canalicoli biliari dismorfi

Fegato: Canalicoli biliari dismorfi

Ruolo dei microfilamenti pericanalicolari

Prof. Luigi Cuccurullo

Emerito di Anatomia Patologica dell'Università della Campania "Luigi Vanvitelli"

INTRODUZIONE

I canalicoli biliari sono strutture composite finalizzate alla secrezione della bile.
Essi sono strutture dinamiche per la loro capacità di contrarsi e decontrarsi in modo ritmico, favorendo così la secrezione e potenziando il deflusso biliare.
Ciascun canalicolo è costituito da uno spazio delimitato della membrana plasmatica; questo spazio è chiuso in modo serrato ed impermeabile da strutture definite “sistema giunzionale”.
Nello spazio del canalicolo si aggettano protrusioni digitiformi della membrana plasmatica, protrusioni denominate “microvilli”.
L’attività secretiva dei canalicoli è regolata da vescicole unilamellari; queste contengono molecole costituenti la bile. Questa attività secretoria è molto complessa in quanto coinvolge il sistema del Golgi e il reticolo endoplasmico per la sintesi dei costituenti biliari (Lab. Invest. 1979; 40 (4): 512-517).
Queste vescicole,dopo essere state sintetizzate vengono spostate verso il polo dei canalicoli e tale operazione è regolata dalla partecipazione attiva delle strutture del citoscheletro e in particolare dei microtubuli.
Pervenute a livello dei canalicoli, si fondono con la membrana di tali strutture e completano la loro funzione di secrezione biliare mediante diversi transporters.
Tali trasporters appartengono alla famiglia di “ATP binding cassette (ABC)”;essi sono abilitati a indurre e regolare la secrezione dei costituenti la bile; infatti la loro quantità si traduce nell’ entità del flusso biliare (Journal of Hepatology 2005; 42: 592-603).
In stretta correlazione alle funzioni secretrici dei canalicoli è possibile individuare anche una funzione escretrice dei canalicoli; funzione che è svolta dai microfilamenti, i quali, contraendosi, provocano spinte meccaniche al deflusso della bile; infatti,la loro capacità contrattile è conseguente alla loro composizione strutturale formata da actina, miosina, tropomiosina, vinculina, alfa-actimina, villina.
L’importanza della loro funzione si evince anche dalla disposizione topografica che hanno acquisito rispetto alle strutture del canalicolo e secondo una descrizione analitica sono distribuiti nel seguente modo:

Microfilamenti associati alla membrana plasmatica dei canalicoli
Microfilamenti presenti nel core dei microvilli
Fasci di microfilamenti avvolgenti i canalicoli (Gastroenterology 1991; 101 (6): 1663- 1672) ( Hepatology 1995: 21 (4): 1106-1113).

A questo elenco deve essere aggiunta la quota di microfilamenti che pervadono le strutture giunzionali e i desmosomi al fine di regolare contrazioni dei canalicoli secondo modalità bilanciate e in perfetto equilibrio su tutta la circonferenza.
I canalicoli per lo svolgimento delle loro funzioni,secretrici-escretrici, richiedono la integrità di tutte le loro i componenti strutturali e molecolari in stretta correlazione con le sub strutture pericanalicolari e con il sistema di trasporto Golgi-Reticolo Endoplasmico-Vescicole Unilamellari (J. Hepatol. 2015; 63: 1023-1037).
Alterazioni di una di queste componenti sono causa o concausa di modificazioni del profilo dei canalicoli, quali la dilatazione del loro lume,la irregolarità e la deformazione della loro forma,la riduzione o la perdita dei microvilli, l’ispessimento dei microfilamenti, l’aumento del numero delle vescicole unilamellari in sede pericanalicolari,etc. (J. Histochem. Cytochem. 1993; 41: 353-363) (J. Pediatr. Surg. 1993; 28: 851-856) (J. Hepatol. 2017; 66(6): 1231-1240).

