Inmunometabolismo explicado | La interacción entre el metabolismo y el sistema inmunológico
Introducción
El sistema inmunitario protege continuamente al organismo frente a los patógenos y ayuda a eliminar los tejidos dañados. Durante mucho tiempo se pensó que el metabolismo de las células inmunitarias solo desempeñaba una función de apoyo. Ahora está claro que el metabolismo es precisamente un factor importante que determina cómo responden las células inmunitarias.
Este campo de investigación se conoce como inmunometabolismo. Estudia cómo los procesos metabólicos, como la quema de glucosa, la oxidación de ácidos grasos y la producción mitocondrial de energía, influyen en el comportamiento de las células inmunitarias.
¿Qué es el inmunometabolismo?
El inmunometabolismo describe la relación bidireccional entre:
- el metabolismo de una célula;
- la función del sistema inmunitario.
Una célula inmunitaria debe adaptar continuamente su suministro de energía a su función. Una célula en reposo tiene un perfil metabólico diferente al de una célula activada que debe dividirse rápidamente o producir mediadores inflamatorios.
El papel de las mitocondrias
Las mitocondrias no solo proporcionan ATP, sino que también producen moléculas de señalización que pueden influir en las respuestas inmunitarias.
Participan en:
- producción de energía;
- regulación del calcio;
- producción de especies reactivas de oxígeno (ROS);
- regulación de la apoptosis;
- adaptación del metabolismo durante la activación inmunitaria.
Por ello, las mitocondrias constituyen un importante punto de conexión entre el metabolismo y la inmunidad.
Diferentes células inmunitarias utilizan distintas fuentes de energía
No todas las células inmunitarias utilizan la misma estrategia metabólica.
Macrófagos activados
Durante una respuesta inflamatoria aguda, los macrófagos cambian en gran medida a:
- glucólisis;
- producción rápida de ATP;
- un mayor consumo de glucosa.
Esto les permite responder rápidamente a infecciones o daños tisulares.
Células inmunitarias reguladoras
Otras células inmunitarias, incluidas las células T reguladoras (Treg), dependen más de:
- oxidación de ácidos grasos;
- fosforilación oxidativa;
- producción eficiente de energía mitocondrial.
Esta vía metabólica favorece una función celular prolongada.
Señalización mitocondrial
Además de ATP, las mitocondrias también producen moléculas de señalización que influyen en los procesos celulares.
Algunos ejemplos son:
- especies reactivas de oxígeno (ROS);
- metabolitos del ciclo del ácido cítrico;
- cambios en las proporciones NAD+/NADH.
Estas señales pueden influir en la expresión génica y en la actividad de las células inmunitarias.
Inmunometabolismo e inflamación
Los investigadores estudian cómo los cambios en el metabolismo de las células inmunitarias se relacionan con distintos procesos inflamatorios.
Para ello, se examina lo siguiente:
- suministro de energía;
- función mitocondrial;
- estrés oxidativo;
- flexibilidad metabólica;
- comunicación entre células inmunitarias.
El objetivo es comprender mejor cómo los procesos metabólicos contribuyen a una respuesta inmunitaria equilibrada.
Estilo de vida e inmunometabolismo
Diversos factores del estilo de vida influyen tanto en el metabolismo como en el sistema inmunitario.
La investigación se centra, entre otros aspectos, en:
- actividad física regular;
- calidad del sueño;
- patrones alimentarios;
- peso corporal;
- sensibilidad a la insulina;
- salud mitocondrial.
Estos factores pueden cambiar el estado metabólico de las células inmunitarias y, por ello, se investigan intensivamente.
El inmunometabolismo en la investigación científica
El inmunometabolismo se ha convertido en un importante campo de investigación dentro de:
- inmunología;
- oncología;
- endocrinología;
- investigación cardiometabólica;
- investigación sobre el envejecimiento.
Los científicos estudian cómo la función mitocondrial, el metabolismo del NAD+, la AMPK, mTOR y otras vías metabólicas influyen en la actividad de las células inmunitarias. Muchos conocimientos proceden de investigaciones básicas y preclínicas; se necesitan más estudios clínicos para determinar su importancia para la atención sanitaria.
Relación con la salud mitocondrial
Una red mitocondrial funcional favorece:
- producción eficiente de ATP;
- flexibilidad metabólica;
- producción controlada de ROS;
- homeostasis del calcio;
- control de calidad celular.
Por eso, el inmunometabolismo suele estudiarse en conjunto con la biología mitocondrial.
Resumen
El inmunometabolismo estudia cómo el metabolismo y la función inmunitaria se influyen mutuamente. Las mitocondrias desempeñan un papel central al proporcionar energía y emitir señales que ayudan a las células inmunitarias a adaptarse a condiciones cambiantes. Gracias a los rápidos avances en este campo, cada vez se comprende mejor la estrecha colaboración entre el metabolismo, la salud mitocondrial y el sistema inmunitario.
Referencias científicas
- Inmunobiología de Janeway
- Principios de bioquímica de Lehninger
- Biología molecular de la célula
- O'Neill LAJ, Kishton RJ, Rathmell J. (2016). Guía del inmunometabolismo para inmunólogos.
- Buck MD et al. (2017). Instrucción metabólica de la inmunidad.
Enlaces internos
- Biogénesis mitocondrial
- Fusión y fisión mitocondrial
- ADN mitocondrial
- Estrés oxidativo
- Producción de ATP
- Flexibilidad metabólica
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