Sistema APUD

¿Qué es el sistema APUD?

El sistema APUD es un grupo de células secretoras independientes a las glándulas especializadas del sistema endocrino. Su nombre deriva de las iniciales en inglés “(A)mine and (P)recursor (U)ptake (D)ecarboxylation”.

Este sistema es conocido también como “Sistema Endocrino Difuso”. Fue definido por primera vez en 1966 por el profesor A. G. E. Pearse (1916-2003), quien observó que las células pertenecientes a dicho sistema poseían la capacidad de absorber y descarboxilar a precursores de compuestos amina.

Pearse planteó que las células de este sistema APUD pertenecían a un grupo de células secretoras primitivas y antecesoras de las células especializadas que estructuran las glándulas endocrinas.

Los representantes celulares de este sistema comparten muchas características con la estructura típica de las células secretoras. Contienen gran cantidad de polirribosomas y ribosomas libres, mitocondrias grandes con mucha actividad y gránulos secretorios cerca de la membrana celular.

En la actualidad, todas las células que se han catalogado como parte del sistema APUD tienen características histoquímicas y ultra estructurales comunes. Incluso, se ha observado que poseen el mismo origen embriológico.

Muchos médicos catalogan las células del sistema APUD como una tercera parte del sistema nervioso, ya que se ha observado que controla la homeostasis entre los neurotransmisores del sistema nervioso autónomo y los tejidos sensibles a estos.

Características del sistema APUD

– Capacidad para captar precursores de aminas. Son capaces de captar precursores de aminas (como triptófano y tirosina) desde la circulación sanguínea. Estos precursores son esenciales para la síntesis de neurotransmisores y hormonas.

– Descarboxilación de aminas. Después de captar los precursores, las células APUD convierten estos precursores en aminas activas a través del proceso de descarboxilación. Esto da lugar a la formación de aminas biogénicas como serotonina, dopamina y noradrenalina.

– Producción de polipéptidos hormonales. Además de aminas biogénicas, las células APUD también pueden sintetizar y secretar una variedad de hormonas polipeptídicas, que tienen funciones reguladoras en diferentes sistemas del cuerpo.

– Distribución. Las células APUD están dispersas en diversos órganos y tejidos, como el páncreas (células endocrinas de los islotes de Langerhans), el tracto gastrointestinal (células enteroendocrinas), los pulmones (células de Kulchitsky), la tiroides (células C), y el sistema nervioso.

– Origen embrionario común. Muchas células APUD derivan del neuroectodermo durante el desarrollo embrionario. Esta característica compartida sugiere un origen común y explica algunas de las similitudes funcionales y estructurales entre las diferentes células del sistema APUD.

– Relación con tumores neuroendocrinos. Las células APUD están implicadas en ciertos tumores neuroendocrinos, como los carcinoides y otros tumores relacionados con el sistema neuroendocrino. Estos tumores pueden producir aminas y polipéptidos en exceso, lo que conduce a síndromes clínicos característicos.

– Marcadores histoquímicos. Pueden identificarse utilizando técnicas histoquímicas específicas, como la tinción para aminas biogénicas y enzimas como la descarboxilasa de L-aminoácidos.

Estructura y distribución del sistema APUD

El sistema APUD se encuentra presente en todos los tejidos de los mamíferos. Sin embargo, está preponderantemente en el páncreas y en los tejidos donde se encuentran los receptores hormonales.

Se calcula que en el páncreas puede haber hasta un millón de células pertenecientes al sistema APUD y que estas representan entre el 1 y el 3% del contenido total de células pancreáticas.

Originalmente, Pearse identificó solo 8 tipos de células APUD: las células cromafines en la médula suprarrenal, las células enterocromafines intestinales, las células cebadas, las células melanotropas y corticotrópicas de la hipófisis, las células β del páncreas y las células C de la tiroides.

Investigaciones posteriores han establecido que existen muchos otros tipos de células, entre las que podrían incluirse las células epiteliales de la corteza del timo, las células de Leydig en los testículos y las células endocrinas de la próstata y el corazón.

Estructuralmente hablando, todas las células que componen el sistema endocrino difuso comparten las siguientes características estructurales:

• Núcleos de gran tamaño.
• Forma triangular, piriforme u oval.
• Gran cantidad de gránulos en el citosol, ricos en las especies químicas precursoras de las hormonas que secretan.
• Se encuentran aisladas o agrupadas en cúmulos celulares, corpúsculos o islotes.

