Av Stephanie Chandler
Uppdaterad 24 mars 2022
toeytoey2530/iStock/GettyImages
Ett membran omger varje levande cell och skyddar dess inre från yttre påverkan. Temperaturen är en avgörande faktor för membranbeteende, som påverkar vilka ämnen som kan passera barriären och hur membranassocierade molekyler utför sina funktioner. Extrema temperaturer – antingen för varmt eller för kallt – kan skada eller till och med döda celler genom att störa membranintegriteten.
Cellmembran är dubbelskikt som består av två motstående skikt av fosfolipider. Varje fosfolipid har ett hydrofilt huvud och en hydrofob svans, vilket gör att membranet förblir flytande men ändå semipermeabelt. Denna design tillåter gaser som syre och koldioxid, såväl som små lipofila molekyler, att diffundera över, samtidigt som större eller potentiellt skadliga enheter utesluts.
Inbäddade i denna vätskematris finns två klasser av proteiner:perifera proteiner, som fäster på ytan, och integrala proteiner, som spänner över dubbelskiktet. Deras rörlighet inom membranet gör att cellerna kan svara på förändrade förhållanden och upprätthålla homeostas. När celler växer expanderar membranet proportionellt, vilket bevarar dess flytbarhet för att ta emot ökad yta.
Celler trivs vid sin fysiologiska temperatur-98,6°F (37°C) för däggdjur. När temperaturen stiger, till exempel under feber, blir fettsyrasvansarna av fosfolipider mindre ordnade, vilket ökar membranfluiditeten. Även om detta kan förbättra rörelsen av proteiner och molekyler, ökar det också permeabiliteten, vilket potentiellt tillåter skadliga ämnen att komma in. Långvarig exponering för hög värme kan denaturera integrala och perifera proteiner, vilket äventyrar cellulär funktion.
Omvänt minskar kylning den kinetiska energin hos fosfolipidsvansar, vilket gör dubbelskiktet styvare. Minskad fluiditet hämmar transporten av viktiga näringsämnen som syre och glukos, vilket bromsar metaboliska processer och celltillväxt. I extrem kyla kan intracellulärt vatten kristallisera, punktera membranet och leda till celldöd.
