El calor no se disipa: científicos de Tokio descubren que las células atrapan energía de forma inexplicable para la física clásica

Un estudio de mayo de 2026 encabezado por la Universidad de Tokio ha sacudido los cimientos de la biofísica. La investigación, publicada en la prestigiosa revista Nature Communications, revela una sorpresa fundamental: el calor no se propaga dentro de las células vivas como dictan los manuales de física. Cuando los científicos calentaron un punto minúsculo dentro de una célula, el calor permaneció concentrado en la zona, en lugar de difundirse rápidamente. Este hallazgo, bautizado por el equipo como "calor que no se expande" (nonspreading heat), obliga a repensar las leyes de la termodinámica a escala nanométrica .

Un experimento con precisión de nanosegundos

El equipo, liderado por los investigadores Kohki Okabe y Masaharu Takarada, combinó dos técnicas de vanguardia para observar el movimiento del calor en tiempo real sin precedentes:

• Mapeo de temperatura de alta velocidad: Desplegaron un termómetro polimérico fluorescente personalizado junto con una técnica llamada microscopía de imagen de tiempo de vida de fluorescencia de alta velocidad. Este sistema funciona como una cámara ultrasensible capaz de detectar cambios de temperatura con precisión de milisegundos a escala subcelular .
• Calentamiento láser controlado: Usaron un láser infrarrojo para aplicar un pulso de calor preciso en una región específica de la célula. Luego, trazaron la curva de enfriamiento para medir exactamente cuánto tardaba la célula en volver a su temperatura base .

La comparación clave: células vs. liposomas

Para demostrar que este efecto es exclusivo de la complejidad de una célula viva, los investigadores realizaron la misma prueba en liposomas artificiales. Un liposoma es básicamente una pequeña esfera hueca compuesta por una membrana grasa y llena de agua, que imita el tamaño y la fluidez de una célula, pero sin la maquinaria molecular interna. Los resultados no dejaron lugar a dudas: en los liposomas, el calor se disipó rápidamente y de manera exacta a la que predicen las ecuaciones de difusión estándar para fluidos. Dentro de las células vivas, sin embargo, la misma cantidad de calor se disipó significativamente más lento .

Esta comparación directa aisló la causa del misterio. Los liposomas son sacos de agua y membrana; las células contienen ese mismo líquido (el citosol) pero a la vez están abarrotadas de proteínas, orgánulos y un citoesqueleto molecular. El estudio concluye que son todas esas biomoléculas internas adicionales las que atrapan el calor, creando un entorno donde la energía térmica no puede moverse con libertad .

Un desafío a la física de los libros de texto

Este hallazgo no es un simple añadido a lo que ya sabíamos, sino que lo pone en entredicho. La física clásica sostiene que el calor en un medio líquido debe difundirse velozmente hasta alcanzar un equilibrio. Pero el estudio de la Universidad de Tokio encontró que, dentro de la célula, la difusión del calor no solo es lenta, sino que depende de la posición: la velocidad de enfriamiento variaba según la región exacta de la célula calentada y las estructuras moleculares que la rodeaban .

"El fenómeno del 'calor que no se expande' es algo tan inédito que no pudimos apoyarnos en los libros de texto existentes para descifrar el mecanismo físico", declaró el equipo de investigación . Esta complejidad obliga a los científicos a repensar cómo se transfiere la energía en los entornos biológicos densos y activos a escala nanométrica.

Repensando para qué sirve el calor dentro de nosotros

Las implicaciones van mucho más allá de las aulas de física y se adentran en nuestra comprensión fundamental de la biología y la enfermedad.

• El calor como una señal celular activa: El investigador principal, Kohki Okabe, propone que el calor atrapado no es un mero residuo metabólico. En lugar de eso, sugiere que funciona como una fuente de energía concentrada que las células utilizan activamente para impulsar funciones específicas. Esta idea replantea por completo el papel del calor, transformándolo de un subproducto pasivo en una "señal activa" para la regulación celular .
• Aplicaciones médicas inmediatas: Ya se sabe que cambios de temperatura espontáneos de apenas 1 o 2 °C dentro de las células influyen en procesos críticos como la diferenciación de células madre neurales, la respuesta al choque térmico y la inflamación. Entender cómo las células atrapan y usan este calor de forma natural podría abrir nuevas estrategias de tratamiento para afecciones vinculadas a la temperatura corporal, como la epilepsia, la inflamación crónica y el cáncer .

El estudio, titulado "Non-diffusive slow heat dissipation induces high local temperature in living cells", fue publicado en la revista Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-026-71878-y) en mayo de 2026 .