RSS

การรักษาดุลยภาพของเซลล์

28 ส.ค.
การรักษาดุลยภาพของเซลล์

การรักษาดุลยภาพของเซลล์

การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล
การลำเลียงสารโดยไม่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

เซลล์จะดำรงอยู่ได้จะต้องประกอบด้วยองค์ประกอบและออร์แกเนลล์ต่างๆ
ที่ทำหน้าที่แตกต่างกัน
นอกจากนี้แล้วเซลล์จะดำรงชีวิตอยู่ได้ยังขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อมของเซลล์ที่เหมาะสมอีกด้วย ถ้าสภาวะแวดล้อมภายนอกเปลี่ยนแปลงจะมีผลต่อเมแทบอลิซึมของเซลล์
สภาวะแวดล้อมภายนอกและสภาวะแวดล้อมภายในเซลล์ถูกแบ่งแยกจากกันโดยเยื่อหุ้มเซลล์
ตลอดเวลาที่เซลล์ยังมีชีวิตอยู่จะมีการลำเลียงสารเข้าออกจากเซลล์ตลอดเวลา
แต่เนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์มีสมบัติในการเลือกที่จะให้สารบางชนิดเคลื่อนผ่าน
สมบัติดังกล่าวทำให้เยื่อหุ้มเซลล์มีบทบาทสำคัญในการควบคุมองค์ประกอบทางเคมี
หรือสภาวะแวดล้อมภายในเซลล์
นักชีววิทยาได้ศึกษาการลำเลียงสารเข้าสู่เซลล์
พบว่ามี 2 รูปแบบด้วยกัน คือ

1. การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

การลำเลียงแบบไม่ใช้พลังงาน
การแพร่ (diffusion)

1. การแพร่แบบธรรมดา
เป็นการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจากจุดที่มีความเข้มข้นสูงกว่า
ไปยังจุดที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า การเคลื่อนที่นี้เป็นไปในลักษณะทุกทิศทุกทาง
โดยไม่มีทิศทางที่แน่นอน ตัวอย่างการแพร่ที่พบได้เสมอคือ การแพร่ของเกลือในน้ำ
การแพร่ของน้ำหอมในอากาศ

 

การแพร่เกิดจากพลังงานจลน์ (kinetic energy)
ของโมเลกุลหรือไอออนของสาร
บริเวณที่มีความเข้มข้นมากโมเลกุลหรือไอออนก็มีโอกาสชนกันมาก
ทำให้โมเลกุลกระจายไปยังบริเวณอื่นๆ ที่มีความเข้มข้นของโมเลกุลหรือไอออนเท่ากัน
จึงเรียกว่า ภาวะสมดุลของการแพร่ (diffusion equilibrium)

ปัจจัยที่มีผลต่อการแพร่
1. อุณหภูมิ ในขณะที่อุณหภูมิสูง
โมเลกุลของสารมีพลังงานจลน์มากขึ้น ทำให้โมเลกุลเหล่านี้เคลื่อนที่ได้เร็วกว่า
เมื่ออุณหภูมิต่ำ การแพร่จึงเกิดขึ้นได้เร็ว
2. ความแตกต่างของความเข้มข้น
ถ้าหากมีความเข้มข้นของสาร 2 บริเวณแตกต่างกันมาก
จะทำให้การแพร่เกิดขึ้นได้เร็วขึ้นด้วย
3. ขนาดของโมเลกุลสาร
สารที่มีขนาดโมเลกุลเล็กจะเกิดการแพร่ได้เร็วกว่าสารโมเลกุลใหญ่
4.
ความเข้มข้นและชนิดของสารตัวกลาง
สารตัวกลางที่มีความเข้มข้นมากจะมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของตัวกลางมาก
ทำให้โมเลกุลของสารเคลื่อนที่ไปได้ยาก แต่ถ้าหากสารตัวกลางมีความเข้มข้นน้อย
โมเลกุลของสารก็จะเคลื่อนที่ได้ดีทำให้การแพร่เกิดขึ้นเร็วด้วย
2. ออสโมซิส
(osmosis)
เป็นการแพร่ของของเหลวผ่านเยื่อบางๆ
ซึ่งตามปกติจะหมายถึงการแพร่ของน้ำผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
เนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์มีคุณสมบัติในการยอมให้สารบางชนิดเท่านั้นผ่านได้
การแพร่ของน้ำจะแพร่จากบริเวณที่เจือจางกว่า (มีน้ำมาก)
ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นกว่า (มีน้ำน้อย)
ตามปกติการแพร่ของน้ำนี้จะเกิดทั้งสองทิศทางคือทั้งบริเวณเจือจาง และบริเวณเข้มข้น
จึงมักกล่าวกันสั้นๆ ว่า ออสโมซิสเป็นการแพร่ของน้ำจากบริเวณที่มีน้ำมาก
เข้าไปสู่บริเวณที่มีน้ำน้อยกว่าโดยผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

