Le cellule epatiche sono in numero di circa 100 miliardi; costituiscono l'80% della popolazione cellulare del fegato; hanno un aspetto poliedrico, con sei o più facce, variabile per forma e dimensioni, con diametro medio di 20-30 micron e un volume di circa 5.000 microncubi.
Sono organizzate in lamine monocellulari tra loro anastomizzate e interposte al decorso dei sinusoidi , e formano il lobulo epatico - a livello della periferia del lobulo, a livello dello spazio portobiliare e al disotto della capsula del Glisson - una lamina limitante che si affronta al tessuto connettivale circostante. La forma e il volume degli epatociti varia in dipendenza dall'età, dalla posizione nel lobulo e dalla attività rigenerativa; in rapporto all'assunzione di soluti il movimento transmembrana di acqua può incrementare del 5% il volume cellulare.
L'epatocito presenta una triplice polarità costituita da tre differenti domini, situati sulle varie facce che la cellula presenta: quello sinusoidale, o polo vascolare, rivolto verso i sinusoidi e lo spazio subendoteliale (spazio di Disse); quello canalicolare, o polo biliare, che delimita i sottili canalicoli (capillari di secrezione) biliari scavati tra due epatociti adiacenti; quello laterale, dove si interfacciano gli spazi intercellulari non correlati con i canalicoli biliari. li dominio sinusoidale, o polo vascolare, costituisce dal 37% al 70% della superficie della cellula. In queste zone, la superficie cellulare è ricoperta da 25-50 microvilli per micron/quadro, lunghi fino a 0,5 µ e di 0,1 µ di diametro. I numerosi microvilli si proiettano nello spazio sottoendoteliale (spazio perisinusoidale di Disse) verso le fenestrature delle cellule endoteliali.
Il polo vascolare presenta anche numerose piccole vescicole di pinocitosi, invaginazioni e protrusioni bulbose, caratteristiche della esocitosi, nonché di selettiva endocitosi. Studi ultrastrutturali al microscopio elettronico a scansione hanno dimostrato che gli spazi di Disse non sono limitati alla regione sottoendoteliale, ma si estendono tra gli epatociti adiacenti, formando stretti e irregolari recessi (recessi perisinusoidali) . In tutti questi spazi, sia perisinusoidali che sottoendoteliali, le superfici degli epatociti sono ricche di microvilli.
Si realizza così un esteso sistema microlabirintico di spazi perivascolari e intercellulari, ove circola liberamente il plasma sanguigno, rendendo così possibile intensi e diretti scambi tra il sangue e il polo vascolare degli epatociti. Il liquido che risulta da tali scambi ad alta attività metabolica, da un lato rientra nel torrente circolatorio, dall'altro, scorrendo all'interno degli spazi di Disse, viene convogliato verso la periferia del lobulo dove si versa in uno spazio circoscritto da numerose fibre collagene a livello della periferia degli spazi portali (spazio di Mail). I liquidi contenuti negli spazi di Disse e di Mail non sono linfa in senso stretto, bensì devono essere considerati come fluidi interstiziali che contribuiscono alla formazione della linfa vera e propria, che viene a costituirsi a livello dei vasi linfatici provvisti di parete propria, situati, a stretto contatto con gli spazi di Mail, nella regione portobiliare.
Il dominio canalicolare; o polo biliare, costituisce il 13-15% della superficie cellulare. Le superfici cellulari che servono a delimitare i capillari biliari sono pianeggianti e strettamente accollate, fatta eccezione per una piccola area in cui la superficie appare incavata a doccia. Questa, giustapponendosi a un'analoga depressione presente sulla parete della cellula adiacente, delimita la parete del canalicolo biliare.
Il diametro dei canalicoli varia da 0,5 micron nella zona pericentrale a 2,5 micron nella zona periportale. Le superfici dell'epatocito che delimitano il canalicolo biliare sono fornite di numerosi e brevi microvilli sporgenti nel lume e sono separate dagli spazi intercellulari adiacenti a opera di complessi di giunzione (zone occludenti). Il citoplamicanali che formano i canalicoli biliari; possono essere considerati come vere e proprie radici intracellulari dei canalicoli biliari. Il dominio laterale estende tra il margine dei canalicoli a quello vascolare, da cui è separato da complessi giunzionali, costituendo il restante 15-50% della superficie con ruolo di connessione e comunicazione fra gli epatociti.
