Atlas de histologia vegetal e animal

Enterócitos são células colunares que formam a maior parte do epitélio do intestino intestinal (Figuras 1 e 2). Elas são mais abundantes no intestino delgado do que no intestino grosso e no apêndice. No intestino delgado, a quantidade de enterócitos é cerca de 80 % do total de enterócitos intestinais. A função principal dos enterócitos é absorver moléculas do lúmen intestinal e transportá-las para o tecido conjuntivo interno e vasos sanguíneos. É de notar que o epitélio intestinal é a maior superfície do corpo em contacto com o ambiente externo (a luz do intestino é externa aos tecidos do corpo).

Morfologia

Enterócitos possuem micro-vilosidades na superfície apical (livre) (Figura 3), muitas mitocôndrias na parte basal, e aparelho de Golgi bem desenvolvido e retículo endoplasmático. A integridade mecânica do epitélio intestinal, ou seja, a coesão entre os enterócitos e a falta de passagens intercelulares, depende dos complexos de adesão celular entre os enterócitos adjacentes. Existem junções estreitas e junções aderentes próximas ao domínio apical do enterócito. Desmosomas são encontrados nas membranas tardio-basais. Também se observam junções de fossos nas membranas látero-basais. Hemidemosomas são encontrados na membrana basal dos enterócitos que ancoram a célula à membrana basal.

Os enterócitos têm dois domínios: apical e basolateral. É por isso que são células polarizadas. A polarização é produzida pela atividade de um citoesqueleto bem arranjado e tráfego vesicular bem desenvolvido que distribuiu moléculas diferencialmente entre os dois domínios. Junções estreitas impedem a difusão lateral das moléculas entre ambos os domínios, ajudando assim a manter a polaridade. Os enterócitos apresentam um microorganismo altamente empacotado no domínio apical, que aumenta a superfície da membrana cerca de 100 vezes (Figura 3). Nas membranas apicais, existem muitos transportadores que são as portas para que as moléculas resultantes da digestão entrem no enterócito. Nas membranas basolatais existem outros transportadores para que estas moléculas saiam do enterócito e alcancem os vasos sanguíneos. Esta distribuição segregada de receptores é gerada pelo tráfico vesicular.

Ciclo de vida

A luz intestinal está cheia de moléculas potencialmente tóxicas para os enterócitos. Em vez de reparar cada insulto, os enterócitos danificados e velhos morrem por apoptose, são então extrudidos da camada epitelial, e continuamente substituídos por novos. A mucosa do intestino delgado é altamente dobrada e forma muitas evaginações ou vilosidades e invaginações ou glândulas, conhecidas como criptas de Lieberkühn. No intestino grosso, existem criptas de Lieberkühn. O ciclo de vida dos enterócitos começa na parte inferior das glândulas de Lieberkühn e termina nas pontas das vilosidades do intestino delgado ou na superfície epitelial do intestino grosso. A vida de um enterócito dura cerca de 2 a 5 dias. Em humanos, o epitélio intestinal é renovado a cada 4 a 5 dias.

Enterócitos diferenciam-se das células estaminais adultas que são encontradas no fundo das glândulas de Lieberkühn (Figura 4). Inicialmente, as células estaminais adultas tornam-se células amplificadoras transitórias (células progenitoras), que se encontram um pouco mais longe do nicho de células estaminais adultas. As células amplificadoras transitórias dividem-se 4 a 6 vezes para aumentar a população progenitora e depois diferenciam-se na variedade de tipos de células encontradas no epitélio intestinal. A maioria deles tornam-se enterócitos, mas também células globetas, células M e os outros tipos de células. Novos enterócitos movem-se progressivamente para as pontas das vilosidades ou para a superfície do epitélio luminal. Quando chegam a estas posições, morrem e são extrudidos do epitélio. A extrusão envolve tanto pressão mecânica como perda da ligação de aderência com as células vizinhas. Algumas células morrem por apoptose e depois são expulsas do epitélio. Não se sabe qual é o mecanismo para mover os enterócitos das glândulas para a superfície epitelial. Os componentes moleculares da lâmina basal são diferentes ao longo do percurso do enterócito, e pensa-se que podem contribuir para o movimento. Pensa-se também que a dieta está envolvida na dinâmica da vida dos enterócitos.

