การลาเลยงสารผานเซลล

การรกษาดลยภาพของสงมชวต

หมายถง “การรกษาปจจยตางๆของสงมชวตใหอยในสภาพท

เหมาะสมตอการดารงชวตของสงมชวตนนๆตอไปไดซงจะเกดขนใน

ทกๆระดบในการจดระบบของสงมชวต”

การรกษาดลยภาพของเซลล

เซลลมการรกษาดลยภาพ เพอใหดารงสภาพทเหมาะตอการดารงชวต

ของเซลล ซงถอเปนสมบตประการหนงของความเปนสงมชวต

เนองจากเซลลตองการสารอาหารเพอใชในการดารงชวตและขบถาย

ของเสยจากการใชสารอาหารเหลานนออกมาสเซลลเปนประจา ดงนนการ

รกษาดลยภาพของเซลลจะกระทาโดยการควบคมการลาเลยงสารผานเซลล

ซงมอยหลายรปแบบดงตอไปน...

รปแบบของการลาเลยงสารผานเซลล

“การลาเลยงสารผานเซลล”

การลาเลยงสารแบบผาน

เยอหมเซลลโดยตรง

การลาเลยงสารแบบ

ไมใชพลงงาน

การลาเลยงสารแบบ

ใชพลงงาน

เอนโดไซโทซส

เอกโซไซโตซส

การแพรแบบ

ธรรมดา

ออสโมซส

การลาเลยงสารแบบ

ไมผานเยอหมเซลล

การแพรแบบ

มตวชวย

1. การแพรแบบธรรมดา (Simple diffusion)

การลาเลยงสารทอาศยการเคลอนทของอนภาคสาร “จากบรเวณทม

ความเขมขนของอนภาคสารนนมากไปยงบรเวณทมความเขมขนของอนภาค

สารนนนอย”

- การเคลอนทของอนภาคสารในการแพรจะใชเพยงแคพลงงานจลน

ของอนภาคสารนนๆ

- เมอทกบรเวณทอนภาคสารนนแพรไปมความเขมขนของอนภาค

สารเทากนกจะทาใหพลงงานจลนเฉลยของอนภาคสารเทากนทกบรเวณ เรยกสภาวะนวา “สมดลของการแพร” (Dynamic equilibrium)

- สารทจะลาเลยงผานเซลลดวยวธการแพรแบบธรรมดา มกจะเปน

สารทมอนภาคขนาดเลก เชน กาซออกซเจน, กาซคารบอนไดออกไซด รวมทง

วตามนทละลายไดในไขมน

2. ออสโมซส (Osmosis)

การลาเลยงสารทเปนการแพรแบบหนงซงเจาะจงถง “นา” (H2O)

เทานนโดยตองแพรผานเยอทมสมบตเปนเยอเลอกผาน หลกการของ

ออสโมซสจะเหมอนกบการแพรแบบธรรมดา

- ออสโมซสถอเปนกระบวนการทเซลลจะนามาใชในการรกษา

ดลยภาพในดานความเขมขนของสารละลาย เนองจากภายในเซลลมนาเปน

ตวทาละลายทสาคญและมตวถกละลายมากมายหลายชนด อกทงเซลลยงอยใน

สภาพแวดลอมทมความเขมขนตางกนไปดวย

- หากจะเปรยบเทยบความเขมขนของสารละลายในสภาพแวดลอม

กบความเขมขนของสารละลายภายในเซลลจะมอย 3 ลกษณะ ไดแก...

สารละลายไอโซโทนกตอเซลล

- สารละลายทมความเขมขน “เทากบ”

ความเขมขนของสารละลายภายในเซลลทกาหนด

- หากเซลลใดทอยในสภาพแวดลอมท

เปนสารละลายไอโซโทนกตอเซลล อตราทนาจาก

สารละลายออสโมซสเขาสเซลลจะเทากบอตราท

นาจากเซลลจะออสโมซสออกสสารละลายทาให

เซลลอยในสภาพทเซลลสามารถดารงชวตไดอยาง

ปกต ไมวาจะเปนเซลลสตว (บน) หรอเซลลพช

(ลาง)

สารละลายไฮเปอรโทนกตอเซลล

- สารละลายทมความเขมขน “มากกวา”

