Las células caliciformes son células epiteliales columnares simples que secretan mucinas formadoras de gel , como la mucina 2 en el tracto gastrointestinal inferior y la mucina 5AC en el tracto respiratorio. [1] Las células caliciformes utilizan principalmente el método de secreción merocrino , secretando vesículas en un conducto, pero pueden utilizar métodos apocrinos , brotando sus secreciones, cuando están bajo estrés. [2] El término copa se refiere a la forma de copa de la célula. La porción apical tiene forma de copa, ya que está distendida por abundantes gránulos cargados de moco; su porción basal carece de estos gránulos y tiene forma de tallo.
La célula caliciforme está altamente polarizada con el núcleo y otros orgánulos concentrados en la base de la célula y los gránulos secretores que contienen mucina, en la superficie apical. [1] La membrana plasmática apical proyecta microvellosidades cortas para aumentar la superficie de secreción. [3]
Las células caliciformes se encuentran típicamente en el tracto respiratorio, reproductivo y gastrointestinal inferior y están rodeadas por otras células columnares. [1] La diferenciación sesgada de las células basales de las vías respiratorias en el epitelio respiratorio en células caliciformes desempeña un papel clave en la producción excesiva de moco, conocida como hipersecreción de moco que se observa en muchas enfermedades respiratorias, incluida la bronquitis crónica y el asma . [4] [5]
Las células caliciformes se encuentran dispersas entre el revestimiento epitelial de órganos , como los tractos intestinal y respiratorio . [6] Se encuentran dentro de la tráquea , los bronquios y los bronquiolos más grandes en el tracto respiratorio, el intestino delgado , el intestino grueso y la conjuntiva en el párpado superior . En la conjuntiva, las células caliciformes son una fuente de mucina en las lágrimas y también secretan diferentes tipos de mucinas en la superficie ocular . En las glándulas lagrimales , el moco es sintetizado por células acinares . [7]
Las células caliciformes son células epiteliales columnares simples , que tienen una altura cuatro veces mayor que su ancho. El citoplasma de las células caliciformes tiende a ser desplazado hacia el extremo basal del cuerpo celular por los grandes gránulos de mucina , que se acumulan cerca de la superficie apical de la célula a lo largo del aparato de Golgi , que se encuentra entre los gránulos y el núcleo . Esto le da a la parte basal de la célula una tinción basófila debido a los ácidos nucleicos dentro del núcleo y la tinción del retículo endoplásmico rugoso con hematoxilina . La mucina dentro de los gránulos se tiñe pálida en las secciones histológicas de rutina , principalmente porque estas proteínas ricas en carbohidratos se eliminan por lavado en la preparación de muestras de microscopía. Sin embargo, se tiñen fácilmente con el método de tinción PAS , que los tiñe de magenta. [8] [9]
En las tinciones de mucicarmín , la mucina de color rojo intenso se encuentra dentro de los cuerpos de las células caliciformes. Las células caliciformes se pueden ver en los ejemplos siguientes como células más grandes y pálidas.
La función principal de las células caliciformes es secretar moco para proteger las membranas mucosas donde se encuentran. Las células caliciformes logran esto secretando mucinas , grandes glicoproteínas formadas principalmente por carbohidratos . Las propiedades gelatinosas de las mucinas se deben a que sus glicanos (carbohidratos unidos) atraen cantidades relativamente grandes de agua. [10] En la superficie interna del intestino humano, forma una capa de 200 μm de espesor (menos en otros animales) que lubrica y protege la pared del órgano. [11]
Se producen distintas formas de mucina en diferentes órganos: mientras que MUC2 prevalece en el intestino, MUC5AC y MUC5B son las formas principales que se encuentran en las vías respiratorias humanas . [12] En las vías respiratorias, los cilios del epitelio respiratorio barren el moco , en un proceso llamado aclaramiento mucociliar , y lo impulsan fuera de los pulmones hacia la faringe, lo que resulta en la eliminación de desechos y patógenos de las vías respiratorias. [13] MUC5AC se sobreexpresa en la neumonitis por hipersensibilidad . [13]
Las células caliciformes producen y secretan mucinas continuamente para reparar y reemplazar la capa de moco existente. [13] Las mucinas se almacenan en gránulos dentro de las células caliciformes antes de ser liberadas a la luz del órgano. [10] La secreción de mucina en las vías respiratorias puede ocurrir a través de una secreción regulada. [14] La secreción puede ser estimulada por irritantes como el polvo y el humo , especialmente en las vías respiratorias . [12] Otros estímulos son microbios como virus y bacterias.
