La multifuncional célula estrellada del hígado y su papel en la fibrosis hepática

Artículo de revisión

 

La multifuncional célula estrellada del hígado y su papel en la fibrosis hepática

The multifunctional stellate cell of the liver and its role in hepatic fibrosis

 

Aleida Josefa Herrera Batista
Héctor Juan Ruiz Candina
Alicia Borroto Leiseca

 

Universidad de Ciencias Médicas de La Habana ICBP "Victoria de Girón". La Habana, Cuba.

 

 

RESUMEN

Introducción: La comprensión de la célula estrellada del hígado y su participación en la fibrosis hepática ha emergido con el desarrollo de métodos de investigación que han posibilitado aislarla y caracterizarla.
Objetivo: Analizar los aspectos más novedosos de estas células reportados por la literatura profundizando en su participación en la génesis de la fibrosis hepática.
Métodos: Se realizó una búsqueda bibliográfica utilizando los buscadores: SciELO, Central Pud Med y Scholar Google; se emplearon publicaciones científicas de preferencia de la modalidad "revisiones bibliográficas".
Resultados: Esta célula recibió diferentes denominaciones: pericitos hepáticos, células de Ito, células intersticiales, lipocito. En 1995 se tomó el acuerdo de llamarla "Célula hepática estrellada". Representó del 5-8 % de las células del hígado y presenta forma ahusada, con prolongaciones, núcleo oval, moderado retículo endoplasmático rugoso, pequeño aparato de Golgi, abundantes gotas lipídicas, filamentos intermedios de citoqueratina. Almacenan vitamina A y sintetizan matriz extracelular, además elaboran varios tipos de factores de crecimiento y citoquinas. Cuando recibe una señal agresiva viral o tóxica, se activan experimentando un proceso de trans-diferenciación transformándose en miofibroblastos, incrementando su capacidad para sintetizar matriz extracelular generando una cicatriz temporal en el sitio del daño, con vistas a proteger la glándula; pero sí la agresión persiste, estas continúan aumentando de tamaño y causando fibrosis; caracterizada por la formación de escaras o cicatrices de gran tamaño provocando perturbación tanto de la arquitectura, como en la función normal del hígado.
Conclusiones: La célula estrellada es una célula multifuncional, con un papel protagónico en la fibrosis hepática.

Palabras clave : célula estrellada hepática; célula de Ito; fibrosis hepática; miofibroblasto; cicatrización de heridas.

ABSTRACT

Introduction: The understanding of the stellate cell of the liver and its participation in hepatic fibrosis has emerged with the development of research methods that have made it possible to isolate and characterize it.
Objective: To analyze the most novel aspects of these cells reported by the literature, deepening their participation in the genesis of hepatic fibrosis. Methods: A bibliographic search was carried out using search engines: SciELO, Central Pud Med and Scholar Google; scientific publications of preference of the modality "bibliographic reviews" were used.
Results: This cell received different names: hepatic pericytes, Ito cells, interstitial cells, lipocyte. In 1995 the agreement was made to call it "Starry hepatic cell". It represented 5-8% of liver cells and has a tapered shape, with prolongations, oval nucleus, moderate rough endoplasmic reticulum, small Golgi apparatus, abundant lipid droplets, intermediate filaments of cytokeratin. They store vitamin A and synthesize extracellular matrix, also elaborate several types of growth factors and cytokines. When it receives an aggressive viral or toxic signal, it is activated by undergoing a process of trans-differentiation becoming myofibroblasts, increasing its capacity to synthesize extracellular matrix generating a temporary scar at the site of damage, with a view to protecting the gland; but if the aggression persists, they continue to increase in size and cause fibrosis; characterized by the formation of scars or scars of large size causing disturbance of both the architecture, and the normal function of the liver.
Conclusions: The star cell is a multifunctional cell, with a leading role in liver fibrosis.

Keywords: hepatic stellate cell; Ito cell; liver fibrosis; myofibroblast; wound healing.

