Células ductales

Las células ductales son el revestimiento de células epiteliales del conducto pancreático que transportan enzimas desde las células acinares hasta el duodeno . Tienen la función esencial de producir secreción rica en bicarbonato (HCO3-) para neutralizar la acidez del estómago. La hormona secretina estimula las células ductales y es responsable de mantener el pH duodenal y prevenir la lesión duodenal causada por el quimo ácido . Las células ductales mezclan su producción con las células acinares para formar el jugo pancreático . [1]

Un diagrama de las células acinares del páncreas, que transportarán enzimas desde las células acinares al duodeno. [2]

Las células ductales constituyen aproximadamente el 10% del páncreas en número y aproximadamente el 4% en volumen. Su función es secretar bicarbonato y mucinas y formar la red de túbulos que transfiere las enzimas producidas por las células acinares al duodeno. Las células ductales tienen una tasa de proliferación de aproximadamente el 0,5% en adultos normales, pero la actividad mitótica aumenta cuando el páncreas está dañado. [3]

Red de conductos

La red pancreática ductal se origina en el conducto pancreático central, este conducto principal con el conducto biliar desemboca en el duodeno. Las células ductales del conducto pancreático principal están unidas por tejido conectivo y producen un epitelio columnar . [3] Los conductos interlobulillares se originan en el conducto pancreático principal y conectan los diversos lóbulos pancreáticos. En estos lóbulos, los conductos intercalados expulsan acinos. Mientras tanto, las células ductales de estos conductos intercalados crean un epitelio escamoso simple que rápidamente se convierte en cuboidal simple , y el tejido conectivo también los rodea. [3] A medida que los conductos crecen, el epitelio se vuelve cuboidal o columnar (cuando son grandes en diámetro, los conductos se vuelven cuboidales estratificados ) y el tejido conectivo los rodea. Las células ductales pancreáticas son muy similares a las células ductales de otras glándulas exocrinas (hígado, conducto biliar, glándulas salivales). [3] Debido a esto, un diagnóstico común afecta a estas células: la fibrosis quística .

Fisiología de las células ductales

Si bien las células ductales son un tipo menor de célula en el páncreas adulto, tienen una función fundamental además de formar la red que transfiere enzimas desde los acinos al tracto digestivo. La función principal de las células ductales del páncreas es secretar un líquido isotónico rico en bicarbonato . Este líquido elimina la forma inactiva de las enzimas digestivas en el sistema ductal, neutraliza la acidez y las mucinas del estómago y crea un entorno de pH necesario para el funcionamiento normal del páncreas. [4]

Existen múltiples factores que afectan la tasa de secreción de bicarbonato: especie, ubicación celular en el sistema ductal, tasa de secreción, etc. Cuando se estimulan, los niveles de bicarbonato pueden llegar a 140 mM. Debido a esto, existe un contraste en la concentración entre el ambiente externo e interno de las células ductales. Los canales y transportadores de iones en las células ductales varían en la membrana luminal y basolateral , lo que significa que existe una polarización funcional de la célula ductal. [4]  

Las ramas más grandes de la red en este sistema contienen células caliciformes que interactúan con las células ductales, que constituyen aproximadamente el 2% de esta estructura; estas células ayudan al ensamblaje de la mucina. Además, a diferencia de otras glándulas exocrinas, el páncreas no tiene células mioepiteliales alrededor de los conductos. [3] Las células ductales tienen un solo cilio que está formado por nueve dobletes periféricos pero no tiene un microtúbulo central . Este cilio se considera vital para percibir el flujo en los conductos. [3]

Sistema ductal del páncreas exocrino mediante contraste de fase [5]

Tipo de célula exocrina

La morfología es lo que identifica a las células ductales. Sin embargo, apenas hay nada que diferencie las células ductales pancreáticas de otras células ductales corporales. [6] Aún hay mucho que se desconoce sobre estas células ductales. Su identidad molecular aún necesita ser mejorada; es necesario más conocimiento sobre los marcadores específicos de la etapa y los reguladores del desarrollo de las células ductales. Recientemente se descubrió que los conductos comienzan como microlúmenes separados en un epitelio estratificado que se expanden, se adhieren y se resuelven para formar los conductos pancreáticos. Estas células trabajan con conductos intercalados que se vinculan a acinos distintos y se encuentran dentro de los conductos más grandes en los dos conductos pancreáticos centrales (conducto dorsal y ventral) que drenan hacia el intestino. [6]

Las células ductales son exocrinas, pero cuando se desarrollan se parecen más a las células endocrinas . Un análisis de linaje reciente mostró que las células ductales provienen directamente de células precursoras bipotentes y tienen la posibilidad de crear células ductales o endocrinas. Mientras tanto, los conductos maduros tienen una capacidad restringida para transdiferenciarse a otros tipos de células, incluso cuando el páncreas está dañado. [6]

