1. Activité enzymatique:
* Diminution des taux de réaction: Les enzymes, les catalyseurs biologiques qui entraînent des processus cellulaires, sont très sensibles à la température. Les basses températures ralentissent la vitesse de réactions catalysées par les enzymes. En effet, les molécules ont moins d'énergie cinétique, entraînant moins de collisions et des interactions moins efficaces entre les enzymes et les substrats.
* Changements dans la structure enzymatique: Le froid extrême peut provoquer des changements dans la structure 3D des enzymes, entraînant potentiellement une perte de fonction. Cela est dû à la perturbation des liaisons faibles qui maintiennent la forme de l'enzyme.
2. Fluidité membranaire:
* diminution de la fluidité: Les membranes cellulaires sont composées de phospholipides, qui sont affectées par la température. A basses températures, les phospholipides deviennent plus rigides et moins fluides. Cette fluidité réduite peut perturber le mouvement des molécules à travers la membrane, altérant les processus de transport et les voies de signalisation.
3. Métabolisme:
* Réduction du taux métabolique: Les basses températures ralentissent le taux métabolique global de la cellule. En effet, les réactions catalysées par enzyme qui entraînent le métabolisme sont ralenties. Cela peut entraîner une diminution de la production d'énergie, une croissance plus lente et une activité cellulaire réduite.
4. Division cellulaire:
* Inhibition de la division cellulaire: La division cellulaire est un processus complexe qui nécessite une coordination précise de nombreuses activités cellulaires. Les basses températures peuvent perturber ces activités et inhiber la division cellulaire.
5. Autres effets:
* Vulnérabilité accrue aux dommages: Les basses températures peuvent augmenter la vulnérabilité de la cellule aux dommages de divers facteurs, tels que les radicaux libres et les toxines.
* Dégâts de congélation: Si les températures baissent en dessous du gel, l'eau à l'intérieur de la cellule peut former des cristaux de glace, ce qui peut endommager les structures et les membranes cellulaires.
Exemples spécifiques:
* hypothermie: Chez l'homme, une faible température corporelle (hypothermie) peut entraîner une diminution de la fréquence cardiaque, de la respiration et de la fonction cérébrale, entraînant finalement la mort si elle n'est pas traitée.
* cryoconservation: Des températures basses sont utilisées pour préserver les cellules et les tissus pendant de longues périodes. La technique implique des cellules de refroidissement rapidement à des températures très basses, ce qui ralentit les processus cellulaires et réduit les dommages.
Dans l'ensemble, les basses températures peuvent avoir des impacts significatifs sur la fonction cellulaire, affectant divers aspects des processus cellulaires et conduisant potentiellement à la mort cellulaire. Cependant, certaines cellules et organismes ont évolué des adaptations pour survivre et prospérer dans des environnements froids.
