I SINUSOIDI DEL FEGATO
NELLA EPATITE CRONICA DA VIRUS C

Prof. Luigi Cuccurullo

Emerito di Anatomia Patologica

1. Introduzione
   I sinusoidi epatici sono strutture complesse quanto delicate e costituiscono uno dei punti di snodo per le  normali funzioni e in numerosi quadri di patologia del fegato
   Essi sono strutturati secondo una  coesione e cooperazione funzionale di tre citotipi (endoteli, cellule di Kupffer, cellule stellate) capaci di modularsi in modo interattivo e sinergico a seconda delle condizioni di fisiologia e di patologia epatica.
   Le funzionalità dei sinusoidi sono finalizzate, tra l’altro, a regolare l’entità del flusso ematico, il grado di permeabilità degli endoteli e un controllo inibente-stimolante su le cellule stellate; questo equilibrio di funzionalità diverse è indotto da molecole secrete dagli endoteli, quali le endoteline, le prostglandine, le citochine tra le quali la VEGFA e il NO. (Hepatology 1998; 27: 279-288) (Hepatology 2015; 61(5): 1740-1746).
   Il polo sinusoidale è una delle porte di ingresso nel parenchima epatico di sostanze nutrizionali, di prodotti abnormi, di molecole tossiche, di agenti patogeni e nel contempo un punto di rilascio di prodotti metabolici e dismetabolici, di molecole e macromolecole derivanti da processi regressivi e necrotici degli epatociti o ancora da prodotti provenienti da processi flogistici acuti e cronici esistenti nel parenchima epatico.
   Esso deve essere considerato una struttura dinamica in quanto partecipa e si adegua a sempre nuove situazioni micro-architettoniche  per garantire una rete vascolare atta a fornire  quote di molecole sufficienti per processi riparativi e rigenerativi del parenchima epatico.
   Tra le sostanze e gli agenti patogeni atti a provocare alterazioni dei sinusoidi è da annoverare l’epatite da virus C (HCV) nelle forme acuta e cronica. In pazienti affetti da HCV cronica sono state osservate,tra l’altro,alterazioni dell’impianto sinusoidale,alterazioni di gravità variabili in rapporto alla aggressività e alla fase del processo;tutte le componenti dei sinusoidi sono danneggiate in modo diretto e indiretto dalla infezione HCV ,ma in modo grave sono interessati gli endoteli,le cellule di Kupffer e le cellule stellate.  Queste cellule,quali elementi costituenti la base strutturale dei sinusoidi, sono stati ritenuti importanti temi di studio al microscopio elettronico in casi di epatite cronica da virus C (HCV),e i risultati saranno di seguito esposti  e documentati dopo cenni introduttivi su i profili morfo-funzionali di questi elementi.   
   

