Gli endoteli dei sinusoidi del fegato alterati dall'alcol
e dal microbiota intestinale
Prof. Luigi Cuccurullo
Emerito di Anatomia Patologica
Il microbiota intestinale è un ecosistema costituito da batteri, protozoi, funghi, virus e viene considerato quale nuovo organo metabolico virtuale (EMBO J, 2006; 7; 688-693).
La composizione del microbiota intestinale è strettamente individuale in quanto è condizionata dall’età, dalla dieta, dai farmaci utilizzati, dagli stati di stress, dalle condizioni di salute, dal genere, dall’etnia. (Biomolecules 2015; 5(4): 2573-2588).
Si stabilisce uno stato di simbiosi tra l’organismo ospite e la popolazione del microbiota; l’organismo ospite trae vantaggi dalla esistenza del microbiota che in modo diretto e indiretto contribuisce a uno stato di una normale vita biologica(J. Nutri. Biochem. 2013; 24: 929-939) (J. Gastroenterol Hepatol. 2003; 18: 479-47).
Per tale scopo risultano determinanti l’integrità della barriera intestinale( al fine di separare in modo netto i contenuti del microbiota intestinale dalla circolazione ematica portale e sistemica) e la efficienza dei meccanismi di controllo dei processi di proliferazione degli agenti patogeni(Nat. Rev. Immunol. 2009; 9: 799-809) (Cell. 2012; 148: 1258-1270)(World J. Gastroenterol 2014; 20 (41): 15163-15176).
La barriera intestinale conserva la sua integrità mediante la esistenza di diversi fattori tra loro interattivi e complementari che garantiscono, in uno stato di costante equilibrio, una condizione di selettivo assorbimento intestinale. In questo sistema protettivo, sono considerati importanti la presenza sulla superficie della mucosa di immunoglobulina A ,di una adeguata concentrazione di peptidi antimicrobici che impediscono la crescita di germi patogeni e di una stratificazione di materiale mucinoso disposto in due livelli: quello superficiale fluido, quello profondo denso (Sci. Progr. 2010; 93 (Pt 1): 7-36).
Una rottura di tale equilibrio comporta uno stato di disbiosi; stato che si associa a malattie infiammatorie del colon, alla sindrome del colon irritabile, alla malattia celiaca, alle allergie alimentari, alla obesità, al diabete 1 e 2, al carcinoma del colon ,ed è coinvolto nelle lesioni dell’arteriosclerosi, delle malattie cardiache e renali (Microbiol. 2009; 11: 2574-2584) (Alcohol Res 2015; 37(2): 223236) (Biomolecules 2015; 5 (4): 2573-2588) (Lipids Health Dis. 2016; 15: 108) (Int J. Mol. 2019: 20(2): 395
Esiste un asse simbiotico privilegiato bi-direzionale tra intestino e fegato mediante la circolazione portale; asse che regola e sostiene scambi metabolici, immunitari, neuroendocrini che si proiettano anche ai reni, al sistema cardiovascolare, al sistema nervoso, al sistema endocrino e a quello scheletrico (Nat. Rev. Immunol. 2009;9:799-809) (Front.Microbiol.2018;9:2247) (Int. J. Mol. Sci. 2019; 20(2) : 395).
Al fegato arrivano dall’intestino oltre le sostanze nutrienti, anche endotossine, e metaboliti batterici; in condizioni di normalità queste quote patogene sono basse e sono controllate dai meccanismi biologici dell’omeostasi. Se tali componenti fossero alte, i rapporti intestino-fegato si modificherebbero in senso disbiotico e si innescherebbero processi di epatopatie quali la steatosi, le steatoepatiti, la cirrosi, l’epato-carcinoma (Best Pract Res Clin. Gastroenterol 2016; 30(1): 133-142).
L’alcol viene considerato tra le sostanze capaci di modificare il microbiota intestinale e in di alterare la permeabilità selettiva dell’intestino. Esso agisce sul microbiota intestinale modificando la sua composizione, favorendo lo sviluppo di batteri patogeni e contestualmente danneggiando l’integrità della barriera intestinale (Nat. Rev. Gastroenterol19; 16 (4) 235-246) (Microbiome 2017; 5(1): 141-14).
