Cella a calice - Goblet cell
| Cella a calice | |
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 Illustrazione schematica di una cellula caliciforme in primo piano, che illustra le diverse strutture interne della cellula.
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 Sezione trasversale di una villi , dal umano intestino . X 350.
a. Membrana basale , qui un po' rimpicciolita dall'epitelio. B. Latteale . C. Epitelio colonnare . D. Il suo bordo striato. e. Cellule caliciformi . F. Leucociti nell'epitelio. F'. Leucociti sotto l'epitelio. G. Vasi sanguigni . h. Le cellule muscolari tagliano trasversalmente. | |
| Particolari | |
| Sistema | Sistema respiratorio |
| Forma | Colonnare semplice |
| Funzione | Mucina -produzione di cellule epiteliali |
| Identificatori | |
| latino | exocrimohsinoctus caliciformis |
| Maglia | D020397 |
| NS | H3.04.03.0.00009, H3.04.03.0.00016, H3.05.00.0.00006 |
| FMA | 13148 |
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Termini anatomici di microanatomia | |
Le cellule caliciformi sono semplici cellule epiteliali colonnari a forma di calice che secernono mucine gelificanti , come la mucina MUC5AC . Le cellule caliciformi usano principalmente il metodo di secrezione merocrino , secernendo vescicole in un condotto, ma possono usare metodi apocrini , facendo germogliare le loro secrezioni, quando sono sotto stress. Il termine calice si riferisce alla forma a calice della cellula. La porzione apicale ha la forma di una coppa, in quanto distesa da abbondanti granuli carichi di muco; la sua porzione basale è priva di questi granuli e ha la forma di uno stelo.
La cellula caliciforme è altamente polarizzata con il nucleo e altri organelli concentrati alla base della cellula e granuli secretori contenenti mucina, sulla superficie apicale. La membrana plasmatica apicale proietta brevi microvilli per dare una maggiore superficie per la secrezione.
Le cellule caliciformi si trovano tipicamente nei tratti respiratorio, riproduttivo e gastrointestinale e sono circondate da altre cellule colonnari. Differenziazione polarizzato di cellule basali vie aeree in epitelio respiratorio , in cellule caliciformi svolge un ruolo chiave nella produzione di muco eccessivo, noto come ipersecrezione di muco visto in molte malattie respiratorie, incluso bronchite cronica e asma .
Struttura
Le cellule caliciformi si trovano sparse nel rivestimento epiteliale di organi , come il tratto intestinale e respiratorio . Si trovano all'interno della trachea , bronchi , e più grandi bronchioli nel tratto respiratorio, intestino tenue , l' intestino crasso , e congiuntiva nella parte superiore della palpebra . Nella congiuntiva le cellule caliciformi sono una fonte di mucina nelle lacrime e secernono anche diversi tipi di mucine sulla superficie oculare . Nelle ghiandole lacrimali , invece, il muco viene sintetizzato dalle cellule acinose .
Microanatomia
Le cellule caliciformi sono semplici cellule epiteliali colonnari , aventi un'altezza quattro volte superiore alla loro larghezza. Il citoplasma delle cellule caliciformi tende a essere spostato verso l'estremità basale del corpo cellulare dai grandi granuli di mucina , che si accumulano vicino alla superficie apicale della cellula lungo l' apparato di Golgi , che si trova tra i granuli e il nucleo . Ciò conferisce alla parte basale della cellula una colorazione basofila a causa degli acidi nucleici all'interno del nucleo e della colorazione del reticolo endoplasmatico ruvido con ematossilina . La mucina all'interno dei granuli colora pallida nelle sezioni istologiche di routine , principalmente perché queste proteine ricche di carboidrati vengono lavate durante la preparazione dei campioni di microscopia. Tuttavia, si macchiano facilmente con il metodo di colorazione PAS , che li colora di magenta.
Nelle macchie di mucicarminio , la mucina rosso intenso si trova all'interno dei corpi delle cellule caliciformi. Le cellule caliciformi possono essere viste negli esempi seguenti come cellule più grandi e più pallide.
Una ghiandola intestinale dell'intestino umano con cellule caliciformi visibili
Cella caliciforme nell'ileo
Sezione di intestino di topo, muco di cellule caliciformi in blu
Cellule caliciformi nell'intestino crasso
Funzione
Il ruolo principale delle cellule caliciformi è quello di secernere muco per proteggere le mucose dove si trovano. Le cellule caliciformi realizzano questo secernendo mucine , grandi glicoproteine formate principalmente da carboidrati . Le proprietà gelatinose delle mucine sono date dai suoi glicani (carboidrati legati) che attraggono quantità relativamente grandi di acqua. Sulla superficie interna dell'intestino umano forma uno strato spesso 200 µm (meno negli altri animali) che lubrifica e protegge la parete dell'organo.
Forme distinte di mucina sono prodotte in diversi organi: mentre MUC2 è prevalente nell'intestino, MUC5AC e MUC5B sono le principali forme presenti nelle vie aeree umane . Nelle vie respiratorie, muco pulita dai cilia del epitelio respiratorio , in un processo chiamato clearance mucociliare , e propulsione dai polmoni e nella faringe, che comporta la rimozione di detriti e patogeni dalle vie aeree. MUC5AC è sovraespresso nell'infiammazione polmonare allergica .
Le mucine vengono continuamente prodotte e secrete dalle cellule caliciformi per riparare e sostituire lo strato di muco esistente. Le mucine vengono immagazzinate in granuli all'interno delle cellule caliciformi prima di essere rilasciate nel lume dell'organo. La secrezione di mucina nelle vie aeree può avvenire tramite secrezione regolata. La secrezione può essere stimolata da sostanze irritanti come polvere e fumo , specialmente nelle vie aeree . Altri stimoli sono microbi come virus e batteri.