Funções

Digestão

A principal função dos enterocitos é absorver nutrientes após a digestão estomacal e enzimática dos alimentos. Os enterócitos podem utilizar glutamato e glutamina, assim como ácidos gordos e glucose, como fonte de energia. Isto é curioso porque todos os tipos de nutrientes passam através dos enterócitos. Eles também ajudam na digestão, secretando enzimas que degradam peptídeos e disacarídeos. A glicocaliose do domínio apical do enterócito forma uma camada de cerca de 400 a 500 nm de espessura, por vezes até 1 µm de espessura. Algumas enzimas que participam na digestão estão ancoradas a esta glicocalyx. Assim, os enterócitos não só seleccionam e apanham substâncias da digestão, mas também processam algumas delas. Na verdade, diz-se que existem duas fases da digestão, uma acontecendo na luz do intestino, realizada por enzimas pancreáticas, e outra na superfície dos enterócitos, realizada por outras enzimas digestivas. A maior parte da absorção de nutrientes é realizada pelos enterócitos do intestino delgado, enquanto os enterócitos do intestino grosso absorvem principalmente água. Além disso, pequenas vesículas são liberadas das pontas dos microvelos contendo enzimas como as fosfatases, que podem ter uma função de defesa contra patógenos.

As substâncias resultantes da digestão têm que atravessar o epitélio intestinal para alcançar a corrente sanguínea. Pode ser feito por várias vias: transcelular, endocitose/transcitose e paracelular.

Transcelullar. A maioria das moléculas atravessam a camada epitelial do intestino, passando pelos enterócitos. Primeiro atravessando a membrana apical e depois a basolateral. As moléculas podem ser movidas por difusão passiva livre, difusão passiva facilitada, ou transporte ativo. Na difusão passiva livre, as moléculas atravessam as membranas sem qualquer ajuda, enquanto que no transporte facilitado e ativo, as moléculas precisam ser reconhecidas por transportadores específicos inseridos nas membranas. Água, etanol e muitos lipídios cruzam-se através de enterócitos por difusão passiva livre. Glicose, alguns lipídios e aminoácidos entram nos enterócitos por meio de transporte passivo facilitado ou por transporte ativo.

O domínio apical da célula contém um conjunto de proteínas para substâncias de absorção, enquanto que as membranas latero-basais têm outro transportador transmembrana para tirar as moléculas do enterócito.

A capacidade de absorção depende do estágio de diferenciação do enterócito, o que significa um número de bombas de membrana de sódio, mais abundantes à medida que os enterócitos se afastam mais do fundo das criptas. Assim, a maior parte da absorção de açúcares e aminoácidos é feita no terço superior das vilosidades do intestino delgado e perto da superfície do intestino grosso. Por exemplo, a actividade da hidrolase aumenta à medida que os enterócitos se afastam dos nichos de células estaminais (partes profundas das criptas).

A absorção de glicose é um exemplo de mecanismo de absorção típico. A glicose atravessa a membrana apical do enterócito por co-transporte acoplado a um gradiente de sódio. Este gradiente é gerado por bombas de sódio/potássio, e pode entrar glicose no enterócito contra o gradiente de concentração de glicose. O transportador de glicose sódica (SGLT) permite este co-transporte. Por outro lado, o transportador GLUT2 é encontrado nas membranas laterobasais, que translocam a glicose do citoplasma para o espaço intercelular. Assim, o SGLT aumenta a concentração de glicose no citoplasma enterocitário e o GLUT2 permite que a glicose escape para os vasos sanguíneos. A localização precisa dos dois transportadores produz um fluxo de glicose através dos enterócitos, desde a luz intestinal até os vasos sanguíneos.