ความเขมขนของสารละลายภายในเซลลทกาหนด

- หากเซลลใดทอยในสภาพแวดลอมท

เปนสารละลายไฮเปอรโทนกตอเซลล อตราทนา

จากเซลลจะออสโมซสออกสสารละลายมากกวา

อตราทนาจากสารละลายออสโมซสเขาสเซลล ทา

ใหเกดเซลลทมสภาพเรยกวา “พลาสโมไลซส” (Plasmolysis) หรอเซลลเหยวจากการขาดนา

สารละลายไฮโปโทนกตอเซลล

- สารละลายทมความเขมขน “นอยกวา”

ความเขมขนของสารละลายภายในเซลลทกาหนด

- หากเซลลใดทอยในสภาพแวดลอมท

เปนสารละลายไฮโปโทนกตอเซลล อตราทนาจาก

สารละลายออสโมซสเขาสเซลลจะมากกวาอตราท

นาจากเซลลจะออสโมซสออกสสารละลายทาให

เกดเซลลทมสภาพเรยกวา “พลาสมอปไทซส” (Plasmoptysis) หรอเซลลเตง ซงในกรณของ

เซลลสตว (บน) สามารถเตงจนแตกได

3. การแพรแบบมตวชวย (Facilitated diffusion)

การลาเลยงสารทเปนการแพรแบบหนงทตองใชองคประกอบหนงในเยอหมเซลล คอ “โปรตนตวพา” (Carrier proteins) นาพาสารลาเลยงผาน

เซลล แตมอตราการลาเลยงสารทเรวกวาการแพรแบบธรรมดา

- สารทจะลาเลยงดวยวธนมกจะเปนสารทมขนาดอนภาคเลกแตไม

สามารถแทรกเขาไปยงสวนของสารฟอสโฟลปดในเยอหมเซลลโดยตรงได

เชน ไอออนของธาตตางๆ, กลเซอรอล, กลโคส, กรดอะมโนชนดตางๆ

- ทงการแพรแบบ

ธรรมดา, ออสโมซส และการ

แพรแบบมตวชวยจะรวม

เรยกวา “การลาเลยงสารแบบไมใชพลงงาน” (Passive

transport)

4. การลาเลยงสารแบบใชพลงงาน (Active transport)

การลาเลยงสารทมหลกการตางจากการ

ลาเลยงสารแบบไมใชพลงงาน คอ อนภาคสาร

จะเคลอนทจากบรเวณทมความเขมขนของ

อนภาคสารนนนอยไปยงบรเวณทมความ

เขมขนของอนภาคสารนนมาก

- พลงงานทใชในการลาเลยงสารวธนมาจากการสลายสารพลงงานสง ATP

ATP คอ ?การสลายสารอาหารระดบเซลล หรอการหายใจระดบเซลล

(Cellular Respiration) เปนกระบวนการนาเอาสารอาหารทไดจาก

กระบวนการยอยอาหารไดแก นาตาลกลโคส (glucose) กรดอะมโน (amino

acid) และกรดไขมน (fatty acid) ไปใชสรางเปนพลงงานโดยเกบไวในรป

ของสารทมพลงงานสง ทเรยกวา ATP (Adenosine Triphosphate)

ATP เปนสารทมพลงงานสงทาหนาทเกบพลงงานทไดจาก

กระบวนการสลายสารอาหารของเซลล

- พลงงานจากการสลายสาร ATP จะถกนามาใชเปนแรงผลกดนให

อนภาคสารทจะลาเลยงไดลาเลยงผานทางชองทางของโปรตนตวพา และใน

บางกรณสารบางอยางตองลาเลยงพรอมกบการลาเลยงสารชนดอนดวย

- ตวอยางการลาเลยง

สารดวยวธน เชน การลาเลยง

ไอออนของแรธาตเพอการ

สะสมในเซลลพช, ปมของ

โซเดยมและโพแทสเซยมใน

เซลลประสาท

5. เอกโซไซโทซส (Exocytosis)

การลาเลยงสารออกจากเซลลโดยการสรางถงบรรจสารทจะลาเลยงภายในเซลล เรยกวา “เวสเคล” (Vesicle) แลวนามาเชอมตอกบเยอหมเซลล

จนเปนเนอเดยวกน แลวปลดปลอยสารนนออกจากเซลล

- สารทลาเลยงดวยวธการนมกจะเปนสารทมอนภาคขนาดใหญ เชน

เอนไซมหรอฮอรโมนบางชนด ตวอยางการลาเลยงสารดวยวธน ไดแก การหลง

เอนไซมของเซลลเยอบผวของกระเพาะอาหาร

6. เอนโดไซโทซส (Endocytosis)

การลาเลยงสารเขาสเซลลโดยอาศยเยอหมเซลลโอบลอมสารทจะ

ลาเลยงจนหลดกลายเปนเวสเคลเขาไปภายในเซลล เอนโดไซโทซสจะมอย 3

รปแบบ ไดแก...

