Istologia dell'apparato gastroenterico (Capitolo 4.0.3)

Dopo aver analizzato l'approccio clinico a livello addominale (vedi il capitolo dedicato all'esame obiettivo dell'addome, Capitolo 4.0.1) ed a livello genitale (si veda il Capitolo 4.0.2) ora faremo un breve accenno a quelle che sono le caratteristiche istologiche ed istopatologiche degli organi che fanno parte del tubo gastroenterico. In Medicina Intensiva una minima conoscenza del problema può essere di aiuto per quello che riguarda la discussione sui procedimenti pre-cancerosi, sulle lesioni infiammatorie e sugli elementi istologici. Qui tratteremo solamente dell'istologia del tubo gastroenterico, mentre per quello che concerne l'istologia del fegato e del pancreas, ne tratteremo negli appositi capitoli.

FARINGE:

La faringe fa parte assieme all’Esofago ed al canale anale a quelle vie di trasporto del cibo e dei suoi residui; sono dei tubuli muscolari rivestiti internamente da epitelio squamoso pluristratificato (con ghiandole mucose ad azione lubrificante). Rappresenta l’ultimo tratto del tubo digerente dotato di muscolatura volontaria, anche se qualche fibra di tale muscolatura esiste anche a livello esofageo.

STRUTTURA:

Lo strato epiteliale dell’orofaringe e del laringofaringe sono rivestiti da epitelio squamoso pluristratificato, in continuità con la cavità orale ed esofagea. Il rinofaringe mantiene tale struttura ma in vicinanza delle coane si trasforma in epitelio ciliato pseudostratificato. Nello strato della muscolatura esistono diversi muscoli locali: il costrittore superiore della faringe che va dall’uncino pterigoideo, dal rafe pterigio-mandibolare e dalla base della mandibola in direzione postero-superiore al rafe faringeo (sotto la membrana faringo-basilare). Il costrittore medio faringe va dal corpo, dal piccolo/grande corno dell’osso ioide e dal legamento stiloideo in direzione posteriore sul rafe faringeo. Incrocia il muscolo costrittore superiore e vi passa sopra; fra questi decorre il muscolo stilo-faringeo che va (assieme al muscolo palato-faringeo) alla membrana tiro-ioidea. Il costrittore inferiore della faringe va dalla linea obliqua della cartilagine tiroidea (lamina laterale) posteriormente sul rafe faringeo, sovrapponendosi in parte al muscolo costrittore medio. Le fibre più basse si legano alla cartilagine cricoidea, formando il muscolo crico-faringeo. Il sistema linfatico del rinofaringe contiene nella volta palatina degli O-MALT (la tonsilla faringea) e dei D-MALT lungo le piega salpingo-faringea (creata dal muscolo omonimo), che va dal torus tubarius al muscolo palato-faringeo che forma, con le tonsille palatine, linguale e faringea, l’anello linfatico del Waldeyer.

APPARATO GASTRO-INTESTINALE:

Tutto l'apparato gastro-intestinale è un apparato costituito da un tubo muscolare (relativamente omogeneo) rivestito da una membrana mucosa interna che si modifica bruscamente a livello esofago-gastrico, ileo-ciecale e retto-anale.

Lo strato mucoso è un tessuto epiteliale formato da uno strato interno di cellule epiteliali di rivestimento, che poggiano su una lamina propria (formato da tessuto aureolare lasso) ed una muscolaris mucosae, che determina i movimenti locali della mucosa. A livello epiteliale la funzione protettiva nella cavità orale, faringe, esofago e canale anale è formata da un pavimentoso pluristratificato, cheratinizzato in alcuni animali (in base alla dieta), la funzione secretiva è presente nello stomaco e contiene numerose ghiandole tubulari, semplici e ramificate. La funzione di assorbimento nell’intestino tenue presenta estroflessioni digitiformi (chiamati villi) che accentuano l’area di contatto fra la superficie mucosa ed il contenuto endoluminale; alcune creste duodenali (chiamate cripte) vanno oltre la muscolaris mucosae e vengono chiamate ghiandole del Brunner. La funzione di assorbimento e protezione è presente soprattutto nell’intestino crasso dove si hanno ghiandole impaccate, diritte, che assorbono acqua e secernono muco.