 

 

INTRODUCCIÓN

La comprensión de la célula estrellada del hígado (CEH), su participación en el daño hepático y en la fibrosis solo ha emergido después del desarrollo de sofisticados métodos de investigación, que han posibilitado aislarla y caracterizarla. El paradigma que convierte a una célula quiescente, almacenadora de vitamina A, en una célula proliferativa, contráctil, con un papel protagónico en la fibrosis hepática, es decir un miofibroblasto, ha deslumbrado a hepatólogos, patólogos, histólogos y fisiólogos por muchos años y solo recientemente ha podido ser dilucidado. El progreso en esta área del saber se debe al desarrollo de:

  • Métodos de aislamiento celular.
  • Sofisticados modelos genéticos de enfermedades.
  • Novedosas herramientas de análisis como son: la citometría de flujo, la cuantificación por PCR en tiempo real, la microscopía confocal, la microscopía electrónica de alto voltaje y los marcadores moleculares, entre otros.1

En condiciones fisiológicas las CEH comprenden ≈ el 15 % del total de células residentes en el hígado. Su principal función es el almacenamiento y homeostasia de la vitamina A y otros retinoides, los cuales se almacenan en el citoplasma en forma de gotas lipídicas como ésteres de retinol. Estas células regulan el flujo sanguíneo en los capilares sinusoidales, producen apolipoproteínas, prostaglandinas, factores de crecimientos y citoquinas, lo cual contribuye a la homeostasia de la matriz extracelular (MEC). La síntesis y degradación de la MEC es esencial para la integridad del espacio perisinusoidal o espacio de Disse y para la comunicación intra e intercelular entre células vecinas.2,3

La CEH ha emergido en los últimos 30 años como una célula versátil, multifuncional y enigmática célula mesenquimatosa, que es la protagonista esencial del proceso de fibrosis después de un daño infringido al hígado. Por tales razones la presente revisión bibliográfica se propone como objetivo analizar los aspectos más novedosos de estas células reportados por la literatura profundizando en su participación en la génesis de la fibrosis hepática.

 

 

MÉTODOS

Se realizó una búsqueda bibliográfica a través de los buscadores de información y plataformas: SciELO, Central Pud Med y Scholar Google. El resultado de la búsqueda mostró un aproximado de 120 artículos que fueron filtrados; se utilizaron 30 publicaciones científicas de preferencia de la modalidad "revisiones bibliográficas".

 

 

DESARROLLO

La primera descripción de las células estrelladas como almacenadoras de vitamina A fue realizada por Kϋpffer en 1876, utilizando como método el oro coloidal y las denominó "Sternzellen" que significa "estrella" en alemán y a la cual le adjudicó una función fagocítica.1,4-6 Su identidad fue confirmada en 1882 por Rothe.6 Las observaciones iniciales de Kϋpffer fallaron en distinguir entre la CEH con la clásica célula fagocítica residente del hígado, que pertenece a la familia monocito macrófago y conocida hoy como "Célula de Kϋpffer". Irónicamente, estudios recientes han confirmado que la CEH es capaz de fagocitar cuerpos apoptóticos, aunque el método utilizado por Kϋpffer no las reconoció a ellas sino a aquellas otras que hoy llevan su nombre.

La CEH ha sido estudiada con diferentes técnicas y de acuerdo a estas ha recibido diferentes denominaciones. Las mismas fueron estudiadas con el método de plata de Golgi -por Zimmerman y denominadas por este investigador como "pericitos hepáticos". En 1955 Ito, con la técnica apropiada, pudo detectar lípidos en su interior y a partir de ese momento fueron conocidas como "células almacenadoras de lípidos" o simplemente como "células de Ito".1 Suzuki las estudió con impregnación argéntica, denominándolas "células intersticiales" y más recientemente, en 1966 Bronfenmajer, Schaffner, and Popper, proponen el nombre de "lipocito" para denotar su contenido en grasa (vitamina A). 1 Por último Wake en 1988, utilizando técnica de cloruro de oro, proporcionó la descripción definitiva de la célula estrellada in situ y estableció que las células peri sinusoidales son las mismas descritas por Kϋpffer 100 años atrás.7 Debido a la existencia de una amplia variedad de denominaciones en el año 1996 se tomó el acuerdo, ampliamente aceptado, de llamarla "Célula hepática estrellada" en lugar de los sinónimos: Célula de Ito, Lipocito, célula almacenadora de lípidos o célula perisinusoidal.1

Las CEH se localizan en el espacio de Disse, entre las células endoteliales de los capilares sinusoidales y los hepatocitos, es decir son células perisinusoidales (Fig.1). Representan del 5-8 % de las células del hígado, así como el 30 % de las células no parenquimatosas de este órgano. Presenta forma ahusada, con el cuerpo celular angular o redondeado, con un núcleo oval o elongado, moderado retículo endoplasmático rugoso y un pequeño aparato de Golgi yuxta nuclear, abundantes filamentos intermedio de citoqueratina; expresa además marcadores de células neurales: proteína acídica fibrilar de la glía (GFAP), la sinemina y la sinaptofisina; también expresa desmina, CD146, el factor de crecimiento hepático (HGF) y el factor de crecimiento neural (NGF).8-10

