis axo-axónicas en el núcleo trigeminal espinal a diferentes edades de desarrollo del cerebro. Los autores identificaron las sinapsis contando las vesículas liberadas en la hendidura sináptica, que pueden observarse en las micrografías. Se demuestra que los contactos axo-axónicos aumentan de forma consistente a lo largo del periodo de desarrollo, desde la edad de 3 horas hasta la edad de 27 días en los gatitos. La tasa más alta de sinaptogénesis se produce durante los primeros 3 a 6 días, al final de los cuales, el núcleo trigeminal espinal del gatito tendrá casi la mitad de las sinapsis axo-axónicas presentes en los gatos adultos. Más tarde, entre los 16 y 27 días de edad, se produce otro aumento de la sinaptogénesis axo-axónica. Las sinapsis axo-axónicas también se observan en el núcleo solitario (también conocido como núcleo del tracto solitario) únicamente en la porción comisural en los estudios neuroanatómicos, que utilizaron 5-hidroxidopamina para etiquetar las sinapsis axo-axónicas. Las sinapsis axo-axónicas se forman en los terminales barorreceptores por las fibras adrenérgicas presinápticas, y se propone que desempeñen un papel en el barorreflejo.
Médula espinalEditar
Las sinapsis axo-axónicas se encuentran en el arco reflejo espinal de los mamíferos y en la Sustancia gelatinosa de Rolando (SGR). En la médula espinal, las sinapsis axo-axónicas se forman en las terminales de las neuronas sensoriales con las interneuronas inhibidoras presinápticas. Estas sinapsis se estudian por primera vez mediante grabaciones intracelulares de las motoneuronas espinales de los gatos, y se ha demostrado que provocan una inhibición presináptica. Este parece ser un mecanismo común en las médulas espinales, en el que las interneuronas GABAérgicas inhiben la actividad presináptica en las neuronas sensoriales y finalmente controlan la actividad en las motoneuronas permitiendo el control selectivo de los músculos. En los esfuerzos por cuantificar la ocurrencia de sinapsis axo-axónicas en la región SGR en ratas, se encontraron 54 sinapsis de este tipo entre el total de 6.045 sinapsis examinadas. Se demostró que estas 54 sinapsis axo-axónicas tenían vesículas agranulares o vesículas granulares grandes.
Sistema vestibularEditar
Las sinapsis axo-axónicas se encuentran en el núcleo vestibular lateral de las ratas. Las sinapsis axo-axónicas se forman a partir de los pequeños axones de las interneuronas sobre los terminales axónicos de los grandes axones, que se encuentran aguas arriba del tallo dendrítico principal. Curiosamente, los autores afirman que las sinapsis axónicas, que son abundantes en las ratas, están ausentes en el núcleo vestibular lateral de los gatos. Señalan que los tipos de terminales axónicos identificados y descritos en los gatos se encuentran todos en las ratas, pero lo contrario no es cierto porque los axones que forman las sinapsis axo-axónicas faltan en los gatos. Se ha propuesto que estas sinapsis permiten una computación neural compleja para el reflejo vestibular en las ratas.
HindbrainEdit
Las sinapsis axo-axónicas se encuentran en las células mauthner de los peces de colores. El montículo axónico y los segmentos axónicos iniciales de las células de Mauthner reciben terminales de fibras no mielinizadas extremadamente finas, que cubren el montículo axónico con proyecciones helicoidales. Estas proyecciones helicoidales que rodean a las células de Mauthner también se conocen como la cubierta del axón. La diferencia entre las sinapsis axónicas y otras sinapsis en las células de Mauthner es que las sinapsis en las dendritas y el soma reciben fibras mielinizadas, mientras que los axones reciben fibras no mielinizadas. Las células de Mauthner son grandes neuronas que participan en los reflejos de huida rápida de los peces. Por lo tanto, estas sinapsis axo-axónicas podrían desactivar selectivamente la red de escape controlando el efecto de las células mauthner sobre la red neuronal más abajo. El estudio de la variación morfológica de las sinapsis axo-axónicas en el montículo del axón en las células mauthner sugiere que, evolutivamente, estas sinapsis son más recientes que las células mauthner. La respuesta al sobresalto puede ser mapeada filogenéticamente, lo que confirma que los peces actinopterigios basales, con poca o ninguna sinapsis axo-axónica en las células mauthner, muestran una peor respuesta de escape que los peces con sinapsis axo-axónicas.
Unión neuromuscularEditar
Las sinapsis axo-axónicas inhibitorias se encuentran en las uniones neuromusculares de los crustáceos y han sido ampliamente estudiadas en el cangrejo de río. Las sinapsis axo-axónicas se forman en los axones excitatorios como una neurona postsináptica por las neuronas motoras del lado presináptico. Las neuronas motoras, que es el inhibidor común en los cerradores de las extremidades del cangrejo y los flexores accesorios de las extremidades, forman sinapsis axo-axónicas además de la unión neuromuscular con los músculos en el cangrejo de río. Estas sinapsis se observaron por primera vez en 1967, cuando se descubrió que causaban una inhibición presináptica en los músculos de las patas del cangrejo de río y de los cangrejos. Estudios posteriores descubrieron que las sinapsis axo-axónicas mostraban un número variable de apariciones en función de la ubicación de los músculos de las patas del sistema nervioso. Por ejemplo, las regiones proximales tienen el triple de sinapsis axo-axónicas que las regiones centrales. Se propone que estas sinapsis funcionan limitando la liberación de neurotransmisores para controlar los movimientos de las piernas.