Nuestro sistema inmunitario, formado esencialmente por distintos tipos de células requiere de energía para las mismas. Esto no es diferente de la base biológica de cualquier célula y sería suficiente para aceptar la posible existencia de una rama de estudio denominada inmunometabolismo. Sin embargo, esta es una relación bidireccional que va mucho más allá de lo que podamos imaginar.
Breve repaso histórico sobre el inmunometabolismo
A finales del siglo XIX, diversos médicos comienzan a reconocer la relación entre patologías metabólicas e infecciones, como es el caso de la meningitis y un síndrome diabético transitorio.
Ya en la década de 1980, se demostró que la sobreactivación inmunitaria con lipopolisacáridos de bacterias gramnegativas generaba resistencia a la insulina, así como se detectó que en casos de infecciones agudas disminuía la acción de la insulina.
Y en estas últimas décadas se ha comenzado a desentrañar el vínculo bidireccional entre el sistema inmunitario (tanto innato como adaptativo) y el metabolismo, habiéndose identificado moléculas clave que impulsan las respuestas celulares y sistémicas a los nutrientes.
Ejemplo de ello es el momento en el que algunos autores marcan como el inicio del inmunometabolismo como nueva rama científica, el año 2002. En ese entonces se descubría el vínculo entre la activación de la molécula CD28 (muy vinculada a las células T) y la glucólisis de dichas células T.

A modo de resumen, podemos indicar que este campo tiene como objetivo principal comprender el impacto de las células inmunitarias en el metabolismo y, a la inversa, las necesidades metabólicas de las células inmunitarias durante la homeostasis y también en los entornos patológicos.
Metabolismo celular
Las células inmunitarias utilizan las mismas vías que otros tipos de células para generar energía y garantizar que pueden funcionar con normalidad.
Las principales vías metabólicas implicadas en el inmunometabolismo son:
- Glucólisis
- Ciclo del ácido tricarboxílico
- Vía de las pentosas fosfato
- Oxidación de ácidos grasos
- Síntesis de ácidos grasos
- Metabolismo de aminoácidos
Asimismo y como aspecto interesante e importante, hay que destacar que el microbioma impacta en el metabolismo de las células inmunitarias a través de diversas vías y por tanto será también protagonista principal del inmunometabolismo. Hablamos de:
- Producción de ácidos grasos de cadena corta
- Metabolismo del triptófano
- Metabolismo de los lípidos
- Transformación de ácidos biliares
Funciones clave de la microbiota en el metabolismo de las células inmunitarias
Estudios recientes han comenzado a entender cómo la microbiota intestinal incide en las vías del inmunometabolismo en tipos específicos de células inmunitarias como las células epiteliales, los macrófagos, las células linfoides innatas, las células T y células B.
Además, como destacaban en el año 2017 Lin y Wang, “la microbiota intestinal tiene una relación especial con el metabolismo, especialmente a través de las mitocondrias debido a su origen común. Las mitocondrias comparten gran parte de su genoma con las bacterias, por lo que se puede evocar comunicación y regulación entre estas entidades, las cuales solo están separadas por la membrana celular”.
Impresionante.
Relación entre el sistema inmunitario y la inflamación a través de los ácidos grasos
Uno de los puntos más interesantes desde un punto de vista de salud en el entorno del inmunometabolismo es la gestión energética y la relación de las distintas células con la glucosa o los ácidos grasos, en los que nos centramos en este apartado.
En este sentido y a modo de resumen, ya que son realmente conceptos complejos, podemos destacar varias ideas:
- La acumulación aberrante de ácidos grasos y sus lipoproteínas en macrófagos ha sido correlacionada con la generación de células espumosas y el desarrollo de patologías inflamatorias.
- Estudios en homeostasis de macrófagos detectan un aumento en la oxidación de ácidos grasos y reducción de la acumulación de lípidos y citoquinas inflamatorias. Por lo tanto, promover la oxidación de ácidos grasos en los macrófagos inflamatorios puede ser un enfoque para reducir su potencial inflamatorio.
- La síntesis de ácidos grasos parece regular positivamente la generación y función de las células inmunitarias proinflamatorias tanto del sistema inmunitario innato como del adaptativo.
- Varios estudios indican que estímulos inflamatorios como los lipopolisacáridos y las citoquinas desencadenan un aumento de la síntesis de ácidos grasos en los macrófagos.

Por todo ello, parece que la oxidación de ácidos grasos y la síntesis de ácidos grasos tienen funciones opuestas en el sistema inmunitario.
En el caso de la oxidación de ácidos grasos, hablamos de una utilización preferentemente por células inmunitarias no inflamatorias.
En el caso la síntesis de ácidos grasos, vemos una asociación con las respuestas inflamatorias en el sistema innato y adaptativo.
