อยู่ดีมีสุข

1.อยู่ดีมีสุข

เซลล์และองค์ประกอบสำคัญของเซลล์


เซลล์เป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าได้ จึงต้องมีเครื่องมือที่ช่วยในการมองเห็น คือ กล้องจุลทรรศน์ การศึกษาเซลล์พืชและเซลล์สัตว์ได้ดำเนินมาอย่างต่อเนื่อง ควบคู่ไปกับการพัฒนาของกล้องจุลทรรศน์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น จนสามารถทำให้มองเห็นส่วนประกอบต่างๆภายในเซลล์ได้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น ปัจจุบันการศึกษาเรื่องเซลล์ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว จึงสามารถนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ได้มากมาย ทั้งทางด้านวิทยาศาสตร์และทางการแพทย์


ภาพแสดงโครงสร้างและส่วนประกอบของเซลล์


เซลล์มีโครงสร้างพื้นฐานแบ่งได้เป็น 3 ส่วนใหญ่ๆ คือ
1.ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์ ได้แก่ เยื่อหุ้มเซลล์(cell membrane) และผนังเซลล์(cell wall)
2.ไซโทพลาสซึม(cytoplasm)
3.นิวเคลียส(nucleus)




ภาพโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์




ผนังเซลล์
เซลล์พืชทุกชนิด นอกจากจะมีเยื่อหุ้มเซลล์แล้วยังมีผนังเซลล์ ซึ่งประกอบด้วยสาระสำคัญ คือ เซลลูโลสห่อหุ้มอยู่ด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์อีกด้วย จึงทำให้เซลล์พืชมีรูปร่างคงที่และแข็งแรง
ไซโทพลาซึม
ไซโทพลาซึมเป็นส่วนประกอยที่อยู่ภายในเซลล์ทั้งหมดยกเว้นนิวเคลียส มีลักษณะเป็นของเหลวซึ่งมีโครงสร้างเล็กๆ ที่เรียกว่า ออร์แกเนลล์(organell) กระจายอยู่ทั่วไป ออร์แกเนลล์มีหลายชนิด เช่น ไรโบโซม(ribosome) กอลจิบอดีหรือกอลจิคอทแพล็กส์(golgo body or golgi complex) ไมโทคอนเดรีย(mitochondria) คลอโรพลาสต์(chloroplast) และแวคิวโอล(vacuole) เป็นต้น
นิวเคลียส
นิวเคลียสมีรูปร่างค่อนข้างกลม ทำหน้าที่ควบคุมกระบวนการต่างๆภายในเซลล์ ภายในนิวเคลียสมีสารพันธุกรรมที่กำหนดลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตบรรจุอยู่
การจัดระบบร่างกายของสิ่งมีชีวิตเริ่มจาก เซลล์ สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยเซลล์จำนวนมาก เซลล์เหล่านี้อาจมีรูปร่างและทำหน้าที่เหมือนหรือแตกต่างกัน เซลล์ที่มีรูปร่างและหน้าที่เหมือนกันจะมีการรวมกลุ่มกัน เพื่อทำหน้าที่เดียวกัน เรียกกลุ่มเซลล์เหล่านี้ว่า เนื้อเยื่อ(tissue) เช่นเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำและอาหารของพืช หรือเยื่อบุผิว เนื้อเยื่อประสาทของสัตว์ เนื้อเยื่อหลายชนิดก็ยังมีการรวมกลุ่มกันเกิดเป็น อวัยวะ(organ) ซึ่งมีรูปร่างโครงสาร้างที่เหมาะสมสำหรับการทำงานเฉพาะอย่าง เช่น หัวใจทำหน้าที่สูบฉีดเลือด ปอดทำหน้าที่แลกเปลี่ยนแก็ส เป็นต้น นอกจากอวัยวะต่างๆแล้วในร่างกายก็มีการทำงานประสานกัน ทำให้เกิดเป็นระบบอวัยวะ(organ system) เช่น ระบบย่อยอาหาร และระบบหมุนเวียนเลือด เป็นต้น ระบบต่างๆเหล่านี้อยู่ในร่างกายของ สิ่งมีชีวิต(organism) สิ่งมีชีวิตจะดำรงชีวิตอยู่ได้อย่างสมดุงต้องมีการทำงานที่สอดคล้องกันของทุกระบบ เช่น การจำจัดของเสียหรือสิ่งแปลกปลอมออกจากร่างกายในรูปของ น้ำปัสสาวะ(urine) จะต้องมีอวัยวะต่างๆประกอบด้วย ไต หลอดไต กระเพาะปัสสาวะ และท่อปัสสาวะ ทำงานร่วมกัน เป็นต้น
กลไกการรักษาดุลยภาพ

