淺談高溫對(duì)細(xì)胞膜的影響

李忠岷

【摘 要】本文簡(jiǎn)單介紹了測(cè)量溫度環(huán)境對(duì)細(xì)胞功能性影響的兩種方法技術(shù)，并進(jìn)一步詳細(xì)地探討了高溫環(huán)境下對(duì)正常細(xì)胞膜產(chǎn)生的具體影響，希望能夠幫助高中生們更好地掌握細(xì)胞的特征與功能，提高其生物知識(shí)水平。

【關(guān)鍵詞】高溫；細(xì)胞膜；結(jié)構(gòu)性；功能性；測(cè)量方法；影響探討

引言

科學(xué)研究表明，溫度環(huán)境對(duì)于細(xì)胞膜的通透性、流動(dòng)性等功能有著十分重要的影響，尤其是在臨床醫(yī)院中，通過(guò)采取溫度控制手段能夠達(dá)到明顯的治療效果，受到了社會(huì)各界的高度重視。生物課程作為高中教育的重要組成部分，直接關(guān)系到學(xué)生們將來(lái)的高考成績(jī)，因此，高中生在學(xué)習(xí)生物時(shí)，一定要予以高度的重視，積極采用科學(xué)高效的方法策略，從本質(zhì)上把握各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵實(shí)質(zhì)，不斷提高自身的知識(shí)應(yīng)用水平。

一、測(cè)量溫度對(duì)細(xì)胞膜影響的方法技術(shù)

（一）共聚焦顯微鏡技術(shù)

一般情況下而言，在使用普通的光學(xué)顯微鏡觀察樣品時(shí)，樣品在焦點(diǎn)之外的部分所發(fā)出的光會(huì)導(dǎo)致最終成像的清晰度下降，而利用共聚焦顯微鏡則能有效解決這一問(wèn)題。通過(guò)激光掃描技術(shù)，能夠?qū)悠返娜我徊课欢歼M(jìn)行清晰的成像，準(zhǔn)確識(shí)別細(xì)胞內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)并進(jìn)行相應(yīng)的定位檢測(cè)。目前，通過(guò)顯微熒光圖像來(lái)對(duì)細(xì)胞內(nèi)的組成成分和物質(zhì)含量進(jìn)行分析已然成為生物學(xué)領(lǐng)域普遍采用的一種研究手段，相較于普通顯微鏡而言，共聚焦顯微鏡技術(shù)不僅能夠定性，還能定量地記錄下活體細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化情況，充分保障了測(cè)量分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，激光掃描共聚焦顯微鏡還拓寬了熒光測(cè)量在生物細(xì)胞學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，不僅為科研人員提供了極大的便利，還有利于學(xué)生們更好地理解和學(xué)習(xí)。

（二）熒光雙折射技術(shù)

熒光雙折射法是生物學(xué)研究較常使用的一種研究方法，由于其靈敏性和簡(jiǎn)單易操作性，被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜的系統(tǒng)探究中。例如，在待測(cè)細(xì)胞膜的磷脂雙分子層中導(dǎo)入TMA—DPH這種熒光物質(zhì)，該熒光物質(zhì)為DPH陽(yáng)離子的類(lèi)似物，之所以使用陽(yáng)離子電荷，是為了確保探針錨時(shí)刻都處于水脂界面上，以便于更加清晰的觀察和研究。就目前國(guó)內(nèi)生物學(xué)領(lǐng)域中關(guān)于細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能性的研究現(xiàn)狀來(lái)看，使用這種熒光物質(zhì)來(lái)進(jìn)行標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)較少，絕大多數(shù)都是通過(guò)對(duì)胰蛋白酶消化的細(xì)胞懸液進(jìn)行測(cè)試來(lái)最終得出折射數(shù)值與細(xì)胞膜流動(dòng)性兩者之間的關(guān)系。

一般情況下而言，在對(duì)細(xì)胞進(jìn)行熒光極化測(cè)定前，只允許使用一種特殊玻片來(lái)充當(dāng)支撐物，使細(xì)胞表明與入射光之間呈現(xiàn)30°的夾角，以盡可能地降低個(gè)體極化成分對(duì)于熒光雙折射數(shù)值結(jié)果的影響，在此基礎(chǔ)上再按照一定的計(jì)算公式得出最終結(jié)果，為后續(xù)研究提供可靠的依據(jù)。

二、高溫環(huán)境保溫對(duì)細(xì)胞膜的影響探討

（一）對(duì)細(xì)胞膜通透性的影響

通透性即指細(xì)胞膜在人體內(nèi)運(yùn)輸物質(zhì)的能力，包括主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸兩種形式。關(guān)于細(xì)胞膜的通透性功能受到多方面因素的影響，如細(xì)胞膜自身的成分、生存需要、內(nèi)外物質(zhì)濃度比等，這些都會(huì)影響到細(xì)胞膜運(yùn)輸物質(zhì)的效率，其中，高溫環(huán)境變化對(duì)細(xì)胞通透性能力的影響尤為明顯。由于溫度變化，分布在細(xì)胞膜上的酶的活性也會(huì)受到相應(yīng)的影響，而細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)的運(yùn)輸很多情況下是主動(dòng)運(yùn)輸形式，這就需要大量酶的參與，故而高溫環(huán)境下對(duì)于細(xì)胞膜的通透性有著較大的影響。