A gordura está entre as substâncias mais energéticas, além de ser necessária para as membranas celulares. A maior parte da gordura das refeições que é incorporada a partir do intestino é na forma de triactilglicerol, embora outros tipos também possam ser absorvidos, como o colesterol. Primeiro, as enzimas pancreáticas degradam a gordura da refeição no lúmen intestinal e os triacilgliceróis são convertidos em ácidos gordos e monoacilgliceróis (Figura 5). Estas moléculas, juntamente com colesterol, vitaminas lipossolúveis e fosfolípidos, formam micelas, que são pequenas gotículas lipídicas solúveis em água, graças aos ácidos biliares. As micelas atravessam livremente a membrana apical do enterócito. Os transportadores CD36 y FABP (proteína de ligação de ácidos gordos) 3 possibilitam que algumas substâncias gordas atravessem a membrana apical dos enterócitos, facilitando o transporte passivo. A maior parte do transporte de gordura é como micelas, enquanto que os transportadores de membrana parecem um sistema sensorial para detectar ácidos gordos s 3 com longas cadeias no intestino. O colesterol, como molécula individual, também pode ser transportado pelo transportador NPC1L1 (Niemann-Pick C1-like 1), que transfere o colesterol da luz intestinal para o citoplasma enterocitário.

Onça no enterócito, as gorduras são unidas a algumas proteínas e movidas para o retículo endoplasmático, onde os triacilgliceróis são novamente sintetizados. Eles são combinados com algumas proteínas para formar pré-cilómeros. A proteína ApoB é sintetizada no retículo endoplásmico. ApoB, junto com MTP (proteína de transferência de micrótomo) e ácidos gordos formam a partícula primordial de lipoproteína. No retículo endoplásmico liso, ApoB é substituído pela proteína Apo A-IV. Todos estes componentes constituem pré-chilomicrons, que são incluídos em vesículas e movidos para o aparelho Golgi. Aqui, os pré-cilomicrons são unidos para formar quilomicrons, que são incluídos em vesículas exóticas e liberados no domínio laterobasal do enterócito. Desta forma, os quilomícrons podem alcançar sangue e vasos linfáticos. Os quilomicrons são lipoproteínas com um corpo composto principalmente de triactilgliceróis e uma camada de fosfolípidos, colesterol e apolipoproteínas. Eles desempenham um papel importante no transporte de triacilgliceróis e vitaminas lipossolúveis.

Fora do enterócito, os quilomícronos entram nos vasos linfáticos das vilosidades intestinais, e depois nos plexos mioentéricos linfáticos a partir dos quais eles passam para os vasos sanguíneos. Além dos quilomícrons, a gordura também é embalada em lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL), que também são exocitadas dos enterócitos. A gordura também pode ser armazenada em gotículas lipídicas de enterócitos.

Enterócitos também recebem o ferro após a digestão. O ferro é importante para muitas proteínas, como a hemoglobina, e pode ser encontrado nos alimentos como parte de grupos hemo ou ligado à ferritina (na carne animal) (Figura 6). O ferro da digestão entra no organismo através do transportador de DMT1 (transportador de metal divalente 1) encontrado nas membranas apicais dos enterócitos. Ratos transgénicos sem este transportador desenvolvem anemia grave. O DMT1 é um co-transportador acoplado a um gradiente de prótons. O gradiente de prótons é gerado pela bomba de Na+/K+, também encontrada na membrana apical dos enterócitos. O DMT1 transporta Fe2+, mas a maioria dos ferros da refeição é de Fe3+. A redução do ferro (Fe3+ a Fe2+) é realizada por uma enzima redutase localizada na superfície apical do enterócito. O ferro ligado a grupos de hemo parece ser incorporado por endocitose mediada pelo receptor. Uma vez dentro do enterócito, o grupo hemo é degradado e o ferro pode entrar no citosol.

