Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
เรื่องการลำเลียงสารเข้าและ ออกเซลล์ - Coggle Diagram
เรื่องการลำเลียงสารเข้าและ
ออกเซลล์
การรักษาดุลยภาพของเซลล์
องค์ประกอบส่วนใหญ่ ประกอบด้วย น้ำ และ สารอื่นๆ ที่ละลายได้
เซลล์จะรักษาสมดุลและความเข้มข้นในเซลล์อยู่ตลอด
เพื่อรักษาสภาพขององประกอบให้สมบุรณ์และทำให้การทำงานของเซลล์เป็นปกติ
การทำให้สารละลายในเซลล์มดุล ทำโดยลำเลี้ยงสารเข้าและออก
ถึงเซลล์จะเป็นระบบปิด(Close system) แต่เซลล์ก็มีการลำเลี้ยงสาร
Cell transport
การลำเลียงสารเข้าออกเซลล์ แบ่งเป็น 2 ขนิดใหญ่
1.การลำเลียงสารแบบผ่านเนื้อเยื้อหุ้ม
(Transport across memebrane)
2.การลำเลียงสารแบบไม่ผ่านเนื้อเยื้อหุ้ม
(Vesicle - Mediated transport / Bulk transport)
การลำเลียงสารแบบผ่านเนื้อเยื้อหุ้ม
(Transport across memebrane)
-แบบไม่ใข่พลังงาน (Passive transport)
-แบบใช้พลังงาน (Active transport)
การลำเลียงสารแบบผ่านเนื้อเยื้อหุ้ม(Transport across memebrane)
เป็นการลำเลียงสารผ่านเบื้อหุ้มเซลล์
ใช้พลังงานจลน์ของสารทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของสาาร ตามกฎข้อ 2 ของ Thermodynamics
Active transport
Active transport
เป็นการลำเลียงผ่านเยื้อหุ้มเซลล์แบบใช้พลังงาน
ทิศทางในการเคลื่อนที่ของสาร จากที่ที่มีความเข้มข้นต่ำไปสูง
ใช้สารพลังงานคือ ATP
คล้ายกับการแพร่แบบฟาซิลิเทตตรงที่ต้องใช้ Protein carrier
แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
Primary active transport เป็การลำเลียงสารในทิศทางเดียวต่อการลำเลียงสาร 1 ครั้ง ตัวอย่างการลำเลียงแบบนี้ได้แก่ การหลัง H+ ออกจากเซลล์เยื่อบุกระเพาะอาหารเข้าสู่กระเพาะอาหาร
Secondary active transport เป็นการลำเลียงสาร2 ทิศทางต่อการลำเลียงสาร 1 ครั้ง ตัวอย่างการลำเลียงแบบนี้ ได้แก่ การลำเลียง Na+ ออก และลำเลียง K+เข้า ในกระบวนการ Na – K pumpของเซลล์ประสาท
Vesicle - mediated transport
เป็นการลำเลียงสารโมเลกุงใหญ่ โดยเยื้อหุ้มเซลล์จะห้อหุ้มสารนั้น จนกลายเป็นถุง ( Vescicle ) และนำเข้าหรือออกเซลล์
แบ่งเป็นประเภท
Endocytosis
การนำสารเข้าสู่เซลล์
เป็นการนำสารที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่จากภายนอกเข้าสู่ภายใน
แบ่งออกเป็น 3 วิธี คือ
Pinocytosis
เรียกว่า Cell drinking
เป็นการลำเลียงสารที่สถานะของเหลว หรือ
สารละลาย นำเข้าสู่เซลล์
โดยการเว้าเข้าไปของเยื่อหุ้มเซลล์ (เกิดขึ้นได้เนื่องจาก
มี Microfilament อยู่ใต้เยื่อหุ้มเซลล์) จนเกิดเป็นถุง
ตัวอย่างการลำเลียงแบบนี้ได้แก่ การลำเลียงไขมันที่หรือ การนำของเหลวภายนอกเซลล์กลับเข้าสู่เซลล์ผ่านการย่อยแล้วเข้าสู่เซลล์เยื่อบุผิวของลำไส้เล็ก
Receptor –mediatedendocytosis
การนำสารเข้าสู่เซลล์โดยอาศัยตัวรับ
