Las células enterocromafines (EC) (también conocidas como células de Kulchitsky ) son un tipo de célula enteroendocrina y de célula neuroendocrina . Residen junto al epitelio que recubre la luz del tracto digestivo y desempeñan un papel crucial en la regulación gastrointestinal, particularmente en la motilidad y secreción intestinal. [1] Fueron descubiertos por Nikolai Kulchitsky . [2]
Las células EC modulan la señalización neuronal en el sistema nervioso entérico (ENS) mediante la secreción del neurotransmisor serotonina y otros péptidos. Como los nervios aferentes y eferentes entéricos no sobresalen hacia la luz intestinal, las células EC actúan como una forma de transducción sensorial. [1] La serotonina en el ENS actúa en sinergia con otras hormonas digestivas para regular los reflejos gastrointestinales sensoriales y motores. Las células EC responden a estímulos tanto químicos como neurológicos. También son reactivos a la mecanosensación , como es el caso del reflejo peristáltico del intestino, y pueden ser estimulados por un bolo 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 ENS. Dependiendo de la concentración, la serotonina puede modular la contracción peristáltica y la secreción mediante la activación del músculo liso y las glándulas , respectivamente. [3]
Las células neuroendocrinas pulmonares del tracto respiratorio se conocen como células bronquiales de Kulchitsky . [4]
Las células EC son pequeñas células poligonales ubicadas en las criptas entre las vellosidades intestinales. Se diferencian de otras células de las criptas epiteliales gastrointestinales por la presencia de granulaciones ubicadas en la base que contienen serotonina y otros péptidos. Ultraestructuralmente, se informa que estos gránulos varían en tamaño y forma y se consideran pleomórficos. [5]
La mayoría de las células EC se comunican con la luz de las criptas intestinales a través de microvellosidades apicales (protuberancias) y se denominan "abiertas". Una proporción de las células EC no sobresalen hacia la luz de la cripta y, por lo tanto, se denominan "cerradas". [6] Las células EC generalmente se extienden hasta la lámina basal con extensiones citoplasmáticas que se sabe que atraviesan el tejido conectivo y las glándulas vecinas. El tejido debajo de las células EC normalmente contiene abundantes capilares fenestrados, vasos linfáticos y pequeñas fibras nerviosas amielínicas. La serotonina secretada puede ser absorbida por los vasos residentes (transportada en la sangre por las plaquetas) o actuar sobre las terminales nerviosas sinápticas. [5]
Las células EC se encuentran agregadas en ubicaciones específicas en todo el tracto gastrointestinal, predominantemente en el intestino delgado, el colon y el apéndice. [7] La proporción de poblaciones de células de alta densidad varía entre especies atribuidas a diferencias en los requisitos dietéticos y las características fisiológicas. [8]
Las células similares a enterocromafines (células ECL) son una población de células que se encuentran 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 el sistema endocrino. [9] Las células ECL histológicamente parecen similares a las células EC y, por lo tanto, se denominan como tales. Sin embargo, son un tipo de célula diferente y no poseen ningún mecanismo de síntesis de serotonina. [ cita necesaria ]
En embriones de pollo en desarrollo, se han encontrado células EC en biopsias de tejido del TGI en desarrollo antes de la migración de las células de la cresta neural. Si bien las células EC tienen propiedades neuroendocrinas y son similares química e histológicamente a las células de la médula suprarrenal, no son derivadas de la cresta neural y no comparten un progenitor celular similar. [10] Se cree que las células EC se derivan de orígenes endodérmicos y descienden de las células madre que forman otros tipos de células epiteliales de la luz gastrointestinal. [11]
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 principalmente conocido por su papel en el sistema nervioso central, pero desempeña un papel importante en la periferia, donde la mayor reserva endógena de serotonina reside en el intestino (90% del almacenamiento endógeno). En el ENS, la serotonina es un modulador esencial de la transducción sensorial y la secreción mucosa. La liberación de serotonina de las células EC puede desencadenarse por multitud de estímulos, en particular la distensión luminal, la inervación parasimpática o cambios en las concentraciones osmóticas del contenido intestinal. [12]
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 en 5-hidroxitriptófano (5-HTP). Después de la conversión a 5-HTP, la L-aminoácido descarboxilasa no limitante convierte el 5-HTP en 5-HT mediante descarboxilación. Después de la síntesis, la 5-HT se almacena en vesículas mediante el transportador vesicular de monoamina 1 cerca del margen basal de la célula para su eventual secreción. [1]
La liberación de las vesículas se produce después de la estimulación química, neurológica o mecánica de las células EC y depende predominantemente del calcio, lo que sugiere una excreción mediante exocitosis. El efecto combinado del aumento del flujo de calcio y la liberación del calcio almacenado dentro de la célula cambia el potencial celular y desencadena la liberación de vesículas de 5-HT. [13] Las vesículas pasan desde el margen basal hacia la lámina propia circundante para interactuar con las sinapsis nerviosas, la linfa y los vasos sanguíneos cercanos.