 

La CEH se caracteriza por poseer numerosas prolongaciones dendríticas, que se extienden entre las células endoteliales, abrazándolas y que poseen micro proyecciones espinosas (Fig. 2). Por la superficie antiluminal se extienden múltiples procesos a través del espacio de Disse para hacer contacto con los hepatocitos. Estos contactos facilitan el transporte intercelular de mediadores solubles y citoquinas. Además, se asocian a las terminaciones nerviosas. En el hígado saludable son células quiescentes y contienen numerosas gotas lipídicas y de vitamina A, es decir son verdaderas células almacenadoras de vitamina A, constituyendo el mayor reservorio de esta vitamina en el cuerpo y realizan otras funciones relacionadas con el desarrollo hepático, la regeneración, el metabolismo de lipoproteínas y retinol, la regulación del sistema inmune y fibrogénesis en respuesta a la injuria hepática.8-12

Cuando el hígado recibe una agresión mediante una infección viral o toxinas hepáticas, las células estrelladas reciben señales desde los hepatocitos dañados, las células endoteliales, las células de Kϋpffer, las plaquetas y desde las células inmunes, lo cual la activan provocándoles una trans-diferenciación que las transforma en células similares a miofibroblastos. Al ser las CEH las células productoras de matriz extracelular (MEC) en el hígado, su reacción primaria es generar una cicatriz temporal, en el sitio del daño, con vistas a proteger a la glándula de la agresión y de daños posteriores.13,14

 

Además, las CEH secretan citoquinas y factores de crecimiento que favorecen la regeneración de las células epiteliales hepáticas. Sin embargo en las enfermedades hepáticas crónicas que se prolongan y que favorecen la activación mantenida de las CEH, estas aumentan de tamaño (Fig. 3) y causan fibrosis, caracterizada por la formación de escaras o cicatrices de gran tamaño provocando perturbación tanto de la arquitectura, como de la función normal del hígado.13-15 Estudios recientes, tanto clínicos como experimentales, revelan que el proceso de fibrosis hepática es totalmente reversible, si se eliminan los factores causales, señalándose que la CEH activada se torna drásticamente reducida y lentamente regresa a la normalidad, o muere por apoptosis.16-19

 

EL PAPEL DE LA CÉLULA ESTRELLADA EN LA FIBROSIS HEPÁTICA

La fibrosis hepática es una consecuencia patológica de estímulos crónicos: virales, autoinmunes, inducido por drogas, entre ellas el alcohol, así como de las enfermedades colestáticas y metabólicas. Puede ser definida como el resultado de la acumulación progresiva de la matriz extracelular (MEC) y disminución de su remodelado por las enzimas metaloproteasas, lo cual altera la arquitectura normal del hígado. Cuando la injuria y la reacción inflamatoria aguda asociada, causan necrosis celular moderada y daño de la matriz extracelular, se produce una reacción de reparación y en respuesta a las células parenquimatosas perdidas por necrosis o apoptosis, se produce auto replicación, regeneración y sustitución de las células muertas. No obstante, ante la agresión mantenida los mecanismos se desregulan y falla la regeneración llegándose a la fibrosis hepática.10-12

Si no se trata esta glándula progresa a la cirrosis, al fallo de órgano y por último a la muerte. Esta complicación consiste en un incremento anómalo de tejido conectivo, con el consiguiente aumento de las proteínas de la matriz extracelular, entre ellas las colágenas tipo I, las cuales son depositadas fundamentalmente por las CEH al activarse ante el estímulo agresor; esta activación es promovida por el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), los factores transformadores β y α (TGF β y TGF α) y las especies reactivas del oxígeno producidas por los hepatocitos que mueren por apoptosis;20 en estas circunstancias las CEH comienzan a expresar α actina (α-SMA) típica del músculo, así como citoquinas pro inflamatorias y factores de crecimientos, tales como el HGF, para promover regeneración. Las CEH juegan un papel fundamental en la respuesta inmune hepática,21 pueden funcionar como células presentadoras de antígenos y de hecho pueden modular la proliferación de los linfocitos T; aunque su papel mejor conocido es su participación en el proceso de fibrosis hepática. Otros miofibroblastos hepáticos contribuyen en el proceso fibrótico, pero hoy se sabe que las CEH participan en un 80 %.11,12,20,21

