La función de las células caliciformes es secretar moco, un fluido viscoso compuesto principalmente de proteínas altamente glicosiladas llamadas mucinas suspendidas en una solución de electrolitos. Mucus cumple muchas funciones, incluida la protección contra el estrés por cizalla y el daño químico, y, especialmente en el árbol respiratorio, la captura y la eliminación de partículas y microorganismos.
Distribución y morfología
Las células caliciformes se encuentran diseminadas entre otras células en el epitelio de muchos órganos, especialmente en el tracto intestinal y respiratorio. En algunas áreas, sus números son bastante pequeños en comparación con otros tipos de células, mientras que en tejidos como el colon, son mucho más abundantes.
La siguiente imagen es de una vellosidad en el intestino delgado de un ratón. La sección se tiñó usando la técnica de ácido periódico Schiff, que tiñe las glicoproteínas, incluidas las mucinas, de color púrpura brillante.
La gran mayoría de las células que cubren las vellosidades son células epiteliales absorbentes, pero varias células caliciformes son claramente visibles. Un tipo similar de situación se observa en el epitelio bronquial y traqueal.
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El nombre de célula caliciforme deriva de la forma característica de estas células en tejidos fijados convencionalmente: una base estrecha y una parte apical expandida que a veces se extiende hacia la luz. Esta morfología, como se ve a la derecha en una sección del intestino delgado de gato (tinción de H & E), es un artefacto de fijación en el que los gránulos cargados de moco en la porción apical de la célula se expanden, lo que hace que la célula se hinche. Si se toman precauciones especiales durante la fijación, las células caliciformes se ven como células cilíndricas
Independientemente de la fijación, las células caliciformes tienen una morfología claramente polarizada. Su núcleo está en la base de la célula, junto con orgánulos como mitocondrias, retículo endoplásmico y Golgi. El resto de la célula está lleno de gránulos secretores unidos a la membrana llenos de moco.
Secreción de moco
La secreción de moco de las células caliciformes es provocada principalmente por estímulos irritantes más que en respuesta a hormonas. La luz del tracto intestinal inevitablemente contiene numerosos irritantes, y en el pulmón, cosas como el polvo y el humo son potentes inductores de la secreción de células caliciformes.
La secreción de moco es por exocitosis de gránulos secretores. Curiosamente, las células caliciformes tienen dos vías para la secreción:
- Secreción constitutiva o basal : secreción de bajo nivel, no regulada y esencialmente continua. Esta vía depende del movimiento citoesquelético de los gránulos secretores.
- Secreción estimulada : exocitosis regulada de gránulos en respuesta a estímulos extracelulares. Esta vía proporciona la capacidad de aumentar drásticamente la secreción de moco
El moco en los gránulos de las células caliciformes se condensa, pero al ser secretado, se expande en volumen de manera tremenda y casi instantánea (imagine una lata presurizada de espuma de afeitar o crema batida). En algunos sistemas estudiados, el gel de mucina aumenta en volumen 500 veces durante un período de solo 20 milisegundos.
Un mecanismo propuesto para una expansión tan rápida del volumen es el siguiente. Las mucinas están cubiertas por abundantes cargas negativas (polianiónicas) que, dentro de los gránulos secretores, son enmascaradas o “neutralizadas” por los iones de calcio. Durante la exocitosis, un poro de la membrana se abre al exterior de la célula, permitiendo que el calcio se difunda. Esto da como resultado un cambio de fase extremadamente rápido basado en la repulsión de las cargas polianiónicas y la hidratación, lo que conduce a la expansión del gel de mucina.
Fisiopatología
Las células caliciformes tienen la capacidad de diferenciarse en otros tipos de células. Un ejemplo bien estudiado de esto se encuentra en el tracto respiratorio, donde las células caliciformes parecen ser un progenitor de las células epiteliales ciliadas.
Se observa un mayor número de células caliciformes en varios estados de enfermedad. La broquitis crónica y la fibrosis quística son ejemplos de enfermedades en las que se produce hiperplasia o metaplasia de células caliciformes.