Sistema inmune, inflamación y resistencia a la insulina
Ya en la década de los 60 se comenzó a entender que los sujetos obesos son simultáneamente hiperinsulinémicos y presentan resistencia a la insulina.
Décadas después, los estudios científicos han encontrado que esta relación va mucho más allá.
En primer lugar porque el requerimiento de energía de las células inmunitarias durante las enfermedades inflamatorias e infecciosas es mucho mayor y todo su metabolismo se ve alterado. Y en el caso de la obesidad, hablamos de una inflamación sistémica de bajo grado y continuada en el tiempo.
Esta inflamación impulsa la resistencia a la insulina y las características de la diabetes y el síndrome metabólico.
El efecto Warburg y su similitud con las células inmunitarias
No soy bioquímico, pero intentaré de una manera sencilla explicar este aspecto porque es realmente relevante para todos nosotros.
En la mayoría de nuestras células el proceso por el que la glucosa se convertirá en ATP se denomina glucólisis. En este proceso participan 2 piruvatos (un compuesto esencial en este aspecto) que darán lugar a 32 moléculas de ATP.
El problema reside en que en momentos de alta demanda energética, como es el caso del cáncer y también de sistemas inmunitarios alterados, el proceso anterior modifica su ruta metabólica hacia una mucho más rápida pero menos eficiente.
En este caso los 2 piruvatos se convertirán en lactato y darán lugar únicamente a 2 moléculas de ATP (16 veces menos que la ruta clásica). No obstante la velocidad de ejecución de este proceso equipara la energía final obtenida en el tiempo.
Por ello, la resistencia a la insulina que permite la disponibilidad de glucosa constante a las células, se convierte en uno de los mecanismos más relevantes cuando el sistema inmune está en constante activación, con todos los efectos perniciosos que eso conlleva.
En este sentido, los estudios han demostrado que los macrófagos, las células T, las células supresoras derivadas de mieloides y las células dendríticas pueden modificar sus rutas metabólicas en la línea de lo comentado, generando además citoquinas inflamatorias y otras sustancias potencialmente dañinas.
Dudas principales por resolver en el campo del inmunometabolismo
Como indicaba al inicio, la rama del inmunometabolismo es aún muy joven. Por ello, es más que comprensible que las dudas en torno a ella se cuenten por decenas. En este sentido, podemos destacar algunas de las más interesantes y que han sido expresadas por algunos de los mayores expertos en este ámbito.
- ¿Los cambios en los metabolitos celulares distintos del lactato y el succinato también pueden regular las funciones no metabólicas en las células inmunitarias?
- ¿Cómo regula el inmunometabolismo los cambios epigenéticos durante la activación de las células inmunitarias y la memoria inmunitaria innata?
- ¿Cómo manipulan los patógenos (y la microbiota) el inmunometabolismo para sus propios fines?
Conclusiones
La cantidad de metabolitos y otras sustancias, tipos de células, expresión de genes o rutas metabólicas en el contexto del sistema inmunitario y el metabolismo son cuasi infinitas.
Por ello, entiendo que para alguien que no sea ducho en estas lides puede parece imposible sacar alguna conclusión útil para su vida. No obstante sí que es posible, de manera mucho más sencilla.
Yo, sin ser experto en la materia, me quedo con estas ideas, las cuales tienen una relevancia extraordinaria en nuestro contexto social en cuanto a la salud y la enfermedad.
- Un sistema inmune en equilibrio tiende a la oxidación de ácidos grasos y la generación de citoquinas antiinflamatorias.
- Por el contrario, un sistema inmune sobreactivado tiende a la acumulación de ácidos grasos y la producción de citoquinas proinflamatorias, así como a utilizar la glucosa como fuente de energía principal.
- La disbiosis, es decir, el desequilibrio de nuestra microbiota, aumenta la actividad de los polisacáridos y esto provocará la sobreactivación del sistema inmune. Entramos así en una cascada inflamatoria que favorece la resistencia a la insulina, entre otras cosas.
- El sistema inmune saturado requiere de la resistencia a la insulina para tener energía en forma de glucosa siempre disponible, favoreciéndose así la aparición de problemas derivados como la acumulación de grasa.
En fin… un área de investigación fascinante
Bibliografía
- Hotamisligil GS. 2017. Foundations of Immunometabolism and Implications for Metabolic Health and Disease.
- Lin CJ & Wang MC. 2017. Microbial metabolites regulate host lipid metabolism through NR5A-Hedgehog signalling.
- Makowski L, et al. 2020. Immunometabolism: From basic mechanisms to translation.
- Michaudel C, Sokol H. 2020. The Gut Microbiota at the Service of Immunometabolism.
- O’Neill LA, et al. 2016. A guide to immunometabolism for immunologists.