Par Stéphanie Chandler
Mis à jour le 24 mars 2022
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Une membrane entoure chaque cellule vivante, protégeant son intérieur des influences extérieures. La température est un déterminant essentiel du comportement de la membrane, influençant les substances qui peuvent traverser la barrière et la manière dont les molécules associées à la membrane remplissent leurs fonctions. Les températures extrêmes (trop chaudes ou trop froides) peuvent endommager, voire tuer les cellules en perturbant l'intégrité de la membrane.
Les membranes cellulaires sont des bicouches composées de deux couches opposées de phospholipides. Chaque phospholipide possède une tête hydrophile et une queue hydrophobe, permettant à la membrane de rester fluide mais semi-perméable. Cette conception permet aux gaz comme l'oxygène et le dioxyde de carbone, ainsi qu'aux petites molécules lipophiles, de se diffuser, tout en excluant les entités plus grandes ou potentiellement nocives.
Cette matrice fluide contient deux classes de protéines :les protéines périphériques, qui s'attachent à la surface, et les protéines intégrales, qui s'étendent sur la bicouche. Leur mobilité au sein de la membrane permet aux cellules de répondre aux conditions changeantes et de maintenir l’homéostasie. À mesure que les cellules se développent, la membrane se dilate proportionnellement, préservant sa fluidité pour s'adapter à une surface accrue.
Les cellules se développent à leur température physiologique :98,6°F (37°C) pour les mammifères. Lorsque la température augmente, par exemple en cas de fièvre, les queues d'acides gras des phospholipides deviennent moins ordonnées, augmentant ainsi la fluidité membranaire. Bien que cela puisse améliorer le mouvement des protéines et des molécules, cela augmente également la perméabilité, permettant potentiellement à des substances nocives d’entrer. Une exposition prolongée à une chaleur élevée peut dénaturer les protéines intégrales et périphériques, compromettant ainsi la fonction cellulaire.
À l’inverse, le refroidissement réduit l’énergie cinétique des queues phospholipidiques, rendant la bicouche plus rigide. Une fluidité réduite entrave le transport des nutriments essentiels comme l’oxygène et le glucose, ralentissant les processus métaboliques et la croissance cellulaire. Par temps extrêmement froid, l'eau intracellulaire peut cristalliser, perforer la membrane et entraîner la mort cellulaire.