Célula intersticial de Cajal

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Célula intersticial de Cajal /ICC
Cel interst Cajal Estructura.png
Latín cellulae interstitiales stimulantes[1]
Sistema Gastrointestinal
Precursor Mesodermo
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La célula intersticial de Cajal (CIC) es un tipo de célula intersticial que se encuentra en el tracto gastrointestinal. Las células intersticiales mientéricas de Cajal (CIC-MY) sirven como marcapasos que crean el potencial bioeléctrico de onda lenta que conduce a la contracción del músculo liso gastrointestinal. Además median o transducen entradas de nervios motores entéricos al sincitio del músculo liso.[2][3]

La pérdida de las células CIC en el músculo liso gastrointestinal, además de la pérdida o defectos en la continuidad de las redes de CIC, se han asociado con trastornos de la motilidad gastrointestinal tanto en animales como en humanos.[4]

Anatomía[editar]

Red intestinal de células de Cajal. Microscopía óptica.

Las células intersticiales de Cajal se localizan entre las túnicas musculares lisas gastrointestinales. Ramón y Cajal las describió por sus características de tinción con azul de metileno y cromato de plata.
Se disponen formando redes, entre las fibras de los plexos nerviosos y las células musculares lisas. Las redes de CIC están ampliamente distribuidas y muestran una gama de diferentes morfologías en las distintas porciones del tracto gastrointestinal.[4]

Microarquitectura [editar]

Célula intersticial de Cajal. Núcleo (ICC), mitocondrias (m), retículo endoplásmico rugoso (rER). Microscopía electrónica de transmisión.

La célula intersticial de Cajal (CIC) presenta una estructura de aspecto fusiforme o triangular con prolongaciones citoplasmáticas polares delgadas. La CIC también tiene ambos retículos endoplasmáticos: liso y rugoso bien desarrollados. Muestra uniones brechas que los conectan con las células musculares lisas y con otras CIC adyacentes. [5]

Ultraestructura[editar]

Ultraestructura de células intersticiales de Cajal (ICC). Izquierda abajo: reconstrucción de una CIC. Centro: Prolongaciones (long processes). En rojo: sinapsis multicontacto extensa.

En el colon humano adulto normal, las características ultraestructurales típicas observadas son: un núcleo ovalado con heterocromatina condensada distribuida en la periferia, abundantes mitocondrias y retículo endoplásmico rugoso. Tiene abundantes filamentos intermedios, caveolas superficiales y una lámina basal parcialmente desarrollada.[5]

Las células intersticiales intramusculares de Cajal (ICC-MI en inglés) están involucradas en la estimulación de las células del músculo liso, los neurotransmisores actúan a través de ellas.[6]

Se conoce ahora que ciertos canales de cloruro activados por calcio desempeñan un papel importante en la regulación de las CIC gastrointestinales humanas, en particular el canal de cloruro dependiente de calcio Anoctamin-1. Una investigación reciente ha señalado que el carbacol aumenta la actividad de la CIC a través de este canal.[7][8]

Estas células se derivan del mesodermo.[9]

Papel en la actividad de onda lenta[editar]

La CIC sirve como marcapasos eléctrico y genera ondas eléctricas lentas espontáneas en el tracto gastrointestinal (GI). Las ondas eléctricas lentas se propagan desde la CIC a las células del músculo liso y la despolarización resultante inicia la entrada y la desaceleración del ion calcio. Las ondas lentas organizan las contracciones intestinales en contracciones fásicas que son la base del peristaltismo y la segmentación .  

Frecuencias de marcapaso de las células CIC[editar]

La frecuencia de la actividad de marcapaso de las CIC difiere en diferentes regiones del tracto gastrointestinal:[10]

Las CIC también hacen de mediadores en la entrada neural de las neuronas motoras entéricas. Los animales que carecen de CIC han reducido en gran medida las respuestas al neurotransmisor acetilcolina, liberado por las neuronas motoras excitadoras, y al óxido nítrico transmisor, liberado por las neuronas motoras inhibidoras. La pérdida de CIC en alguna enfermedad, por lo tanto, puede interrumpir el control neural normal de las contracciones gastrointestinales (GI) y conducir a trastornos funcionales del GI, como el síndrome del intestino irritable.  

