Creado el primer mapa térmico de glóbulos rojos individuales

En un estudio que publica la revista Science, un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Barcelona y la Universidad de Padua, con la participación de la Universidad Complutense de Madrid, la Universidad Francisco de Vitoria y la Universidad Georg August de Göttingen, ha descubierto una nueva metodología para medir la producción de entropía en nanoescala. Los investigadores han medido el flujo de calor de los glóbulos rojos individuales, conocido como tasa de producción de entropía, estableciendo una cifra de 10-15 calorías por segundo.

A menudo, la entropía se asocia con el desorden y el caos, pero en el mundo de la biología está relacionada con la eficiencia energética y estrechamente vinculada al metabolismo, el conjunto de reacciones químicas que sustentan la vida. «Caracterizar la producción de entropía en los sistemas vivos es crucial para entender la eficiencia de los procesos de conversión de energía», afirma Félix Ritort, investigador principal del estudio y miembro del Small Biosystems Lab de la Facultad de Física y el Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de la UB (IN2UB).

Existe un gran interés por medir la producción de entropía en sistemas físicos y biológicos relevantes para el cambio climático, en sistemas activamente disipadores y en células vivas. Este avance tiene implicaciones de gran alcance para comprender el metabolismo y la transducción de energía en sistemas vivos. «El calor es un síntoma de la salud celular, y este hallazgo podría abrir una nueva vía para determinar la salud de los tejidos», concluye Ritort.

Los investigadores han medido el flujo de calor de las fuerzas metabólicas activas en el interior de los glóbulos y el parpadeo emergente de la membrana celular. La metodología, basada en mediciones de las fluctuaciones del movimiento de las partículas, se ha probado experimentalmente en partículas coloidales atrapadas ópticamente y se ha aplicado a los glóbulos rojos. En cuanto a los glóbulos rojos, los autores utilizaron enfoques experimentales basados en la manipulación óptica, la detección óptica y la microscopía ultrarrápida de imagen en vivo.

Ivan di Terlizzi, de la Universidad de Padua y el Instituto Max Planck, y Marta Gironella, de la Universidad de Barcelona y la Universidad de Gotemburgo, firman el artículo como primeros autores. Marc Baiesi, de la Universidad de Padua, dirigió los cálculos teóricos. Tres equipos experimentales llevaron a cabo las pruebas experimentales: el Small Biosystems Lab, dirigido en la UB por Félix Ritort; el grupo de Timo Betz, en la Universidad de Göttingen, y el grupo dirigido por Francisco Monroy, en la Universidad Complutense de Madrid y el Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre, en colaboración con Diego Herráez-Aguilar, de la Universidad Francisco de Vitoria de Madrid.