Mai jos sunt prezentate locațiile din creier unde se găsesc sinapsele axo-axonice la diferite animale.
Cortexul cerebelosEdit
Sinapsa axo-axonică din cortexul cerebelos a apărut inițial într-unul dintre desenele lui Santiago Ramón y Cajal în cartea sa publicată în 1909. Ulterior, cu ajutorul microscopiei electronice, s-a confirmat faptul că axonul celulei cesta se proiectează pe cocoașa axonală a celulelor Purkinje din cortexul cerebelos la pisici și la alte mamifere, formând sinapse axo-axonice. Prima caracterizare electrofiziologică a unei sinapse axo-axonice formate pe celulele Purkinje a fost realizată în 1963, unde s-a constatat că axonii presinaptici ai celulelor în coș inhibă ieșirea terminală a celulelor Purkinje postsinaptice prin sinapsa axo-axonică. Studiul la nivel de rețea a arătat că celulele granulare (cunoscute și ca fibrele paralele) care au activat celulele Purkinje, au activat, de asemenea, celulele coș, care ulterior au inhibat efectul celulelor Purkinje asupra rețelei din aval.
Cortexul cerebralEdit
Sinapsele axo-axonice se găsesc În cortexul vizual (în V1 și V2) la mamifere, și au fost bine studiate la pisici, șobolani și primate precum maimuțele. Sinapsa se formează pe segmentele inițiale ale axonilor celulelor piramidale din mai multe straturi din cortexul vizual. Neuronii proiectanți pentru aceste sinapse provin din diferite părți ale sistemului nervos central și ale neocortexului. În mod similar, sinapsele axo-axonice se găsesc în cortexul motor, în subiculum și în cortexul piriform. În cortexul striat, după cum a relevat metoda Golgi și microscopia electronică, pe o singură celulă piramidală se formează până la cinci sinapse axo-axonice. În cortexul cerebral, sinapsele axo-axonice inhibitorii pot juca un rol larg răspândit în activitatea la nivel de rețea, permițând declanșarea sincronizată a celulelor piramidale, în esență prin modularea pragului de ieșire a acestor celule. Aceste sinapse se găsesc, de asemenea, pe segmentele inițiale ale axonilor în celulele piramidale din cortexul somatosenzorial și în cortexul olfactiv primar, care se dovedesc a fi de tip inhibitor. Studiind locațiile sinapselor axo-axonice din cortexul olfactiv primar, cercetătorii au sugerat că sinapsele axo-axonice pot juca un rol critic în sincronizarea oscilațiilor din cortexul piriform (în cortexul olfactiv), care ajută la olfacție. Sinapsele axo-axonice se găsesc, de asemenea, în hipocampus. Se constată că aceste sinapse se formează în principal pe celulele principale din stratum oriens și stratum pyramidale și rareori pe stratum radiatum; ele primesc în mod obișnuit proiecții de la interneuronii locali GABAergici. Interneuronii orizontali prezintă o distribuție laminară a dendritelor și sunt implicați în sinapsele axo-axonice din hipocampus, care primesc intrări sinaptice directe de la celulele piramidale CA1. Astfel, în general, aceste studii indică faptul că sinapsele axo-axonice pot furniza un mecanism de bază al procesării informației în cortexul cerebral.
Ganglionii bazaliEdit
Studiile de microscopie în striatum au sugerat anterior apariția rară a sinapselor axo-axonice în secțiuni individuale. Extrapolările din datele topologice sugerează un număr mult mai mare de astfel de sinapse în striatum, unde rolul terapeutic al sinapselor axo-axonice în tratarea schizofreniei a fost postulat anterior. În acest studiu, autorii au examinat 4.811 sinapse în secțiuni de striatum de șobolan, iar 15 dintre acestea s-au dovedit a fi sinapsele axo-axonice. Aceste sinapse axo-axonice sunt formate de interneuronii inhibitori dopaminergici (pe partea presinaptică) care se proiectează pe axonii fibrelor glutamatergice cortico-striatale din striatum de șobolan.
BrainstemEdit
Sinapsele axo-axonice se găsesc în nucleul trigemenului spinal din trunchiul cerebral. Studiile de microscopie electronică pe trunchiul cerebral al pisicilor au cuantificat sinaptogeneza sinapselor axo-axonice din nucleul trigemenului spinal la diferite vârste de dezvoltare a creierului. Autorii au identificat sinapsele prin numărarea veziculelor eliberate în fanta sinaptică, care pot fi observate în micrografii. Se arată că contactele axo-axonice cresc în mod constant de-a lungul perioadei de dezvoltare, începând de la vârsta de 3 ore până la vârsta de 27 de zile la pisoi. Cea mai mare rată de sinaptogeneză se înregistrează în primele 3 până la 6 zile, la sfârșitul cărora, nucleul trigemenului spinal al pisoiului va avea aproape jumătate din sinapsele axo-axonice prezente la pisicile adulte. Mai târziu, între 16 și 27 de zile de viață, există o altă creștere a sinaptogenezei axo-axonice. Sinapsele axo-axonice sunt, de asemenea, observate în nucleul solitar (cunoscut și sub numele de nucleul tractului solitar) în mod unic în porțiunea comisurală în studiile neuroanatomice, care au utilizat 5-hidroxidopamina pentru a marca sinapsele axo-axonice. Sinapsele axo-axonice sunt formate pe terminalele baroreceptorilor de către fibrele adrenergice presinaptice și se propune ca acestea să joace un rol în baroreflex.
