Cellule caliciformi

Il talento delle cellule caliciformi consiste nel secernere muco, un fluido viscoso composto principalmente da proteine altamente glicosilate chiamate mucine sospese in una soluzione di elettroliti. Il muco svolge molte funzioni, inclusa la protezione contro lo stress da taglio e i danni chimici e, specialmente nellalbero respiratorio, lintrappolamento e leliminazione di particolato e microrganismi.

Distribuzione e morfologia

Cellule caliciformi si trovano sparsi tra le altre cellule nellepitelio di molti organi, soprattutto nel tratto intestinale e respiratorio. In alcune aree, il loro numero è piuttosto piccolo rispetto ad altri tipi di cellule, mentre in tessuti come il colon sono molto più abbondanti.

Limmagine sotto è di un villo nellintestino tenue di un topo . La sezione è stata colorata utilizzando la tecnica periodica dellacido-Schiff, che colora le glicoproteine, comprese le mucine, viola brillante.

La grande maggioranza delle cellule che coprono i villi sono cellule epiteliali assorbenti, ma sono chiaramente visibili diverse cellule caliciformi. Un tipo simile di situazione si osserva nellepitelio bronchiale e tracheale.

Il nome cellula caliciforme deriva dalla forma caratteristica di queste cellule nei tessuti fissati convenzionalmente: una base stretta e una porzione apicale espansa che a volte si estende nel lume. Questa morfologia, come si vede a destra in una sezione dellintestino tenue del gatto (colorazione H & E), è nota per essere un artefatto di fissazione in cui granuli carichi di muco nellapice porzione della cella si espande, provocando il gonfiarsi della cella. Se durante la fissazione vengono prese precauzioni speciali, le cellule caliciformi sono viste come cellule cilindriche

Indipendentemente dalla fissazione, le cellule caliciformi hanno una morfologia distintamente polarizzata. Il loro nucleo è alla base della cellula, insieme ad organelli come i mitocondri, il reticolo endoplasmatico e il Golgi. Il resto della cellula è riempito con granuli secretori legati alla membrana pieni di muco.

Secrezione di muco

La secrezione di muco dalle cellule caliciformi è provocata principalmente da stimoli irritanti piuttosto che in risposta agli ormoni. Il lume del tratto intestinale contiene inevitabilmente numerose sostanze irritanti e nei polmoni, cose come polvere e fumo sono potenti induttori della secrezione delle cellule caliciformi.

La secrezione di muco avviene tramite esocitosi dei granuli secretori. È interessante notare che le cellule caliciformi hanno due percorsi per la secrezione:

• Secrezione costitutiva o basale: secrezione di basso livello, non regolata ed essenzialmente continua. Questa via dipende dal movimento citoscheletrico dei granuli secretori.
• Secrezione stimolata: esocitosi regolata dei granuli in risposta a stimoli extracellulari. Questo percorso fornisce la capacità di aumentare drasticamente la secrezione di muco

Il muco nei granuli delle cellule caliciformi è condensato, ma dopo la secrezione, si espande di volume tremendamente e quasi istantaneamente (immagina una lattina pressurizzata di schiuma da barba o panna montata). In alcuni sistemi studiati, il gel di mucina aumenta di volume di 500 volte durante un periodo di soli 20 millisecondi!

Un meccanismo proposto per tale rapida espansione di volume è il seguente. Le mucine sono ricoperte da abbondanti cariche negative (polianioniche) che, allinterno dei granuli secretori, sono mascherate o “neutralizzate” dagli ioni calcio. Durante lesocitosi, un poro della membrana si apre allesterno della cellula, consentendo al calcio di diffondersi. Ciò si traduce in un cambio di fase estremamente rapido basato sulla repulsione delle cariche polianioniche e sullidratazione, che porta allespansione del gel di mucina.

Fisiopatologia

Le cellule caliciformi hanno la capacità di differenziarsi in altre cellule tipi. Un esempio ben studiato di questo si trova nel tratto respiratorio, dove le cellule caliciformi sembrano essere un progenitore delle cellule epiteliali ciliate.

Si osserva un numero maggiore di cellule caliciformi in diversi stati patologici. Brochite cronica e fibrosi cistica sono esempi di malattie in cui si verifica iperplasia o metaplasia delle cellule caliciformi.