Мембрана окружает каждую живую клетку, сохраняя внутреннюю часть клетки изолированной и защищенной от внешнего мира. Многие факторы влияют на поведение этой мембраны, и температура является одним из самых важных. Температура помогает определить, что может входить в клетку или выходить из нее, и насколько хорошо могут функционировать молекулы, обнаруженные внутри мембраны. Слишком высокие или слишком низкие температуры могут серьезно повредить, а в экстремальных диапазонах температур убить клетку из-за своего воздействия на клеточную мембрану.
Что делает клеточную мембрану?
А клеточная мембрана называется двухслойным, потому что это состоит из двух слоев, которые обращены друг к другу и окружают ячейку. Химически каждый слой образован жирными молекулами, называемыми фосфолипидами. У каждой молекулы есть конец, который отталкивает воду, называемый головой, и другой конец, который отталкивает воду, называемый хвостом. В природа фосфолипидов в мембране помогает поддерживать ее текучесть и полупроницаемость, так что некоторые молекулы, такие как кислород, углекислый газ и небольшие углеводороды могут проходить через него и попадать в клетку, в то время как другие молекулы, которые могут быть вредными или ненужными для клетки, являются держался подальше.
Клеточная мембрана также содержит белки на своей внутренней или внешней поверхности, называемые периферическими белками, или встроенные в мембрану, называемые интегральными белками. Поскольку мембрана жидкая, а не жесткая, эти белки могут перемещаться внутри мембраны, чтобы обслуживать потребности клетки и поддерживать ее здоровье. Кроме того, по мере того, как клетки растут и увеличиваются, мембрана также увеличивается в размерах и сохраняет свою текучесть, чтобы этот рост шел гладко.
Высокая температура увеличивает текучесть
Клетки лучше всего функционируют при нормальной физиологической температуре, которая у теплокровных животных, таких как люди, составляет 98,6 градусов по Фаренгейту. Если температура тела повышается, например, во время высокой температуры, клеточная мембрана может стать более жидкой. Это происходит, когда жирнокислотные хвосты фосфолипидов становятся менее жесткими и позволяют больше перемещаться белкам и другим молекулам внутри и через мембрану. Это может изменить проницаемость клетки, что может привести к проникновению некоторых потенциально вредных молекул. Как интегральные, так и периферические белки в мембране также могут быть повреждены высокими температурами, и, если они чрезвычайно высоки, тепло может вызвать разрушение или денатурацию этих белков.
Низкая температура делает мембрану более жесткой
Понижение температуры также может негативно сказаться на клеточных мембранах и клетках. При низкой температуре жирнокислотные хвосты фосфолипидов меньше двигаются и становятся более жесткими. Это снижает общую текучесть мембраны, также снижает ее проницаемость и потенциально ограничивает проникновение важных молекул, таких как кислород и глюкоза, в клетку. Низкая температура также может замедлить рост клеток, предотвращая их увеличение в размерах. В экстремальных ситуациях, таких как длительное воздействие температур ниже нуля, жидкость в клетке может начать замерзать, образуя кристаллы, которые проникают через мембрану и могут в конечном итоге убить клетку.
