Las células enterocromafines (EC) (también conocidas como células de Kulchitsky ) son un tipo de célula enteroendocrina y célula neuroendocrina . Se encuentran junto al epitelio que recubre el lumen del tracto digestivo y desempeñan un papel crucial en la regulación gastrointestinal, en particular la motilidad y secreción intestinal. [1] Fueron descubiertas por Nikolai Kulchitsky . [2]
Las células EC modulan la señalización neuronal en el sistema nervioso entérico (ENS) a través de la secreción del neurotransmisor serotonina y otros péptidos. Como los nervios aferentes y eferentes entéricos no sobresalen hacia el lumen 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 célula neuropod . Las EC conocidas como células neuropod retransmiten rápidamente señales del intestino al cerebro a través de una comunicación directa con las neuronas sensoriales primarias y vagales [3] . 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 químicos y neurológicos. También son reactivas a la mecanosensación , que es el caso del reflejo peristáltico del intestino, y pueden ser estimuladas 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 a través de la activación del músculo liso y las glándulas , respectivamente. [4]
Las células neuroendocrinas pulmonares del tracto respiratorio se conocen como células bronquiales de Kulchitsky . [5]
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 ubicadas basalmente que contienen serotonina y otros péptidos. Ultraestructuralmente, se informa que estos gránulos varían en tamaño y forma y se consideran pleomórficos. [6]
La mayoría de las células EC se comunican con el lumen de las criptas intestinales a través de microvellosidades apicales (protuberancias) y se las denomina “abiertas”. Una proporción de células EC no sobresalen hacia el lumen de la cripta y, por lo tanto, se las denomina “cerradas”. [7] Las células EC se extienden típicamente hasta la lámina basal con extensiones citoplasmáticas que se sabe que pasan a través del tejido conectivo y las glándulas vecinas. El tejido debajo de las células EC contiene típicamente 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 terminales sinápticas nerviosas. [6]
Las células CE se encuentran agregadas en lugares específicos 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, lo que se atribuye a diferencias en los requisitos dietéticos y las características fisiológicas. [9]
Las células 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 para la regulación de la secreción de ácido gástrico inducida por el sistema endocrino. [10] Las células ECL tienen un aspecto histológico similar al de las células EC y, por ello, se las denomina así. Sin embargo, son un tipo de célula diferente y no poseen ningún mecanismo de síntesis de serotonina. [ cita requerida ]
En el desarrollo de embriones de pollo, se han encontrado células EC en biopsias de tejido gastrointestinal en desarrollo antes de la migración de 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. [11] Se cree que las células EC tienen orígenes endodérmicos y descienden de las células madre que forman otros tipos de células epiteliales del lumen gastrointestinal. [12]
La función principal de las células EC es sintetizar y secretar serotonina para modular las neuronas gastrointestinales. La serotonina, también llamada 5-hidroxitriptamina (5HT), puede clasificarse como una hormona, un neurotransmisor y un mitógeno. Se la conoce principalmente por su papel en el sistema nervioso central, pero desempeña un papel importante en la periferia, y la mayor reserva endógena de serotonina se encuentra en el intestino (90 % de la reserva endógena). En el ENS, la serotonina es un modulador esencial de la transducción sensorial y la secreción de moco. La liberación de serotonina de las células EC puede desencadenarse por una multitud de estímulos, en particular la distensión luminal, la inervación parasimpática o los cambios en las concentraciones osmóticas en el contenido intestinal. [13]
La síntesis de 5-HT, en las células CE, es catalizada por la enzima triptófano hidroxilasa 1 (TpH1) a partir del aminoácido L-triptófano. La reacción se lleva a cabo en dos etapas con un paso inicial limitante de velocidad que implica la conversión de L-triptófano en 5-hidroxitriptófano (5-HTP). Después de la conversión a 5-HTP, la L-aminoácido descarboxilasa (que no es limitante de velocidad) convierte el 5-HTP en 5-HT por descarboxilación. Después de la síntesis, el 5-HT se almacena en vesículas mediante el transportador de monoamina vesicular 1 cerca del margen basal de la célula para su posterior secreción. [1]
La liberación de las vesículas se produce tras una estimulación química, neurológica o mecánica de las células EC y depende predominantemente del calcio, lo que sugiere una excreción por exocitosis. El efecto combinado del aumento del flujo de calcio y la liberación del calcio almacenado dentro de la célula cambia el potencial celular, lo que desencadena la liberación de las vesículas 5-HT. [14] Las vesículas pasan del margen basal a 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 el lumen 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, y su capacidad de 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 sistema nervioso autónomo como en el músculo liso. La 5-HT también activa una respuesta secretora neuronal, por la que 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 de cloruro. [15]
El síndrome del intestino irritable (SII) es una afección diversa asociada con molestias intestinales crónicas y dolor abdominal que varía en gravedad entre pacientes. Las concentraciones anormales de serotonina se han asociado con el SII, y el aumento de las concentraciones intensifica 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 las poblaciones anormales de células EC se han correlacionado con ambas afecciones. En pacientes que sufren SII postinfeccioso, las biopsias rectales han mostrado un aumento dramático en las poblaciones de células EC asociadas con síntomas diarreicos. [16]
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 de 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. [17]
El síndrome carcinoide es una enfermedad poco frecuente que se caracteriza por un aumento anormal de las hormonas biológicamente activas circulantes, principalmente serotonina, cuyos primeros síntomas son diarrea, calambres abdominales y sofocos episódicos. [7] El exceso de serotonina circulante suele ser producido por tumores carcinoides originados en células endoteliales del 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, en particular en el pulmón y el estómago. [18]
El nombre enterocromafín proviene de la palabra griega “enteron” (ἔντερον), en relación con los intestinos, y “cromafín” como una agrupación de las palabras cromo y afinidad, ya que pueden visualizarse mediante tinción con sales de cromo. Las células cromafines (de la médula suprarrenal), que tienen un nombre similar, comparten esta característica y son histológicamente similares a las células EC. Sin embargo, sus orígenes embriológicos son bastante diferentes y no poseen funciones similares. [ cita requerida ]