Anomalie nel numero di cellule caliciformi sono associate a cambiamenti nella secrezione di mucine, che possono causare molte delle anomalie osservate nei pazienti asmatici, come le vie aeree ostruite a causa dell'ipersecrezione di muco e l'eventuale perdita della funzione polmonare. La sovraespressione di MUC5AC da sola non determina la fisiopatologia osservata nei pazienti asmatici ; è l'eccessiva produzione insieme alla velocità di secrezione che porta alla formazione di muco denso che non può essere rimosso dalle ciglia o dall'azione della tosse. Questo, oltre al restringimento delle vie aeree, porta all'ostruzione delle vie aeree, che può essere dannosa per la salute se non trattata.
Esistono altre cellule che secernono muco (come le cellule foveolari dello stomaco ) ma queste si distinguono istologicamente dalle cellule caliciformi .
Ruolo nella tolleranza orale
La tolleranza orale è il processo mediante il quale si impedisce al sistema immunitario di rispondere all'antigene derivato dai prodotti alimentari, poiché i peptidi del cibo possono passare nel flusso sanguigno attraverso l'intestino, il che in teoria porterebbe a una risposta immunitaria. Un articolo pubblicato su Nature nel 2012 ha fatto luce sul processo e ha implicato che le cellule caliciformi abbiano un ruolo nel processo. Era noto che le cellule dendritiche che esprimono CD103 della lamina propria avevano un ruolo da svolgere nell'induzione della tolleranza orale (potenzialmente inducendo la differenziazione delle cellule T regolatorie ), e questo articolo suggerisce che le cellule caliciformi agiscono per fornire preferenzialmente l'antigene a queste cellule dendritiche CD103 + .
Significato clinico
Asma allergico
L'eccessiva produzione di muco osservata nei pazienti con asma allergico è dovuta alla metaplasia delle cellule caliciformi , la differenziazione delle cellule epiteliali delle vie aeree in cellule caliciformi che producono mucina. Queste cellule producono le spesse mucine MUC5AC e MUC5B , che ostruiscono le vie aeree, portando all'ostruzione del flusso aereo caratteristica dell'asma .
La metaplasia delle cellule caliciformi nell'asma allergica è dovuta all'azione della citochina IL-13 . IL-13 si lega al recettore IL-4Rα e avvia una risposta di segnalazione STAT6 . Il legame di IL-13 provoca la fosforilazione dei residui di tirosina in IL-4Rα . Ciò si traduce nell'aggancio dei monomeri STAT6 , che a loro volta vengono fosforilati e quindi successivamente lasciano il recettore e si riuniscono in forma omodimeri STAT6 nel citoplasma. Questi omodimeri entrano quindi nel nucleo , dove si legano agli elementi regolatori del DNA, che influenzano la trascrizione di alcuni geni coinvolti nella produzione di muco.
L'induzione del segnale STAT6 da parte di IL-13 porta ad un aumento dell'espressione della 15-lipossigenasi (15-LO-1), che è un enzima coinvolto nella degradazione degli acidi grassi insaturi. La 15-lipossigenasi agisce legandosi ai fosfolipidi e produce metaboliti idroperossidici ed epossidici. Uno di questi metaboliti, l'acido 15-idrossieicosatetranoico (15-HETE), viene rilasciato a livello intracellulare, dove si coniuga con la fosfatidiletanolammina , un componente fosfolipidico. 15-HETE-PE induce l'espressione della mucina MUC5AC .
Carcinoidi a cellule caliciformi
I carcinoidi a cellule caliciformi sono una classe di tumori rari che si formano a seguito di un'eccessiva proliferazione sia delle cellule caliciformi che delle cellule neuroendocrine . La maggior parte di questi tumori nasce nell'appendice e può presentare sintomi simili alla molto più comune appendicite acuta . Il trattamento principale per i tumori localizzati delle cellule caliciformi è la rimozione dell'appendice e talvolta viene eseguita anche la rimozione dell'emicolone destro . I tumori disseminati possono richiedere un trattamento con chemioterapia oltre alla chirurgia.
metaplasia
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L'esofago di Barrett è una metaplasia dell'esofago nell'epitelio intestinale, caratterizzata dalla presenza di cellule caliciformi.
Trattamenti
Anticorpi monoclonali
Studi su topi trattati con anticorpi monoclonali per IL-13 determinano una diminuzione dell'espressione delle cellule caliciformi nei pazienti asmatici . Alcuni trattamenti che utilizzano anticorpi monoclonali anti-IL-13 includono tralokinumab e lebrikizumab . Questi trattamenti hanno mostrato miglioramenti nei pazienti asmatici, ma ci sono ancora limitazioni all'uso di anticorpi monoclonali anti-IL-13. Dupilumab è un farmaco più recente che prende di mira il recettore condiviso di IL-4 e IL-13 , IL4Rα . Poiché IL-4 e IL-13 hanno attività biologiche correlate, Dupilumab è una forma di trattamento più efficace in quanto colpisce entrambe le interleuchine.
Storia
Le cellule furono notate per la prima volta da Henle nel 1837 durante lo studio del rivestimento dell'intestino tenue, visto come produttore di muco da Leydig nel 1857 (che stava esaminando l'epidermide dei pesci), e ricevettero il loro nome da Schulze nel 1867, Schulze scelse il nome descrittivo "calice" a causa della forma della cellula, piuttosto che un nome funzionale, poiché rimase incerto sulla funzione di produzione di muco della cellula.
Oggi queste cellule vengono utilizzate nei laboratori per valutare l'assorbimento intestinale di bersagli farmacologici con diversi kit, come il CacoGoblet.