En membran omgir hver levende celle og holder cellens indre skilt og beskyttet fra omverdenen. Mange faktorer påvirker hvordan denne membranen oppfører seg, og temperaturen er en av de viktigste. Temperatur hjelper med å bestemme hva som kan komme inn i eller forlate cellen og hvor godt molekyler som finnes i membranen kan fungere. Temperaturer som er for høye eller for lave kan alvorlig skade og i de ekstreme temperaturområdene drepe cellen gjennom deres effekt på cellens membran.
Hva lager en cellemembran?
EN cellemembran kalles et dobbeltlag fordi det er laget av to lag som vender mot hverandre og omgir cellen. Kjemisk dannes hvert lag av fettmolekyler kalt fosfolipider. Hvert molekyl har en ende som frastøter vann, kalt hodet, og en annen ende kalt halen som frastøter vann. De fosfolipidene i membranen bidrar til å holde den flytende og semi-permeabel, slik at noen molekyler som oksygen, karbondioksid og små hydrokarboner kan bevege seg gjennom den og komme inn i cellen, mens andre molekyler som kan være skadelige eller unødvendige av cellen er holdt utenfor.
En cellemembran inneholder også proteiner, enten på sin indre eller ytre overflate - kalt perifere proteiner - eller innebygd i membranen og kalt integrerte proteiner. Fordi membranen er flytende og ikke stiv, kan disse proteinene bevege seg i membranen for å betjene cellens behov og bidra til å holde den sunn. Når celler vokser og forstørres, øker også membranen i størrelse og opprettholder sin flytbarhet slik at denne veksten fortsetter jevnt.
Høy temperatur øker væsken
Celler fungerer best ved normal fysiologisk temperatur, som er 98,6 grader Fahrenheit hos varmblodige dyr som mennesker. Hvis kroppstemperaturen øker, for eksempel ved høy feber, kan cellemembranen bli mer flytende. Dette skjer når fettsyrehalene til fosfolipidene blir mindre stive og tillater mer bevegelse av proteiner og andre molekyler i og gjennom membranen. Dette kan endre cellens permeabilitet, muligens la noen potensielt skadelige molekyler komme inn. Både integrerte og perifere proteiner i membranen kan også bli skadet av høye temperaturer, og hvis ekstremt høye, kan varme føre til at disse proteinene brytes ned eller denatureres.
Lav temperatur forsterker membranen
En reduksjon i temperatur kan også ha en negativ effekt på cellemembraner og celler. Ved lav temperatur beveger fettsyrehalene til fosfolipidene seg mindre og blir stivere. Dette reduserer den totale fluiditeten til membranen, og reduserer også permeabiliteten og potensielt begrenser inngangen til viktige molekyler som oksygen og glukose i cellen. Lav temperatur kan også redusere celleveksten ved å forhindre at cellen øker i størrelse. I ekstreme situasjoner, som langvarig eksponering for temperaturer under frysepunktet, kan væske i cellen begynne å fryse, og danne krystaller som gjennomborer membranen og til slutt kan drepe cellen.