Membrana okružuje svaku živu stanicu, čuvajući unutrašnjost stanice odvojenom i zaštićenom od vanjskog svijeta. Mnogi čimbenici utječu na ponašanje ove membrane, a temperatura je jedna od najvažnijih. Temperatura pomaže odrediti što može ući ili napustiti stanicu i koliko dobro molekule koje se nalaze unutar membrane mogu funkcionirati. Previsoke ili preniske temperature mogu ozbiljno oštetiti i, u ekstremnim temperaturnim rasponima, ubiti stanicu njihovim učinkom na staničnu membranu.
Što čini staničnu membranu?
A stanična membrana naziva se dvosloj jer je napravljeni od dva sloja koji su okrenuti jedan prema drugome i okružuju ćeliju. Kemijski, svaki sloj čine molekule masti nazvane fosfolipidi. Svaka molekula ima kraj koji odbija vodu, koji se naziva glava, a drugi kraj koji se naziva rep koji odbija vodu. The priroda fosfolipida u membrani pomaže joj da ostane tekuća i polupropusna, tako da neke molekule poput kisika, ugljičnog dioksida i malih ugljikovodici se mogu kretati kroz nju i ući u stanicu, dok su druge molekule koje bi stanice mogle biti štetne ili nepotrebne držao vani.
Stanična membrana također sadrži proteine, bilo na svojoj unutarnjoj ili vanjskoj površini - koji se nazivaju periferni proteini - ili su ugrađeni u membranu i nazivaju se integralnim proteinima. Budući da je membrana fluidna i nije kruta, ti se proteini mogu kretati unutar membrane kako bi zadovoljili potrebe stanice i pomogli joj da bude zdrava. Također, kako stanice rastu i povećavaju se, membrana također povećava veličinu i održava fluidnost kako bi se taj rast mogao nesmetano odvijati.
Visoka temperatura povećava fluidnost
Stanice najbolje funkcioniraju na normalnoj fiziološkoj temperaturi, koja je kod toplokrvnih životinja poput ljudi 98,6 stupnjeva Fahrenheita. Ako se tjelesna temperatura poveća, na primjer za vrijeme visoke temperature, stanična membrana može postati tekuća. To se događa kada ostaci masnih kiselina fosfolipida postanu manje kruti i omogućuju veće kretanje proteina i drugih molekula u membrani i kroz nju. To može promijeniti propusnost stanice, možda dopuštajući ulazak nekim potencijalno štetnim molekulama. I integralni i periferni proteini u membrani također mogu biti oštećeni visokim temperaturama, a ako su izuzetno visoki, toplina može uzrokovati njihovu razgradnju ili denaturaciju.
Niska temperatura učvršćuje membranu
Smanjenje temperature također može negativno utjecati na stanične membrane i stanice. Na niskoj temperaturi, repovi masnih kiselina fosfolipida se manje kreću i postaju krutiji. To smanjuje ukupnu fluidnost membrane, također smanjujući njezinu propusnost i potencijalno ograničavajući ulazak važnih molekula kao što su kisik i glukoza u stanicu. Niska temperatura također može usporiti rast stanice sprečavanjem povećanja stanice. U ekstremnim situacijama, kao što je dugotrajno izlaganje temperaturama ispod smrzavanja, tekućina u stanici može se početi smrzavati stvarajući kristale koji probijaju membranu i na kraju mogu ubiti stanicu.