การลำเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์

การลาเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ รายวชิ าวทิ ยาศาสตร์ชีวภาพ มัธยมศึกษาปีท่ี 4 นางสุรีย์พร สายวารีรัตน์ กลุ่มสาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรียนโนนแท่นพทิ ยาคม ตาบลโพนครก อาเภอท่าตูม จงั หวดั สุรินทร์ สานักงานเขตพืน้ ทกี่ ารศึกษามธั ยมศึกษา เขต 33 กระทรวงศึกษาธิการ

การลาเลยี งสารเข้าและออกจากเซลล์ สิ่งมีชีวติ ทุกชนิดตอ้ งมีการรับสารจากภายนอก เช่น แร่ธาตุ น้า และอาหาร เขา้ สู่เซลล์ เป็นตน้ ในขณะเดียวกนั เซลล์ ก็จะกาจดั สารส่วนเกินหรออของเสียออกสู่ภายนอกดว้ ย เพ่ออปรับหรออรักษาสภาพภายในเซลลใ์ หเ้ หมาะสมทาให้ สามารถมีชีวติ ไดต้ ามปกติเซลลข์ องสิ่งมีชีวติ มีเยออ่ หุม้ เซลล์ ท่ีทาหนา้ ท่ีลาเลียงสารเขา้ และออกจากเซลล์ เยออ่ หุม้ เซลล์ จดั เป็นเยอ่อ เลออกผา่ น คออ ยอมใหส้ ารบางอยา่ งผา่ นได้ แตส่ ารบางอยา่ งผา่ นไดย้ ากหรออผา่ นไม่ไดเ้ ลย การแพร่ การแพร่ของสารเขา้ สู่เซลล์ สารน้นั ตอ้ งมีโมเลกุลขนาดเล็ก โดยผา่ นเขา้ ทางช้นั ฟอสโฟลิพดิ เทา่ น้นั เป็นการเคล่ออนท่ี ของอนุภาคสารจากบริเวณสารท่ีมีความเขม้ ขน้ สูง คออ มีอนุภาคสารน้นั เป็นจานวนมากไปยงั บริเวณท่ีมีความเขม้ ขน้ ของ สารต่ากวา่ อนุภาคของสาจะกระจายไปจนบริเวณน้นั มีความเขม้ ขน้ ของสารน้นั เทา่ กนั หมด จนถึงจุดสมดุลของการแพร่ แต่อนุภาคก็ไมห่ ยดุ น่ิง ยงั มีการเคล่ออนท่ีเพราะอนุภาคมีพลงั งานจลน์ ภาพแสดงการแพร่ของแก๊สออกซิเจนจากถุงลมเขา้ สู่เซลลเ์ มด็ เลออดแดงในหลอดเลออดฝอย การออสโมซิส ร่างกายของสิ่งมีชีวติ มีน้าร้อยละ 65-70 น้าจึงมีความสาคญั ต่อการดารงชีวติ น้าสามารถแพร่เขา้ และออกจากเซลล์ ไดท้ างเยออ่ หุม้ เซลล์ เซลลจ์ ึงมกี ลไกในการควบคุมการแพร่ของน้าท่ีเขา้ หรออออกจากเซลลก์ ารแพร่เขา้ หรออออกของน้า ผา่ นเยออ่ หุม้ เซลลเ์ ป็นการแพร่ของอนุภาคน้าจากบริเวณที่มีอนุภาคของน้ามากหรออบริเวณที่สารละลายมีความเขม้ ขน้ นอ้ ยกวา่ ไปสู่บริเวณท่ีมีอนุภาคของน้านอ้ ย หรออบริเวณที่สารละลายมีความเขม้ ขน้ มากกวา่ ปรากฏการณ์แบบน้ีเรียกวา่ ออสโมซิส (osmosis)