นักกีฬาที่ออกกำลังการกลางแจ้งหรือแข่งขันกีฬาเป็นเวลานานย่อมมีการสูญเสียเหงื่อมาก ทำให้มีการเสียเกลือแร่ออกไปพร้อมกับเหงื่อด้วย นักกีฬาจึงต้องดื่มเกลือแร่เพื่อชดเชยเกลือแร่ที่เยไปพร้อมกลับเหงื่อ ทั้งนี้เพราะสิ่งมีชีวิตต้องรักษาสภาพของสิ่งสำคัญภายในเซลล์ เช่น น้ำ เกลือแร่ อุณหภูมิ สภาพความเป็นกรด-เบส ให้อยู่ในสภาพที่คงที่ ไม่เปลี่ยนแปลงไปจากปกติ เพราะถ้ามีการเปลี่ยนแปลงไปก็จะก่อให้เกิดอันตรายขึ้นได้ ซึ่งเป็นการรักษาดุลยภาพของร่างกายนั่นเอง
การรักษาดุลยภาพของน้ำในพืช
การคายน้ำจะทำให้พืชสูญเสียน้ำออกจากเซลล์ และเพื่อไม่ให้มีผลกระทบต่อกระบวนการต่างๆ ภายในเซลล์รากพืชจึงดูดน้ำขึ้นมาแทนตลอดเวลา ดั้งนั้นกลไกสำคัญในการรักษาดุลยภาพของน้ำในพืช คือการควบคุมสมดุลระหว่างการคายน้ำผ่านทางปากใบและการดูดน้ำของราก พืชจะสูญเสียน้ำออกทางปากใบได้มากส่วนพืชที่มีใบน้อยหรือไม่มีใบจะมีการสูญเสียน้ำออกทางปากใบน้อยกว่า การเปิด-ปิดของปากใบจึงเป็นกลไกสำคัญที่พืชใช้ในการควบคุมปริมาณน้ำภายในพืช พืชทั่วไปจะเปิดปากใบในเวลากลางวันและปิดปากใบในเวลากลางคืน แต่การเปิด-ปิดปากใบจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง เช่น ความเข้มของแสง อุณหภูมิ ความชื้น เป็นต้น การเปิด-ปิดปากใบ จึงเป็นวิธีการหนึ่งที่พืชใช้ในการรักษาสมดุลยภาพของน้ำเพื่อให้ปริมาณน้ำพืชอยู่ในระดับที่เหมาะสม


ภาพแสดงการเปิด-ปิดปากใบของพืช


การรักษาดุลภาพของน้ำและแร่ธาตุในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว
พารามีเซียม เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่อาศัยอยู่ในน้ำจืด น้ำรอบๆ เซลล์จะออสโมซิสเข้าสู่ภายในเซลล์ เพราะสารละลายภายในเซลล์ของพารามีเซียม จัดเป็นสารละลายไฮเพอร์โทนิคต่อน้ำภายนอกเซลล์ พารามีเซียมมีกลไกในการรักษาสมดุลยภาพของน้ำภายในเซลล์โดยมีโครงสร้างภายในเซลล์ที่เรียกว่า คอนแทร็กไทล์ แวคิวโอล(contractile vacuole) ซึ่งมีรูปร่ายคล้ายรูปดาว ทำหน้าที่รวบรวมน้ำส่วนเกินและของเสียต่างๆภายในเซลล์ โยใช้ส่วนที่คล้ายแสกดาวเป็นช่องทางดึงน้ำในเซลล์เข้าสู่คอนแทร็กไทล์แวคิวโอลซึ่งหลังจากรับน้ำและของเสียจนเต็มก็จะปล่อยออกสู่ภายนอกเซลล์


ภาพพารามีเซียมแสดงคอนแทร็กไทล์แวคิวโอล


เซลล์ของสิ่งมีชีวิตนอกจากต้องรักษาปริมาณน้ำภายในเซลล์ให้เหมาะสมแล้ว ยังต้องรักษาปริมาณแร่ธาตุต่างๆ ให้เหมาะสมอีกด้วย เพราะแร่ธาตุเหล่านั้น มีความจำเป็นต่อกระบวนการต่างๆภายในเซลล์
การรักษาดุลยภาพของน้ำและแร่ธาตุในสัตว์ต่างๆ
ปลาเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลัง ที่มีไต 2 ข้าง ทำหน้าที่ขับถ่ายของเสียและน้ำออกจากร่างกาย
ปลาน้ำจืดจะมีสารละลายในเซลล์เป็นสารละลายไฮเพอร์โทนิค เมื่อเทียบกับน้ำภายนอกตัวปลา น้ำจึงออสโมซิสเข้าสู่ตัวปลาโดยผ่านทางเซลล์ที่บริเวณเหงือก ถึงแม้ปลาจะกินน้ำน้อยแต่เมื่อปลากินอาหาร น้ำก็จะตามเข้าทางปากด้วย แต่น้ำจะไม่ผ่านทางผิวหนังหรือเกร็ดของปลา จะเห็นได้ว่าปลาน้ำจืดจะรับน้ำเข้าสู่ตัวปลามากเกินไป ปลาจึงต้องมีกลไกการขับน้ำออก โดยไตมีหน้าที่ควบคุมปริมาณน้ำและเกลือแร่ให้เหมาะสม จึงเห็นได้ว่าปลาน้ำจืดต้องขับน้ำออกมามากและบ่อย แต่ปลาน้ำจืดก็ไม่ขาดแร่ธาตุ เพราะปลาได้รับแร่ธาตุส่วนหนึ่งมาจากอาหาร นอกจากนี้เหงือกของปลาน้ำจืดยังมีเซลล์พิเศษช่วยในการดูดซึมแร่ธาตุจำเป็นกลับสู่ตัวปลาอีกทางหนึ่งด้วย