En resumen, la fibrosis hepática es la resultante de un daño crónico con acumulación de proteínas de la MEC, lo cual es una característica de la mayoría de enfermedades hepáticas crónicas. La fibrosis hepática, como proceso pasivo e irreversible, ha sido considerada como un modelo de "cicatrización de heridas" como respuesta a la injuria hepática crónica. 14 Los reportes clínicos recientes han confirmado que la fibrosis hepática avanzada es potencialmente reversible y actualmente se plantea que al eliminarse las noxas se revierte el proceso y el hígado pasa a la normalidad, proceso en el cual, al parecer, un número elevado de CEH mueren por apoptosis.22-24

Durante el proceso de injuria crónica se produce la activación de las CEH, lo cual es considerado un evento central en el proceso de fibrogénesis hepática. Las CEH aumentan en talla y adquieren el fenotipo de un miofibroblasto con regulación de la angigénesis y activación y amplificación de la respuesta inmune, a través de secreción de citoquinas y quimoquinas; con una pérdida ostensible de los gránulos intracelulares e incrementando su capacidad para la síntesis de la MEC.13 La composición de esta cambia con un incremento y acumulación de las proteínas, entre ellas las colágenas que forman fibras I, III V y XI y entre las que forman láminas la IV y la VI; colágenas asociadas a fibras, como la XIV y colágenas de la familia de las multiplexinas, la XVIII; además elabora elastina, hialuronato, proteoglicanos, como el perlecano, la decorina, el agrecan y la fibromodulina; así como glicoproteínas como la fibronectina, laminina y tenascina.24-28

Este tipo de matriz tiene la capacidad de acelerar la activación de las CEH, provocando la pérdida de las microvellosidades (Fig. 4) por los hepatocitos adyacentes y desaparición de las fenestraciones a nivel de las células endoteliales. Según plantean los investigadores este cambio en la arquitectura de las células endoteliales empeora el transporte de solutos desde los capilares sinusoidales a los hepatocitos, contribuyendo a la disfunción de estos; además la acumulación de la MEC favorece la amplificación de la fibrosis. Por otra parte, las alteraciones en la misma provocan cambios en la expresión de los receptores de integrina de la membrana. La acumulación de este componente tisular se debe a dos hechos fundamentales: el incremento de la síntesis y disminución de la degradación.24-26

Se sabe que en condiciones normales la matriz es una estructura dinámica y que se encuentra en constante síntesis y remodelación, y que su homeostasis depende del balance entre dos grupos enzimáticos: las metaloproteasas (MMPs) y sus inhibidores (TIMPs). El exceso de matriz en el hígado es controlado por las MMPs (1, 2, 8 y 13), mientras que el marcado incremento de esta se debe a los inhibidores (TIMP-1 and TIMP-2). La TIMP 1, en particular posee un efecto antiapoptótico sobre el fenotipo fibrótico de la CEH, con lo cual se alarga su supervivencia favoreciendo todos los efectos a favor del incremento de la fibrosis hepática.24,29

La angiogénesis es otra respuesta a la injuria crónica del hígado28 que lleva al remodelado sinusoidal y al incremento y activación de los pericitos o CEH y consecuentemente muchos potentes mediadores angiogénicos participan en la respuesta exagerada de cicatrización de heridas durante la agresión crónica al hígado, trayendo como consecuencia la excesiva acumulación de la MEC y esta puede afectar también a la célula incrementando indirectamente la liberación de citoquinas que incluyen el factor de crecimiento transformador β (TGF-β), el factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF), el HGF, el factor de crecimiento del tejido conectivo (CTGF), el TNF-α, el factor de crecimiento del fibroblasto (b FGF) y el factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF).24,30

Se plantea que el fenotipo contráctil de la CEH contribuye a la angiogénesis y a la hipertensión portal, que es una característica de la cirrosis hepática. Como se sabe la localización de estas células en el espacio perisinusoidal, favorece que sus largos procesos ejerzan un efecto regulador sobre la resistencia pericapilar y de este modo puedan regular el flujo sanguíneo intrahepático mediante la vía de su fenotipo contráctil.28

 

 

CONSIDERACIONES FINALES

La célula estrellada es una célula multifuncional, almacenadora de vitamina A, con un papel protagónico en la fibrosis hepática

 

 

Declaración de conflicto de intereses

Los autores declaran que no existe conflicto de interés.

 

 

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Recibido: 10 de agosto de 2018.
Aprobado: 10 de septiembre de 2018.

 

 

Aleida Josefa Herrera Batista. Universidad de Ciencias Médicas de La Habana ICBP "Victoria de Girón". La Habana, Cuba. Correo electrónico: aleidajosefa@infomed.sld.cu



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