El sistema inmunológico escala la respuesta de defensa

close up of pink and white barium sulphate crystal alveoli with macrophage

Estrategia biológica

Humanos

Sam Stier

Coordinar por autoorganización

Para crear y mantener una comunidad saludable de individuos y ecosistemas se requiere que los sistemas vivos coordinen sus actividades. La coordinación no significa necesariamente que haya un líder orquestando lo que sucede. En la naturaleza, la coordinación generalmente se logra a través de la autoorganización. En una bandada de gansos que vuelan en formación de V, por ejemplo, no hay un ganso líder que controle dónde vuelan todos los demás. La bandada utiliza esta formación porque cada ganso obtiene energía de los vórtices de aire creados por el ganso que tiene delante. El ganso líder no obtiene ese beneficio, así que cuando se cansa, retrocede y otro ganso toma la posición delantera.

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Los mamíferos

Clase Mammalia ("pecho"): Murciélagos, gatos, ballenas, caballos, humanos

Los mamíferos representan menos del 1% de todos los animales en la tierra, pero incluyen algunas de las especies más conocidas. Conocemos de primera mano algunas de las características que hacen únicos a los mamíferos, como tener pelo, poder sudar y producir leche a través de las glándulas mamarias. Otra característica crítica compartida es un conjunto de dientes altamente especializados. A diferencia de los tiburones o los caimanes, por ejemplo, cuyos dientes son generalmente del mismo tamaño y forma, los mamíferos tienen dientes de formas diferentes en diferentes áreas de las mandíbulas para apuntar a alimentos específicos o estrategias de alimentación.

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Los macrófagos usan la comunicación para escalar la fuerza de defensa a la amenaza

Si una casa se está quemando, los bomberos tratarán de apagar el fuego con agua. Aunque el agua en sí misma puede dañar una casa, es probable que sea menos dañina que el fuego. Una lógica similar se aplica a nuestro sistema inmunológico. Nuestro sistema inmunológico nos protege a través de medios físicos y químicos, pero en el proceso, también puede dañar nuestros propios tejidos al atacar nuestras propias células. ¿Cómo aplica nuestro sistema inmunológico suficiente defensa para cuidar de una lesión o infección, pero no tanto como para lastimarnos o incluso matarnos en el proceso?

Cuando nos lesionamos, nuestro cuerpo puede infectarse con microbios extraños. Por ejemplo, si se cae al suelo después de rasparse la rodilla, los microbios pueden ingresar a su cuerpo a través de la herida abierta. Por eso es importante mantener las heridas limpias. Si un área se infecta, el tejido que lo rodea se hincha y ciertas células llamadas macrófagos correr a la escena para atacar la infección.

Los macrófagos pueden atacar una infección de diferentes maneras. Por ejemplo, algunos atacan con toda su fuerza mientras que otros atacan con menos intensidad. La respuesta de un macrófago depende de varias cosas. Primero, los macrófagos individuales se comunican entre sí para determinar cuántos de ellos están en un sitio infectado. Cuantos más macrófagos hay, más atacan con toda su fuerza. Además, si los macrófagos han luchado contra el microbio anteriormente, un mayor número de ellos atacará con toda su fuerza. Siempre hay otros macrófagos cerca que están listos para atacar en caso de que la infección se vuelva más fuerte de repente. Sin embargo, si la herida es pequeña o hay menos microbios, los macrófagos responderán con menor intensidad.

Este ataque coordinado contra las infecciones por parte de los macrófagos ayuda a garantizar que nuestro sistema inmunitario no reaccione de forma exagerada y que la cantidad correcta de células inmunitarias esté trabajando tan duro como sea necesario en cualquier situación dada. La forma dinámica en que nuestras células inmunitarias reaccionan ante las amenazas puede brindar ideas a las personas para diseñar pautas de respuesta para todo tipo de situaciones potencialmente amenazantes, como la forma de evacuar edificios en caso de incendio o terremoto.

Última actualización de mayo 14, 2020

Referencias

“La dependencia de la densidad celular de la decisión de volverse altamente activado tiene cierta semejanza con el QS bacteriano, en el sentido de que los fenotipos de las células individuales están determinados por la información compartida por la población. Sin embargo, una distinción importante es que en QS esencialmente todas las células se activan si se supera una concentración umbral de molécula de QS, mientras que aquí la proporción de células altamente activadas aumenta con la densidad. Por lo tanto, debido a que solo una fracción de las células tiene licencia para alcanzar un estado de alta activación, la población muestra una respuesta analógica en lugar de digital. Para distinguir estos dos fenómenos, nos referimos al comportamiento de los macrófagos como licencia de quórum…” (Muldoon et al. 2020: 4)

“Cualesquiera que sean los mecanismos subyacentes para mantener la propensión a la activación a largo plazo, una estrategia que permita a las células calibrar su respuesta a amenazas futuras al integrar su experiencia del entorno a lo largo del tiempo (incluida la información sobre si otras células han sido reclutadas en ese sitio) podría proporcionar funcional utilidad." (Muldoon et al. 2020: 11)

“Otra consecuencia sería limitar la inflamación potente a los entornos locales. En el escenario planteado anteriormente, una herida que experimenta una infección, algunos DAMP podrían viajar a sitios que están alejados de la herida, incluso si los microbios se limitan al sitio de la herida. QL podría actuar para limitar las respuestas mediadas por macrófagos más potentes a sitios caracterizados tanto por la presencia de DAMP como por la acumulación local de macrófagos, impulsando de forma no lineal la producción local de citocinas. Si el reclutamiento de macrófagos pudiera acoplarse a la activación de esta manera, entonces QL mejoraría la especificidad de esta faceta potente pero potencialmente dañina de la función inmune innata”. (Muldoon et al. 2020: 11)

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