L’azione lesiva dell’alcol e dei suoi metaboliti su la barriera intestinale si svolge secondo punti di attacco transepiteliale e paraepiteliale. L’azione transepiteliale è indotta dall’acetaldeide che provoca alterazioni del DNA degli epiteli e mediante il ROS agisce in modo alterativo sul loro metabolismo (Redox Biology, 2014; 3: 40-46) (World J. Gastroenterology 2014; 20(44): 631-648).
L’azione paracellulare dell’alcol si esplica danneggiando le tight junctions e le adherens junctions che uniscono le filiere degli epiteli intestinali. La natura di queste alterazioni riguarda la complessa rete delle proteine che formano tali giunzioni con il coinvolgimento dell’actina e con una ridistribuzione dell’occludina, della E-cadherina e beta-catenina (Mol Biol Cell 2005; 16: 3919-3936) (Biochim. Biophys Acta 2016; 1860(4): 765-774) (Alcohol Res 2017; 38(2): 163-171).
In breve, l’alcol induce un processo di disassemblaggio delle proteine delle giunzioni inter-epetiali, aprendo così i varchi per il passaggio di agenti patogeni, di tossine pro-infiammatorie, di endotossine,di peptoglicani, e di prodotti derivanti da batteri gram negativi dal lume intestinale nel circolo portale (Alcoholism: Clinical and Experimental Research 2009; 33(10): 1836-1846) (JPEN 2011; 35(Suppl 5): 145-205) (Alcohol Res.2015;37(2):209-222) (Alcohol Res.2017;38(2):163-171) (J. Dig. Dis. 2019; 20(9): 476-485).
Se questo stato di disbiosi perdura si innescano gravi lesioni del parenchima epatico;lesioni che acquisiscono maggiore gravità se agiscono su un parenchima epatico già affetto da pregresse patologie (Alcohol Res. 2015; 37(2): 223-236) (Alcohol Res. 2017; 38(2): 163-171) (J.Mol.Med.2017;95:13-20).
Secondo quanto è riportato in letteratura,l’azione patogena dell’alcol sul parenchima epatico è indotta in modo diretto da questa sostanza e dai suoi metaboliti e in modo indiretto dal microbiota intestinale modificato e dalle alterate condizioni della barriera intestinale.
Tra le varie componenti del parenchima epatico,i sinusoidi rappresentano la struttura di primo contatto con gli agenti e le molecole patogene provenienti dall’intestino, mostrando già in fasi precoci alterazioni degli endoteli. Queste considerazioni hanno suggerito la opportunità di descrivere nella presente nota lo stato degli endoteli sinusoidali del fegato in soggetti alcolisti cronici affetti solo da una steatosi di grado moderato.
REPERTI
I reperti qui di seguito descritti sono stati selezionati da casi di steatosi epatica di grado moderato da alcolismo cronico;essi mostrano una disposizione spaziale ed architettonica delle lamine epatocitarie e una rete sinusoidale nei limiti della norma; in nessun campo microscopico sono stati rilevati foci di necroflogosi e di fibrosi
.Al microscopio luce,gli epatociti appaiono rigonfi e mostrano un citoplasma con fini microvescicole oppure granuloso, verosimilmente per una aumentata volumetria dei mitocondri.
Fig.1 
Fig.2 
A maggiore ingrandimento è possibile documentare lo stato di integrità della rete sinusoidale che costeggia come di norma le lamine degli epatociti. Le pareti dei sinusoidi sono rivestite da cellule endoteliali che mostrano processi di vacuolizzazione e/o di tumefazione; sono altresì ben evidenti i nuclei delle cellule di Kupffer che sporgono nel lume dei sinusoidi.
Fig.3 
Fig.4 
Mediante il potere di risoluzione offerto dalle semifini, è possibile evidenziare con maggiori dettagli la presenza di micro vescicole nel citoplasma degli epatociti, associate ad alterazioni e vacuolizzazione degli endoteli,e a slargamento degli spazi di Disse occupati da materiale amorfo e da fibrille.