Plasticidad de las células ductales

Existe desacuerdo sobre el potencial de plasticidad de las células ductales en el páncreas adulto. En el páncreas embrionario, las células endocrinas y exocrinas se originan en los conductos pancreáticos como células progenitoras . [7] En las células ductales adultas, hay observaciones de que estas células toman la identidad de células progenitoras cuando se estresan. Esto propone la idea de que podría haber un subgrupo de células ductales que tienen la capacidad de desdiferenciarse y generar células endocrinas cuando hay una lesión en el páncreas. [7] Esencialmente, las células ductales funcionan reteniendo la masa de células β del páncreas adulto cuando se lesiona. Sin embargo, existe la posibilidad de que esta capacidad se limite a un subtipo de células ductales únicamente, lo que significa que esta no puede ser una vía principal para la regeneración del páncreas. [7]

Patologías asociadas

Fibrosis quística

Regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística humana (CFTR) [8]

La fibrosis quística afecta los conductos pancreáticos, así como muchos otros epitelios secretores. El regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística ( CFTR ) es el gen mutado y es esencial para la secreción de cloruro y bicarbonato. [3] La cantidad anormal de secreción de aniones provoca una cantidad reducida de flujo de agua ductal. Debido a esto, la concentración de proteínas del conducto aumenta y hace que la luz del conducto se obstruya. La aparición de la fibrosis quística afecta al páncreas más que a cualquier otro órgano (incluso antes del nacimiento). [3]

Pancreatitis

La activación incorrecta de las enzimas proteolíticas conduce a edema , inflamación y posible necrosis pancreática , causando pancreatitis aguda . La causa más importante de pancreatitis aguda son los cálculos biliares . [3] El daño permanente es posible por pancreatitis crónica debido a la inflamación progresiva y la recurrencia de pancreatitis aguda. La pancreatitis aguda es causada por mutaciones en un inhibidor de tripsinógeno , mientras que una mutación en CFTR causa pancreatitis crónica . De hecho, la pancreatitis crónica a menudo causa adenocarcinoma pancreático . [3]

Adenocarcinoma ductal pancreático

Necrosis tisular en la pancreatitis crónica [9]
Un conducto mamario con carcinoma ductal in situ (CDIS) [10]

El adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC) es uno de los cánceres más letales y tiene una supervivencia esperada de cinco años. [11] Las células del adenocarcinoma pancreático se parecen a las células ductales pancreáticas. Ambos grupos de células muestran formación de túbulos, forma cuboidal y marcadores ductales. Además, a menudo se han encontrado células acinares y endocrinas en muchos de estos cánceres, lo que demuestra plasticidad y la posibilidad de que las células diana iniciales sean células progenitoras del páncreas. [3] Además, los tumores humanos suelen cursar con lesiones de grado inferior que se denominan neoplasias intraepiteliales pancreáticas (PanIN) y se encuentran en los conductos. Debido a que estas lesiones se encuentran en los conductos, esto significa que es posible que las células diana iniciales sean células ductales.

Carcinoma ductal de mama

El carcinoma ductal in situ (CDIS) es la proliferación de células ductales malignas sin penetrar el tejido estromal que las rodea. [12] En otras palabras, el CDIS es la presencia de células anormales en el conducto lácteo de una mama. Se cree que es la forma más temprana de cáncer de mama y no es invasivo (no se ha propagado desde el conducto lácteo y tiene un bajo riesgo de volverse invasivo). [13] El CDIS se puede diferenciar en grupos según su grado bajo, intermedio y alto. Al comparar el potencial de crecimiento de las células epiteliales normales con el CDIS, es 10 veces mayor y la tasa de apoptosis también fue 15 veces mayor. Además, el CDIS de tipo comedón suele causar necrosis en el centro del conducto y tiene una amenaza más significativa de reaparición. [12]

La mayoría de los carcinomas ductales son positivos para los marcadores de células luminales ( CK8 , CK18 , CK19 ) pero negativos para los marcadores de células basales ( CK5/6 y CK14 ). En el 30% de los casos, el DCIS es multifocal y generalmente se encuentra en la misma mama. Hay invasión de los ganglios linfáticos axilares en el 2-6% de los casos de DCIS. El DCIS se detecta con frecuencia durante las mamografías y representa el 25% de los cánceres de mama detectados mediante pruebas de detección. [12]

El grado de la enfermedad en la mama determina el tratamiento. En pacientes con DCIS generalizado o multifocal, la opción recomendada es una mastectomía con posibilidad de reconstrucción. [13] Se están realizando más ensayos clínicos para encontrar una alternativa a la cirugía.