Măduva spinăriiEdit
Sinapsele axo-axonice se găsesc în arcul reflex spinal al mamiferelor și în Substantia gelatinoasă de Rolando (SGR). În măduva spinării, sinapsele axo-axonice se formează pe terminalele neuronilor senzoriali cu interneuronii inhibitori presinaptici. Aceste sinapse sunt studiate pentru prima dată cu ajutorul înregistrărilor intracelulare de la motoneuronii spinali la pisici și s-a demonstrat că provoacă inhibiție presinaptică. Acesta pare a fi un mecanism comun în măduva spinării, în care interneuronii GABAergici inhibă activitatea presinaptică în neuronii senzoriali și, în cele din urmă, controlează activitatea în neuronii motori, permițând controlul selectiv al mușchilor. În eforturile de a cuantifica apariția sinapselor axo-axonice în regiunea SGR la șobolani, au fost găsite 54 de astfel de sinapse din totalul de 6.045 de sinapse examinate. S-a demonstrat că aceste 54 de sinapse axo-axonice au fie vezicule agranulare, fie vezicule granulare mari.
Sistemul vestibularEdit
Sinapsele axo-axonice se găsesc în nucleul vestibular lateral la șobolani. Sinapsele axo-axonice se formează de la axonii mici ai interneuronilor pe terminalele axonice ale axonilor mari, care se află în amonte față de tulpina dendritică principală. În mod interesant, autorii au afirmat că sinapsele axo-axonice, care sunt abundente la șobolani, sunt absente în nucleul vestibular lateral la pisici. Ei remarcă faptul că tipurile de terminale axonice identificate și descrise la pisici se găsesc toate la șobolani, dar invers nu este adevărat, deoarece axonii care formează sinapsele axo-axonice lipsesc la pisici. Se propune ca aceste sinapse să permită un calcul neuronal complex pentru reflexul vestibular la șobolani.
HindbrainEdit
Sinapsele axo-axonice se găsesc în celulele mauthner la peștii aurii. Cocoașa axonală și segmentele axonale inițiale ale celulelor mauthner primesc terminale de la fibre nemielinizate extrem de fine, care acoperă cocoașa axonală cu proiecții elicoidale. Aceste proiecții elicoidale din jurul celulelor mauthner sunt, de asemenea, cunoscute sub denumirea de capac axonic. Diferența dintre sinapsele axo-axonice și alte sinapse de pe celulele mauthner constă în faptul că sinapsele de pe dendrite și soma primesc fibre mielinizate, în timp ce axonii primesc fibre nemielinizate. Celulele Mauthner sunt neuroni mari care sunt implicați în reflexele de evadare rapidă la pești. Astfel, aceste sinapse axo-axonice ar putea dezactiva selectiv rețeaua de evadare prin controlul efectului celulelor Mauthner asupra rețelei neuronale din aval. Studierea variației morfologice a sinapselor axo-axonice la nivelul cocoașei axonale din celulele mauthner sugerează că, din punct de vedere evolutiv, aceste sinapse sunt mai recente decât celulele mauthner. Răspunsul la startle poate fi cartografiat filogenetic, ceea ce confirmă faptul că peștii actinopterigieni bazali, cu puține sau deloc sinapse axo-axonice pe celulele mauthner, prezintă un răspuns de evadare mai prost decât peștii cu sinapse axo-axonice.
Joncțiunea neuromuscularăEdit
Sinapsele axo-axonice inhibitorii se găsesc în joncțiunile neuromusculare ale crustaceelor și au fost studiate pe scară largă la Raci. Sinapsele axo-axonice sunt formate pe axonii excitatori ca un neuron postsinaptic de către neuronii motori din partea presinaptică. Neuronii motori, care este inhibitorul comun în închizătoarele membrelor și flexoarele accesorii ale membrelor crabilor, formează sinapse axo-axonice în plus față de joncțiunea neuromusculară cu mușchii din raci. Aceste sinapse au fost observate pentru prima dată în 1967, când s-a constatat că ele cauzează inhibiția presinaptică în mușchii picioarelor racilor și crabilor. Studiile ulterioare au constatat că sinapsele axo-axonice au prezentat un număr variabil de apariții în funcție de localizarea mușchilor picioarelor față de sistemul nervos. De exemplu, regiunile proximale au de trei ori mai multe sinapse axo-axonice decât regiunile centrale. Se propune ca aceste sinapse să funcționeze prin limitarea eliberării de neurotransmițători pentru mișcările controlate ale picioarelor.