La lamina propria è tessuto connettivo aureolare lasso, con dei linfociti diffusi ed alcuni capillari linfatici/ematici; ha una funzione di sostegno, con cellule fibroblastiche che sintetizzano le proteine della matrice extracellulare. La muscolaris mucosae si compone di numerosi strati di muscolatura liscia (che internamente si dispone in maniera perpendicolare, mentre esternamente si dispone in maniera parallela), che mantiene la mucosa e le ghiandole in continua agitazione, impedendo la formazione di grumi o blocchi, con un incremento della superficie di contatto.

Lo strato sottomucoso è del tessuto connettivo lasso che collega la mucosa alla parete muscolare; contiene sia vasi sanguigni/linfatici di calibro maggiore che strutture nervose per la mucosa. Il plesso sottomucoso di Meissner è formato da gangli parasimpatici, disposti a nido d’ape. Alcune fibre post-gangliari innervano la muscolaris mucosae. Lo strato muscolare è formato da uno strato circolare più interno, responsabile delle pieghe circolari della mucosa ed uno strato longitudinale più esterno; se analizzati attentamente i due strati sono piuttosto elicoidali, anche se con un "passo stretto" (circolare) o un "passo largo" (longitudinale). Qui è presente il plesso Mienterico di Auerbach definibile come una struttura nervosa che si dispone fra i due strati muscolari, determinando la peristalsi che porta alla propagazione aborale del cibo. Gli sfinteri sono i punti in cui la tonaca muscolare circolare si ispessisce e prende il nome di sfintere; lo sfintere Esofago-Gastrico (chiamato Cardias) evita il reflusso della cavità gastrica in esofago. Il piloro è lo sfintere più importante (che trattiene il bolo nello stomaco fino alla completa digestione del chimo); la valvola ileo-ciecale rallenta il passaggio del cibo fra ileo e colon ascendente, mentre lo sfintere anale interno evita l’uscita incontrollata delle feci.

Lo strato avventizio e la tonaca avventizia è formata da tessuto connettivo lasso, con collagene, fibroblasti, grossi vasi e nervi, che si fonde (negli organi retro-peritoneali) con il tessuto connettivo circostante. Quando è circondato da peritoneo, viene rivestito da epitelio pavimentoso monostratificato (mesotelio).

DNES:

Le DNES (acronimo di Diffuse Neuro-Endocrine System) sono cellule di recente scoperta (anni ’60) inizialmente chiamate APUD (acronimo di Amine Precursor Uptake and Decarboxilation) per la loro capacità di captare amine e decarbossilarle. Successivamente sono state scoperte altre cellule con altre funzioni, per cui si è proceduto a chiamarle DNES; la derivazione prevalente è di tipo Neuroepiteliale, anche se alcune cellule sono di origine Endodermica. Le caratteristiche sono la produzione di amine/peptidi (con funzioni ormonale e/o di neurotrasmettitore), che contengono vescicole a centro denso (contenenti neurotrasmettitori) con una esocitosi regolata da fattori esterni; le cellule sono disposte nel tubo gastroenterico, ma anche nell’apparato respiratorio, urogenitale e nei chemocettori del glomo carotideo.

Le cellule gastrointestinali sono diffuse nel tubo gastro-enterico e nel pancreas; secernono peptidi ed amine (gastrina, secretina, CCK, serotonina, enteroglucagone, somatostatina, sostanza P, VIP, bombesina, ecc…) che agiscono come agonisti-antagonisti nel regolare gran parte dell’attività gastro-intestinale con il sistema nervoso autonomo. Le cellule respiratorie sono cellule situate nell’albero respiratorio bronchiale inferiore e secernono amine/peptidi (serotonina, calcitonina, bombesina e leu-enchefalina). Regolano localmente le vie aeree distali, soprattutto nel bambino (per poi descrescere con l’età). La riduzione del calibro del tubo gastroenterico si ha anche grazie ad una onda sinusoidale, che porta alla formazione di una contrazione nel punto giusto, con un rilasciamento pre/post-passaggio del bolo; tutto questo è regolato dalle DNES diffuse lungo il tubo gastroenterico, che vengono attivate dalla pressione del bolo sulla mucosa.

