Effekten af ​​temperatur på cellemembraner

En membran omgiver hver levende celle, idet cellen holdes adskilt og beskyttet mod omverdenen. Mange faktorer påvirker, hvordan denne membran opfører sig, og temperaturen er en af ​​de vigtigste. Temperaturen hjælper med at bestemme, hvad der kan indtaste eller forlade cellen, og hvor godt molekyler, der findes i membranen, kan fungere. Temperaturer, der er for høje eller for lave, kan alvorligt skade og i de ekstreme temperaturområder dræbe cellen gennem deres virkning på cellemembranen.

Hvad laver et cellemembran?

En celle membran kaldes et dobbeltlag, fordi det er lavet af to lag, der står over for hinanden og omgiver cellen. Kemisk dannes hvert lag af fede molekyler kaldet phospholipider. Hvert molekyle har en ende, der afviser vand, kaldet hovedet, og en anden ende kaldes halen, der afviser vand. Naturen af ​​phospholipiderne i membranen hjælper med at holde den flydende og semipermeabel, så nogle molekyler som ilt, carbondioxid og små carbonhydrider kan bevæge sig igennem det og komme ind i cellen, mens andre molekyler, der kan være skadelige eller unødvendige af cellen holdes ude.

En cellemembran indeholder også proteiner, enten på dets indre eller ydre overflade - kaldet perifere proteiner - eller indlejret i membranen og kaldes integrerede proteiner. Fordi membranen er flydende og ikke stiv, kan disse proteiner bevæge sig i membranen for at betjene cellebehovet og hjælpe med at holde det sundt. Også som celler vokser og forstørres, øges membranen også i størrelse og opretholder dens fluiditet for at give denne vækst mulighed for at gå glat.

Høj temperatur øger flydighed

Celler fungerer bedst ved normal fysiologisk temperatur, som er 98,6 grader Fahrenheit i varmblodede dyr som mennesker. Hvis kropstemperaturen stiger, for eksempel under høj feber, kan cellemembranen blive mere væske. Dette sker, når fosfolipidernes fedtsyrehaler bliver mindre stive og tillader mere bevægelse af proteiner og andre molekyler i og gennem membranen. Dette kan ændre cellens permeabilitet, muligvis lade nogle potentielt skadelige molekyler komme ind. Både integrerede og perifere proteiner i membranen kan også blive beskadiget ved høje temperaturer, og hvis det er ekstremt højt, kan varme forårsage nedbrydning af disse proteiner eller denaturering.

Lav temperatur stiverer membranen

Et fald i temperatur kan også have en negativ effekt på cellemembraner og celler. Ved lav temperatur bevæges fosfolipidernes fedtsyrehaler mindre og bliver mere stive. Dette reducerer membranets overordnede fluiditet, hvilket også nedsætter dets permeabilitet og potentielt begrænser indtrængen af ​​vigtige molekyler såsom oxygen og glucose i cellen. Lav temperatur kan også sænke cellevæksten ved at forhindre celleforøgelsen i størrelse. I ekstreme situationer, som langvarig udsættelse for underfrysningstemperaturer, kan væske i cellen begynde at fryse, der danner krystaller, der gennemborer membranen og i sidste ende kan dræbe cellen.