แรงดันออสโมติกเกิดจากการแพร่ของน้ำจากบริเวณที่มีน้ำมาก (เจือจาง)
เข้าสู่บริเวณที่มีน้ำน้อย (เข้มข้น)

สารละลายที่มีความเข้มข้นต่างกันจะมีผลต่อเซลล์แตกต่างกันด้วย
จึงทำให้แบ่งสารละลายที่อยู่นอกเซลล์ออกได้เป็น 3 ชนิด ตามการเปลี่ยนขนาดของเซลล์
เมื่ออยู่ภายในสารละลายนั้น คือ
1) ไฮโพทอนิก โซลูชัน (hypotonic
solution)
หมายถึง สารละลายนอกเซลล์ที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าเซลล์
ดังนั้นเมื่อใส่เซลล์ลงในสารละลายชนิดนี้ จะทำให้เซลล์ขยายขนาดเพิ่มขึ้น
เนื่องจากน้ำภายในสารละลายแพร่เข้าสู่เซลล์มากกว่าน้ำภายในเซลล์แพร่ออกนอกเซลล์

2) ไอโซทอนิก โซลูชัน (isotonic solution) หมายถึง
สารละลายนอกเซลล์ที่มีความเข้มข้นเท่ากับเซลล์
ดังนั้นเมื่อใส่เซลล์ลงในสารละลายชนิดนี้ขนาดของเซลล์จะไม่เปลี่ยนแปลง

3) ไฮเพอร์ทอนิก โซลูชัน (hypertonic solution) หมายถึง
สารละลายนอกเซลล์ที่มีความเข้มข้นมากกว่าเซลล์
ดังนั้นเมื่อใส่เซลล์ลงในสารละลายชนิดนี้จะทำให้เซลล์เหี่ยวลดขนาดลง

ออสโมซิสที่เกิดจากสารละลายไฮโพทอนิกนอกเซลล์
ทำให้น้ำผ่านเข้าไปในเซลล์และเซลล์เต่งขึ้นหรือเซลล์แตก เรียกว่า เอนโดสโมซิส
(endosmosis) หรือพลาสมอพทิซิส (plasmoptysis)
สำหรับออสโมซิสที่เกิดจากสารละลายไฮเพอร์ทอนิกนอกเซลล์แล้ว
ทำให้น้ำผ่านออกนอกเซลล์ทำให้เซลล์เหี่ยวเรียกว่า เอกโซสโมซิส (exosmosis)
หรือพลาสโมไลซิส

3.
การแพร่แบบฟาซิลิเทต (facilitated diffusion)
เป็นการเคลื่อนที่ของสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
โดยอาศัยเกาะไปกับโปรตีนที่เป็นโปรตีนที่เป็นตัวพา (carrier)
ที่อยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์ โดยไม่มีการใช้พลังงานจากเซลล์

การลำเลียงแบบใช้พลังงาน (active transport)

เป็นการเคลื่อนที่ของสารโดยใช้พลังงานเข้าช่วย
เกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์ที่ยังมีชีวิตอยู่เท่านั้น
เป็นการลำเลียงสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นน้อยไปสู่ความเข้มข้นมาก
การขนส่งลักษณะนี้เซลล์ต้องนำพลังงานที่ได้จากการสลายสารอาหารมาใช้

การลำเลียงแบบใช้พลังงาน
อาศัยโปรตีนที่แทรกอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่เป็นตัวลำเลียง
โดยเซลล์ต้องใช้พลังงานที่ได้จากการสลายพันธะของสารที่มีพลังงานสูงบางชนิด เช่น ATP
เพื่อเป็นแรงผลักดันในการลำเลียง ซึ่งมีทิศทางตรงข้ามกับการแพร่
ตัวอย่างการเคลื่อนที่ของสารโดยใช้พลังงานได้แก่ โซเดียม โพแทสเซียม ปั๊ม (sodium
potassium pump) การดูดซึมอาหาร การดูดกลับของสารที่หลอดไต