Qualquer que seja a via de entrada, uma vez no citosol, o movimento do ferro em direcção às membranas basolaterais parece ser mediado por proteínas de metalocafones. Nas membranas basolaterais, o ferro é translocado para o espaço extracelular por um transportador de ferroportina. A ferroportina retira a forma Fe2+. No entanto, a ferritina é a proteína que transporta o ferro para o sistema venoso portal e o ferro deve estar na forma de Fe3+. Existem ferro-oxidases nas membranas basolaterais do enterócito que tornam possível a conversão de Fe2+ para Fe3+. O ferro pode ser armazenado no citosol do enterócito ligado à ferritina.

Endocitose/transcitose. Moléculas como imunoglobulinas são endocitadas por endocitose mediada por receptores e transportadas para outros domínios de membrana por transcitose. Vesículas são formadas na base do microvilli, e se fundem posteriormente com endossomos. As imunoglobulinas são então encerradas em vesículas geradas em endossomos e direcionadas para as membranas do domínio basolateral. Desta forma, as imunoglobulinas escapam do caminho de degradação lisossômica.

Paracelular. Água e iões atravessam o epitélio por via paracelular.

Protecção

Enterócitos formam uma barreira que rejeita antigénios, moléculas tóxicas e microrganismos, e ao mesmo tempo deixam atravessar substâncias nutritivas. Os enterócitos estão em contacto com muitos microrganismos. Aqueles que são microrganismos residentes no intestino, mas podem ser perigosos se alcançarem os tecidos internos, e aqueles patógenos não residentes que vêm com a refeição. A superfície apical dos enterócitos é coberta por uma camada de substâncias mucosas liberadas pelas células globetas. Esta camada é composta por hidratos de carbono e tem uma viscosidade densa que permite a difusão das moléculas, mas rejeita as células e as moléculas maiores. Além disso, os microvilos enterócitos apresentam uma glicocaliose bem desenvolvida nas pontas apicais de cada microvilar, que atua como barreira física e elétrica, uma vez que está cheia de cargas negativas. Estes microvilos dificultam o contacto físico directo entre os microrganismos e a membrana do enterócito. No entanto, mesmo que estas duas barreiras sejam ultrapassadas, os microorganismos devem superar o mecanismo de transporte dos microvilos.

As mucinas são proteínas altamente glicosiladas encontradas na membrana apical dos enterócitos. Elas contribuem para a glicocalyx bem desenvolvida. As mucinas são proteínas transmembranas ligadas ao citoesqueleto pelo seu domínio citosólico. MUC3, MUC12 e MUC17 são as mucinas mais abundantes. Eles contêm cerca de 5000 aminoácidos e seu componente carboidrato pode se estender até 1 µm da superfície da célula. As mucinas formam uma barreira física difícil de atravessar pelas bactérias.

Os enterócitos são capazes de iniciar e regular processos inflamatórios libertando várias quimocinas e citocinas. Eles também têm receptores para estas moléculas. Os enterócitos libertam moléculas pró-inflamatórias que influenciam as células imunitárias encontradas na mucosa intestinal.

Outro mecanismo de protecção menos conhecido é a libertação de vesículas a partir da superfície apical dos enterócitos. Actina e miosina, o aparelho motor dos microvilos, produzem forças mecânicas que arrastam as membranas para a ponta de cada microvilar. A acumulação de membranas acaba como vesículas, que são libertadas para a luz intestinal. Essas vesículas contêm uma alta quantidade de fosfatase alcalina que é um poderoso agente antipatogênico, reduzindo a toxicidade lipopolissacarídeo e a inflamação intestinal. Também dificulta a ligação das bactérias ao epitélio instestinal e diminui a proliferação de bactérias. As vesículas liberadas pelos enterócitos são uma forma de enviar moléculas antimicrobianas para áreas distantes do epitélio.

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