Мембрана обгражда всяка жива клетка, като държи вътрешността на клетката отделена и защитена от външния свят. Много фактори влияят върху поведението на тази мембрана и температурата е една от най-важните. Температурата помага да се определи какво може да влезе или излезе от клетката и колко добре молекулите, намиращи се в мембраната, могат да функционират. Прекалено високите или твърде ниските температури могат сериозно да увредят и в екстремните температурни граници да убият клетката чрез ефекта им върху мембраната на клетката.
Какво прави клетъчната мембрана?
A клетъчната мембрана се нарича двуслой, защото е направени от два слоя, които са обърнати един към друг и обграждат клетката. Химически всеки слой се формира от мастни молекули, наречени фосфолипиди. Всяка молекула има край, който отблъсква водата, наречен нейната глава, и друг край, наречен опашка, който отблъсква водата. The природата на фосфолипидите в мембраната помага да се поддържа течност и полупропускливост, така че някои молекули като кислород, въглероден диоксид и малки въглеводородите могат да се движат през него и да влизат в клетката, докато други молекули, които могат да бъдат вредни или ненужни от клетката, са държани навън.
Клетъчната мембрана също съдържа протеини или на вътрешната, или на външната си повърхност - наречени периферни протеини - или вградени в мембраната и наречени интегрални протеини. Тъй като мембраната е течна и не е твърда, тези протеини могат да се движат в мембраната, за да обслужват нуждите на клетката и да й помагат да бъде здрава. Също така, докато клетките растат и се увеличават, мембраната също се увеличава и поддържа своята течливост, за да позволи този растеж да протича гладко.
Високата температура повишава течността
Клетките функционират най-добре при нормална физиологична температура, която е 98,6 градуса по Фаренхайт при топлокръвни животни като хората. Ако телесната температура се повиши, например по време на висока температура, клетъчната мембрана може да стане по-течна. Това се случва, когато опашките от мастни киселини на фосфолипидите станат по-малко твърди и позволяват повече движение на протеини и други молекули в и през мембраната. Това може да промени пропускливостта на клетката, евентуално да позволи на някои потенциално вредни молекули да влязат. Както интегралните, така и периферните протеини в мембраната също могат да бъдат повредени от високи температури и, ако са изключително високи, топлината може да доведе до разграждането или денатурирането на тези протеини.
Ниската температура втвърдява мембраната
Намаляването на температурата също може да има отрицателен ефект върху клетъчните мембрани и клетки. При ниска температура опашките на мастните киселини на фосфолипидите се движат по-малко и стават по-твърди. Това намалява общата течливост на мембраната, като също така намалява нейната пропускливост и потенциално ограничава навлизането на важни молекули като кислород и глюкоза в клетката. Ниската температура може също да забави растежа на клетките, като предотврати увеличаването на размера на клетката. В екстремни ситуации, като продължително излагане на температури под замръзване, течността в клетката може да започне да замръзва, образувайки кристали, които пробиват мембраната и в крайна сметка могат да убият клетката.