Hepatocito
Tipo de célula hepática
Hepatocito
Hepatocito y sinusoide ( vénula ) en una sección de hígado de rata , micrografía electrónica de barrido
Hígado humano teñido con hematoxilina y eosina que muestra hepatocitos organizados en placas y lóbulos.
Detalles
UbicaciónHígado
Identificadores
MallaD022781
ELH3.04.05.0.00006
FMA14515
Términos anatómicos de microanatomía
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Un hepatocito es una célula del tejido parenquimatoso principal del hígado . Los hepatocitos constituyen el 80% de la masa del hígado. Estas células participan en:

Estructura

El hepatocito típico es cúbico con lados de 20-30  μm (en comparación, un cabello humano tiene un diámetro de 17 a 180 μm). [1] El volumen típico de un hepatocito es de 3,4 x 10 −9 cm 3 . [2] El retículo endoplasmático liso es abundante en los hepatocitos, a diferencia de la mayoría de los otros tipos de células. [3]

Microanatomía

Los hepatocitos presentan un citoplasma eosinofílico , que refleja numerosas mitocondrias , y un punteado basófilo debido a grandes cantidades de retículo endoplasmático rugoso y ribosomas libres . También se observan gránulos de lipofuscina de color marrón (con el aumento de la edad) junto con áreas irregulares sin teñir del citoplasma; estos corresponden a depósitos citoplasmáticos de glucógeno y lípidos eliminados durante la preparación histológica. La vida media del hepatocito es de 5 meses; son capaces de regenerarse .

Los núcleos de los hepatocitos son redondos con cromatina dispersa y nucléolos prominentes . La anisocariosis (o variación en el tamaño de los núcleos) es común y a menudo refleja tetraploidía y otros grados de poliploidía , una característica normal del 30-40% de los hepatocitos en el hígado humano adulto. [4] Las células binucleadas también son comunes.

Los hepatocitos están organizados en placas separadas por canales vasculares ( sinusoides ), una disposición sostenida por una red de reticulina ( colágeno tipo III ). Las placas de hepatocitos tienen una célula de espesor en los mamíferos y dos células de espesor en el pollo. Los sinusoides muestran un revestimiento de células endoteliales fenestrado y discontinuo. Las células endoteliales no tienen membrana basal y están separadas de los hepatocitos por el espacio de Disse , que drena la linfa hacia los vasos linfáticos del tracto portal .

Las células de Kupffer se encuentran dispersas entre las células endoteliales; forman parte del sistema reticuloendotelial y fagocitan los eritrocitos gastados . Las células estrelladas (Ito) almacenan vitamina A y producen matriz extracelular y colágeno ; también se encuentran distribuidas entre las células endoteliales, pero son difíciles de visualizar con microscopio óptico.

Función

Síntesis de proteínas

El hepatocito es una célula del cuerpo que fabrica albúmina sérica , fibrinógeno y el grupo de factores de coagulación protrombina (excepto los factores 3 y 4).

Es el principal sitio de síntesis de lipoproteínas , ceruloplasmina , transferrina , complemento y glicoproteínas . Los hepatocitos fabrican sus propias proteínas estructurales y enzimas intracelulares .

La síntesis de proteínas se realiza mediante el retículo endoplasmático rugoso (RER), y tanto el retículo endoplasmático rugoso como el liso (REL) participan en la secreción de las proteínas formadas.

El retículo endoplásmico (RE) participa en la conjugación de proteínas con fracciones de lípidos y carbohidratos sintetizados o modificados dentro de los hepatocitos.

Las proteínas producidas por los hepatocitos que funcionan como hormonas se conocen como hepatocinas .

Metabolismo de los carbohidratos

El hígado forma ácidos grasos a partir de carbohidratos y sintetiza triglicéridos a partir de ácidos grasos y glicerol. [5] Los hepatocitos también sintetizan apoproteínas con las que luego ensamblan y exportan lipoproteínas ( VLDL , HDL ).

El hígado también es el principal sitio en el cuerpo para la gluconeogénesis , la formación de carbohidratos a partir de precursores como la alanina , el glicerol y el oxaloacetato .

Metabolismo lipídico

El hígado recibe muchos lípidos de la circulación sistémica y metaboliza los restos de quilomicrones . También sintetiza colesterol a partir del acetato y, además, sintetiza sales biliares . El hígado es el único lugar de formación de sales biliares.

Desintoxicación

Los hepatocitos tienen la capacidad de metabolizar, desintoxicar e inactivar compuestos exógenos como fármacos (ver metabolismo de fármacos ), insecticidas y compuestos endógenos como los esteroides .