   1. ENDOTELI

3. La componente endoteliale è una barriera semipermeabile, selettiva, bidirezionale interposta tra  il flusso ematico dei sinusoidi e gli epatociti. Gli endoteli dei sinusoidi hanno la specificità di essere  forniti di numerose “finestre” trans-citoplasmatiche,di un gran numero di vescicole per l’endocitosi e di essere privi di una membrana basale di supporto.
   Essi sono  forniti degli abituali organelli citoplasmatici,e tra questi  la struttura del citoscheletro è di notevole importanza.
   Tale struttura è composta da microfilamenti di actina, da microtubuli e da filamenti intermedi (Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 1998; 95: 13635-13640).I microfilamenti di actina sono presenti in maggiore quantità al di sotto della membrana plasmatica (actina corticale), nelle zone di contatto tra due endoteli contigui (con particolare densità a livello delle giunzioni) e attorno alle finestre al fine di regolare il grado di apertura delle stesse a seconda delle necessità funzionali degli scambi bidirezionali (Med Electron Microsc. 2004; 37(4): 252-255) (Cell Tissue Biology 2014; 8(2): 138-151) (Lab. Invest. 2004; 84(7): 857-864).
   L’integrità dell’assetto dell’actina e dei microtubuli esprime la integrità morfologico-funzionale della barriera endoteliale e  la loro compromissione è indice di una disfunzione degli scambi bidirezionali .
   Questi endoteli sono sottoposti a numerosi stress; tra di essi, i più frequenti sono quelli da iperafflusso ematico, da dis-biosi della flora intestinale, da molecole dismetaboliche, da sostanze tossiche e non ultimo da agenti infettivi (Science 1996; 109: 713-726) (Biochim. Biophys Res Commun. 2014; 450: 7-12) (Journal of Hepatology 2017; 66(1): 212-227).
   Tra gli agenti infettivi sono da citare i danni di tipo degenerativo-necrotico provocati dall’HCV nell’ambito di una vasta gamma di quadri morfopatologici.
   La gravità di tali lesioni non appare correlata ai livelli sierici dell’HCV-RNA ma al grado di replicazione del virus negli epatociti e alle manifestazioni regressive da questi indotte (Exp. Ther. Med. 2017;13:155-159).
   Se il processo infettivo è  di lieve-moderata gravità,  gli endoteli appaiono rigonfi, vacuolizzati, sporgenti nel lume sinusoidale e conservano la loro disposizione topografico-giunzionale.
   Al microscopio elettronico, queste alterazioni  si evidenziano come  una rarefazione del citosol,  una dilatazione delle cisterne del reticolo endoplasmico e  una frammentazione del citoscheletro.
   La persistenza del danno,legata allo stato di cronicità del processo infettivo, comporta la formazione di  una membrana basale che inizialmente è sottile e discontinua per diventare in modo progressivo ispessita e continua fino a trasformare il sinusoide in capillare (capillarizzazione sinusoidale (Amat. Rec. 2008; 29: 672-683).
   Se l’azione infettiva è  di alta intensità,  gli endoteli subiscono un processo di necrosi;in tale evento  lo spazio sinusoidale è occupato da materiale amorfo,da fibrina e de detriti cellulari mentre le superfici sinusoidali, prive di rivestimento, appaiono irregolari, anfrattuose, in quanto sono rappresentate dalle sub-strutture  dello spazio di Disse, o  dalle superfici irregolari degli epatociti  circostanti(Scientific Report 2019;9:8760).
   

    

   CELLULE DI KUPFFER

   L’azione lesiva da HCV non  rimane circoscritta agli endoteli,ma si estende  alle cellule di Kupffer . Se l’azione dell’agente infettivo è di grado moderato si ha attivazione di questi elementi  che si manifesta con un aumento della fagocitosi  associata a sintesi e secrezione di citochine, di TNFa, Il-2, IL-12, B3 atte a provocare richiamo di neutrofili e linfociti e alla produzione di mediatori solubili  (Cell Death Differ. 1998; 5: 563-568) (J Hepatology 2014;61(3):660-671) (Med. Microbiol. Immunol. 2015; 204: 21-27) (J. Immunol. 2015; 194: 3213-3222)(Adv.Clin.Exp.Med.2017;26(4):288-291).
   Se l’azione infettiva è di notevole intensità, le cellule di Kupffer sono sconvolte dai processi degenerativo-necrotici, il loro citosol appare rarefatto, vacuolizzato, la loro membrana plasmatica è lacerata o frammentata e si ha una  deiscenza degli organelli, dei fagosomi, dei fagolisosomi nel lume dei sinusoidi ( J. Hepatol. 2014;61(3):660-671) (Adv. Clin. Exp. Med. 2017;26(4):739-745).

