Ett membran omger varje levande cell, vilket håller cellens inre separerade och skyddade från omvärlden. Många faktorer påverkar hur detta membran beter sig och temperaturen är en av de viktigaste. Temperaturen hjälper till att bestämma vad som kan komma in i eller lämna cellen och hur väl molekyler som finns i membranet kan fungera. Temperaturer som är för höga eller för låga kan allvarligt skada och i de extrema temperaturområdena döda cellen genom deras effekt på cellens membran.
Vad gör ett cellmembran?
En cell membran kallas ett dubbellager eftersom det är gjord av två lager som möter varandra och omger cellen. Kemiskt bildas varje skikt av fettmolekyler som kallas fosfolipider. Varje molekyl har en ände som avstrålar vatten, kallar sitt huvud och ett annat ände kallas svansen som avstöter vatten. Naturen hos fosfolipiderna i membranet hjälper till att hålla den flytande och halvpermeabel, så att vissa molekyler som syre, koldioxid och små kolväten kan röra sig igenom det och komma in i cellen, medan andra molekyler som kan vara skadliga eller onödiga av cellen hålls ute.
Ett cellmembran innehåller också proteiner, antingen på dess inre eller yttre yta, som kallas perifera proteiner - eller inbäddade i membranet och kallas integrerade proteiner. Eftersom membranet är flytande och inte styvt, kan dessa proteiner röra sig inuti membranet för att betjäna cellens behov och hjälpa till att hålla det friskt. Även när celler växer och förstoras, ökar membranet också i storlek och bibehåller sin fluiditet för att denna tillväxt ska kunna fortsätta smidigt.
Hög temperatur ökar vätskefylheten
Celler fungerar bäst vid normal fysiologisk temperatur, vilket är 98,6 grader Fahrenheit i varmblodiga djur som människor. Om kroppstemperaturen ökar, till exempel under hög feber, kan cellmembranet bli mer fluid. Detta händer när fosfolipidernas fettsyrahaler blir mindre styva och tillåter mer rörelse av proteiner och andra molekyler i och genom membranet. Detta kan förändra cellens permeabilitet, möjligen möjliggöra att vissa potentiellt skadliga molekyler kommer in. Både integrerade och perifera proteiner i membranet kan också skadas av höga temperaturer och om extremt hög värme kan orsaka att dessa proteiner bryts ner eller denatureras.
Låg temperatur förstärker membranet
En temperaturminskning kan också ha en negativ effekt på cellmembran och celler. Vid låg temperatur flyttar fosfolipidernas fettsyrahaler mindre och blir mer styva. Detta minskar membranets totala fluiditet, vilket även minskar dess permeabilitet och potentiellt begränsar inträde av viktiga molekyler såsom syre och glukos i cellen. Låg temperatur kan också sakta celltillväxten genom att förhindra cellens ökning i storlek. I extrema situationer, som långvarig exponering för underfrysningstemperaturer, kan vätska i cellen börja frysa, bilda kristaller som genomtränger membranet och kan döda cellen i slutändan.