ฟาโกไซโทซส (Phagocytosis)

- เอนโดไซโทซสทเกดจากการยนสวนของไซโตพลาซมไปโอบลอม

สารทจะลาเลยง จากนนเยอหมเซลลบรเวณทไซโตพลาซมยนไปฉกขาด

กลายเปนเวสเคลเขาไปภายในเซลล

- เชน การนาเชอโรคเขาสเซลลของเซลลเมดเลอดขาวโมโนไซต

พโนไซโทซส (Pinocytosis)

- เอนโดไซโทซสทเกดจากการทเยอหมเซลลเวาเขาไปภายในเซลล

สารทจะลาเลยงจะเขาไปอยในรอยเวานน จากนนเยอหมเซลลบรเวณทเวาจะ

ฉกขาดกลายเปนเวสเคลเขาไปภายในเซลล

- เชน การนาสารเขาสเซลลเยอบผนงหลอดเลอด

การนาสารเขาสเซลลโดยอาศยสารตวรบทเยอหมเซลล

- เอนโดไซโทซสทมวธการคลายคลงกบพโนไซโทซส แตสารทจะลาเลยงจะตองมาจบกบ “สารตวรบ” (Receptor) ทเยอหมเซลลเสยกอนทจะ

ฉกขาดเปนเวสเคล

- เชน การนาโคเลสเตอรอลเขาสเซลลตบ

• พชมการคายนาผานทางรปากใบ

• การคายนาทาใหพชมการสญเสยนา

• พชจงตองมวธการดดนาจากภายนอกเขาสรากเพอชดเชยนาทสญเสยไป

• วธการรกษาสมดลของนาในพช

การรกษาดลยภาพของพช

การรกษาดลยภาพของนาในพช

ความสมพนธระหวางการคายนากบการลาเลยงนา

เมอพชคายนาออกทางปากใบจะ

ทาใหเกดแรงดงระหวางโมเลกลของ

นาในเซลลทอยตดกบปากใบกบ

โมเลกลของนาในเซลลถดไป และ

เกดตอเนองเชนนจนถงเซลลบรเวณ

ราทจะดงนาจากดนหรอจากแหลงนา

เขาสพช

การเปด – ปดปากใบ ขนอยกบปจจย

- ความเขมของแสงและความชน

• โดยทวไปเมออตราการคายนาเรวกวาการดดนาเขาสเซลลพช ปากใบจะแคบ

หรอปดลงเพอรกษาปรมาณนาในพชเอาไว

การควบคมอตราการคายนาโดยการปด – เปดปากใบเปน

การชวยรกษาดลยภาพของนา

ในวนทมความชนในอากาศตา พชสญเสยนาไปโดยการคายนา (transpiration)

สบรรยากาศในรปของไอนาผานทางปากใบเปนสวนใหญ และทางผวใบเพยงเลกนอย

เพราะมสารควทนเคลอบอยเปนการปองกนการสญเสยนา

ในวนทมความชนในอากาศสง นาจะระเหยเปนไอสบรรยากาศไดนอยลง ทาให

การคายนาลดลง แตแรงดนนาในตนพชยงสงอย จงสามารถพบหยดนาทบรเวณกลมร

เปดทผวใบมกพบอยใกลปลายใบหรอขอบใบตรงตาแหนงของปลายทอลาเลยง การ

คายนาในลกษณะนเรยกวา กตเตชน (guttation) ทาใหพชสามารถดดนาทางรากเขาไป

ใชได

การควบคมอตราการคายนา

Guttation

พชนอกจากจะสญเสยนาโดยการระเหยเปนไอออกมาทางปากใบ

แลวพชยงสามารถสญเสยนาเปนไอนาออกมาทางเลนทเซล (lenticle)