Dal punto di vista istopatologico la classificazione prevede cellule di tipo aperto: poggiano sulla lamina basale e si affacciano direttamente nel lume; nel tratto gastro-enterico sono direttamente stimolate dal contenuto luminale. Le cellule di tipo chiuso poggiano sulla lamina basale, recependo la modificazione dell’ambiente tissutale locale; sono cellule tipiche dell’epitelio respiratorio. Esistono inoltre anche le cellule argentaffini (così chiamate perché in grado di ridurre l’Argento), le cellule argirofile (che assorbono l’Argento) e le cellule enterocromaffini (che assorbono il Cromo).

ESOFAGO:

L’Esofago è un grosso cilindro cavo, lungo circa 25-30 cm, con una parete muscolare robusta, la cui funzione principale è quella di veicolare il bolo alimentare dalla faringe allo stomaco.

STRATO MUCOSO:

E’ formato da un epitelio squamoso pluristratificato (la cui cheratinizzazione varia con la dieta), lubrificato dalla Saliva. La mucosa si interdigita con la sottomucosa mediante grossi ripiegamenti, per poter distendersi durante la deglutizione. Sono presenti Cellule Caliciformi Mucose e Ghiandole Sierose che si approfondiscono nella sottomucosa (più approfondite nel terzo inferiore), poggianti sulla Lamina propria sottostante.

STRATO SOTTOMUCOSO:

Presenta del collagene reticolare con la muscolaris mucosae al confine con la mucosa (che viene perforata solamente dalle ghiandole più grosse). La muscolaris mucosae non induce la contrazione, ma controlla lo stato del tubo gastroenterico (continuando ad agitarlo localmente); viene innervata dal plesso nervoso del Meissner (sottomucoso). Contiene numerosi vasi e nidi linfoidi, che creano linfonoduli che si intrecciano con la mucosa, funzionando come sorveglianza immunitaria. Sono anche presenti granulociti e macrofagi.

STRATO MUSCOLARE:

Esiste uno strato circolare (interno) che controlla il calibro dell’esofago, ed uno strato longitudinale (esterno) che controlla la lunghezza esofagea. Il terzo superiore è composto da muscolatura striata, il terzo medio si compone di muscolatura striata/liscia, mentre il terzo inferiore si compone di muscolatura liscia. Per quello che riguarda l'innervazione sia la muscolatura striata che liscia possiedono una innervazione autonoma, dotata di capacità peristaltica (circa 5 cm/sec).

STOMACO:

Lo stomaco è una porzione dilatata del tubo gastroenterico che riceve il cibo dall’esofago e lo trattiene per circa 2 ore, riducendo il bolo in chimo mediante mezzi chimici (proteasi, acido, ecc…) e mezzi fisici (movimenti peristaltici). Lo stomaco anatomicamente si divide in cardias, fondo, corpo ed antro pilorico e si separa dall’esofago mediante la linea Z e dal duodeno mediante il piloro. Localmente si ha la produzione di enzimi digestivi (pepsina gastrica) con un ambiente acido (secrezione HCl) a pH 0,7-1,5, che viene controllato da alcune cellule specifiche possedenti pompe Cl. La mucosa deve essere protetta dall’ambiente, altrimenti le proteasi potrebbero autodigerire lo stomaco, per cui si ha un epitelio di rivestimento producente muco. La parete gastrica presenta delle rughe che incrementano la superficie gastrica. La struttura istologia generale è di tipo ghiandolare.