    

   CELLULE STELLATE

    Anche le cellule stellate, in tali circostanze di patologia, sono attivate e possono differenziarsi in elementi macrofagici per fagocitare i prodotti di demolizione delle cellule endoteliali e possono acquisire i caratteri dei fibroblasti e dei miofibroblasti per sintetizzare fibre collagene (Hepatology 2008; 48: 1497-1505) (Gastroenterology 2008; 134: 1655-1669) (Proc. Nath. Acad. Sci. U.S.A. 2012; 109: 14293-14294) (World J. Gastroenterol. 2016; 22: 10512-10522).
   Tra queste attività, le cellule stellate producono e regolano in senso qualitativo e quantitativo  quote di matrice extracellulare (ECM) nello spazio di Disse (Expert Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2012; 1: 67-80).
   Questo è composto da macromolecole di collagene tipo I, III, IV, V, di fibronectina, di laminina, di tenascina, di eparina, di acido ialuronico,e di proteoglicani (Hepato-Gastroenterology 1983; 30(6): 225-229) (Gut 1994; 35(11): 1509-1516).
   Le quote di ECM variano a seconda delle condizioni di fisiologia o di patologia epatica con passaggi dalla presenza di ECM esigua e discontinua al concretizzarsi di ECM ispessita, compatta, continua,fino ad acquisire i caratteri di  una membrana basale  (J. Pathol. 2003; 200: 504-515).
   Le cellule stellate sono direttamente esposte all’azione diretta delle proteine dell’HCV; in particolare,la glicoproteina di superficie E2 dell’HCV si lega alle superfici delle cellule stellate (Gastroenterology 2005;129:2117-2118).
   E’ stato osservato in pazienti affetti da HCV cronica un diretto coinvolgimento delle cellule stellate nei processi necro-infiammatori,di fagocitosi e di fibrogenesi dei sinusoidi (J.Gastrointestinal Liver Dis. 2009;18(2):163-167) (Ultrastruct. Pathol. 2010;34(2):62-67).

   REPERTI

    I campioni in esame,pur nella loro variabilità degli aspetti morfopatologici, si possono sintetizzare per motivi descrittivi secondo due aspetti caratterizzanti: Il primo è dato sinusoidi sedi di processi regressivi di varia gravità, ma tendenti  verso un processo di recupero incompleto attraverso il processo di capillarizzazione. Il secondo si riconosce per il prodursi di gravi manifestazioni di necrosi  evolventi verso la distruzione delle strutture sinusoidali.

   I sinusoidi del primo gruppo, in una visione d’insieme, mostrano un lume occupato da detriti citoplasmatici, da eritrocita, da qualche cellula mononucleata e contengono cellule di Kupffer, in fase quiescente o in fase attiva, variamente danneggiate.
   Il rivestimento endoteliale di questi sinusoidi appare frequentemente discontinuo per la esistenza di zone focali di lisi e gli endoteli ancora in sede sono rigonfi, diafani, vacuolizzati e protrudenti nel lume dei sinusoidi.

4. Fig.1Fig.1 part

5. Fig.2 Fig.3 Fig.4

6. Fig.4bis Fig.4 part

7. Fig.5 Fig.5part

8. Fig.6 Fig.7 Fig.7part

9. Fig.8
   Nel contesto di tali  modificazioni morfologiche, gli endoteli abbozzano strutture pseudopolipoidi di varia lunghezza,di aspetto polimorfo che si aggettano nel lume del sinusoide.

10. Fig.9 Fig.9 part

11. Fig.10 Fig.10part
    Molto frequentemente si repertano sinusoidi a livello dei quali gli endoteli sono per la parte superficiale in lisi,residuando di essi solo la porzione basale; in queste condizioni il rivestimento endoteliale è ridotto a una sottile striscia spesso spezzettata.

12. Fig.11 Fig.12 Fig.13
    Queste gravi alterazioni si riverberano sul corrispondente spazio di Disse,determinando  un rimodellamento dello stesso per l’abnorme accumulo  di materiale amorfo, di fibrille, di microvilli  iperplastici degli epatociti e di  propaggini delle cellule stellate.

13. Fig.14 Fig.14part

14. Fig.15 Fig.15bis

15. Fig.16 Fig.16bis
    I sinusoidi danneggiati dall’infezione hanno la possibilità di recuperare il proprio rivestimento endoteliale per rigenerazione a partenza da endoteli viciniori non danneggiati; ma gli endoteli neo-formati sono privi degli specifici caratteri morfologici dei sinusoidi epatici,in quanto  sono privi di “finestre” e sono supportati da una membrana basale (sinusoidi capillarizati),  e quasi sempre sono circondati da elementi flogistici e da fibre precollagene o collagene.