เป็นการลำเลียงสารเข้าสู่เซลล์เกิดขึ้นโดยมีโปรตีนอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่เป็นตัวรับ (Protein receptor)
สารที่ลำเลียงด้วยวิธีนี้จะต้องมีความจำเพาะใน
การจับกับโปรตีนตัวรับที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์
ตัวอย่างการลำเลียงแบบนี้ได้แก่ การนำ Hormoneบางชนิดเข้าสู่เซลล์ การนำ LDL เข้าสู่เซลล์ต่างๆ การนำ HDL เข้าสู่เซลล์ตับ
Phagocytosis
เรียกว่า Cell eating
การลำเลียงสารขนดใหญ่ มีสถานะของแข็ง หรือวัตถุมีขนาดใหญ่แล้วนำเข้าสู่เซลล์
โดยการใช้ Pseudopodium ยื่นเยื่อหุ้มเซลล์ไปโอบ
ล้อมสารนั้นๆ แล้วสร้างเป็นถุงน้ำเข้าไปภายในเซลล์
ตัวอย่างการลำเลียงแบบนี้ได้แก่ การกินอาหารของ
อะมีบา และ การกินแบคทีเรียของเม็ดเลือดขาว
Exocytosis
การนำสารออกจากเซลล์
เป็นการนำสารขนาดโมเลกุลจากภายในออกสู่ภายนอก
เป็นการลำเลียงสารที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่ออกจากเซลล์ โดยบรรจุอยู่ในถุง (vesicle) แล้วถุงจะค่อยๆเคลื่อนเข้ามาเชื่อมรวมกับเยื่อหุ้มเซลล์ จากนั้น สารที่บรรจุอยู่ในถุงจะออกสู่นอกเซลล์
ตัวอย่างการลำเลียงแบบนี้ ได้แก่ การหลั่งน้ำลายการหลั่งเอนไซม์ในระบบทางเดินอาหาร การหลั่งสารสื่อประสาทในเซลล์ประสาทก่อนไซแนปส์
Passive Transport
Passive transport
เป็นการลำเลียงสารผ่านเยื้อหุ้มโดยไม่ใช่พลังงาน
ทิศในการเคลื่อนที่ของสารจาก ความเข้มข้นสารสูงไปต่ำ (ตาม Concentration gradient)
มีหลายวิธีได้แก่
Facilitated diffusion
การแพร่แบบฟาซิลิแทต
-เป็นการเคลื่อนที่ของสารจากความเข้มข้นสูงไปต่ำ โดยใช้ ตัวพา ที่บริเวณเยื้อหุ้มเซลล์ เช่น Protein channel , Protein carrier มีความจำเพาะต่อการลำเลียง
-ประเภทของสารที่แพร่แบบฟาซิลิแทต ได้แก่ ion ของสารขาดเล็กที่มีขั่วและตัวถูกละลายมขนาดดมเลกุลใหญ่ เช่น Glucose และ กรดอามิดโน
การแพร่แบบนี้ ทำได้เร็วกว่าแบบธรรมดา เพราะตัวพาช่วยทำการเคลื่อนที่ของสารให้เร็วขึ้น
แต่ถ้าเกิดสารที่ลำเลียงมีความเข้มข้นมากจนถึงจุดหนึ่ง ความเร็วของการลำเลียงจะคงที่เพราะตัวพามีจำกัด
สิ่งที่ต่างจากการแพร่แบบอื่นคือ การที่สามารถเพิ่มความเร็วในการลำเลียงได้ตลอดถ้าเกิดเพิ่มเข้มข้นของสาร
ตัวอย่างของการแพร่แบบฟาซิลิเทต ได้แก่ การลำเลียงน้ำตาลกลูโคสเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อ
Osmosis
ออสโมซีส
-เป็นการเคลื่อนที่ของน้ำ ซึ่งทำหน้าที่ ตัวถูกละลาย (Solvent) ที่ผ่านเยื้อเลือกผ่าน(Semipermeable Membrane) จากบริเวณที่ใีความเข้มข้นต่ำไปยังสูงจนกระทั่งสมดุลกัน
-เนื่องจากการเคลื่อนที่ของตัวทำละลาย จึงทำให้มีการเปลี่ยนแปลงปริมาตร
-เมื่อระดับของของเหลวที่ระบบคงที่ ระบบจะปรับตัวให้สมดุลความดันที่ท ำให้การออสโมซิสหยุดพอดี เรียกว่า แรงดันออสโมติก(Osmotic pressure : OP)มีหน่วยเป็น atm.