ซงเปนรอยแตกทผวของลาตนไดอกดวย

การปรบตวของพชใหเหมาะสมกบปรมาณนาในแหลงทอย

แบงชนดพชออกเปน 4 ชนด ไดแก

1. Xerophyte เปนพชทอยในทแหงแลง เชน ทะเลทราย โดย

- รากหยงลก มขนรากมาก

- ปากใบอยระดบลกตากวาชนผวใบ (Sunken Stoma) เปดปากใบตอนกลางคน

- ลาตนอวบนา แตกกงกานมาก

2. Hydrophyte เปนพชทเจรญอยในแหลงนามาก โดย

- รากไมหยงลก มขนรากหรอไมมกได

- ลาตนกลวง มชองอากาศมาก ไมมเนอไม ใบขนาดใหญ

- ปากใบอยระดบสงกวาผวใบ (Raised stoma)

3. Mesophyte เปนพชทเจรญอยบนบกทว ๆ ไป โดย

- รากหยงลก มขนรากมาก ลาตนมเนอแขง

- ปากใบอยระดบเดยวกนกบผวใบ (Typical stoma)

4. Halophyte เปนพชทเจรญอยบรเวณทมดนเคม เชน ปาชายเลน

- การมรากหายใจโดยโผลขนมาเหนอดน

การรกษาดลยภาพของสงมชวตตาง ๆ 1. การรกษาสมดลของของเหลวในรางกาย (Regulation of body fluid)

- สมดลเกลอและนา

- สมดลกรด ดางในเลอดและของเหลวนอกเซลล

- สมดลของสารละลายในเลอดและของเหลวในรางกาย

2. การรกษาอณหภมของรางกาย (Thermoregulation)

อวยวะในการรกษาสมดลของสงมชวตบางชนด

Contractile Vacuole พบในสงมชวตเซลลเดยว เชน อะมบา พารามเซยม

ทาหนาทขบนาทมากเกนไปออกจากเซลล เพอรกษาปรมาณนาภายในเซลลให

พอเหมาะ

Cell membrane พบในสงมชวตหลายเซลล เชน ฟองนาและกลมไฮดรา ไมม

อวยวะในการขบถายของเสย แตละเซลลสมผสกบนาโดยตรง ใชวธการกาจด

ของเสยดวยการแพร (Diffusion) ผานเยอหมเซลล (Cell membrane)

Flame cell พบในสงมชวต เชน พลานาเรย ประกอบดวย ทอตามยาวกระจาย

อยขางตลอดตามความยาวของลาตว

ทปลายทอมเฟลมเซลล (Flame cell)

ซเลยจะโบกพดนาและของเสยจาก

เฟลมเซลลใหไหลออกมาตามทอ

ออกภายนอกทางชองขบถายทผนง

ลาตว

Nephridium พบในสงมชวต เชน ไสเดอนดน ปลองละ1 คเนองจะม

โครงสรางรางกายทซบซอนมากยงขน หลกการทางานคลายไต

Malpighian tubule พบในสงมชวต เชน แมลงมลกษณะคลายถงยนออกมา

จากทางเดนอาหารตรงบรเวณรอยตอของทางเดนอาหารสวนกลางและสวนทาย

ของเสย นา และสารตางๆจะถกลาเลยงเขาสทอมลพเกยน ผานไปตามทางเดน

อาหารสวน ของเสยพวกสารประกอบไนโตรเจนเปลยนเปนผลกกรดยรกเพอ

ขบออกจากรางกาย

พรอมกบกากอาหาร

Salt gland เชน นกทะเล เตาทะเล ทาหนาทขบแรธาตสวนเกนออกทาง Nasal

gland

Salt gland ในเตาทะเลจะอยบรเวณหลงตา

ทาหนาทขบเกลอแรสวนเกนออกจากรางกาย

ในรปของนาตา

Salt gland ในนกทะเลอยเหนอตาทง 2 ขาง

และมทอไปเปดออกทโพรงจมก

การรกษาสมดลของเหลวในรางกายของปลานาจดและปลานาเคม

นาเคม นาจด

Hypertonic นาภายนอกเขมขนมากกวา

ของเหลวในปลา

Hypotonic นาภายนอกเขมขนนอยกวา

ของเหลวในปลา

การปรบตวตวดมนามาก เหงอกกาจดแรธาตสวนเกนออก ดมนานอย เหงอกดดเกลอแรมาก

ทางปสสาวะนอย เขมขน ปสสาวะบอย เจอจาง