ภาพแสดงการควบคุมสมดุลของน้ำและแร่ธาตุในปลาน้ำจืด


ส่วนปลาทะเลอยู่ในน้ำเค็มซึ่งมีปริมาณแร่ธาตุในน้ำสูง ดังนั้นสารละลายในเซลล์ตัวปลาจึงต้องจัดเป็นสารละลายไฮโพโทนิคเมื่อเทียบกับน้ำทะเล ทำให้น้ำในเซลล์ตัวปลาออสโมซิสออกสู่ภายนอก นอกจากนั้นปลาทะเลยังรับแร่ธาตุจากน้ำทะเลยเข้าสู่ตัวปลามากเกินไปอีกด้วย แร่ธาตุที่ละลายอยู่ในน้ำทะเลจะมาสามารถผ่านเข้าทางหนังและเกล็ดปลาได้ แต่ปลาทะเลยังได้รับแร่ธาตุพร้อมกับน้ำผ่านทางเหงือก ดังนั้นเหงือกของปลาทะเลจึงมีกลุ่มเซลล์ที่ขับแร่ธาตุส่วนเกินออกจากร่างกาย น้ำที่ปลากินเข้าไปจะถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย ส่วนแร่ธาตที่รับเข้าไปมากจะเข้าสู่ระบบทางเดินอาหารและถูกกำจัดออกทางทวารหนัก


ภาพแสดงการควบคุมสมดุลของน้ำและแร่ธาตุในปลาน้ำเค็ม

สัตว์ทะเลอื่นๆ เช่น เต่าทะเล และนกทะเล ซึ่งกินอาหารขากทะเล ทำให้ปริมาณเกลือในร่างกายมากเกินความจำเป็น แต่สัตว์เหล่านี้มีอวัยวะพิเศษสำหรับขับเกลือที่มากเกินไปออกจากร่างกายในรูปน้ำเกลือเข้มข้น อวัยวะดังกล่าอยู่บริเวณหัว เช่น ต่อมนาซัล และรูจมูกของนกทะเล


ภาพแสดงต่อมนาซัลของนกทะเล




การรักษาสมดุลยภาพของน้ำและแร่ธาตุในร่างกายคน
ร่างกายของคนมีน้ำเป็นองค์ประกอบประมาณร้อยละ 65-70 น้ำที่อยู่ในร่างกายทั้งที่อยู่ในเซลล์และหล่อเลี้ยงอยู่นอกเซลล์ ทำหน้าที่ช่วยปรับอุณหภูมิของร่างกาย ช่วยลำเลียงแก๊สและสารอาหาร รวมทั้งของเสียที่ผ่านเข้าออกจากเซลล์ น้ำในร่างกายจะมีการหมุนเวียนเข้าและถ่ายเทออกจากร่างกายยู่ตลอดเวลา ดังนั้นเราควรดื่มน้ำให้พอเพียงอย่างน้อยวันละ 2.4 ลิตร เพื่อทดแทนน้ำที่สูญเสียไปในการขับถ่ายของเหลว การสูญเสียน้ำจะขึ้นกับอุณหภูมิและความชื้นในอากาศด้วย


ปริมาณน้ำเฉลี่ยที่รับเข้าและขับออกจากร่างกายผู้ใหญ่ใน 1 วัน
การรักษาดุลยภาพของกรด-เบส ในร่ายกายคน
กระบวนการต่างๆ ในร่างกายเราล้วนเป็นปฏิกิริยาเคมีซึ่งถูกควบคุมโดยเอนไซม์จำนวนมากมายหลายชนิดเอนไซม์แต่ละชนิดอาจทำงานได้ดีในสภาวะแวดล้อมแตกต่างกัน จะเห็นได้จากการอัตราการทำงานของเอนไซม์ ทริปซิน(trypsin) ซึ่งทำหน้าที่ย่อยสลายโปรตีนในกระเพาะอาหาร พบว่าระดับความเป็นกรด-เบส(pH) มีผลต่อการทำงานของเอนไซม์ชนิดนี้


กราฟแสดงอัตราการทำงานของเอนไซม์ทริปซินที่ pH ระดับต่างๆ


การรักษาดุลยภาพของอุณหภูมิในร่างกาย
การทำงานของเอนไซม์ในร่างกาย ขึ้นกับสภาพความเป็นกรด-เบส นอกจากนี้ยังมีปัจจัยสำคัญอีกอย่างหนึ่งที่ส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์ นั่นก็คือ อุณหภูมิ