-OP แปรตามความเข้มข้นของสารละลาย
Hypotonic solution เป็นสารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยเมื่อเทียบกับความเข้มข้นของสารละลายภายในเซลล์ เซลล์ที่อยู่ในสารละลายนี้ทิศทางการออสโมซิสของน้ำจะเคลื่อนที่เข้าสู่เซลล์ ทำให้เกิดปรากฏการณ์เซลล์เต่ง (Plasmoptysis) ในเซลล์พืชจะขยายตัวออกเรื่อยๆ เนื่องจากมีผนังเซลล์ล้อมรอบแต่เซลล์สัตว์ไม่มีจึงจะแตกเมื่อขยายตัวมาก (Hemolysis)
จากปรากฏการณ์ข้างต้นทำให้ทราบว่า ยังมีแรงดันอีก 1 ชนิด ที่เกี่ยวข้องกับการออสโมซิส คือแรงดันเต่ง (turgor pressure) เป็นแรงดันภายในเซลล์ที่เกิด
จากน้ำออสโมซิสเข้าไป โดยจะมีค่ามากสุดเมื่อหยุดออสโมซิส หรือมีค่าเท่ากับ OP
Isotonic solution เป็นสารละลายที่มีความเข้มข้นเท่ากับความเข้มข้นของสารละลายภายในเซลล์ เซลล์ที่อยู่ในสารละลายนี้ทิศทางการออสโมซิสของน้ำจะ
เคลื่อนที่เข้าและออกเซลล์ในอัตราที่เท่ากันทำให้ช่วยรักษาสภาพของเซลล์และการทำงานภายในทำให้คงที่
เซลล์ของสิ่งมีชีวิตจะมีความเข้มข้นภายในไซโทซอลระดับหนึ่ง เมื่อนำเซลล์ของสิ่งมีชีวิตไปแช่ในสารละลายที่มีความเข้นข้นแตกต่างจากเซลล์ จะทำให้เกิดรูปแบบ
การออสโมซิสที่แตกต่างกันออกไปดังนี้
Hypertonic solution เป็นสารละลายที่ความเข้มข้นสูงเมื่อเทียบกับความเข้มข้นของสารละลายภายในเซลล์ เซลล์ที่อยู่ในสารละลายนี้ทิศทางการออสโมซิส
ของน้ำจะเคลื่อนท่ออกจากเซลล์ทำให้เกิดปรากฏการณ์เซลล์เหี่ยว (Plasmolysis)
Simple diffusion
การแพร่แบบธรรมชาติ
-เป็นการเคลื่อนที่ของโมเลกุลหรือไออนของสารที่เป็นตัวถูกละลาย (Solute)
จากความเข้มข้นสูงไปต่ำ จนสารเกิดความสมดุล
-บริเวณเยื้อหุ้มเซลล์ที่แพร่กันแบบธรรมดา เรียกว่า Phospholipid bilayer โดยไม่อาศัยตัวพา
-ประเภทสารที่แพร่แบบธรรมดา ได้แก่ ตัวถูกละลายที่ขนาดเล็ก เช่น Carbon dioxide ,Oxygen มวลของโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว เช่น Sex hormone, Fatty acid และอนุภาคของแข็งซึ่งแขวนลอยอยู่ตรงกลางของ ของเหลว
ปัจจัยที่มีผล
อุณหภูมิ หรือ ความดัน
ความเข้มข้นของสาร
สิ่งเจือปนและสารตัวกลาง
ขนาดและน้ำหนักโมเลกุลของสาร
สถานะของสาร
Dialysis
ไดอะไลซิส
เป็นกระบวนการที่เกิดตรงข้ามกับออสโมซิส กล่าวคือเป็นการเคลื่อนที่ของสารที่เป็นตัวถูกละลาย ผ่านเยื่อเลือกผ่าน (Semipermeable Membrane) จากที่มีความเข้มข้นของสารละลายสูงไปยังต่ำจนกระทั่งถึงจุดสมดุล
เป็นหลักการในไปประดิษฐ์เครื่องฟอกไตเทียม
(Hemodialysis)
Ion exchange
การแลกเปลี่ยนไอออน
เป็นกระบวนการแลกเปลี่ยน ion ระหว่างในเซลล์
กับนอกเซลล์ และ ต้องเป็น ion ที่มีขั้วเดียวกัน
ตัวอย่างเช่น การดูดซึมแร่ธาตุ K+ หรือ Ca2+ จากดินเข้าสู่รากพืช แลกเปล่ียนกับ H+ จากรากพืชออกดิน
Imbibition
การดูดซับน้ำ
เป็นการดูดน้ำในลักษณะการซับน้ำพบในพืช
อาศัยสารสำคัญใน Cell wall ของพืช คือ
Cellulose และ Pectin
มีประโยชน์ในการงอกของเมล็ดและการลายเลียงน้ำในพืช
การลำเลียงสารแบบไม่ผ่านเนื้อเยื้อหุ้ม
(Vesicle - Mediated transport / Bulk transport)
-แบบนำสารเข้าสู่เซลล์ (Endocytosis)
-แบบนำสารออกจากเซลล์ (Excytosis)