Мембрана оточує кожну живу клітину, зберігаючи внутрішність клітини відокремленою та захищеною від зовнішнього світу. На поведінку цієї мембрани впливає багато факторів, і температура є однією з найважливіших. Температура допомагає визначити, що може проникнути або вийти з клітини та наскільки добре можуть функціонувати молекули, що знаходяться в мембрані. Зависокі або занадто низькі температури можуть серйозно пошкодити і в екстремальних діапазонах температур вбити клітину через їх вплив на мембрану клітини.
Що робить клітинну мембрану?
A клітинна мембрана називається двошаровим, оскільки це зроблені з двох шарів, які звернені один до одного і оточують клітину. Хімічно кожен шар утворений жировими молекулами, які називаються фосфоліпідами. Кожна молекула має кінець, який відштовхує воду, називається її головою, а інший кінець називається хвостом, який відштовхує воду. природа фосфоліпідів в мембрані допомагає зберегти її рідиною і напівпроникною, так що деякі молекули, такі як кисень, вуглекислий газ і малі вуглеводні можуть рухатися крізь нього і потрапляти в клітину, тоді як інші молекули, які можуть бути шкідливими або непотрібними клітині, є не проводити.
Клітинна мембрана також містить білки або на внутрішній, або на зовнішній поверхні - так звані периферичні білки - або вбудовані в мембрану і звані цілісними білками. Оскільки мембрана рідка і не жорстка, ці білки можуть рухатися всередині мембрани, щоб задовольнити потреби клітини та допомогти їй зберегти здоров’я. Крім того, коли клітини ростуть і збільшуються, мембрана також збільшується в розмірах і підтримує свою текучість, щоб це зростання могло протікати гладко.
Висока температура збільшує плинність
Клітини найкраще функціонують при нормальній фізіологічній температурі, яка становить 98,6 градусів за Фаренгейтом у теплокровних тварин, таких як люди. Якщо температура тіла підвищується, наприклад, під час високої температури, клітинна мембрана може стати більш рідкою. Це трапляється, коли хвости жирних кислот фосфоліпідів стають менш жорсткими і дозволяють більше переміщувати білки та інші молекули в мембрані та через неї. Це може змінити проникність клітини, можливо, пропускаючи деякі потенційно шкідливі молекули. Як цілісні, так і периферичні білки в мембрані також можуть бути пошкоджені високими температурами, і, якщо надзвичайно висока температура, може призвести до розпаду цих білків або їх денатурації.
Низька температура зміцнює мембрану
Зниження температури також може негативно позначитися на клітинних мембранах і клітинах. При низькій температурі хвости жирних кислот фосфоліпідів менше рухаються і стають більш жорсткими. Це зменшує загальну плинність мембрани, також зменшуючи її проникність і потенційно обмежуючи надходження важливих молекул, таких як кисень та глюкоза, до клітини. Низька температура також може сповільнити ріст клітини, запобігаючи збільшенню клітини в розмірах. В екстремальних ситуаціях, таких як тривалий вплив температур під замерзанням, рідина в клітині може почати замерзати, утворюючи кристали, які пронизують мембрану і в кінцевому підсумку можуть вбити клітину.