Questa volta abbiamo cercato una curiosità scientifica: puoi danneggiare la tua pelle attraverso la conduzione su oggetti troppo caldi e troppo freddi (-5°C – °C). Ora posso in qualche modo capire quanto le molecole in rapido movimento possano danneggiare le cellule, ma cosa causa il danneggiamento delle cellule della pelle dopo essere state in contatto con molecole che si muovono lentamente? L'acqua nelle cellule e nel sangue si congela? In caso affermativo, cosa succede alla cella congelata durante lo scongelamento?
Ed ecco le risposte degli esperti:
Le tue cellule sono principalmente acqua. Quando l'acqua si congela forma dei cristalli di ghiaccio, che sono grandi e taglienti. Questi cristalli rompono la membrana delle tue cellule in modo che si rompano e muoiano. È esattamente la stessa cosa che rende il cibo molle e molle quando congelato.
Il lento movimento le molecole a contatto con la pelle rubano l'energia cinetica delle molecole che si muovono relativamente velocemente. Questo rallenta il movimento delle molecole nella pelle. Quando le molecole della pelle diventano troppo lente, l'acqua liquida all'interno delle cellule si congela in ghiaccio, rompendo la cellula.
On d'altra parte, le molecole (calde) in rapido movimento a contatto con la pelle trasferiscono energia cinetica alle molecole della pelle, facendo vibrare le molecole della pelle più velocemente. Se le molecole della pelle vibrano troppo velocemente, l'acqua liquida all'interno della cellula può cambiare fase in vapore che romperà la cellula (tra le altre cose).
Modifica: Wow, grazie per l'oro! 🙂
Oltre alla cristallizzazione dell'acqua, il congelamento modifica il ripiegamento proteico e il legame lipidico . Il dogma centrale della vita è che il DNA codifica per la sintesi proteica, le proteine poi catalizzano le reazioni chimiche. Le proteine sono lunghe strisce di amminoacidi che vengono poi “piegate” nella forma in cui devono essere per svolgere il loro lavoro. L'esempio classico è che una chiave deve avere la forma esatta giusta per trasformare i bicchieri in una serratura: se cambi forma la chiave non aprirà la serratura. Stessa cosa per le proteine. I cambiamenti di temperatura o pH fanno sì che le proteine si dispieghino o si ammucchino più strettamente (è quello che facciamo quando cuciniamo la carne). Quindi ogni singolo processo nelle cellule si interrompe. Quindi le proteine non tornano automaticamente alla stessa forma quando la temperatura sale di nuovo, bc il microambiente attorno a ciascuna proteina è cambiato.
Per finire, i doppi strati lipidici – esterno, nucleare e quelli che circondano altri organelli interni – sono in flusso costante. Il congelamento interrompe quel movimento, rendendoli duri e fragili invece che morbidi e flessibili, quindi sarebbero facili da frantumare anche senza i cristalli di ghiaccio. Inoltre, poiché le varie proteine nella membrana esterna cambiano forma, probabilmente creerebbero buchi nella membrana che non si auto-riparano come normalmente accadrebbe perché la membrana lipidica non è fluida. Quindi il contenuto interno della cella perderebbe da più punti su ciascuna cella.
Il il danno è molto simile perché sia nelle ustioni da calore che nelle ustioni da freddo il meccanismo è che le cellule si rompono. Le ustioni da congelatore si verificano perché i cristalli di ghiaccio si formano all'interno delle cellule e fanno scoppiare la membrana cellulare, o si formano extracellulari e i bordi taglienti rompono le membrane cellulari.
Il calore provoca danni cellulari destabilizzando le membrane lipidiche, che sono fondamentalmente un tipo di olio avvolto attorno al fluido cellulare acquoso come una bolla, quindi la membrana cellulare si apre…
Quindi, effetti molto simili, per cause diverse.