Las anomalías en el número de células caliciformes se asocian con cambios en la secreción de mucinas, lo que puede dar lugar a muchas de las anomalías observadas en pacientes con asma, como la obstrucción de las vías respiratorias debido a la hipersecreción de moco y la eventual pérdida de la función pulmonar. [13] La sobreexpresión de MUC5AC por sí sola no produce la fisiopatología observada en pacientes con asma ; es la producción excesiva junto con la velocidad de secreción lo que conduce a la formación de moco espeso que no puede eliminarse mediante los cilios o la acción de la tos. [13] Esto, además del estrechamiento de las vías respiratorias, provoca la obstrucción de las mismas, lo que puede ser perjudicial para la salud si no se trata. [13]
Hay otras células que secretan moco (como las células foveolares del estómago ) [15] pero histológicamente se distinguen de las células caliciformes.
La tolerancia oral es el proceso mediante el cual se impide que el sistema inmunológico responda al antígeno derivado de los productos alimenticios, ya que los péptidos de los alimentos pueden pasar al torrente sanguíneo a través del intestino, lo que en teoría conduciría a una respuesta inmune. Un artículo publicado en Nature en 2012 arrojó algo de luz sobre el proceso e implicó que las células caliciformes desempeñan un papel en el proceso. [16] Se sabía que las células dendríticas de la lámina propia que expresan CD103 tenían un papel que desempeñar en la inducción de la tolerancia oral (potencialmente al inducir la diferenciación de las células T reguladoras ), y este artículo sugiere que las células caliciformes actúan preferentemente para entregar antígeno a estas células dendríticas CD103 + . [dieciséis]
La producción excesiva de moco que se observa en pacientes con asma alérgica se debe a la metaplasia de células caliciformes , la diferenciación de las células epiteliales de las vías respiratorias en células caliciformes productoras de mucina. [17] Estas células producen las mucinas espesas MUC5AC y MUC5B , que obstruyen las vías respiratorias y provocan la obstrucción del flujo de aire característica del asma . [17]
La metaplasia de células caliciformes en el asma alérgica se debe a la acción de la citoquina IL-13 . IL-13 se une al receptor IL-4Rα e inicia una respuesta de señalización STAT6 . [18] La unión de IL-13 provoca la fosforilación de residuos de tirosina en el IL-4Rα . [18] Esto da como resultado el acoplamiento de los monómeros STAT6 , que a su vez se fosforilan y luego abandonan el receptor y se congregan formando homodímeros STAT6 en el citoplasma. [18] Estos homodímeros luego ingresan al núcleo , donde se unen a elementos reguladores en el ADN, lo que afecta la transcripción de ciertos genes involucrados en la producción de moco. [18]
La inducción de la señalización de STAT6 por la IL-13 conduce a un aumento de la expresión de la 15-lipoxigenasa (15-LO-1), que es una enzima implicada en la descomposición de los ácidos grasos insaturados. [19] La 15-lipoxigenasa actúa uniéndose a los fosfolípidos y produce metabolitos hidroperoxi y epoxi. [19] Uno de esos metabolitos, el ácido 15-hidroxieicosatetranoico (15-HETE), se libera intracelularmente, donde se conjuga con fosfatidiletanolamina , un componente fosfolípido. [19] 15-HETE-PE induce la expresión de la mucina MUC5AC . [19]
Los carcinoides de células caliciformes son una clase de tumores raros que se forman como resultado de una proliferación excesiva de células caliciformes y neuroendocrinas . La mayoría de estos tumores surgen en el apéndice y pueden presentar síntomas similares a la apendicitis aguda, mucho más común . [20] El tratamiento principal para los tumores de células caliciformes localizados es la extirpación del apéndice y, a veces, también se realiza la extirpación del hemicolon derecho . [21] Los tumores diseminados pueden requerir tratamiento con quimioterapia además de la cirugía. [20]
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El esófago de Barrett es una metaplasia del esófago en epitelio intestinal, caracterizada por la presencia de células caliciformes. [22]
Los estudios en ratones a los que se les administraron anticuerpos monoclonales para IL-13 dieron como resultado una disminución de la expresión de células caliciformes en pacientes con asma . [23] Algunos tratamientos que utilizan anticuerpos monoclonales anti-IL-13 incluyen tralokinumab y lebrikizumab . [23] Estos tratamientos han mostrado mejoras en pacientes con asma, pero todavía existen limitaciones en el uso de anticuerpos monoclonales anti-IL-13. [23] Dupilumab es un fármaco más nuevo que se dirige al receptor compartido de IL-4 e IL-13 , IL4Rα . [23] Dado que la IL-4 y la IL-13 tienen actividades biológicas interrelacionadas, dupilumab es una forma de tratamiento más eficaz ya que se dirige a ambas interleucinas. [23]
Las células fueron notadas por primera vez por Henle en 1837 cuando estudiaba el revestimiento del intestino delgado, y Leydig en 1857 (que estaba examinando la epidermis de los peces) vio que producían moco, y Schulze les dio su nombre en 1867 [24]. [25] Schulze eligió el nombre descriptivo "copa" debido a la forma de la célula, en lugar de un nombre funcional, ya que no estaba seguro de la función productora de moco de la célula. [25]
Hoy en día estas células se utilizan en los laboratorios para evaluar la absorción intestinal de dianas farmacológicas con diferentes kits, como el CacoGoblet. [26]
