Di seguito sono riportate le sedi cerebrali dove si trovano le sinapsi asso-assoniche in diversi animali.
Corteccia cerebellareModifica
La sinapsi axo-axonica nella corteccia cerebellare è apparsa originariamente in uno dei disegni di Santiago Ramón y Cajal nel suo libro pubblicato nel 1909. Più tardi, utilizzando la microscopia elettronica, è stato confermato che l’assone delle cellule cestose si proietta sulla collinetta assonica delle cellule di Purkinje nella corteccia cerebellare nei gatti e in altri mammiferi, formando sinapsi asso-assoniche. La prima caratterizzazione elettrofisiologica di una sinapsi axo-axonica formata sulle cellule di Purkinje è stata fatta nel 1963, dove gli assoni presinaptici delle cellule del cesto sono stati trovati per inibire l’uscita terminale delle cellule di Purkinje postsinaptiche attraverso la sinapsi axo-axonica. Lo studio a livello di rete ha rivelato che le cellule del granulo (cioè le fibre parallele) che hanno attivato le cellule del Purkinje, hanno anche attivato le cellule del cesto che successivamente hanno inibito l’effetto delle cellule del Purkinje sulla rete a valle.
Corteccia cerebraleModifica
Le sinapsi asso-assoniche si trovano nella corteccia visiva (in V1 e V2) nei mammiferi, e sono state ben studiate in gatti, ratti e primati come le scimmie. La sinapsi si forma sui segmenti iniziali degli assoni delle cellule piramidali in diversi strati della corteccia visiva. I neuroni proiettori di queste sinapsi provengono da varie parti del sistema nervoso centrale e della neocorteccia. Allo stesso modo, le sinapsi assoniche si trovano nella corteccia motoria, nel subiculum e nella corteccia piriforme. Nella corteccia striata, come ha rivelato il metodo Golgi e la microscopia elettronica, si formano fino a cinque sinapsi assoniche su una singola cellula piramidale. Nella corteccia cerebrale, le sinapsi assio-assoniche inibitorie possono svolgere un ruolo diffuso nell’attività a livello di rete, consentendo l’accensione sincronizzata delle cellule piramidali, essenzialmente modulando la soglia di uscita di queste cellule. Queste sinapsi si trovano anche sui segmenti iniziali degli assoni delle cellule piramidali nella corteccia somatosensoriale e nella corteccia olfattiva primaria che risultano essere di tipo inibitorio. Studiando la localizzazione delle sinapsi asso-assoniche nella corteccia olfattiva primaria, i ricercatori hanno suggerito che le sinapsi asso-assoniche possono svolgere un ruolo critico nella sincronizzazione delle oscillazioni nella corteccia piriforme (nella corteccia olfattiva), che aiuta l’olfatto. Le sinapsi asso-assoniche si trovano anche nell’ippocampo. Queste sinapsi si formano principalmente sulle cellule principali dello strato oriens e dello strato piramidale e raramente sullo strato radiatum; ricevono comunemente proiezioni da interneuroni locali GABAergici. Gli interneuroni orizzontali mostrano una distribuzione laminare dei dendriti e sono coinvolti nelle sinapsi asso-assoniche nell’ippocampo, che ricevono input sinaptici diretti dalle cellule piramidali CA1. Così, in generale, questi studi indicano che le sinapsi axo-axonic possono fornire un meccanismo di base di elaborazione delle informazioni nella corteccia cerebrale.
Gangli basaliModifica
Studi al microscopio nello striato precedentemente suggerito rara presenza di sinapsi axo-axonic in singole sezioni. Estrapolazioni dai dati topologici suggeriscono conteggi molto più elevati di tali sinapsi nello striato dove il ruolo terapeutico delle sinapsi axo-axonic nel trattamento della schizofrenia è stato postulato in precedenza. In questo studio, gli autori hanno esaminato 4.811 sinapsi in sezioni dello striato di ratto, e 15 di esse sono risultate essere le sinapsi assoniche. Queste sinapsi asso-assoniche sono formate da interneuroni inibitori dopaminergici (sul lato presinaptico) che proiettano sugli assoni delle fibre glutamatergiche cortico-striatali nello striato di ratto.
BrainstemEdit
Le sinapsi asso-assoniche si trovano nel nucleo trigemino spinale nel tronco cerebrale. Studi di microscopia elettronica sul tronco cerebrale dei gattini hanno quantificato la sinaptogenesi delle sinapsi axo-axoniche nel nucleo trigemino spinale in diverse età di sviluppo del cervello. Gli autori hanno identificato le sinapsi contando le vescicole rilasciate nella fessura sinaptica, che possono essere osservate nelle micrografie. I contatti asso-assonici hanno dimostrato di aumentare costantemente durante il periodo di sviluppo, a partire dall’età di 3 ore fino all’età di 27 giorni nei gattini. Il più alto tasso di sinaptogenesi è durante i primi 3-6 giorni, alla fine dei quali, il nucleo trigemino spinale del gattino avrà quasi la metà delle sinapsi assoniche presenti nei gatti adulti. Più tardi, tra i 16 e i 27 giorni di età, c’è un altro picco di sinaptogenesi axo-axonica. Le sinapsi assoniche sono anche osservate nel nucleo solitario (noto anche come nucleo del tratto solitario) unicamente nella porzione commissurale negli studi neuroanatomici, che hanno usato la 5-idrossidopamina per etichettare le sinapsi assoniche. Le sinapsi asso-assoniche sono formate su terminali barorecettori dalle fibre adrenergiche presinaptiche, e sono proposte per svolgere un ruolo nel baroreflex.