（二）對(duì)細(xì)胞膜流動(dòng)性的影響

高溫能夠影響細(xì)胞膜成分的變化，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜的流動(dòng)性也發(fā)生相應(yīng)的變化。通過(guò)對(duì)細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)進(jìn)行熒光標(biāo)記或同位素標(biāo)記，然后分別將標(biāo)記過(guò)的相同樣品分別放入不同溫度的培養(yǎng)基中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后利用相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備來(lái)對(duì)熒光或同位素的移動(dòng)速度進(jìn)行觀察，不難看出在一定的溫度范圍內(nèi)，細(xì)胞膜的流動(dòng)性會(huì)隨著溫度升高而加快。此外，對(duì)于正常細(xì)胞和病變細(xì)胞而言，高溫環(huán)境下所產(chǎn)生的變化也是不同的。著名生物學(xué)家Shinitzky等人通過(guò)反復(fù)的實(shí)踐研究證明提出相同溫度下，流動(dòng)性腫瘤細(xì)胞的膜流動(dòng)性要明顯高于正常細(xì)胞，而肝癌細(xì)胞等是實(shí)體癌細(xì)胞的膜流動(dòng)性則要低于正常細(xì)胞。

（三）對(duì)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響

以日本大耳白兔為活體樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究不同外界溫度條件下，白兔小腸、肝、心肌、肺等多個(gè)器官的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)所發(fā)生的變化，結(jié)果如下：受熱后，動(dòng)物們出現(xiàn)了較為明顯的應(yīng)激反應(yīng)，體內(nèi)皮質(zhì)醇、血栓素、乳酸脫氫酶、過(guò)氧化脂質(zhì)、泌乳素等濃度大幅度提高，而骨骼肌細(xì)胞、胸腺、肝等超微細(xì)胞則僅發(fā)生了輕微的變化。

（四）對(duì)細(xì)胞膜微粒結(jié)構(gòu)的影響

通過(guò)對(duì)活體實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，我們不難得出大耳白兔的肺、小腸、腎組織等細(xì)胞膜內(nèi)部的微粒分布發(fā)生明顯變化，不僅顆粒大小不一，排列分布也出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象。同時(shí)，研究結(jié)構(gòu)還發(fā)現(xiàn)不同器官細(xì)胞膜微粒數(shù)量的變化情況也有所不同，例如腎細(xì)胞膜內(nèi)微粒數(shù)量有所增加，而心、肺、小腸等器官的膜內(nèi)微粒數(shù)量卻減少了許多。

（五）其他影響

除了上述幾點(diǎn)較為明顯的特征影響之外，高溫環(huán)境變化還會(huì)對(duì)細(xì)胞膜產(chǎn)生以下影響：

一是，引起激素水平變化。通過(guò)提取動(dòng)物血清中的皮質(zhì)醇、前列腺素、泌乳素等物質(zhì)并進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)密的分析，發(fā)現(xiàn)泌乳素和皮質(zhì)醇水平在受熱初期數(shù)據(jù)明顯上升，一直到受熱結(jié)束四小時(shí)后才開(kāi)始逐漸降低，即便是停止加熱二十四小時(shí)之后，泌乳素和皮質(zhì)醇的含量仍然高于最初的正常值。

二是，引起生化指標(biāo)變化。細(xì)胞膜的生化指標(biāo)主要包括過(guò)氧化脂質(zhì)、唾液酸、乳酸脫氫酶、超氧化物歧化酶等，在升溫一小時(shí)后，這些指標(biāo)開(kāi)始得到逐漸升高，并且在停止受熱四小后達(dá)到高峰值，同樣地，在之后的二十四小時(shí)之內(nèi)并無(wú)明顯回落現(xiàn)象。

三是，引起巨噬細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化。通過(guò)激光掃描共聚焦顯微鏡技術(shù)觀察高溫環(huán)境下的巨噬細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞突起數(shù)量明顯減少，幾乎難以觀察到巨噬細(xì)胞。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，溫度環(huán)境變化對(duì)于細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特性和功能特性有著很大的影響，高中生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)需高度重視，要學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用多種科學(xué)先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)手段以得到精確的變化情況，并適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合臨床醫(yī)學(xué)知識(shí)來(lái)進(jìn)一步深入探究高溫環(huán)境下對(duì)細(xì)胞膜的具體影響，不斷提高自身的生物知識(shí)綜合應(yīng)用能力水平。

【參考文獻(xiàn)】

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