La serotonina sintetizada por las células EC se exocita predominantemente desde el borde basal, pero también se sabe que se secreta apicalmente en la luz del intestino y puede estar presente en muestras fecales. La 5-HT secretada actúa sobre diferentes subtipos de receptores que se encuentran localizados en células del epitelio gastrointestinal, el músculo liso y el tejido conectivo, con una capacidad de respuesta que depende de la concentración de la hormona secretada. [5]
El efecto principal de la serotonina implica el aumento de la contracción peristáltica a través de sus efectos tanto en las neuronas del ENS como en el músculo liso. 5-HT también activa una respuesta secretora neural, mediante la cual la unión a los receptores 5-HT1P de 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 mediante la liberación de iones cloruro. [14]
El síndrome del intestino irritable (SII) es una afección diversa asociada con malestar intestinal crónico y dolor abdominal que varía en gravedad según los pacientes. Las concentraciones anormales de serotonina se han asociado con el SII, predominantemente concentraciones elevadas que intensifican la motilidad gastrointestinal y las secreciones mucosas de la mucosa intestinal. El SII grave a menudo se manifiesta como estreñimiento crónico o diarrea crónica, y se han correlacionado poblaciones anormales de células EC con ambas afecciones. En pacientes que padecen SII posinfeccioso, las biopsias rectales han mostrado un aumento dramático en las poblaciones de células EC asociadas con síntomas diarreicos. [15]
Asimismo, se han observado poblaciones reducidas de células EC en pacientes que sufren estreñimiento crónico, lo que indica una falta de 5-HT y, por lo tanto, una disminución de la motilidad y secreción gastrointestinal. Las investigaciones en curso indican que las poblaciones anormales de células EC y, por lo tanto, la señalización 5-HT, pueden contribuir significativamente a la disfunción gastrointestinal. El tratamiento con agonistas del receptor 5-HT para pacientes con estreñimiento funcional ha demostrado cierta eficacia para lograr una funcionalidad gastrointestinal normal. [dieciséis]
El síndrome carcinoide es una afección poco común caracterizada por un aumento anormal de las hormonas biológicamente activas circulantes, principalmente serotonina, con síntomas tempranos que incluyen diarrea, calambres abdominales y enrojecimiento episódico. [6] El exceso de serotonina circulante generalmente es producido por tumores carcinoides originados en células EC en el intestino delgado o el apéndice. Los tumores crecen lentamente, pero pueden hacer metástasis en el hígado si son agresivos. También pueden estar presentes en otros sitios, particularmente en el pulmón y el estómago. [17]
El nombre 'enterocromafina' proviene de la palabra griega “enteron” (ἔντερον), en relación con los intestinos, y “cromafina” como una agrupación de las palabras cromo y afinidad, como se pueden visualizar tiñendo con sales de cromo. Las células cromafines (de la médula suprarrenal), con nombres similares, comparten esta característica y son histológicamente similares a las células EC. Sus orígenes embriológicos, sin embargo, son bastante diferentes y tampoco poseen funciones similares. [ cita necesaria ]