16. Fig.16ter Fig.16ter part
    Un dato quasi costante in tutti i reperti, è rappresentato dalle modificazioni del citoscheletro delle cellule endoteliali.
    La tessitura di questa componente citoplasmatica appare frammentata,e con la distruzione del citoscheletro corticale,di quello giunzionale e di quello avvolgente le”finestre”  con perdita della  funzione di supporto,fattore questo indispensabile per la stabilità della morfologia e delle funzioni degli endoteli;
    Come è possibile verificare in numerose immagini  allegate il citoscheletro degli endoteli appare frammentato, è riunito in fasci  dispersi in modo disordinato nel citosol,o  è stato cancellato oppure,ridotto in frammenti è stato ricoperto da materiale amorfo-granuloso derivante dal processo di lisi degli organelli .
    Nelle zone nelle quali il rivestimento endoteliale è stato necrosato le substrutture del Disse e degli epatociti sporgono o si riversano nel lume del sinusoide.

17. Fig.17 Fig.18

18. Fig.19
    Questo processo necrotico  coinvolge anche le cellule di Kupffer,le quali  appaiono vacuolizzate, diafane, hanno la membrana plasmatica lacerata e mostrano una deiscenza dei propri contenuti citoplasmatici nel lume del sinusoide.

19. Fig.20 Fig.21

20. Fig.22 Fig.23
    Se il processo di necrosi è esteso, l’intero sinusoide  viene trasformato in uno  spazio anfrattuoso, privo di confini propri, ma delimitato in modo irregolare  dal citoplasma pur esso frastagliato degli epatociti confinanti.

21. Fig.24 Fig.25

22. Fig.26 Fig.27
    

    COMMENTO

    Le alterazioni dei sinusoidi,dianzi osservate e descritte,non sono specifiche della patologia da HCV,ma sono state osservate in epatopatie croniche indotte da numerosi altri fattori patogeni.
    Esse,già presenti in soggetti affetti da HCV ,possono subire una sovrapposizione lesiva di altre situazioni alterative  (diabete,obesità,alcool,tossici,farmaci) che potenziano il danno e accelerano la progressione verso la cirrosi.
    La valutazione istopatologica dello stato dei sinusoidi è importante per le informazioni ottenibili circa la stadiazione del processo morboso; informazioni che opportunamente devono essere contestualizzate con quelle edotte dagli spazi portali,dai focolai di necro-flogosi  intralobulare,dalla entità e la distribuzione della nascente fibrosi,e dai foci di rigenerazione epato-biliare.
    Le osservazioni al microscopio elettronico su lo stato dei sinusoidi,invece,forniscono una documentazione valida per interpretare a livello istogenetico le modalità del passaggio da sinusoide normo-funzionante a sinusoide capillarizzato.
    I punti di lettura di tale processo di trasformazione sono da ricercare nelle  lesioni degli endoteli e nella  attivazione delle cellule stellate.
    Gli endoteli subiscono fenomeni regressivo-necrotici e sono sostituiti da altri privi di “finestre” e di  di endocitosi  con perdita delle capacità trasporto bidirezionale delle molecole.
    Le cellule stellate,nella loro fase di attivazione,partecipano a tale processo mediante la sintesi di matrice extra-cellulare e la formazione di fibrille;in tal modo viene costruita una membrana basale di supporto, spesso sorretta a sua volta da un cercine fibrillare.
    I sinusoidi,in tal modo trasformati in capillari,hanno perso i propri caratteri morfo-funzionali e hanno conservato la semplice funzione di scorrimento del flusso ematico; in queste situazioni il parenchima epatico, per le proprie necessità metaboliche,provvede, mediante la sua intrinseca capacità rigenerativa, a disegnare ed attivare nuovi sinusoidi (focolai di rigenerazione epatica).