Elke levende cel wordt omgeven door een membraan, waardoor het inwendige van de cel wordt gescheiden en beschermd tegen de buitenwereld. Veel factoren zijn van invloed op hoe dit membraan zich gedraagt ​​en temperatuur is een van de belangrijkste. Temperatuur helpt bepalen wat de cel kan binnengaan of verlaten en hoe goed moleculen die in het membraan worden gevonden kunnen functioneren. Temperaturen die te hoog of te laag zijn, kunnen ernstige schade aanrichten en, in extreme temperatuurbereiken, de cel doden door hun effect op het celmembraan.

Wat maakt een celmembraan?

Een cel membraan wordt een dubbellaag genoemd omdat het is gemaakt van twee lagen die tegenover elkaar staan ​​en de cel omringen. Chemisch gezien wordt elke laag gevormd door vetmoleculen die fosfolipiden worden genoemd. Elke molecule heeft een einde dat water afstoot, zijn hoofd noemt, en een ander uiteinde dat de staart wordt genoemd die water afstoot. De aard van de fosfolipiden in het membraan helpt het vloeibaar en semi-permeabel te houden, zodat sommige moleculen zoals zuurstof, koolstofdioxide en kleine koolwaterstoffen er doorheen kunnen bewegen en de cel kunnen binnenkomen, terwijl andere moleculen die schadelijk of niet nodig zijn door de cel kunnen zijn worden buiten gehouden.

Een celmembraan bevat ook eiwitten, hetzij aan de binnen- of buitenkant, ofwel perifere eiwitten, of ingebed in het membraan en worden integrale eiwitten genoemd. Omdat het membraan vloeibaar en niet rigide is, kunnen deze eiwitten zich in het membraan verplaatsen om de behoeften van de cel te vervullen en het gezond te houden. Naarmate cellen groeien en groter worden, neemt het membraan ook toe in omvang en behoudt het zijn vloeibaarheid om deze groei soepel te laten verlopen.

Hoge temperatuur verhoogt de fluïdum

Cellen functioneren het best bij normale fysiologische temperatuur, dat is 98,6 graden Fahrenheit in warmbloedige dieren zoals mensen. Als de lichaamstemperatuur stijgt, bijvoorbeeld tijdens hoge koorts, kan het celmembraan vloeibaarder worden. Dit gebeurt wanneer de vetzuurstaarten van de fosfolipiden minder rigide worden en meer beweging van eiwitten en andere moleculen in en door het membraan mogelijk maken. Dit kan de doorlaatbaarheid van de cel veranderen, waardoor mogelijkerwijs mogelijk schadelijke moleculen binnenkomen. Zowel integrale als perifere eiwitten in het membraan kunnen ook worden beschadigd door hoge temperaturen. Als de hitte extreem hoog is, kunnen deze eiwitten breken of denatureren.

Lage temperatuur verstevigt het membraan

Een temperatuurdaling kan ook een negatief effect hebben op celmembranen en cellen. Bij lage temperatuur bewegen de vetzuurstaarten van de fosfolipiden minder en worden stijver. Dit vermindert de algehele vloeibaarheid van het membraan, waardoor ook de permeabiliteit ervan wordt verlaagd en mogelijk de invoer van belangrijke moleculen zoals zuurstof en glucose in de cel wordt beperkt. Lage temperaturen kunnen ook de celgroei vertragen door te voorkomen dat de cel groter wordt. In extreme situaties, zoals langdurige blootstelling aan temperaturen onder het vriespunt, kan vloeistof in de cel beginnen te bevriezen, waardoor kristallen worden gevormd die het membraan doorboren en uiteindelijk de cel kunnen doden.