Egy membrán vesz körül minden élő sejtet, így a sejt belseje elválasztva és védve van a külvilágtól. Számos tényező befolyásolja ennek a membránnak a viselkedését, és a hőmérséklet az egyik legfontosabb. A hőmérséklet segít meghatározni, hogy mi léphet be vagy hagyhatja el a sejtet, és mennyire működhetnek a membránon belül található molekulák. A túl magas vagy túl alacsony hőmérséklet komoly károkat okozhat, és a szélsőséges hőmérsékleti tartományokban a sejt membránjára gyakorolt hatása révén megöli a sejtet.
Mi teszi a sejtmembránt?
A sejt membrán kétrétegűnek hívják, mert az két rétegből áll, amelyek egymással szemben állnak és körülveszik a cellát. Kémiailag mindegyik réteget foszfolipidnek nevezett zsírmolekulák alkotják. Mindegyik molekulának van egy vége, amely taszítja a vizet, az úgynevezett feje, és egy másik vége, amelyet faroknak hívnak, amely taszítja a vizet. A a foszfolipidek jellege a membránban segít megőrizni folyékony és félig áteresztő, így egyes molekulák, mint az oxigén, szén-dioxid és kicsi szénhidrogének mozoghatnak rajta és bejuthatnak a sejtbe, míg más olyan molekulák, amelyek károsak lehetnek, vagy amelyekre a sejtnek nincs szüksége távol tartották.
A sejtmembrán fehérjéket is tartalmaz, akár a belső, akár a külső felületén - úgynevezett perifériás fehérjékként -, vagy beágyazva a membránba, és úgynevezett integráns fehérjéknek. Mivel a membrán folyékony és nem merev, ezek a fehérjék a membránon belül mozoghatnak, hogy kielégítsék a sejt szükségleteit és hozzájáruljanak az egészség megőrzéséhez. A sejtek növekedésével és növekedésével a membrán mérete is megnő, és fenntartja folyékonyságát, hogy ez a növekedés zökkenőmentesen haladjon.
A magas hőmérséklet növeli a folyékonyságot
A sejtek normál fiziológiai hőmérsékleten működnek a legjobban, ami 98,6 Fahrenheit fok olyan melegvérű állatokban, mint az emberek. Ha a testhőmérséklet emelkedik, például magas láz alatt, a sejtmembrán folyékonyabbá válhat. Ez akkor történik, amikor a foszfolipidek zsírsavfarkai kevésbé merevek, és lehetővé teszik a fehérjék és más molekulák nagyobb mozgását a membránon és azon keresztül. Ez megváltoztathatja a sejt áteresztőképességét, lehetővé téve néhány potenciálisan káros molekula bejutását. A membrán integrált és perifériás fehérjéit is károsíthatja a magas hőmérséklet, és ha rendkívül magas, akkor a hő hatására ezek a fehérjék lebomlanak vagy denaturálódhatnak.
Az alacsony hőmérséklet merevíti a membránt
A hőmérséklet csökkenése szintén negatív hatással lehet a sejtmembránokra és a sejtekre. Alacsony hőmérsékleten a foszfolipidek zsírsav farka kevésbé mozog és merevebbé válik. Ez csökkenti a membrán teljes folyékonyságát, csökkenti annak permeabilitását és potenciálisan korlátozza a fontos molekulák, például az oxigén és a glükóz sejtbe jutását. Az alacsony hőmérséklet lassíthatja a sejtek növekedését azáltal is, hogy megakadályozza a sejtek méretének növekedését. Szélsőséges helyzetekben, például tartósan fagypont alatti hőmérsékletnek kitéve, a sejtben lévő folyadék megfagyhat, kristályokat képezve, amelyek átlyukasztják a membránt, és végül megölik a sejtet.