ISTOLOGIA:
Le cellule mucose sono cellule che rivestono la superficie luminale dello stomaco (cellule superficiali) ed in parte anche il colletto/fossette gastriche; producono il muco (H2CO3) necessario alla protezione della parete gastrica. Sono cellule ricche di mucina (per cui in Ematossilina-Eosina sono poco colorate); le cellule del colletto posseggono granuli di grosse dimensioni e numerosi poliribosomi. A livello superficiale secernono H2CO3 mediante pompe e l’acqua segue per osmosi, mentre a livello del colletto l’H2CO3 viene espulso per esocitosi.

Le stem cells sono le uniche cellule staminali del tubo g.e. che si localizzano a livello del colletto; rappresentano i precursori di tutte le altre cellule epiteliali locali. In base alla sede di dislocazione vanno incontro a differenziazione. Le cellule ossintiche sono cellule producenti HCl del succo gastrico; sono cellule grandi, di forma piramidale (ristrette sul versante luminale), che incrementano la superficie luminale di contatto mediante Profonde Introflessioni (sono ricche di microvilli), con una membrana luminale molto “sfrangiata”. Hanno un sistema reticolo-endotielial, un apparato di Golgi e moltissimi mitocondri; secernono il Fattore Intrinseco (che si lega alla Vitamina B12, permettendone l’assorbimento). Le cellule principali dette anche cellule zimogeniche, posseggono un grosso nucleo basale, un reticolo endoplasmico granuloso (per i numerosi ribosomi), dei granuli eosinofili (che rendono il citosol granulare) e secernono pepsinogeno (che a pH 1-1,5 diviene Pepsina). Le DNES sono di tipo aperto e sono localizzate alla base delle ghiandole gastriche; controllano la secrezione ghiandolare, la vasodilatazione/vasocostrizione, ecc… Nell’antro pilorico sono dette cellule G e secernono Gastrina (che potenzia l’azione delle ghiandole secernenti muco); diffusamente nello stomaco producono VIP, Serotonina e Somatostatina. Per quello che riguarda lo strato muscolare, la muscolaris mucosae diviene più sottile, inserendosi fra due lumi ghiandolari; la muscolatura circolare possiede al suo interno un rinforzo di muscolatura obliqua (più interna), che permette la peristalsi ed i movimenti di mixing.

Esiste una divisione istologica in parete cardiale dove si hanno ghiandole tubulari ramificate, con una zona superficiale (fossette) e profonda (ghiandole) abbastanza uguali in lunghezza. In superficie si hanno cellule mucose (così come nel Colletto); nelle ghiandole, che possono approfondirsi nella muscolaris mucosae, si hanno cellule mucose, ossintiche e DNES. A seguire si ha la parete del corpo si hanno ghiandole tubulari semplici (che non arrivano alla muscolaris mucosae); la zona superficiale (fossette) arriva massimo al 25% della lunghezza delle ghiandole. In superficie si hanno cellule mucose, nel colletto si hanno cellule mucose e stem cells, mentre nelle ghiandole si hanno cellule ossintiche, zimogeniche e le DNES. Infine nella parete pilorica si hanno ghiandole tubulari composte ramificate, che arrivano alla muscolaris mucosae; la zona superficiale (nelle fossette) rappresenta il 50% della mucosa. La distribuzione citologica è simile a quella del corpo, ma Incrementa il numero di Cellule G delle DNES.

INTESTINO TENUE:

La lunghezza dell’intestino è di circa 7 m, anche se la lunghezza totale può modificarsi in base alla contrazione della muscolatura longitudinale; si organizza in duodeno, digiuno ed ileo. Tutto l'intestino tenue presenta delle pliche circolari che incrementano la superficie di assorbimento (che è direttamente proporzionale alla superficie) ed ogni plica ha numerosi villi macroscopicamente evidenti che incrementano di molto la superficie, determinando un aspetto più vellutato. Fra un villo e l’altro si hanno le cripte di Lieberkuhn.

