Μια μεμβράνη περιβάλλει κάθε ζωντανό κύτταρο, διατηρώντας το εσωτερικό του κελιού χωρισμένο και προστατευμένο από τον έξω κόσμο. Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν το πώς συμπεριφέρεται αυτή η μεμβράνη και η θερμοκρασία είναι ένας από τους πιο σημαντικούς. Η θερμοκρασία βοηθά στον προσδιορισμό του τι μπορεί να εισέλθει ή να αφήσει το κύτταρο και πόσο καλά μπορούν να λειτουργήσουν τα μόρια που βρίσκονται μέσα στη μεμβράνη. Οι θερμοκρασίες που είναι πολύ υψηλές ή πολύ χαμηλές μπορούν να βλάψουν σοβαρά και, στις ακραίες θερμοκρασίες, να σκοτώσουν το κύτταρο μέσω της επίδρασής τους στη μεμβράνη του κυττάρου.
Τι κάνει μια κυτταρική μεμβράνη;
ΕΝΑ κυτταρική μεμβράνη ονομάζεται διπλοστοιβάδα επειδή είναι φτιαγμένο από δύο στρώματα που βλέπουν το ένα το άλλο και περιβάλλουν το κελί. Χημικά, κάθε στρώμα σχηματίζεται από λιπαρά μόρια που ονομάζονται φωσφολιπίδια. Κάθε μόριο έχει ένα άκρο που απωθεί το νερό, ονομάζεται το κεφάλι του, και ένα άλλο άκρο που ονομάζεται ουρά που απωθεί το νερό. ο φύση των φωσφολιπιδίων
στη μεμβράνη βοηθά να διατηρηθεί υγρό και ημι-διαπερατό, έτσι ώστε ορισμένα μόρια όπως οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα και μικρά οι υδρογονάνθρακες μπορούν να κινηθούν μέσα από αυτό και να εισέλθουν στο κύτταρο, ενώ άλλα μόρια που μπορεί να είναι επιβλαβή ή άσκοπα από το κύτταρο είναι κρατήθηκε έξω.Μια κυτταρική μεμβράνη περιέχει επίσης πρωτεΐνες, είτε στην εσωτερική είτε στην εξωτερική της επιφάνεια - που ονομάζονται περιφερειακές πρωτεΐνες - ή ενσωματωμένες στη μεμβράνη και ονομάζονται ολοκληρωμένες πρωτεΐνες. Επειδή η μεμβράνη είναι ρευστή και όχι άκαμπτη, αυτές οι πρωτεΐνες μπορούν να κινηθούν εντός της μεμβράνης για να εξυπηρετήσουν τις ανάγκες του κυττάρου και να τη διατηρήσουν υγιή. Επίσης, καθώς τα κύτταρα μεγαλώνουν και μεγαλώνουν, η μεμβράνη αυξάνει επίσης σε μέγεθος και διατηρεί τη ρευστότητά της για να επιτρέψει την ομαλή αυτή εξέλιξη.
Η υψηλή θερμοκρασία αυξάνει τη ρευστότητα
Τα κύτταρα λειτουργούν καλύτερα σε φυσιολογική θερμοκρασία, η οποία είναι 98,6 βαθμοί Φαρενάιτ σε θερμόαιμα ζώα όπως οι άνθρωποι. Εάν η θερμοκρασία του σώματος αυξηθεί, για παράδειγμα κατά τη διάρκεια υψηλού πυρετού, η κυτταρική μεμβράνη μπορεί να γίνει πιο ρευστή. Αυτό συμβαίνει όταν οι ουρές λιπαρών οξέων των φωσφολιπιδίων γίνονται λιγότερο άκαμπτες και επιτρέπουν περισσότερη κίνηση πρωτεϊνών και άλλων μορίων μέσα και μέσω της μεμβράνης. Αυτό μπορεί να αλλάξει τη διαπερατότητα του κυττάρου, επιτρέποντας πιθανώς την είσοδο ορισμένων δυνητικά επιβλαβών μορίων. Τόσο οι ακέραιες όσο και οι περιφερειακές πρωτεΐνες στη μεμβράνη μπορούν επίσης να υποστούν βλάβη από υψηλές θερμοκρασίες και, εάν είναι εξαιρετικά υψηλές, η θερμότητα μπορεί να προκαλέσει τη διάσπαση αυτών των πρωτεϊνών ή μετουσίωση.
Η χαμηλή θερμοκρασία ενισχύει τη μεμβράνη
Η μείωση της θερμοκρασίας μπορεί επίσης να έχει αρνητική επίδραση στις κυτταρικές μεμβράνες και τα κύτταρα. Σε χαμηλή θερμοκρασία, οι ουρές λιπαρών οξέων των φωσφολιπιδίων κινούνται λιγότερο και γίνονται πιο άκαμπτες. Αυτό μειώνει τη συνολική ρευστότητα της μεμβράνης, επίσης μειώνει τη διαπερατότητά της και πιθανώς περιορίζει την είσοδο σημαντικών μορίων όπως οξυγόνου και γλυκόζης στο κύτταρο. Η χαμηλή θερμοκρασία μπορεί επίσης να επιβραδύνει την ανάπτυξη των κυττάρων εμποδίζοντας την αύξηση του μεγέθους των κυττάρων. Σε ακραίες καταστάσεις, όπως παρατεταμένη έκθεση σε θερμοκρασίες υποψύξης, το υγρό στο κύτταρο μπορεί να αρχίσει να παγώνει, σχηματίζοντας κρυστάλλους που διαπερνούν τη μεμβράνη και ενδέχεται τελικά να σκοτώσουν το κύτταρο.