Las CIC también expresa mecanismos mecanosensibles que hacen que estas células respondan al estiramiento. Estirar los músculos gastrointestinales puede afectar los potenciales de reposo de las CIC y afectar la frecuencia de la actividad de marcapasos. El carbacol aumenta la actividad de las CIC a través de la activación del Anoctamin-1.[7][8]

Las CIC también son importantes en la propagación de las ondas eléctricas lentas. Forman una red a través de la cual se puede propagar la actividad de onda lenta. Si esta red se rompe, entonces dos regiones del músculo funcionarán independientemente.  

Patología[editar]

Se cree que las CIC son las células de las que surgen los tumores del estroma gastrointestinal (GIST).[11]

Las anomalías en la red de las CIC serían una causa de seudoobstrucción intestinal crónica.[12]

Epónimo[editar]

Las células intersticiales de Cajal llevan el nombre de Santiago Ramón y Cajal,[13]patólogo español y premio Nobel.

Referencias[editar]

  1. http://www.uni-mainz.de/FB/Medizin/Anatomie/workshop/EM/EMDuodenum.html
  2. Grant W Hennig, Nick J Spencer, Sari Jokela-Willis, Peter O Bayguinov, Hyun-Tai Lee, Laura A Richie, Sean M Ward, Terence K Smith, Kenton M Sanders (May 2010). «ICC-MY coordinate smooth muscle electrical and mechanical activity in the murine small intestine». Neurogastroenterol. Motil. 22 (5): e138-51. PMC 2856807. PMID 20059699. doi:10.1111/j.1365-2982.2009.01448.x. 
  3. Sanders K.M., Koh S.D., Ward S.M. (2006). «Interstitial cells of cajal as pacemakers in the gastrointestinal tract». Annu Rev Physiol 68: 307-343. PMID 16460275. doi:10.1146/annurev.physiol.68.040504.094718. 
  4. a b Lee M.Y., Ha S.E., Park C., Park P.J., Fuchs R., Wei L., (2017). «Transcriptome of interstitial cells of Cajal reveals unique and selective gene signatures.». PLoS ONE 12 (4): e0176031. doi:10.1371/journal.pone.0176031. 
  5. a b Chen Z-H, Zhang Y-C, Jiang W-F, Yang C, Zou G-M, Kong Y, (2014). «Characterization of Interstitial Cajal Progenitors Cells and Their Changes in Hirschsprung’s Disease.». PLoS ONE 9 (1): e86100. doi:10.1371/journal.pone.0086100. 
  6. Kito Y (2011). «The functional role of intramuscular interstitial cells of Cajal in the stomach». J Smooth Muscle Res 47 (2): 47-53. PMID 21757854. doi:10.1540/jsmr.47.47. 
  7. a b «Anoctamins and gastrointestinal smooth muscle excitability». Exp. Physiol. 97 (2): 200-206. February 2012. PMC 3272164. PMID 22002868. doi:10.1113/expphysiol.2011.058248. 
  8. a b «Muscarinic activation of Ca2+-activated Cl- current in interstitial cells of Cajal». J. Physiol. 589 (Pt 18): 4565-82. September 2011. PMC 3208225. PMID 21768263. doi:10.1113/jphysiol.2011.211094. 
  9. Kursad Turksen (2006). Embryonic Stem Cell Protocols: Differentiation models. Humana Press. pp. 263-. ISBN 978-1-58829-784-6. Consultado el 14 de abril de 2010. 
  10. Pocock, Richards, Richards, Human Physiology 4/ed, Oxford University Press, 2012. ISBN 978-0-19-957493-3. p.581
  11. «Gastrointestinal stromal tumors: review on morphology, molecular pathology, prognosis, and differential diagnosis». Arch Pathol Lab Med 130 (10): 1466-78. 2006. ISSN 1543-2165. PMID 17090188. doi:10.1043/1543-2165(2006)130[1466:GSTROM]2.0.CO;2. 
  12. «Advances in our understanding of the pathology of chronic intestinal pseudo-obstruction.». Gut 53 (11): 1549-1552. 2004. PMC 1774265. PMID 15479666. doi:10.1136/gut.2004.043968.  Full Text
  13. Sanders K.M., Ward S.M. (2006). «Interstitial cells of Cajal: a new perspective on smooth muscle function». J Physiol 576 (Pt 3): 721-726. PMC 1890422. PMID 16873406. doi:10.1113/jphysiol.2006.115279. 

Enlaces externos[editar]