DUODENO:
Presenta un epitelio colonnare semplice con microvilli che poggia sulla lamina propria; la muscolaris mucosae è alla base dei villi (e delle cripte di Lieberkuhn) e viene perforata dai dotti escretori delle ghiandole del Brunner (ghiandole mucose poste nella spessa sottomucosa locale). Segue lo strato muscolare circolare (interno) e longitudinale (esterno). Il chimo stimola il rilascio di ormoni peptidici da parte delle DNES locali, quali la Secretina e la CCK-Pancreozimina, che stimolano la secrezione del succo pancreatico e la contrazione della muscolatura della colecisti.

DIGIUNO-ILEO:

Sono porzioni del tenue che proseguono la struttura duodenale, anche se presentano alcune differenze peculiari. Compaiono le pliche di Kenkring (che portano ad una ulteriore amplificazione della superficie), aumentano numericamente le cellule mucipare caliciformi, mentre i villi diminuiscono in lunghezza (dal digiuno all'ileo) ed aumenta il tessuto linfoide, con la comparsa degli O-MALT (placche di Payer). La digestione può essere luminale (il chimo viene a contatto con gli enzimi pancreatici) o di membrana (coinvolge enzimi digestivi posti sulla superficie di membrana degli enterociti). Tutte le sostanze (per transcitosi), arrivano alla lamina propria, entrando nei capillari sanguigni (appartenenti al sistema portale); i TAG entrano nei vasi chiliferi (al centro del villo), associandosi con i chilomicroni, per entrare nel sistema linfatico.

ISTOLOGIA DEI VILLI:
Le Stem cells sono poste alla base delle cripte, rimpiazzando continuamente le cellule che vengono perse; gli enterociti hanno una emivita di 2-3 giorni, le cellule di Paneth di qualche settimana. Il Flusso Cellulare va dalla base delle cripte di Lieberkuhn al polo del villo, per poi distaccarsi post-apoptosi. Gli enterociti sono le cellule che presentano la massima polarizzazione, con una differenza netta fra la superficie apicale (con oltre 2000-3000 microvilli per cellula) e quella basolaterale. Posseggono delle tight-junction che separano le due superfici e la fascia adherens, con filamenti intermedi, a formare il cosiddetto Terminal Web. Le cellule poggiano su una lamina basale ricca di Laminina 5, legandola con integrine α₆β₄ (estremamente rappresentata in queste cellule). Non si hanno veri emidesmosomi, ma emidesmosomi-2 (poco identificabili). Fra le basi degli enterociti si hanno delle fessure intercellulari, in cui si trovano linfociti/chilomicroni. Posseggono numerosi ribosomi, mitocondri e vescicole per transcitosi; sulla superficie cellulare posseggono numerosi enzimi digestivi, fra cui la fosfatasi Alcalina (che trasporta il calcio nel lume intestinale).

Le cellule caliciformi sono cellule disperse fra gli enterociti, che producono il muco formante il glicocalice; emettono delle IgA secretorie (prodotte dal GALT) e posseggono una forma a calice (da cui il nome) con all'interno numerosi granuli. Si colorano debolmente. Le DNES sono di tipo chiuso; secernono diverse sostanze, fra cui la serotonina, l'enteroglucagone (che stimola l’assorbimento del glucosio da parte del fegato), VIP, somatostatina, ecc… Le cellule di Paneth sono cellule localizzate alla base delle cripte, che in Ematossilina-Eosina sono colorate fortemente in rosso (per i granuli molto acidofili). Hanno una azione anti-microbica, secernendo defensine, lisozima, PLP-A; nel lume costituiscono la prima linea di difesa contro batteri patogeni che sopravvivono all’acidità gastrica. I GALT (Gut-Associated-Lymphoid-Tissue) sono composti da O-GALT (placche di Payer, grossi addensamenti linfoidi, presenti nei villi ileali) e D-GALT (linfociti diffusi, ma anche M-cells).

ISTOLOGIA DEI MICROVILLI:
I microvilli sono estroflessioni della membrana cellulare, di circa 1 um, che aumentano notevolmente la superficie luminale dell’eterocita; sono circa 2000-3000 per ogni cellula; in Microscopia Ottica danno l’idea di un Orletto a spazzola.

