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Segmento inicial del axón

Segmento inicial del axón

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El correcto funcionamiento de la fisiología neuronal, y por tanto, de las funciones del sistema nervioso, depende en un alto grado de su polarización morfológica y funcional, que permite una transmisión vectorial de la información entre las dendritas y la terminación axonal. Entre ambos dominios se encuentra el Segmento Inicial del Axón (SIA) con una longitud de entre 20 y 60 micras, siendo el lugar de generación de los potenciales de acción en respuesta a las señales recibidas por la neurona. Ello es posible por la alta concentración de canales iónicos dependientes de voltaje. El segmento inicial del axón es de extrema importancia en la neurona, y la fisiología neuronal depende de su correcta función. Además de ser el lugar donde se genera el impulso nervioso, actúa como una barrera que diferencia los dominios somato-dendrítico y axonal, controlando el tráfico de proteínas hacia el axón. La disfunción o alteración de la composición del SIA está relacionada con múltiples enfermedades del sistema nervioso (p. ej: Síndrome de Angelman, Alzheimer, schizophrenia, trastorno bipolar, autismo, etc..), así como lesiones generadas por daño traumático en el cerebro o por isquemia. 

El segmento inicial del axón posee un alto grado de plasticidad, pudiendo cambiar su distancia al soma, su longitud, así como la concentración de canales iónicos. Estos cambios permiten adaptar la amplitud y número de potenciales de acción en función de la señal recibida por las neuronas en condiciones fisiológicas o patológicas. Un mayor conocimiento de la composición y mecanismos regulatorios del SIA podría generar estrategias terapéuticas que mantengan la supervivencia neuronal y controlen cambios en la excitabilidad neuronal asociados a enfermedades y trastornos del sistema nervioso.

Líneas de investigación

Línea 1: Biología celular y molecular del Segmento Inicial del Axón (SIA)
Trabajamos en la identificación de los mecanismos intracelulares y receptores que modulan la concentración de proteínas estructurales y canales iónicos dependientes de voltaje en el segmento inicial del axón. Para ello usamos un modelo de co-cultivo de neuronas de hipocampo y astrocitos que permite seguir el desarrollo y maduración del SIA a lo largo de 21 días. Los datos obtenidos permiten el análisis en rodajas de cerebro como modelo más complejo. Utilizando técnicas de inmunofluorescencia, análisis de imagen, plásmidos de interferencia y expresión y tratamientos farmacológicos validamos la potencial función de proteínas en la regulación del SIA.
Línea 2: Contribución del Segmento Inicial del Axón al desarrollo y prevención de enfermedades del sistema nervioso y daño cerebral
Alteraciones en el SIA se han relacionado con diferentes enfermedades neurodegenerativas (enfermedad de Alzheimer, esclerosis múltiple, etc.), enfermedades mentales (schizophrenia, espectro autista, desorden bipolar, etc..), enfermedades derivadas de alteraciones en el neurodesarrollo (i.e. Síndrome de Angelman) y daño cerebral (isquemia cerebral, encefalitis límbica, enfermedades autoinmunes, etc.). Dada su importancia en el mantenimiento de la estructura y función neuronal no es de extrañar que alteraciones en su estructura o plasticidad generan alteraciones de las redes neuronales y su supervivencia.

Personal 

Juan José Garrido

Científico Titular, IP del grupo

Científicos

María José Benitez Moreno (profesora UAM)

Técnicos de Laboratorio

María José Gómez

Estudiantes en formación

Marta Chico Fuentes

Otros estudiantes y técnicos formados en el laboratorio:

PhD. Students

Wei Zhang (hasta Enero 2020)

Noemí Pallas Bazarra (hasta Agosto 2015)

Mónica Tapia Pacheco (hasta Junio 2013)

Ana del Puerto del Pino (hasta Septiembre 2013)

Diana Sánchez Ponce (hasta Diciembre 2012)

Técnicos

Diana Retana

María Ciorraga

Inés Colmena

Publicaciones 

Listado de publicaciones

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