La danza metabolica delle cellule immunitarie: quando glucosio e ossigeno scandiscono la difesa 

Lo scenario dell’infiammazione acuta 

Quando l’organismo percepisce una minaccia – che si tratti di un’infezione batterica, virale o di un insulto tissutale improvviso – avvia un programma difensivo rapido e incisivo, comunemente definito “infiammazione acuta”.  

In tale frangente, le cellule immunitarie devono passare rapidamente dalla quiete a un vero e proprio stato di “emergenza”, con l’obiettivo di neutralizzare l’agente patogeno e riparare il danno. Proprio in questa fase si assiste a uno switch metabolico cruciale, che accompagna e sostiene la produzione di molecole infiammatorie e l’intensa attività delle cellule sentinella (neutrofili, macrofagi, mastociti, ecc.). Parallelamente, la trama connettivale diviene un campo di battaglia in cui fibre e sostanza fondamentale si rimodellano per favorire l’intervento delle cellule immunitarie e la successiva “restitutio ad integrum”.  

Nei paragrafi che seguono, approfondiremo questi aspetti, portando esempi da studi scientifici di riferimento e aprendo alcune riflessioni interdisciplinari. 

 L’urgenza del “fuoco immunitario”: fisiologia dell’infiammazione acuta 

Quando si innesca un processo infiammatorio acuto, l’organismo mobilita in poche ore un esercito di mediatori chimici (citochine, chemochine, molecole di adesione) che richiamano i leucociti sul luogo del “delitto”.  

I neutrofili, in particolare, arrivano per primi, pronti a fagocitare i patogeni e a liberare enzimi litici (Rakoff-Nahoum, 2006). Se il segnale di pericolo persiste, subentrano macrofagi e monociti, i quali orchestrano la risposta globale e rilasciano citochine chiave come IL-1, IL-6, TNF-α (Medzhitov, 2008). 

• Il dolore e il rossore localizzati derivano anche dalla vasodilatazione e dall’aumento di permeabilità dei vasi sanguigni, fenomeni funzionali a favorire il passaggio delle cellule immunitarie. 

• Parallelamente, si attiva un sistema di segnali che cerca di delimitare l’infiammazione, riducendone la durata e minimizzando i danni secondari. 

 Lo switch metabolico: la “corsa” glicolitica delle cellule immunitarie 

Una caratteristica decisiva dell’infiammazione acuta è il veloce cambiamento nel metabolismo cellulare degli immunociti. In condizioni di riposo, le cellule come i macrofagi e i linfociti possono utilizzare la fosforilazione ossidativa mitocondriale come principale fonte di energia. Tuttavia, quando la richiesta energetica diventa urgente (per fagocitosi, sintesi di citochine, proliferazione rapida), ecco che subentra la glicolisi potenziata, in un quadro che ricorda il “Warburg effect” tipico delle cellule tumorali (O’Neill et al., 2016). 

• Macro-autofagia e β-ossidazione lipidica possono comunque giocare un ruolo di sostegno, soprattutto nelle fasi intermedie, ma la glicolisi rappresenta la via più immediata per fornire energia in un contesto di emergenza (Pearce & Pearce, 2013). 

• Questo passaggio metabolico è regolato da segnali intracellulari (mTOR, HIF-1α) e ormonali (cortisolo, insulina), e risulta fondamentale per sostenere la produzione e il rilascio di citochine proinfiammatorie. 

Il tessuto connettivo come “campo di battaglia” 

Mentre le cellule immunitarie si attivano, il tessuto connettivo (composto da fibroblasti, fibre collagene, elastina e matrice extracellulare ricca di proteoglicani) subisce un rapido rimodellamento: 

• Proteasi come le metalloproteinasi (MMPs) degradano temporaneamente le fibre, creando canali di migrazione per i leucociti (Page-McCaw et al., 2007). 

• I fibroblasti possono differenziarsi in miofibroblasti, favorendo la contrazione e la riparazione della lesione, ma se il processo si prolunga si può sviluppare un eccesso di fibrosi. 

• La “sostanza fondamentale”, densa di acido ialuronico e altre macromolecole, cambia consistenza in base alla concentrazione di citochine, agevolando o ostacolando il passaggio delle cellule immunitarie (Frantz et al., 2010). 