El drenaje de la sangre venosa intestinal hacia el hígado requiere una desintoxicación eficiente de las diversas sustancias absorbidas para mantener la homeostasis y proteger al cuerpo contra las toxinas ingeridas.

Una de las funciones desintoxicantes de los hepatocitos es modificar el amoníaco en urea para su excreción.

El orgánulo más abundante en las células del hígado es el retículo endoplasmático liso .

Envejecimiento

A medida que las células hepáticas de los mamíferos envejecen, los daños en su ADN aumentan en prevalencia. Una revisión de la literatura indicó que en las células hepáticas de ratón los daños en el ADN (roturas de cadena simple, bases oxidadas y 7-metilguanina ) aumentan con la edad. [6] Además, en el hígado de rata, las roturas de cadena simple y doble, las bases oxidadas y las bases metiladas del ADN aumentan con la edad; y en el hígado de conejo, las bases reticuladas aumentan con la edad. [6] Las células hepáticas dependen de las vías de reparación del ADN que protegen específicamente el compartimento transcrito del genoma para promover la funcionalidad sostenida y la preservación celular con la edad. [7]

Sociedad y cultura

Uso en investigación

Los hepatocitos primarios se utilizan comúnmente en la investigación biológica celular y biofarmacéutica. Los sistemas modelo in vitro basados ​​en hepatocitos han sido de gran ayuda para comprender mejor el papel de los hepatocitos en los procesos (pato)fisiológicos del hígado. Además, la industria farmacéutica ha dependido en gran medida del uso de hepatocitos en suspensión o cultivo para explorar los mecanismos del metabolismo de los fármacos e incluso predecir el metabolismo de los fármacos in vivo. Para estos fines, los hepatocitos generalmente se aíslan del hígado completo o del tejido hepático animal o humano [8] mediante digestión con colagenasa , que es un proceso de dos pasos. En el primer paso, el hígado se coloca en una solución isotónica , en la que se elimina el calcio para alterar las uniones estrechas entre células mediante el uso de un agente quelante de calcio . A continuación, se agrega una solución que contiene colagenasa para separar los hepatocitos del estroma hepático . Este proceso crea una suspensión de hepatocitos, que se puede sembrar en placas de múltiples pocillos y cultivar durante muchos días o incluso semanas. Para obtener resultados óptimos, las placas de cultivo deben recubrirse primero con una matriz extracelular (por ejemplo, colágeno, Matrigel) para promover la adhesión de los hepatocitos (normalmente entre 1 y 3 horas después de la siembra) y el mantenimiento del fenotipo hepático. Además, a menudo se realiza una superposición con una capa adicional de matriz extracelular para establecer un cultivo sándwich de hepatocitos. La aplicación de una configuración sándwich favorece el mantenimiento prolongado de los hepatocitos en cultivo. [9] [10] Los hepatocitos recién aislados que no se utilizan inmediatamente se pueden criopreservar y almacenar. [11] No proliferan en cultivo. Los hepatocitos son intensamente sensibles al daño durante los ciclos de criopreservación, incluida la congelación y la descongelación. Incluso después de la adición de crioprotectores clásicos , todavía se producen daños mientras se criopreservan. [12] Sin embargo, los protocolos recientes de criopreservación y reanimación respaldan la aplicación de hepatocitos criopreservados para la mayoría de las aplicaciones biofarmacéuticas. [13]

Imágenes adicionales

  • Diagrama esquemático del sistema biliar.
    Diagrama esquemático del sistema biliar.
  • Hepatocitos en cultivo celular
    Hepatocitos en cultivo celular
  • Esquema de la polarización de los hepatocitos, que muestra las proteínas localizadas en las superficies basolateral y apical del hepatocito, denominadas membranas sinusoidales y canaliculares, respectivamente.
    Esquema de la polarización de los hepatocitos , que muestra las proteínas localizadas en las superficies basolateral y apical del hepatocito, denominadas membranas sinusoidales y canaliculares, respectivamente.

