Wenn Endotoxämie und Proteindenaturierung keine Probleme mehr sind, was ist dann die nächste durch Überhitzung verursachte Bedrohung für einen Organismus?

Nehmen wir an, dass es den Proteinen eines hypothetischen Organismus unmöglich ist, aufgrund hoher Hitze zu denaturieren – sich zu entfalten und ihre Struktur zu verlieren – und dass daher Temperaturen, die denen entsprechen, die für die Denaturierung dieser Proteine ​​erforderlich sind, kein Gesundheitsrisiko mehr für diesen Organismus darstellen.

Nehmen wir außerdem an, dass dieser Organismus ein Tier ist – eines mit einem Darmtrakt – und dass seine Darmpermeabilität mit den Thermoregulationsmechanismen des Körpers skaliert ; Das heißt, wenn die Temperatur ansteigt, verringert der Körper seine Darmpermeabilität, wodurch eine Endotoxämie und damit auch eine Sepsis verhindert wird .

Beachten Sie, dass diese Dinge Handwellen sind . Ich werde sie ein wenig mildern, indem ich behaupte, dass dieser hypothetische Organismus auch viel mehr Hitzeschockproteine ​​produziert – Proteine, die entwickelt wurden, um Stress auf Zellen, einschließlich hoher Temperaturen, zu mildern – als normal, sowie hohe Mengen an zyklischem 2,3 produziert -Diphosphoglycerat und viel Topoisomerase V (siehe unten), aber es ist immer noch eine Handbewegung.

Die Frage: Was ist das nächste Problem? Nachdem der septische Schock und die Proteindenaturierung überwunden sind, was ist die nächste Überhitzungssache, die diesen Organismus körperlich schädigt/tötet?

Nehmen Sie an, dass dies, abgesehen von diesen Veränderungen, ein vielzelliges Säugetier-Wirbeltier ist, das auf der Biochemie der Erde läuft - denken Sie "Mensch".

Ich wurde durch diese Antwort auf eine frühere Frage von mir inspiriert ; Darin weist der Theoretiker darauf hin, dass das Bakterium M. kandleri hohe Konzentrationen an zyklischem 2,3-Diphosphoglycerat aufweist; außerdem weist seine Wikipedia-Seite darauf hin, dass es die einzige Art ist, die Topoisomerase V besitzt , was es ihr offensichtlich ermöglicht, bei Temperaturen von bis zu 110 Grad Celsius/230 Grad Fahrenheit/383,15 Kelvin zu überleben.

Säugetierzellen produzieren bei erhöhten Temperaturen bereits auf unbestimmte Zeit zunehmende Mengen an Hitzeschockproteinen, daher benötigen Sie eine andere Handwelle.
Sind Denaturierung und septischer Schock dafür untere Grenzen? Ich habe mich nach vielzelligen Tieren umgesehen, die Temperaturen jenseits der Temperatur des Zellmembranabbaus widerstehen (45, siehe Antwort DWKraus), kann sie nicht finden. Vielleicht gibt es einige theoretische Optionen, hoffe, dieser Link funktioniert, books.google.nl /…

Antworten (3)

45 :

Bei etwa 45 Grad Celsius beginnen sich Zellmembranen aufzulösen. Lebensformen mit Zellwänden können die strukturelle Unterstützung der Wände nutzen, um die Integrität länger aufrechtzuerhalten, aber mehrzellige Tiere beobachten eine zunehmende Membrandurchlässigkeit, bis die Membranen platzen. Magische Proteine ​​​​können dies geringfügig verlängern (da die Kanalproteine ​​​​nicht versagen), aber dies ist eine wirklich ungesunde Temperatur.

Hochdruck könnte helfen. Pompeji-Würmer vertragen Temperaturen bis zu 80 Grad Celsius. aber nur ein Teil des Organismus ist diesen Temperaturen ausgesetzt, und sie haben eine symbiotische Beziehung mit "flauschigen" Bakterien, die eine Art Isolierung bieten.

