Iga elusat rakku ümbritseb membraan, hoides raku sisemust eraldatud ja kaitstud välismaailmast. Selle membraani käitumist mõjutavad paljud tegurid ja temperatuur on üks olulisemaid. Temperatuur aitab kindlaks teha, mis võib rakku siseneda või sealt väljuda ning kui hästi võivad membraanis olevad molekulid toimida. Liiga kõrge või liiga madal temperatuur võib raku membraanile avalduva mõju tõttu tõsiselt kahjustada ja äärmuslikes temperatuurivahemikes.
Mis muudab rakumembraani?
A rakumembraan nimetatakse kahekihiliseks, kuna see on valmistatud kahest kihist, mis on üksteise vastas ja ümbritsevad lahtrit. Keemiliselt moodustavad iga kihi rasvmolekulid, mida nimetatakse fosfolipiidideks. Igal molekulil on vett tõrjuv ots, mida nimetatakse peaks, ja teine ots, mida nimetatakse vett tõrjuvaks sabaks. The fosfolipiidide olemus membraan aitab hoida seda vedelana ja poolläbilaskvana, nii et mõned molekulid nagu hapnik, süsinikdioksiid ja väikesed süsivesinikud võivad selle kaudu liikuda ja rakku siseneda, samas kui teised molekulid, mis võivad olla raku jaoks kahjulikud või mittevajalikud, on hoitakse eemal.
Rakumembraan sisaldab ka valke, kas selle sise- või välispinnal - nn perifeersed valgud - või mis on membraani sisse kinnitatud ja mida nimetatakse integraalseteks valkudeks. Kuna membraan on vedel ja mitte jäik, võivad need valgud membraani sees liikuda, et rahuldada raku vajadusi ja aidata hoida seda tervena. Kui rakud kasvavad ja suurenevad, suureneb ka membraani suurus ja säilitatakse selle voolavus, et see kasv saaks sujuvalt edasi minna.
Kõrge temperatuur suurendab voolavust
Rakud toimivad kõige paremini normaalsel füsioloogilisel temperatuuril, mis on soojaverelistel loomadel nagu inimestel 98,6 kraadi Fahrenheiti kraadi. Kui kehatemperatuur tõuseb, näiteks kõrge palaviku ajal, võib rakumembraan muutuda vedelamaks. See juhtub siis, kui fosfolipiidide rasvhappesabad muutuvad vähem jäigaks ja võimaldavad valkude ja muude molekulide suuremat liikumist membraanis ja selle kaudu. See võib muuta raku läbilaskvust, võimaldades võimaluse korral siseneda mõnel potentsiaalselt kahjulikul molekulil. Kõrged temperatuurid võivad kahjustada ka membraani nii integreeritud kui ka perifeerseid valke ning äärmiselt kõrge temperatuuri korral võib kuumus põhjustada nende valkude lagunemise või denatureerimise.
Madal temperatuur tugevdab membraani
Temperatuuri langus võib avaldada negatiivset mõju ka rakumembraanidele ja rakkudele. Madalal temperatuuril liiguvad fosfolipiidide rasvhappesabad vähem ja muutuvad jäigemaks. See vähendab membraani üldist voolavust, vähendades ka selle läbilaskvust ja piirates potentsiaalselt selliste oluliste molekulide nagu hapnik ja glükoos sisenemist rakku. Madal temperatuur võib ka raku kasvu aeglustada, takistades raku suuruse suurenemist. Äärmuslikes olukordades, nagu pikaajaline kokkupuude külmakraadidega, võib rakus olev vedelik külmuma hakata, moodustades kristalle, mis läbistavad membraani ja võivad lõpuks raku tappa.