Una membrana circonda ogni cellula vivente, mantenendo separato l'interno della cellula e protetto dal mondo esterno. Molti fattori influenzano il modo in cui questa membrana si comporta e la temperatura è una delle più importanti. La temperatura aiuta a determinare cosa può entrare o uscire dalla cellula e quanto bene possono funzionare le molecole all'interno della membrana. Temperature troppo elevate o troppo basse possono seriamente danneggiare e, nelle estreme temperature, uccidere la cellula attraverso il loro effetto sulla membrana cellulare.

Cosa rende una membrana cellulare?

Una cellula membrana è chiamato un doppio strato perché è costituito da due strati che si fronteggiano e circondano la cella. Chimicamente, ogni strato è formato da molecole di grasso chiamate fosfolipidi. Ogni molecola ha un'estremità che respinge l'acqua, chiamata la sua testa, e un'altra estremità chiamata la coda che respinge l'acqua. La natura dei fosfolipidi nella membrana aiuta a mantenerla fluida e semi-permeabile, in modo che alcune molecole come ossigeno, anidride carbonica e piccoli idrocarburi possano muoversi attraverso di essa ed entrare nella cellula, mentre altre molecole potrebbero essere dannose o non necessarie dalla cellula sono tenuti fuori.

Una membrana cellulare contiene anche proteine, sia sulla sua superficie interna che esterna - chiamate proteine ​​periferiche - o incorporate nella membrana e chiamate proteine ​​integrali. Poiché la membrana è fluida e non rigida, queste proteine ​​possono muoversi all'interno della membrana per soddisfare le esigenze della cellula e mantenerla in salute. Inoltre, mentre le cellule crescono e si ingrandiscono, la membrana aumenta anche di dimensioni e mantiene la sua fluidità per consentire a questa crescita di procedere senza problemi.

Le alte temperature aumentano la fluidità

Le cellule funzionano meglio alla normale temperatura fisiologica, che è 98,6 gradi Fahrenheit in animali a sangue caldo come gli umani. Se la temperatura corporea aumenta, ad esempio durante una febbre alta, la membrana cellulare può diventare più fluida. Questo accade quando le code di acidi grassi dei fosfolipidi diventano meno rigide e consentono un maggiore movimento di proteine ​​e altre molecole all'interno e attraverso la membrana. Questo può modificare la permeabilità della cellula, consentendo eventualmente l'ingresso di alcune molecole potenzialmente dannose. Sia le proteine ​​integrali che quelle periferiche nella membrana possono anche essere danneggiate da alte temperature e, se estremamente alte, il calore potrebbe causare la degradazione o denaturazione di queste proteine.

Bassa temperatura irrigidisce la membrana

Una diminuzione della temperatura può anche avere un effetto negativo sulle membrane cellulari e sulle cellule. A bassa temperatura, le code di acidi grassi dei fosfolipidi si muovono meno e diventano più rigide. Questo riduce la fluidità complessiva della membrana, diminuendo anche la sua permeabilità e potenzialmente limitando l'ingresso di importanti molecole come ossigeno e glucosio nella cellula. La bassa temperatura può anche rallentare la crescita delle cellule prevenendo l'aumento delle dimensioni della cellula. In situazioni estreme, come l'esposizione prolungata a temperature sotto lo zero, il liquido nella cellula può iniziare a congelarsi, formando cristalli che perforano la membrana e potrebbero infine uccidere la cellula.