Véase también

Referencias

  1. ^ El diámetro del cabello humano varía de 17 a 181 μm. Ley, Brian (1999). Elert, Glenn (ed.). "Diámetro de un cabello humano". The Physics Factbook . Consultado el 8 de diciembre de 2018 .
  2. ^ Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., Darnell, JE Molecular Cell Biology (Quinta edición). WH Freeman and Company. Nueva York, 2000, pág. 10.
  3. ^ Pavelka, Margit; Roth, J. (Patólogo celular y molecular) (2010). Ultraestructura funcional: Atlas de biología y patología de tejidos . Viena: SpringerWeinNewYork. ISBN 978-3-211-99390-3.OCLC 663096046  .
  4. ^ Celton-Morizur, S; Merlen, G; Couton, D; Desdouets, C (1 de febrero de 2010). "Polyploidy and liver proliferation: central role of insulin signaling" (PDF) . Cell Cycle . 9 (3): 460–6. doi : 10.4161/cc.9.3.10542 . PMID  20090410. S2CID  22708555. Archivado desde el original (PDF) el 25 de abril de 2012.
  5. ^ Ali ES, Hua J, Wilson CH, Tallis GA, Zhou FH, Rychkov GY, Barritt GJ (2016). "El análogo del péptido similar al glucagón-1, exendina-4, revierte la señalización intracelular de Ca2+ alterada en hepatocitos esteatósicos". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Investigación celular molecular . 1863 (9): 2135–46. doi : 10.1016/j.bbamcr.2016.05.006 . PMID  27178543.
  6. ^ ab Holmes GE, Bernstein C, Bernstein H. Daños oxidativos y otros daños en el ADN como base del envejecimiento: una revisión. Mutat Res. 1992 Sep;275(3-6):305-15. doi: 10.1016/0921-8734(92)90034-m. PMID 1383772
  7. ^ Vougioukalaki M, Demmers J, Vermeij WP, Baar M, Bruens S, Magaraki A, Kuijk E, Jager M, Merzouk S, Brandt RMC, Kouwenberg J, van Boxtel R, Cuppen E, Pothof J, Hoeijmakers JHJ. Las diferentes respuestas al daño del ADN determinan las diferencias de envejecimiento entre los órganos. Envejecimiento celular. 2022 abril;21(4):e13562. doi: 10.1111/acel.13562. Publicación electrónica del 4 de marzo de 2022. PMID 35246937; PMCID: PMC9009128
  8. ^ Lecluyse EL, Alexandre E (2010). "Aislamiento y cultivo de hepatocitos primarios a partir de tejido hepático humano resecado". Hepatocitos . Métodos Mol. Biol. Vol. 640. págs. 57–82. doi :10.1007/978-1-60761-688-7_3. ISBN 978-1-60761-687-0. Número de identificación personal  20645046.
  9. ^ Dunn JC, Yarmush ML, Koebe HG, Tompkins RG (febrero de 1989). "Función de los hepatocitos y geometría de la matriz extracelular: cultivo a largo plazo en una configuración tipo sándwich". FASEB J . 3 (2): 174–7. doi : 10.1096/fasebj.3.2.2914628 . PMID  2914628. S2CID  449420.Fe de erratas en: FASEB J 1989 mayo;3(7):1873.
  10. ^ De Bruyn T, Chatterjee S, Fattah S, Keemink J, Nicolaï J, Augustijns P, Annaert P (mayo de 2013). "Hepatocitos cultivados en sándwich: utilidad para la exploración in vitro de la disposición hepatobiliar de fármacos y la hepatotoxicidad inducida por fármacos". Expert Opin Drug Metab Toxicol . 9 (5): 589–616. doi :10.1517/17425255.2013.773973. PMID  23452081. S2CID  27593521.
  11. ^ Li Albert P (2001). "Examen de las propiedades de los fármacos ADME/Tox humanos en el descubrimiento de fármacos". Drug Discovery Today . 6 (7): 357–366. doi :10.1016/s1359-6446(01)01712-3. PMID  11267922.
  12. ^ Hamel, F.; Grondin, ML; Denizeau, F.; Averill-Bates, DA; Sarhan, F. (2006). "Extractos de trigo como un agente crioprotector eficiente para cultivos primarios de hepatocitos de rata". Biotecnología y bioingeniería . 95 (4): 661–670. doi :10.1002/bit.20953. PMID  16927246. S2CID  4981423.
  13. ^ De Bruyn T, Ye ZW, Peeters A, Sahi J, Baes M, Augustijns PF, Annaert PP (julio de 2011). "Determinación de las actividades de captación de sustrato mediadas por OATP, NTCP y OCT en lotes individuales y agrupados de hepatocitos humanos criopreservados". Eur J Pharm Sci . 43 (4): 297–307. doi :10.1016/j.ejps.2011.05.002. PMID  21605667.
  • Imagen de histología: 22101ooa – Sistema de aprendizaje de histología de la Universidad de Boston - "Ultraestructura de la célula: hepatocitos y sinusoides"
  • Histología hepática: hepatocitos (Universidad Estatal de Colorado Archivado el 29 de mayo de 2023 en Wayback Machine.
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