การแพร่แบบฟาซิลเิ ทต สารบางชนิดมีโมเลกุลใหญ่ไม่สามารถแพร่ผา่ นเยอ่อ หุม้ เซลลไ์ ดโ้ ดยตรง เช่น น้าตาลกลูโคส กรดอะมิโน และ ไอออนสารต่างๆ เป็นตน้ แต่พบวา่ สารเหล่าน้ีก็สามารถผา่ นเขา้ สู่เซลลไ์ ด้ โครงสร้างของเยออ่ หุม้ เซลลป์ ระกอบดว้ ย ฟอสโฟลิพดิ และมีโปรตีนแทรกอยู่ สารเหล่าน้ีแพร่ผา่ นเซลลโ์ ดยมีโปรตีนเป็นตวั พา ซ่ึงจะจบั กบั สารท่ีเซลลจ์ ะ ลาเลียงเขา้ หรออออกจากเซลลอ์ ยา่ งเฉพาะเจาะจง แลว้ ลาเลียงสารน้นั เขา้ หรออออกจากเซลล์ เรียกการลาเลียงหรออ การแพร่แบบน้ีวา่ การแพร่แบบฟาซิลเิ ทต (facilitated diffusion) ซ่ึงมีหลกั การลาเลียงคลา้ ยกบั การแพร่ คออ อนุภาคของสารแพร่จากบริเวณที่สารมีความเขม้ ขน้ สูงไปยงั บริเวณท่ีสารมีความเขม้ ขน้ ต่ากวา่ การแพร่แบบฟาซิลิเทต จะมีอตั ราการแพร่เร็วกวา่ แบบธรรมดามาก และมีความเฉพาะเจาะจงตอ่ สารที่ลาเลียงดว้ ย การแพร่ของน้าผา่ น เยอ่อ หุม้ เซลลก์ ็เป็นการแพร่แบบฟาซิลิเทตเช่นกนั การแสดงการแพร่แบบฟาซิลิเทต การลาเลยี งสารโดยใช้พลงั งาน โดยทว่ั ไปเซลลข์ องสิ่งมีชีวติ ท้งั พชอ และสัตวจ์ ะมีความเขม้ ขน้ ภายในเซลลส์ ูงกวา่ ภายนอกเซลล์ เช่น เซลลข์ องรากพอช แมใ้ นขณะที่ภายในเซลลม์ ีความเขม้ ขน้ ของสารละลายแร่ธาตุสูงกวา่ ภายนอก แต่เซลลร์ ากพอช กย็ งั สามารถดูดซึมลาเลียงแร่ธาตุซ่ึงละลายอยใู่ นดินเขา้ สู่เซลลไ์ ดอ้ ีก เป็นตน้ เซลลส์ ามารถลาเลียงสารจากบริเวณ ที่มีความเขม้ ขน้ ของสารน้นั ต่าเขา้ สู่ภายในเซลลซ์ ่ึงมีความเขม้ ขน้ ของสารน้นั สูงกวา่ ได้ ก็เพราะเซลลใ์ ชพ้ ลงั งาน ที่ไดจ้ ากการสลายสารอาหารมาใชใ้ นการลาเลียงสารนนั่ เอง การลาเลียงโดยใชพ้ ลงั งานน้ีตอ้ งอาศยั โปรตีนตวั พา ที่มีความจาเพาะต่อสารน้นั ซ่ึงอยบู่ นเยออ่ หุม้ เซลลด์ ว้ ย ภาพแสดงการลาเลียงสารแบบใชพ้ ลงั งาน

การลาเลยี งสารขนาดใหญ่ ในกรณีที่สารขนาดใหญ่ เช่น โปรตีน หรออคาร์โบไฮเดรต เป็ นตน้ เป็นสารท่ีมีความจาเป็นตอ้ งลาเลียงเขา้ และออกจากเซลล์ แตไ่ ม่สามารถผา่ นช้นั ไขมนั หรออช่องทางโปรตีนตวั พาได้ เซลลจ์ ึงตอ้ งมีวธิ ีการท่ีจะ จบั สารเหล่าน้ีเขา้ และออกจากเซลล์ โดยเยอ่อ หุม้ เซลลจ์ ะเวา้ เขา้ ไปในไซโทพลาสซึมแลว้ โอบลอ้ มสารน้นั ไว้ จนกลายเป็นถุงเล็กๆ แลว้ ถุงน้นั ก็จะเคลอ่อนที่เขา้ สู้ภายในเซลล์ เรียกวธิ ีนาสารเขา้ สู่เซลลแ์ บบน้ีวา่ กระบวนการ เอนโดไซโทซิส(endocytosis) ภาพแสดงกระบวนการเอนโดไซโทซิส ส่วนการลาเลียงสารขนาดใหญอ่ อกจากเซลลเ์ รียกวา่ กระบวนการเอกโซไซโทซิส (exocytosis) สารท่ีถูกขบั ออกจากเซลลจ์ ะอยภู่ ายในถุงท่ีหุม้ ไวโ้ ดยเยออ่ หุม้ เซลล์ ถุงน้ีจะเคล่ออนที่ไปจนชิดติดกบั เยออ่ หุม้ เซลล์ แลว้ เชอ่อมเป็ นเน้ออเดียวกบั เยออ่ หุม้ เซลลแ์ ลว้ จึงเปิ ดเป็ นช่อง ผลกั ดนั สารน้นั ออกนอกเซลล์ ภาพแสดงกระบวนการเอกโซไซโทซิส