Queste alterazioni sono state riscontrate nelle colestasi ostruttive da cause extraepatiche sia spontanee sia sperimentali; esse sono state considerate quale risultato della aumentata pressione meccanica all’interno delle vie biliari (Lab. Invest. 1983; 48(2): 2005-211) (J. Padiatr. Surg. 1993; 28: 851-856) (Am J. Pathol. 1980; 98(3): 603-616).
Questa interpretazione meccanicista non è applicabile ai casi di colestasi intraepatica da epatiti croniche (soprattutto da virus B e C), da epatopatie croniche farmaci, nei trattamenti sperimentali da falloidina o da citochalasina,e non ultimo nelle cirrosi biliari primitive. ( J.Submicrosc. Cytol.1981;13(4): 581-598.) (Acta Med. Okayoma 1988; 42(4): 207-213.) (J. Korean Med Sci, 2002; 17 (6): 795-800). (Gut 2007; 56: 1410-1411) (Bull. Exp. Biol Med 2012; 153: 898-2011).
In questo secondo gruppo, il dimorfismo dei canalicoli può essere causato da altri fattori di tipo sub strutturale inerenti ai canalicoli stessi e tra questi fattori sono stati presi in considerazione lo stato quantitativo e qualitativo dei microfilamenti con particolare riguardo ai processi di disorganizzazione,di frammentazione,di dissociazione, di polimerizzazione degli stessi (Am.J.Pathol. 1980;98(3):603-616) (Lab.Invest:1983;4812:205-211).
Su la base di quanto è riportato in letteratura, è stato ritenuto opportuno rivisitare tale problema istogenetico,volgendo l’attenzione a canalicoli dismorfi nel contesto di un parenchimo epatico senza segni biochimici e morfologici di colestasi intra o extraepatica.

REPERTI

I campioni bioptici di parenchina epatico sottoposti a indagini di microscopia elettronica riguardano casi di epatite cronica inattiva da virus B.
Al microscopio luce questi campioni presentano solo una flogosi interfacciaa livello spazio portale-lamina limitante; l’architettura dei lobuli epatici è nei limiti della norma con filiere monostratificate di epatociti, con polo sinusoidale ben strutturato e l’albero biliare intraepatico ben strutturato.
In nessun caso sono stati repertati segni morfologici di colestasi intraepatica o extraepatica, reperto questo confermato anche da specifici dati sierologici.
Da una ricerca dettagliata al microscopio elettronico dei canalicoli presenti in questi casi è stato accertato che la maggior parte di essi è ben strutturata nel contesto di epatociti lievemente vacuolizzati; tuttavia, in tale ambito, sono stati repertati,e distribuiti in modo apparentemente casuale, un piccolo numero di canalicoli con lume dilatato e dal profilo altamente irregolare.
Questi canalicoli sono stati esaminati in modo analitico e nell’insieme hanno evidenziato non solo un lume molto ampio ma anche un profilo morfologico danneggiato e dismorfo.
Se si passa da questa immagine d’insieme a una descrizione dettagliata delle diverse sub strutture di quesi canalicoli si evidenzia la seguente morfopatologia:

I microvilli sono ridotti di numero o addirittura assenti, residuandone pareti glabre. I microvilli ancora esistenti sono irregolari, hanno altezze variabili, sono vacuolizzati e deprivati della quota di microfilamenti; non è infrequente che essi si manifestino come piccole formazioni bottoniformi su la superficie interna del canalicolo.
Il lume dei canalicoli è abitualmente privo di contenuti; tuttavia, non mancano alcuni con lume contenente piccole quote di materiale granuloso.amorfo o filamentoso.

Fig.1 Fig.1bis Fig.1ter
Il dismorfismo dei canalicoli è accentuato dalla esistenza di diverticoli; questi sono di diversa ampiezza, con una variabilità da piccole estroflessioni della parete del canalicolo a evaginazioni ben evidenti.
I diverticoli di piccole dimensioni possono essere multipli nell’ambito dello stesso canalicolo, sono privi di microvilli e spesso, presentano lacerazioni della membrana del canalicolo.
Al contrario,i diverticoli di maggiore dimensione contengono microvilli e hanno pareti strutturate anche con quote di microfilamenti.

Fig.2 Fig.2bis

Fig.3 Fig.3bis
Di particolare interesse descrittivo e interpretativo è lo stato dei microfilamenti pericanalicolari per la loro funzione di regolare il tono e di essere effettori del dinamismo ritmico di contrazione e decontrazione dei canalicoli.
L’esame ultrastrutturale di questa componente ha fatto emergere diverse situazioni morfopatologiche che per brevità possono essere raccolte nei seguenti tre aspetti:

Si repertano canalicoli dilatati forniti solo di microfilamenti adesi alla membrana plasmatica. Essi appaiono dissociati dalla presenza di microvacuoli e in alcuni campi si presentano frammentati. A carico di questi canalicoli si ritrovano diverticoli di piccole dimensioni, avvolti da un esile strato di microfilamenti.
Fig.4 Fig.4bis Fig.4ter