Ach, sagst du. Bärtierchen können Temperaturen bis zu 100 °C überleben! Nun, nur für kurze Zeit und nicht in einem funktionsfähigen Zustand, sondern eher wie ein Winterschlaf. Ich glaube nicht, dass Ihr hypothetischer Mensch damit einverstanden ist, sich selbst zu beizen, um bei hohen Temperaturen kurz und bewusstlos zu überleben. Und Schäden, die ein Wasserbär zu tolerieren bereit ist, können für einen großen Organismus tödlich oder zumindest lähmend sein.

Die 45 Grad sind die maximale Körpertemperatur insgesamt (maximales Fieber). Die thermische Denaturierung, die gemäß der Frage überwunden wurde, beginnt höher: 47 Grad für die allerersten Symptome, Bereich 47-83 Grad ref pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1722814
@Goodies das ist in E. coli, einem Bakterium mit einer Zellwand zur Verstärkung der Membran.
Ja, widerstandsfähiger wegen dieser Wand. Es ist schwierig, mehrzellige Organismen zu finden, die hohen Temperaturen widerstehen können. Selbst für E-Coli beträgt die maximale Temperatur nur 49 Grad. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16187264

Unter der Annahme, dass kein anderer limitierender Faktor (z. B. die Verfügbarkeit von Reaktanten, keine anderen beginnenden konkurrierenden Reaktionen usw.) angenommen wird, verdoppeln sich als Faustregel die Reaktionsgeschwindigkeiten für viele Reaktionen pro zehn Grad Celsius Temperaturerhöhung. .

Das Obige mit allen Konsequenzen, mit den offensichtlichsten:

  • Erschöpfung der Energiereserven durch thermische Belastung
  • konkurrierende Reaktion, die die Schwelle überschreitet, über der der Stoffwechsel kompensieren kann, um die Homöostase aufrechtzuerhalten
Im Grunde strahlt es Energie als Wärme zu schnell ab, um sich selbst zu kompensieren?
Im Grunde ist es egal, welche Ursache der Temperaturanstieg hat: Fieber oder Wasser bei 110 Grad Celsius.

Hier beginnt das Problem des Wasserphasenwechsels. Druckerhöhung und die Möglichkeit einer Explosion von Zellen und im Extremfall von Geweben. Denken Sie auch an den Anstieg des Gasdrucks im Verdauungstrakt. Der Druck wird den Siedepunkt des Wassers leicht erhöhen, aber nicht so sehr, dass es Temperaturen von 120-150 ° C leicht übersteht. Selbst ein solches Niveau erfordert die Stärkung der Zellwände und eine externe Quelle für erhöhten Druck.

Du willst mir sagen, dass dieses Ding bis zu 100 Grad Celsius heiß werden könnte?
Ihr zitiertes Bakterium M. kandleri wird noch heißer. Sie sagten, dass dies eine der Grenzen (Hitzeschock, gemildert durch 2,3-Diphosphoglycerat) sei, die überwunden worden seien, und Sie suchten nach der nächsten. Das scheint mir das nächste zu sein. @KEY_ABRADE
@ARogueAnt. Nun, das ist ein mehrzelliges Wirbelloses Tier, also habe ich mich gefragt, ob es Probleme geben würde, es auf etwas viel Komplexeres hochzuskalieren.
An der Wand eines Schwarzen Rauchers aus dem Golf von Kalifornien wurde in einer Tiefe von 2000 m ein Bakterium entdeckt. Die Umgebung war 84-110 Grad, im Labor wurde festgestellt, dass es sich bei 122 Grad reproduzieren kann (!) en.wikipedia.org/wiki/Methanopyrus .. es hat seine eigene spezielle Klasse im Stamm en.wikipedia.org/ wiki/Euryarchaeota
Auf 2000m hat man rund 200bar Druck und einen Siedepunkt um die 210°C