Fig.5 
Fig.5part 
Le osservazioni al microscopio elettronico sono state rivolte in modo specifico ai sinusoidi e in particolare allo stato morfologico degli endoteli e dello spazio di Disse. I reperti osservati mostrano alterazioni endoteliali di diverso tipo e gravità,distribuite in modo costante in tutti i campi osservati.
Raramente,si repertano sinusoidi aventi un rivestimento endoteliale continuo ma privo di finestre con lo spazio di Disse slargato ed occupato da piccole quote di materiale amorfo e di fibrille (5Bis).
Con maggiore frequenza,il rivestimento endoteliale è discontinuo, molto sottile e sede di micro vacuoli
Fig.6 
Fig.6 part1 
Fig.6 part2 
o da macrovacuoli contenenti materiale amorfo variamente aggregato e fibrille derivanti da alterazioni del citoscheletro.
Fig.7 
In molti campi ultrastrutturali, lo spazio di Disse è slargato ed è occupato da materiale amorfo e/o da fibrille.
Fig.8 
Fig.9 
A tali modificazioni si associano processi regressivi degli endoteli rappresentati da alterazioni dei mitocondri (sono rigonfi,vacuolizzati e con creste frammentate) e da dilatazioni e lacerazioni delle cisterne dell’ergastoplasma. Se questi processi regressivi sono molto intensi e interessano in modo globale il corpo endoteliale, si ha rottura della membrana citoplasmatica e svuotamento del contenuto endocellulare nel lume del sinusoide.
Fig.10 
Fig.10part 
Fig.11 
A livello di molti sinusoidi, il rivestimento endoteliale appare frammentato, o cancellato. In tali aree sono presenti residui citoplasmatici di varia grandezza, disposti in modo discontinuo e disordinato. A fronte di tali reperti di lisi, i corrispettivi spazi di Disse sono slargati compatti e sono occupati da materiale amorfo con presenza da fibrille di vario spessore.
Fig.12 
Fig.13 
Fig.14 
Fig.15 
Fig.16 
Fig.17 
Fig.17part 
Oltre i reperti dianzi descritti sono stati riscontrate alterazioni coinvolgenti l’intero corpo endoteliale con profonde alterazioni morfologiche:
1) Cellule verosimilmente di natura endoteliale aventi un citoplasma compatto,addensato e povero di organelli;
Fig.18 
2) endoteli sottili come lamine con citosol occupato da fibrille;
Fig.19 
Fig.20 
Fig.21 
3) endoteli con citoplasma sede di microvacuoli e centrato da un nucleo in picnosi.
Fig.22 
Fig.22part 
COMMENTO
La patologia da alcolismo cronico già molto indagata e conosciuta soprattutto nei suoi aspetti epato-centrici in questi ultimi anni si è arricchita delle conoscenze patogenetiche circa il ruolo svolto dal microbiota intestinale.
E’ stato accertato che questo fattore è in continuo equilibrio instabile, è modificato in senso qualitativo e quantitativo dalle molecole di alcol e dei suoi metaboliti. E’ indubbio che le alterazioni della permeabilità intestinale sono la risultante dell’azione combinata e potenziata dell’alcol e della disbiosi indotta dal microbiota. Di conseguenza si riversano nel circolo portale non solo molecole di alcol e suoi metaboliti ma anche endotossine, agenti microbici in quantità dannose per il parenchima epatico e per gli altri organi.
Il primo contatto di queste eterogenee molecole e agenti patogeni avviene a livello degli endoteli dei vasi intraparenchimali e in modo più intenso a carico degli endoteli dei sinusoidi. Questi ultimi sono sedi di alterazioni regressive fino alla necrosi; queste alterazioni coinvolgono l’assetto dello spazio di Disse senza compromettere lo stato dei microvilli degli epatociti che in esso si proiettano. La coesistenza in tali spazi occupati da materiale amorfo,da fibrille e contenenti microvilli epatocitari indenni lascia presumere che in questa fase del quadro patologico il danno sia limitato ai sinusoidi.
Queste alterazioni endoteliali sebbene siano diffuse nei reperti esaminati sono variabili per gravità da zona a zona e hanno caratteri aspecifici;ossia, non sono stati rintracciati aspetti patognomonici caratterizzanti i fattori ezio-patogenetici.