In condizioni normali nessuna comunicazione è possibile tra il polo biliare chiuso dai complessi di giunzione e il polo vascolare della cellula epatica. Pertanto, superfici adiacenti dello stesso epatocito possono contemporaneamente essere impegnate in funzioni di assorbimento e di secrezione altamente differenziate. In complesso, le superfici cellulari volte verso gli spazi perivascolari sono molto più ampie di quelle che delimitano i canalicoli biliari; ciò in accordo con il maggiore impegno metabolico che l'epatocito svolge a livello del dominio sinusoidale (assorbimento e increzione nel torrente circolatorio) rispetto a quello biliare (secrezione). Nel citosol degli epatociti è presente una rete tridi-mensionale dinamica di elementi del citoscheletro; i microfilamenti, positivi alla reazione per la actina, sono localizzati principalmente intorno ai capillari biliare coinvolti nella motilità dei canalicoli; per quanto riguarda i filamenti intermedi, è importante notare come la K18 sia la citocheratina più espressa negli epatociti: una mutazione di K18 è associata alla cirrosi epatica criptogenetica; i microtubuli, essenziali per il mantenimento della forma cellulare nonché per il trasporto vescicolare e per la mitosi, sono positivi per la tubulina. Da notare che l'espressione di K19, presente in molti tessuti epiteliali semplici compresi i dotti biliari, non è presente negli epatociti adulti e quindi caratterizza le cellule delle vie biliari.
Il nucleo degli epatociti è solitamente molto voluminoso e di forma sferica, contiene
uno o più evidenti nucleoli e costituisce il 5-10% del volume cellulare. Il 20%
degli epatociti è binucleato, e circa il 15% ha un corredo tetraploide. In condizioni
normali le cellule epatiche dell'adulto raramente entrano in mitosi; nei processi
rigenerativi, invece, le mitosi possono farsi numerose. Gli organelli cellulari
hanno una collocazione citoplasmatica piuttosto precisa, legata alle specifiche
funzioni cellulari. Il reticolo endoplasmatico (REL) si presenta nelle sue due forme,
liscia e rugosa, mentre i ribosomi liberi (poliribosomi) sono anch'essi abbondantemente
distribuiti nel citoplasma. Il numero e l'estensione dei canalicoli e delle cisterne
del reticolo endoplasmatico dell'epatocito sono soggetti a continue variazioni che
riflettono il diverso impegno funzionale dinamico dell'organo. Il reticolo endoplasmatico
costituisce il 15% del volume cellulare, con una superficie 35 volte maggiore di
quella della membrana plasmatica. Il reticolo endoplasmatico rugoso (RER) predomina
mediamente su quello liscio (REL); il rapporto tra i due tipi varia a secondo dello
stato fisiologico e della posizione degli epatociti nell'acino: la superficie del
reticolo liscio è doppia nella zona 3 rispetto alla zona 1 dell'acino.
Le cellule parencllimali del legato sono raggruppate in zone concentriche al
centro dello spazio portale, la zona 1 è la più vicina, mentre le zone 2
e 3 sono situate più distalmente rispetto ai vasi ematici afferenti; la
tensione dell'ossigeno ed il livello dei nutrienti del sangue si riducono dalla
zona 1 a quella 3; gli epatociti della zona 1 sono, perciò, i primi a ricevere il
sangue ossigenato e gli ultimi ad essere colpiti dalla necrosi; le zone 2
e 3 ricevono sangue a contenuto di ossigeno e di nutrienti molto vulnerabili ali
azione delle tossine epatiche e a lesioni ipossiche (cfr
circolo epatico).
Un rapporto topografico preciso è stato osservato tra inclusi di glicogeno e membrane
del reticolo endoplasmatico liscio; tali membrane con il loro corredo enzimatico
(glucoso-6-fosfatasi) possono contribuire al processo di glicogenolisi cui segue
l'immissione di glucosio nel sangue. Inoltre, i lipidi assorbiti dal sangue attraverso
il polo vascolare dell'epatocito vengono convogliati nel reticolo endoplasmatico
liscio alle cui membrane si trova legata parte degli enzimi responsabili della sintesi
del colesterolo e della degradazione di molti farmaci liposolubili (come i barbiturici).
Il reticolo endoplasmatico granulare e i ribosomi liberi sono responsabili della
sintesi delle proteine plasmatiche prodotte dal fegato e riversate in circolo attraverso
il polo vascolare degli epatociti (albumina, fibrinogeno). Il reticolo endoplasmatico
degli epatociti svolge anche l'importante funzione dell'assemblaggio di molecole
lipoproteiche: a livello del polo vascolare gli epatociti liberano infatti, nello
spazio di Disse, particelle denominate VLDL (very low density lipoprotein) che appaiono
già all'interno dei tubuli del reticolo endoplasmatico liscio, vicino al polo vascolare.
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