No existe una causa clara para el DCIS. Este tipo de cáncer proviene de mutaciones genéticas en el ADN de las células del conducto mamario. Las mutaciones hacen que las células se vean anormales, pero estas células aún no pueden salir del conducto mamario. Se desconoce cuál es la causa exacta de este crecimiento celular anormal que causa el DCIS. Sin embargo, los factores que potencialmente influyen son el estilo de vida, el medio ambiente y los genes heredados. [13]

Referencias

  1. ^ Reichert M, Rustgi AK (diciembre de 2011). "Células ductales pancreáticas en desarrollo, regeneración y neoplasia". The Journal of Clinical Investigation . 121 (12): 4572–4578. doi : 10.1172/JCI57131 . PMC  3225990 . PMID  22133881.
  2. ^ "El páncreas tiene muchas funciones, atendidas por las células endocrinas de los islotes de Langerhans y las células acinares exocrinas. El cáncer de páncreas puede surgir de cualquiera de ellas y alterar cualquiera de sus funciones". OpenStax College . Consultado el 7 de diciembre de 2022 .
  3. ^ abcdefghijk Grapin-Botton A (marzo de 2005). "Células ductales del páncreas". Revista internacional de bioquímica y biología celular . 37 (3): 504–510. doi :10.1016/j.biocel.2004.07.010. PMID  15618005.
  4. ^ ab Saygin D, Tabib T, Bittar HE, Valenzi E, Sembrat J, Chan SY, et al. (2021-04-21). "Perfiles transcripcionales de poblaciones de células pulmonares en hipertensión arterial pulmonar idiopática". Circulación pulmonar . 10 (1): 1–15. doi :10.1177/2045894020908782. PMC 7052475 . PMID  32166015. 
  5. ^ "sección transversal: páncreas humano". Biblioteca de imágenes de biociencias de Berkshire Community College . 18 de abril de 2019. Consultado el 7 de diciembre de 2022 .
  6. ^ abc MacDonald RJ, Swift GH, Real FX (1 de enero de 2010). Kaestner KH (ed.). "Control transcripcional del desarrollo acinar y homeostasis". Progreso en biología molecular y ciencia traslacional . Desarrollo, diferenciación y enfermedad del tracto paraalimentario. 97. Academic Press: 1–40. doi :10.1016/b978-0-12-385233-5.00001-5. ISBN 9780123852335. Número de identificación personal  21074728.
  7. ^ abc Docherty FM, Russ HA (1 de enero de 2019), "Interacciones célula-célula que impulsan la diferenciación de células madre pancreáticas adultas", en Reis RL (ed.), Enciclopedia de ingeniería de tejidos y medicina regenerativa , Oxford: Academic Press, págs. 367–374, doi :10.1016/b978-0-12-801238-3.65615-5, ISBN 978-0-12-813700-0, consultado el 7 de diciembre de 2022
  8. ^ A2-33 (19-12-2018), Inglés: Estructura del regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística humana (CFTR) resuelta por CryoEM , recuperado el 7-12-2022{{citation}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  9. ^ Patho, Inglés: Necrosis del tejido graso tríptico en pancreatitis grave. , recuperado el 2022-12-07
  10. ^ Felicidad D (28 de octubre de 2022). "Inglés: Tranh minh họa ung thư biểu mô ống dẫn sữa tại chỗ (DCIS)" . Consultado el 7 de diciembre de 2022 .
  11. ^ Perusina Lanfranca M, Zhang Y, Girgis A, Kasselman S, Lazarus J, Kryczek I, et al. (abril de 2020). "La señalización de la interleucina 22 regula la plasticidad de las células acinares para promover el desarrollo de tumores pancreáticos en ratones". Gastroenterología . 158 (5): 1417–1432.e11. doi :10.1053/j.gastro.2019.12.010. PMC 7197347 . PMID  31843590. 
  12. ^ abc Saygin D, Tabib T, Bittar HE, Valenzi E, Sembrat J, Chan SY, et al. (1 de enero de 2010). Coleman WB, Tsongalis GJ (eds.). "Perfiles transcripcionales de poblaciones de células pulmonares en la hipertensión arterial pulmonar idiopática". Circulación pulmonar . 10 (1). San Diego: Academic Press: 341–349. doi :10.1016/b978-0-12-374418-0.00026-8. ISBN 978-0-12-374418-0. PMC  7052475 . PMID  32166015.
  13. ^ abc "Carcinoma ductal in situ (DCIS): síntomas y causas". Mayo Clinic . Consultado el 7 de diciembre de 2022 .
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