Spinal CordEdit
Le sinapsi asso-assoniche si trovano nell’arco riflesso spinale dei mammiferi e nella Substantia gelatinosa di Rolando (SGR). Nel midollo spinale, le sinapsi axo-axoniche si formano sui terminali dei neuroni sensoriali con interneuroni inibitori presinaptici. Queste sinapsi sono state studiate per la prima volta usando registrazioni intracellulari dai motoneuroni spinali nei gatti, ed è stato dimostrato che causano inibizione presinaptica. Questo sembra essere un meccanismo comune nel midollo spinale, in cui gli interneuroni GABAergici inibiscono l’attività presinaptica nei neuroni sensoriali e alla fine controllano l’attività nei motoneuroni permettendo il controllo selettivo dei muscoli. Nel tentativo di quantificare la presenza di sinapsi asso-assoniche nella regione SGR nei ratti, sono state trovate 54 sinapsi di questo tipo su un totale di 6.045 sinapsi esaminate. Queste 54 sinapsi axo-axonic hanno dimostrato di avere sia vescicole agranular o grandi vescicole granulari.
Vestibular systemEdit
Axo-axonic sinapsi sono trovati nel nucleo vestibolare laterale nei ratti. Le sinapsi assiali si formano dai piccoli assoni degli interneuroni sui terminali degli assoni grandi, che si trovano a monte del tronco dendritico principale. È interessante notare che gli autori hanno affermato che le sinapsi assoniche, che sono abbondanti nei ratti, sono assenti nel nucleo vestibolare laterale dei gatti. Notano che i tipi di terminali assonici identificati e descritti nei gatti si trovano tutti nei ratti, ma non è vero il contrario perché gli assoni che formano le sinapsi assoniche mancano nei gatti. Queste sinapsi sono proposte per consentire una complessa computazione neurale per il riflesso vestibolare nei ratti.
HindbrainEdit
Le sinapsi assoniche si trovano nelle cellule del mautero nei pesci rossi. La collinetta dell’assone e i segmenti iniziali dell’assone delle cellule di mautner ricevono terminali da fibre estremamente sottili non mielinizzate, che coprono la collinetta dell’assone con proiezioni elicoidali. Queste proiezioni elicoidali intorno alle cellule di mautner sono anche conosciute come tappo dell’assone. La differenza tra le sinapsi assoniche e le altre sinapsi sulle cellule di Mauthner è che le sinapsi sui dendriti e sul soma ricevono fibre mielinizzate, mentre gli assoni ricevono fibre non mielinizzate. Le cellule di Mauthner sono grandi neuroni che sono coinvolti nei riflessi di fuga veloce nei pesci. Così, queste sinapsi asso-assoniche potrebbero disattivare selettivamente la rete di fuga controllando l’effetto delle cellule di Mauthner sulla rete neurale più a valle. Lo studio della variazione morfologica delle sinapsi axo-axoniche al poggio dell’assone nelle cellule mautner suggerisce che, evolutivamente, queste sinapsi sono più recenti delle cellule mautner. La risposta allo startle può essere mappata filogeneticamente, il che conferma che i pesci actinopterygian basali, con poche o nessuna sinapsi axo-axonic sulle cellule mauthner, mostrano una peggiore risposta di fuga rispetto ai pesci con sinapsi axo-axonic.
Giunzione neuromuscolareModifica
Le sinapsi axo-axonic inibitorie si trovano nelle giunzioni neuromuscolari dei crostacei e sono state ampiamente studiate nel gambero. Le sinapsi asso-assoniche sono formate sugli assoni eccitatori come neurone postsinaptico dai motoneuroni dal lato presinaptico. I neuroni motori, che è l’inibitore comune nei chiuditori degli arti del granchio e nei flessori accessori degli arti, formano sinapsi assoniche oltre alla giunzione neuromuscolare con i muscoli nei gamberi. Queste sinapsi sono state osservate per la prima volta nel 1967, quando si è scoperto che causavano un’inibizione presinaptica nei muscoli delle gambe di gamberi e granchi. Gli studi successivi hanno scoperto che le sinapsi axo-axoniche hanno mostrato un numero variabile di occorrenze in base alla posizione dei muscoli delle gambe dal sistema nervoso. Per esempio, le regioni prossimali hanno il triplo delle sinapsi axo-axoniche rispetto alle regioni centrali. Queste sinapsi sono proposte per funzionare limitando il rilascio di neurotrasmettitore per i movimenti controllati delle gambe.