Funciones del sistema APUD

• Regulación endocrina. Secretan hormonas que actúan como mensajeros químicos en el cuerpo, regulando procesos endocrinos fundamentales, como la regulación del metabolismo, la digestión, el crecimiento y la reproducción.
• Modulación del sistema digestivo. En el tracto gastrointestinal, las células APUD secretan hormonas que regulan la motilidad intestinal, la secreción de enzimas digestivas y la liberación de ácidos gástricos. Estas hormonas son la gastrina, la secretina y la colecistoquinina.
• Control de la secreción de la insulina y el glucagón. En el páncreas, las células APUD (células de los islotes de Langerhans) regulan los niveles de glucosa en sangre mediante la secreción de insulina (por las células beta) y glucagón (por las células alfa). Estos polipéptidos juegan un papel crucial en la homeostasis de la glucosa.
• Regulación de la presión arterial. Algunas células APUD producen aminas, como la noradrenalina, que participan en la regulación de la presión arterial. Estas células pueden encontrarse en las glándulas suprarrenales y en el sistema nervioso autónomo.
• Respuesta al estrés. Están involucradas en la respuesta al estrés mediante la secreción de hormonas como el cortisol y catecolaminas (adrenalina y noradrenalina), que preparan el cuerpo para reaccionar ante situaciones de emergencia (respuesta de “lucha o huida”).
• Función inmunológica. Las hormonas y aminas producidas por las células APUD también pueden influir en la función del sistema inmunológico, modulando la inflamación y la respuesta inmune.
• Función tiroidea. En la glándula tiroides, las células APUD secretan calcitonina, una hormona que regula los niveles de calcio en la sangre y cumple un rol en la homeostasis ósea.
• Regulación del ciclo sueño-vigilia. Algunas células APUD en el sistema nervioso central están involucradas en la regulación de los ritmos circadianos, incluido el ciclo sueño-vigilia, mediante la secreción de melatonina y otros neurotransmisores.
• Función paracrina. Además de su acción endocrina (a distancia), las células APUD también pueden ejercer efectos paracrinos, actuando sobre células vecinas para regular funciones locales. Esto es importante en tejidos como el sistema gastrointestinal, donde la coordinación local de las funciones es crucial.
• Influencia en el estado de ánimo y el comportamiento. Las aminas biogénicas, como la serotonina y la dopamina, producidas por las células APUD, tienen un papel primordial en la regulación del estado de ánimo, la ansiedad, el apetito y otros comportamientos. Estas sustancias actúan como neurotransmisores en el sistema nervioso central.

Patologías relacionadas con el sistema APUD

La gastritis, aguda o crónica, es una patología asociada con el mal funcionamiento de las células del sistema APUD, puesto que, en algunos casos, las células de la mucosa gástrica son “solapadas” o recubiertas por una proliferación excesiva de células APUD.

Muchos de los estudios de las enfermedades relacionadas con el sistema APUD se centran en el origen de tumores, identificados como “apudomas”, que causan una sintomatología muy compleja por todos los procesos endocrinos en que se ven involucradas estas células.

Los apudomas pueden inhibir o incrementar las secreciones hormonales de ganglios y glándulas, desencadenando el hipo o hiperfuncionamiento de los órganos donde están los tumores.

Gracias al estudio de las patologías implicadas en el sistema APUD se ha comprendido con mayor profundidad el verdadero alcance de este sistema endocrino difuso.

Sin embargo, en los humanos aún no se sabe con certeza la función del sistema ni las enfermedades relacionadas con los defectos inherentes al mismo.

Referencias

1. Delcore, R., Friesen, S.R. Embryologic concepts in the APUD system. In Seminars in surgical oncolog.y John Wiley & Sons, Inc.
2. Krausz, M.M., Ariel, I., Behar, A.J. Primary malignant melanoma of the small intestine and the APUD cell concept. Journal of surgical oncology.
3. Pearse, A.G.E. Diffuse neuroendocrine system: peptides common to brain and intestine and their relationship to the APUD concept. In Centrally acting peptides. Palgrave Macmillan.
4. Shapiro, B., Fig, L.M., Gross, M.D., Khafagi, F., Britton, K.E. Radiochemical diagnosis of adrenal disease. Critical reviews in clinical laboratory sciences.
5. Taylor, I.L., Solomon, T.E., Walsh, J.H., Grossman, M.I. Pancreatic polypeptide metabolism and effect on pancreatic secretion in dogs. Gastroenterology.