Riflessioni interdisciplinari: stress, psiche e dimensione orientale 

L’infiammazione acuta non è un fenomeno circoscritto a livello locale. Numerosi studi mostrano come lo stress psico-emotivo possa influenzare la rapidità e l’intensità della reazione infiammatoria, attraverso il rilascio di cortisolo, adrenalina e noradrenalina, in un circolo virtuoso o vizioso a seconda dei casi (Dantzer et al., 2008). 

• La medicina tradizionale cinese (MTC) descrive l’attacco di un “Feng” (Vento patogeno) o un eccesso di “Calore” come condizioni in cui l’organismo reagisce in modo repentino, mobilitando una sorta di “difesa Wei Qi” (Unschuld, 2003). In tali circostanze, l’equilibrio interno si rompe momentaneamente per contrastare la minaccia, con segni clinici che, a livello macroscopico, ricordano moltissimo i classici cinque segni dell’infiammazione (calore, rossore, gonfiore, dolore e funzionalità compromessa). 

• Se da un lato la MTC si focalizza su concetti energetici e sul riequilibrio degli organi responsabili della difesa, dall’altro la biologia occidentale spiega il medesimo fenomeno con l’iperattivazione delle vie infiammatorie e la produzione di citochine. Nonostante le diversità di linguaggio, esiste una convergenza sulle modalità con cui il corpo si organizza in una risposta tempestiva. 

Spunti di collegamento con altri campi 

• Nutrizione: in questa fase acuta, il corpo può incrementare il consumo di glucosio e di aminoacidi per sostenere la rapida sintesi proteica (come anticorpi e citochine). Di conseguenza, alcuni studi si sono interrogati su come regimi dietetici specifici possano modulare l’andamento di un’infiammazione acuta (Calder, 2021). 

• Esercizio fisico: un allenamento aerobico costante pare migliorare l’efficienza mitocondriale e ridurre la reattività eccessiva degli immunociti, equilibrando meglio la risposta acuta (Gleeson et al., 2011). 

• Manipolazioni tissutali: osteopatia, fisioterapia e massoterapia possono favorire un drenaggio più efficace e un recupero funzionale post-infiammazione, accelerando la rimozione dei detriti cellulari e prevenendo rigidità o fibrosi. 

In conclusione nell’infiammazione acuta, il passaggio repentino verso un metabolismo glicolitico e l’impatto rimodellante sul tessuto connettivo costituiscono i cardini di una difesa immediata.  

Come vedremo nel prosieguo, queste stesse vie metaboliche, se protratte o alterate, possono dare origine a quadri di cronicità tutt’altro che benefici.  

Emerge, dunque, un quadro di complessità in cui biochimica, fisiologia e persino visioni mediche millenarie si incontrano per raccontarci la storia di un “fuoco immunitario” tanto potente quanto delicato da gestire. 

Riferimenti bibliografici (selezione) 

• Calder PC. Nutrition, immunity and COVID-19. BMJ Nutr Prev Health. 2021;4(1):74–92. 

• Dantzer R, et al. From inflammation to sickness and depression: when the immune system subjugates the brain. Nat Rev Neurosci. 2008;9(1):46-56. 

• Frantz C, et al. The extracellular matrix at a glance. J Cell Sci. 2010;123(24):4195-4200. 

• Gleeson M, et al. The anti-inflammatory effects of exercise: mechanisms and implications for the prevention and treatment of disease. Nat Rev Immunol. 2011;11(9):607-615. 

• Medzhitov R. Origin and physiological roles of inflammation. Nature. 2008;454(7203):428-435. 

• O’Neill LA, Kishton RJ, Rathmell J. A guide to immunometabolism for immunologists. Nat Rev Immunol. 2016;16(9):553–565. 

• Page-McCaw A, Ewald AJ, Werb Z. Matrix metalloproteinases and the regulation of tissue remodelling. Nat Rev Mol Cell Biol. 2007;8(3):221-233. 

• Pearce EL, Pearce EJ. Metabolic pathways in immune cell activation and quiescence. Immunity. 2013;38(4):633-643. 

• Rakoff-Nahoum S. Why is inflammation good for us? Immunity. 2006;24(5):499-501. 

• Unschuld PU. Huang Di Nei Jing Su Wen: Nature, Knowledge, and Imagery in an Ancient Chinese Medical Text. University of California Press; 2003. 

D.O Silingardi Seligardi Ruggero