2. การลำเลียงสารโดยไม่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล

ในกรณีที่มีการลำเลียงสารโมเลกุลใหญ่เข้าหรือออกจากเซลล์
ซึ่งสารโมเลกุลใหญ่เหล่านี้ไม่สามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์หรือโปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์ได้โดยตรง
เซลล์สามารถลำเลียงสารเหล่านี้ได้ด้วยกลไกการลำเลียง
โดยการสร้างเวสิเคิลจากเยื่อหุ้มเซลล์หรือออร์แกเนลล์
โดยเยื่อหุ้มเซลล์มีสมบัติสามารถรวมตัวกับเยื่อหุ้มออร์แกเนลล์
หรือแยกตัวออกเพื่อสร้างเวสิเคิล สมบัติดังกล่าวนี้เอง
ทำให้เซลล์สามารถใช้เยื่อหุ้มเซลล์ล้อมรอบสารโมเลกุลใหญ่ได้ การลำเลียงแบ่งได้เป็น
2 ชนิด คือ
1 . เอกโซไซโทซิส (exocytosis)

เป็นการลำเลียงสารโมเลกุลขนาดใหญ่ออกจากเซลล์
สารที่จะถูกส่งออกไปนอกเซลล์บรรจุอยู่ในเวสิเคิล
เมื่อเวสิเคิลรวมตัวกับเยื่อหุ้มเซลล์
สารที่อยู่ภายในเวสิเคิลก็จะถูกปล่อยออกไปนอกเซลล์ โดยวิธีนี้พบได้ในหลายโอกาส เช่น
การหลั่งเอนไซม์จากเยื่อบุผนังกระเพาะอาหาร การกำจัดของเสียที่ย่อยไม่ได้ออกจากเซลล

2.
เอนโดไซโทซิส (endocytosis)

เป็นการลำเลียงสารตรงกันข้ามกับเอกโซไซโทซิส กล่าวคือ
เป็นการลำเลียงสารขนาดใหญ่เข้าสู่เซลล์ แบ่งออกเปน 3 วิธี คือ
2.1
ฟาโกไซโทซิส (phagocytosis)

เป็นการลำเลียงสารเข้าสู่เซลล์ที่พบได้ในเซลล์จำพวกอะมีบาและเซลล์เม็ดเลือดขาว
โดยเซลล์สามารถยื่นไซโทพลาซึมออกมาล้อมอนุภาคของสารที่มีขนาดใหญ่ที่เป็นของแข็ง
ก่อนที่จะนำเข้าสู่เซลล์ในรูปของเวสิเคิล เรียกอีกอย่างว่า การกินของเซลล์ (cell
eating)

2.2 พิโนไซโทซิส (pincocytosis)

เป็นการนำอนุภาคของสารที่อยู่ในรูปของสารละลายเข้าสู่เซลล์
โดยการทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เว้าเข้าไปในไซโทพลาซึมทีละน้อย จนกลายเป็นถุงเล็กๆ
เมื่อเยื่อหุ้มเซลล์ปิดสนิทถงนี้จะหลุดเข้าไปกลายเป็นเวสิเคิลอยู่ในไซโทพลาซึม
เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า การดื่มของเซลล์ (cell drinking)


2.3
การนำสารเข้าสู่เซลล์โดยอาศัยตัวรับ (receptor-mediated endocytosis)
เป็นการลำเลียงสารเข้าสู่เซลล์ ที่เกิดขึ้นโดยมีโปรตีนตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์
สารที่ถูกลำเลียงเข้าสู่เซลล์ด้วยวิธีนี้จะต้องมีความจำเพาะในการจับกับโปรตีนตัวรับ
ที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์จึงจะสามารถนำเข้าสู่เซลล์ได้ หลังจากนั้น
เยื่อหุ้มเซลล์จึงเว้าเป็นเวสิเคิลหลุดเข้าสู่ภายในเซลล์

About these ads
 

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

 
ติดตาม

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: