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célula enterocromafín

Localización de las células enterocromafines (células EC) en el intestino delgado de ratones. Se identificaron células EC en todos los segmentos del intestino delgado. (A) Íleon...

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Localización de las células enterocromafines (células EC) en el intestino delgado de ratones. Se identificaron células EC en todos los segmentos del intestino delgado. (A) Íleon, (B–D) duodeno. Los asteriscos indican las células EC que contienen cromogranina A.

Las células enterocromafines (EC) (también conocidas como células de Kulchitsky ) son un tipo de célula enteroendocrina y neuroendocrina . Se encuentran junto al epitelio que recubre la luz del tracto digestivo y desempeñan un papel crucial en la regulación gastrointestinal, en particular en la motilidad y secreción intestinal. [ 1 ] Fueron descubiertas por Nikolai Kulchitsky . [ 2 ]

Las células EC modulan la señalización neuronal en el sistema nervioso entérico (SNE) mediante la secreción del neurotransmisor serotonina y otros péptidos. Dado que los nervios aferentes y eferentes entéricos no se extienden hacia la luz intestinal, las células EC actúan como una forma de transducción sensorial. [ 1 ] Sin embargo, investigaciones recientes han demostrado la conexión vagal directa con una célula enteroendocrina especializada, la neuropoda . Las células EC conocidas como neuropodas transmiten rápidamente señales del intestino al cerebro mediante una comunicación directa con las neuronas vagales y sensoriales primarias. [ 3 ] La serotonina en el SNE actúa en sinergia con otras hormonas digestivas para regular los reflejos gastrointestinales sensoriales y motores. Las células EC responden tanto a estímulos químicos como neurológicos. También son reactivas a la mecanosensación , como en el reflejo peristáltico del intestino, y pueden ser estimuladas por un bolo alimenticio que se mueve a través del intestino. Tras la activación, las células EC liberan serotonina para actuar sobre los receptores de serotonina en las neuronas del SNE. Dependiendo de la concentración, la serotonina puede modular la contracción peristáltica y la secreción mediante la activación del músculo liso y las glándulas , respectivamente. [ 4 ]

Las células neuroendocrinas pulmonares en el tracto respiratorio se conocen como células bronquiales de Kulchitsky . [ 5 ]

Estructura

Las células EC son pequeñas células poligonales ubicadas en las criptas entre las vellosidades intestinales. Se distinguen de otras células de las criptas epiteliales gastrointestinales por la presencia de granulaciones basales que contienen serotonina y otros péptidos. Ultraestructuralmente, se ha descrito que estos gránulos varían en tamaño y forma, y ​​se consideran pleomórficos. [ 6 ]

La mayoría de las células EC se comunican con la luz de las criptas intestinales a través de microvellosidades apicales (protrusiones) y se denominan "abiertas". Una proporción de células EC no se proyectan hacia la luz de la cripta y, por consiguiente, se denominan "cerradas". [ 7 ] Las células EC suelen extenderse hasta la lámina basal con extensiones citoplasmáticas que atraviesan el tejido conectivo y las glándulas vecinas. El tejido debajo de las células EC suele contener abundantes capilares fenestrados, vasos linfáticos y pequeñas fibras nerviosas amielínicas. La serotonina secretada puede ser captada por los vasos residentes (transportada en la sangre por las plaquetas) o actuar sobre las terminaciones sinápticas de los nervios. [ 6 ]

Distribución

Las células EC se encuentran agregadas en ubicaciones específicas a lo largo del tracto gastrointestinal, predominantemente en el intestino delgado, el colon y el apéndice. [ 8 ] La proporción de poblaciones celulares de alta densidad varía entre especies debido a diferencias en los requerimientos dietéticos y las características fisiológicas. [ 9 ]

Células similares a las enterocromafines

Las células enterocromafines (células ECL) son una población celular que se encuentra en las glándulas gástricas del epitelio luminal del estómago y secretan histamina. En respuesta a la gastrina liberada por las células G vecinas, la histamina secretada por las células ECL actúa sobre las células parietales para estimular la liberación de ácido gástrico. La presencia de células ECL es fundamental en la regulación de la secreción de ácido gástrico inducida por hormonas. [ 10 ] Histológicamente, las células ECL se parecen a las células EC y por eso se denominan así. Sin embargo, son un tipo celular diferente y no poseen mecanismos de síntesis de serotonina.

Desarrollo

En embriones de pollo en desarrollo, se han encontrado células EC en biopsias de tejido gastrointestinal en desarrollo antes de la migración de las células de la cresta neural. Si bien las células EC tienen propiedades neuroendocrinas y son química e histológicamente similares a las células de la médula suprarrenal, no son derivadas de la cresta neural y no comparten un progenitor celular similar. [ 11 ] Se cree que las células EC se derivan de orígenes endodérmicos y descienden de las células madre que forman otros tipos de células epiteliales del lumen gastrointestinal. [ 12 ]

Función

La función principal de las células EC es sintetizar y secretar serotonina para la modulación de las neuronas gastrointestinales. La serotonina, también llamada 5-hidroxitriptamina (5HT), puede clasificarse como hormona, neurotransmisor y mitógeno. Es conocida principalmente por su papel en el sistema nervioso central, pero desempeña un papel importante en la periferia, con la mayor reserva endógena de serotonina ubicada en el intestino (90% de la reserva endógena). En el SNE, la serotonina es un modulador esencial de la transducción sensorial y la secreción de moco. La liberación de serotonina de las células EC puede ser desencadenada por multitud de estímulos, en particular la distensión luminal, la inervación parasimpática o los cambios en las concentraciones osmóticas en el contenido intestinal. [ 13 ]

serotonina

síntesis de serotonina

La síntesis de 5-HT en las células EC está catalizada por la enzima triptófano hidroxilasa 1 (TpH1) a partir del aminoácido L-triptófano. La reacción se desarrolla en dos etapas, con un paso inicial limitante de la velocidad que implica la conversión de L-triptófano a 5-hidroxitriptófano (5-HTP). Tras la conversión a 5-HTP, la L-aminoácido descarboxilasa, que no limita la velocidad, convierte el 5-HTP en 5-HT mediante descarboxilación. Posteriormente, la 5-HT se almacena en vesículas mediante el transportador vesicular de monoaminas 1 cerca del margen basal de la célula para su posterior secreción. [ 1 ]

La liberación de las vesículas ocurre tras la estimulación química, neurológica o mecánica de las células EC y depende predominantemente del calcio, lo que sugiere su excreción por exocitosis. El efecto combinado del aumento del flujo de calcio y la liberación del calcio almacenado en la célula modifica el potencial celular, desencadenando la liberación de las vesículas de 5-HT. [ 14 ] Las vesículas se desplazan desde el margen basal hacia la lámina propia circundante para interactuar con las sinapsis nerviosas, los vasos linfáticos y sanguíneos cercanos.

La serotonina sintetizada por las células EC se exocitosis predominantemente desde el borde basal, pero también se sabe que se secreta apicalmente hacia la luz intestinal y puede estar presente en muestras fecales. La 5-HT secretada actúa sobre diferentes subtipos de receptores localizados en células del epitelio gastrointestinal, músculo liso y tejido conectivo, y su respuesta depende de la concentración de la hormona secretada. [ 6 ]

El efecto principal de la serotonina implica el aumento de la contracción peristáltica a través de sus efectos tanto en las neuronas del SNE como en el músculo liso. La 5-HT también activa una respuesta secretora neural, mediante la cual la unión a los receptores 5-HT1P en las neuronas mientéricas desencadena una cascada de señalización en el plexo submucoso. Esto da como resultado la liberación de acetilcolina para iniciar la secreción de la mucosa intestinal a través de la liberación de iones cloruro. [ 15 ]

Importancia clínica

Síndrome del intestino irritable

El síndrome del intestino irritable (SII) es una afección diversa asociada con molestias intestinales crónicas y dolor abdominal cuya gravedad varía entre los pacientes. Se han asociado concentraciones anormales de serotonina con el SII, principalmente concentraciones elevadas que intensifican la motilidad gastrointestinal y las secreciones mucosas del intestino. El SII grave suele manifestarse como estreñimiento crónico o diarrea crónica, y se ha correlacionado la presencia de poblaciones anormales de células EC con ambas afecciones. En pacientes que sufren SII postinfeccioso, las biopsias rectales han mostrado un aumento drástico en las poblaciones de células EC asociadas con síntomas diarreicos. [ 16 ]

