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膜はすべての生きている細胞を囲み、細胞の内部を外界から隔離して保護します。多くの要因がこの膜の振る舞いに影響し、温度は最も重要なものの1つです。温度は、細胞に出入りできるものと、膜内で見つかった分子がどの程度うまく機能するかを決定するのに役立ちます。温度が高すぎる、または低すぎると、細胞膜への影響により細胞が深刻な損傷を受け、極端な温度範囲では細胞が死滅する可能性があります。
細胞膜を作るものは何ですか？
細胞膜は、向かい合って細胞を取り囲む2つの層でできているため、二重層と呼ばれます。化学的に、各層はリン脂質と呼ばれる脂肪分子によって形成されます。各分子には、頭と呼ばれる水をはじく端と、水をはじく尾と呼ばれる別の端があります。膜内のリン脂質の性質は、膜を流動性と半透性に保つのに役立ち、酸素、二酸化炭素、小さな炭化水素などの一部の分子が膜を通過して細胞に入ることができますが、細胞によって有害または不要な他の分子禁止されています。
細胞膜はまた、その内側または外側の表面にタンパク質を含んでいます-末梢タンパク質と呼ばれる-または膜に埋め込まれ、統合タンパク質と呼ばれます。膜は液体で硬くないため、これらのタンパク質は膜内を移動して細胞のニーズに応え、健康を維持するのに役立ちます。また、細胞が成長して拡大すると、膜のサイズも大きくなり、流動性を維持してこの成長をスムーズに進めます。
高温により流動性が向上
細胞は、人間のような温血動物で華氏98.6度の通常の生理学的温度で最もよく機能します。たとえば、高熱中に体温が上昇すると、細胞膜はより流動性になります。これは、リン脂質の脂肪酸テールの剛性が低下し、膜内および膜を通過するタンパク質や他の分子の動きが大きくなるときに起こります。これにより、細胞の透過性が変化し、潜在的に有害な分子が侵入する可能性があります。膜内の不可欠なタンパク質と周辺タンパク質の両方が高温によって損傷を受ける可能性があり、極端に高い場合、熱によりこれらのタンパク質が分解または変性する可能性があります。
低温は膜を硬化させる
温度の低下は、細胞膜および細胞に悪影響を与える可能性もあります。低温では、リン脂質の脂肪酸テールの動きが少なくなり、より硬くなります。これにより、膜の全体的な流動性が低下し、透過性も低下し、酸素やグルコースなどの重要な分子の細胞への侵入が潜在的に制限されます。低温では、細胞のサイズが大きくなるのを防ぐことにより、細胞の成長を遅らせることもできます。氷点下に長時間さらされるなどの極端な状況では、細胞内の液体が凍結し始め、膜を貫通する結晶を形成し、最終的に細胞を死滅させる可能性があります。