• Struttura: al centro si hanno dei microfilamenti di F-actina (20-30 per microvillo), che decorrono paralleli alla membrana del microvillo (positività verso l’apice). Sono presenti Fimbrina e Villina a fare da ponte fra la F-actina e le altre strutture: la fimbrina deriva dalla parola “fimbria” (frangia) e permette il legame dei filamenti di F-actina con altri filamenti analoghi; la villina é un marcatore del microvillo che risulta essenziale per la formazione dei microvilli; presenta una sequenza aminoacidica particolare per legare l’actina. E’ parente della Gelsolina (che controlla la lunghezza actinica, la taglia e fascicola i microfilamenti).
• Rapporti: i microvilli variano in lunghezza, seguendo la lunghezza dei Microfilamenti; tutti questi poggiano su una rete detta Terminal Web e si legano alla parete laterale mediante miosina I, che possiede una piccola coda idrofoba legante la membrana cellulare. La miosina (essendo Ca-dipendente) quando si attiva piega il microvillo, con effetto di rimescolamento del contenuto luminale.
• Controlli movimento: le pliche di Kenkring sono innervate dal plesso di Auerbach, i villi sono innervati dal plesso di Meissner e sono mossi dalla muscolaris mucosae, mentre i microvilli sono mossi direttamente dalla miosina I.

INTESTINO CRASSO:
L’intestino crasso è un organo che va dalla valvola ileo-ciecale all’ano; si compone di porzioni quali cieco, appendice vermiforme, colon (ascendente, trasverso e discendente), sigma e retto. Le differenze fra questi non sono sostanziali, anche se istologicamente e come funzionamento esistono alcune diversità; si compongono di un epitelio colonnare, con ghiandole tubulari semplici. Hanno funzione di assorbire acqua/sali minerali, lubrificare il lume (per l’avanzamento delle feci senza traumi) e attuare la peristalsi.

CITOLOGIA:
L'intestino crasso di compone di cellule colonnari, cellule cilindriche rappresentative della ghiandola tubulare semplice che presentano microvilli ed hanno un compito di assorbimento del contenuto luminale. Secernono un polisaccaride neutro del Glicocalice. Hanno un nucleo basale e grande, con un reticolo endoplasmico ed un apparato di Golgi ben sviluppati; posseggono pompe Na/K ATPasiche e non sono dotate di enzimi transmembrana. Le cellule caliciformi mucipare sono cellule contenenti granuli di mucina e grassi (soprattutto nel sigma/retto) e verso le aree distali la mucina appare solfatata, mentre altrove si hanno residui di acido sialico. Posseggono un nucleo piccolo e condensato. Le stem cells sono cellule poste alla base delle cripte ghiandolari, che possono differenziarsi in tutte le tipologie citologiche di cellule epiteliali locali. Le DNES sono molto poche, localizzate alla base delle cripte; secernono cromogranina, sostanza P, somatostatina e glucagone; infine le cellule mucifagiche sono cellule del D-MALT poste nel retto, che hanno funzioni macrofagiche; si riconoscono per la loro PAS-positività.

STRUTTURA:
L'intestino crasso presenta una tonaca mucosa che ha un epitelio colonnare semplice, con ghiandole tubulari semplici a funzione muco-secernente e di assorbimento e che presentano una lamina propria ed una muscolaris mucosae a doppio strato (che può divenire evidente in alcune patologie). La tonaca sottomucosa è simile alle altre strutture del tubo gastroenterico mentre la tonaca muscolare presenta uno strato circolare interno ed uno strato longitudinale esterno, che però è separato in 3 tenie (le cosiddette tenie coli: mesocolica, omentale e libera).

APPENDICE ILEO-CIECALE:

E’ un diverticolo a fondo chiuso del cieco; ha una struttura istologica simile al colon, ma possiede più tessuto linfoide; con l’età la grandezza dell’appendice diminuisce, così come il tessuto linfoide, mentre si ha un incremento del tessuto fibroso locale. Può andare facilmente incontro ad occlusione, con rischio di sviluppare una infiammazione locale (appendicite).


REFERENCES:
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