Si repertano canalicoli dilatati i quali sono forniti di quote di microfilamenti variabili da zona a zona nel contesto del medesimo canalicolo. Infatti, si rileva che segmenti di fasci sottili, ipotrofici di microfilamenti sono seguiti da altri segmenti in cui gli stessi appaiono ipertrofici, ispessiti.
Fig.5 Fig.5bis
Fig.6 Fig.6bis
Fig.7 Fig.7bis Fig.7ter

Tra questi due estremi si repertano, a livello del medesimo canalicolo, brevi segmenti che presentano caratteri normo-strutturali. I segmenti ispessiti protudono nel lume del canalicolo e rivelano di essere costituiti da fasci di microfilamenti dissociati da micro vacuoli.
I microfilamenti di tali fasci hanno perduto la organizzazione longitudinale, si dispongono in modo caotico e spesso frammentato.

Fig.8 Fig.9

Fig.10 Fig.11
In questi canalicoli, i microvilli sono ben strutturati solo a livello in cui la parete è ben conformata; invece sono dismorfi, bottoniformi o assenti a livello dei segmenti dei canalicoli in cui i microfilamenti sono alterati.

Si repertano canalicoli dilatati, di forma rotondeggiante i quali sono avvolti da uno spesso cercine di microfilamenti. Questi ultimi sono costituiti da fasci addensati di tali sub-strutture, mostrano un aspetto compatto quasi di fusione tra loro e chiudono in un anello serrato il canalicolo. Questo ha superfici interne lisce, interrotte solo da microvilli piccoli o con aspetto bottoniforme.
Fig.12Fig.12bis Fig.12ter
Fig.13 Fig.14

COMMENTO

I reperti ultrastrutturali dianzi descritti mettono in evidenza in modo costante alterazioni delle quote dei microfilamenti.
Queste sono rappresentate da processi di ipotrofia totale o segmentale e anche nelle aree pericanalicolari in cui i microfilamenti sono ben rappresentati questi appaiono dissociati, frammentati, sede di micro vacuoli, ,oppure abnormente assemblati.
I microfilamenti di canalicoli sono parte integrante del citoscheletro degli epatociti; essi fanno parte del citoscheletro corticale in quanto è adeso ed avvolge la membrana plasmatica della cellula epatica. (Mol. Biol. Cell 2017; 28 (5): 613-623) (J. Cell. Physiol. 2018; 233 (2): 445-454).
Fasci di actina del citoscheletro(componente importante dei microfilamenti) sono presenti in diversi processi cellulari quali stereociglia, pseudopodi, brush-border degli enterociti e si ritrovano anche nel core dei microvilli dei canalicoli e in sede pericanalicolare (BioPhys. J. 2008; 94 (8): 2955-2964) (Nat. Rev Gastroeneterol Hepatol 2016; 13 (3): 161-174).
Assieme alla rete dinamica del citoscheletro atta a mantenere la morfologia delle cellule vi partecipano anche i microtubuli i quali si ristrutturano in rapporto alle necessità fisiopatologiche delle cellule. (Methods Cell Biol 2008; 89: 487-519).

I microfilamenti del citoscheletro(,assieme ai microtubuli,) sottoposti a stress permanenti o transitori di varia natura, polimerizzano e/o si depolimerizzano, si frammentano o subiscono processi di disorganizzazione.Tali processi non sono permanenti, ma per il dinamismo intrinseco di queste ultrastrutture è possibile un loro recupero della loro morfologia e delle loro funzioni. (Science 2009; 325 (5943): 960-963) (Nat. Rev. Med Cell Biol. 2016; 17 (12): 799-810) (J. Hepatol. 2017; 66 (6): 1231-1240).
Questi dati della letteratura forniscono una valida ipotesi interpretativa circa l’importanza della alterazioni dei microfilamenti nel determinare modificazioni della morfologia dei canalicoli.
La lettura di questi eventi non può essere circoscritta alle strutture dei canalicoli, ma deve essere estesa a tutto il citoscheletro e alle numerose sub strutture che partecipano alla sua dinamica modulazione strutturale.
Questi processi di polimerizzazione,di depolimerizzazione,di frammentazione,di vacuolizzazione dei microfilamenti dei canalicoli sono epifenomeni dell’intero sistema -citoscheletro e secondo questa ipotesi possono essere considerati fenomeni transeunti in quanto correlati alle condizioni fisiopatologiche dell’intero epatocita.