Asimismo, se han observado poblaciones reducidas de células EC en pacientes con estreñimiento crónico, lo que indica una deficiencia de 5-HT y, por consiguiente, una disminución de la motilidad y secreción gastrointestinal. Investigaciones recientes indican que las poblaciones anormales de células EC, y por ende la señalización de 5-HT, pueden contribuir significativamente a la disfunción gastrointestinal. El tratamiento con agonistas del receptor de 5-HT en pacientes con estreñimiento funcional ha demostrado cierta eficacia para lograr una función gastrointestinal normal. [ 17 ]

Síndrome carcinoide

El síndrome carcinoide es una afección rara caracterizada por un aumento anormal de hormonas biológicamente activas circulantes, principalmente serotonina, cuyos primeros síntomas incluyen diarrea, calambres abdominales y rubor facial episódico. [ 7 ] El exceso de serotonina circulante suele ser producido por tumores carcinoides originados en células EC en el intestino delgado o el apéndice. Estos tumores crecen lentamente, pero pueden metastatizar al hígado si son agresivos. También pueden estar presentes en otros sitios, particularmente en el pulmón y el estómago. [ 18 ]

Historia

El nombre «enterocromafín» proviene de la palabra griega «enteron» (ἔντερον), en referencia a los intestinos, y «cromafín» como combinación de las palabras cromo y afinidad, ya que se pueden visualizar mediante tinción con sales de cromo. De forma similar, las células cromafines (de la médula suprarrenal) comparten esta característica y son histológicamente similares a las células EC. Sin embargo, sus orígenes embriológicos son bastante diferentes y no poseen funciones similares.

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 Bertrand PP, Bertrand RL (febrero de 2010). "Liberación y recaptación de serotonina en el tracto gastrointestinal". Neurociencia autonómica . 153 ( 1– 2): 47– 57. doi : 10.1016/j.autneu.2009.08.002 . PMID 19729349 . S2CID 25355291 .  
  2. ^ Drozdov I, Modlin IM, Kidd M, Goloubinov VV (febrero de 2009). "Nikolái Konstantinovich Kulchitsky (1856-1925)". Revista de biografía médica . 17 (1): 47– 54. doi : 10.1258/jmb.2008.008038 . PMID 19190200 . S2CID 25289790 .  
  3. ^ Barton JR, Londregan AK, Alexander TD, Entezari AA, Covarrubias M, Waldman SA (7 de noviembre de 2023). "Regulación de células enteroendocrinas del eje intestino-cerebro" . Fronteras en Neurociencia . 17 1272955.doi : 10.3389 / fnins.2023.1272955 . PMC 10662325 . PMID 38027512 .  
  4. ↑ Mawe GM, Hoffman JM (agosto de 2013). "Señalización de serotonina en el intestino: funciones, disfunciones y objetivos terapéuticos" . Nature Reviews. Gastroenterology & Hepatology . 10 (8): 473– 486. doi : 10.1038/nrgastro.2013.105 . PMC 4048923. PMID 23797870 .  
  5. ↑ Becker KL, Silva OL (julio de 1981). "Hipótesis: la célula de Kulchitsky (K) bronquial como fuente de actividad biológica humoral". Medical Hypotheses . 7 (7): 943– 949. doi : 10.1016/0306-9877(81)90049-9 . PMID 6270516 . 
  6. 1 2 3 Wade PR, Westfall JA (1985). "Ultraestructura de las células enterocromafines y elementos neurales y vasculares asociados en el duodeno del ratón". Cell and Tissue Research . 241 (3): 557– 563. doi : 10.1007/BF00214576 . PMID 4028141 . S2CID 33773512 .  
  7. ^ Gustafsson BI (2005). La célula enterocromafina productora de serotonina y los efectos de la hiperserotoninemia en el corazón y los huesos (tesis doctoral). Det medisinske fakultet. hdl : 11250/263149 . ISBN 978-82-471-7312-1.
  8. ↑ Graeme-Cook F (2009). "Tumores neuroendocrinos del tracto gastrointestinal y el apéndice". En Odze RD, Goldblum JR (eds.). Patología quirúrgica del tracto gastrointestinal, hígado, vías biliares y páncreas . págs. 653–80 . doi : 10.1016/B978-141604059-0.50028-X . ISBN  978-1-4160-4059-0.
  9. ↑ Al-Tikriti MS, Khamas W, Chebolu S, Darmani NA (2012). "Distribución de células enterocromafines inmunorreactivas a la serotonina en el tracto gastrointestinal de la musaraña menor" (PDF) . Int. J. Morphol . 30 (3): 916–23 . doi : 10.4067/s0717-95022012000300025 .
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