ผังมโนทัศน์สาระการเรียนรู้






ตอนที่ 1 การรักษาดุลยภาพของเซลล์
สาระสำคัญ
          1. เซลล์รักษาดุลยภาพโดยการลำเลียงสารชนิดต่าง ๆ เข้าและออกจากเซลล์ผ่านทางเยื่อหุ้มเซลล์
          2. การแพร่เป็นการลำเลียงสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารมากไปสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นของสารน้อยกว่าจนเกิดภาวะสมดุลของการแพร่
          3. การออสโมซิสเป็นการแพร่ของน้ำจากบริเวณที่มีน้ำปริมาณมากไปสู่บริเวณที่มีน้ำปริมาณน้อย
          4. สารที่ไม่สามารถลำเลียงผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ด้วยการแพร่จะถูกลำเลียงโดยอาศัยโปรตีนตัวพา ได้แก่ การลำเลียงแบบฟาซิลิเทตซึ่งมีหลักการเดียวกับการแพร่ และการลำเลียงแบบใช้พลังงานพลังงาน ATP
          5. การลำเลียงสารขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยอาศัยโปรตีนตัวพาได้ จะถูกลำเลียงด้วยวิธีการเอกโซไซโทซิสและเอนโดไซโทซิส

Key word
          เยื่อหุ้มเซลล์ : เยื่อบาง ๆ ประกอบด้วยชั้นไขมันเรียงตัวกันเป็น 2 ชั้น และมีโปรตีนแทรกอยู่ในชั้น
          เยื่อกึ่งซึมผ่านได้ : เยื่อที่ยอมให้สารบางชนิดผ่านเข้าออกได้
          ออสโมซิส : การแพร่ของน้ำจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารละลายต่ำ ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารละลายสูงกว่า
          การลำเลียงสารแบบฟาซิลิเทต : การลำเลียงที่ต้องอาศัยโปรตีนตัวพา
          ATP : สารประกอบที่มีพลังงานสูงที่เกิดจากกระบวนการเมแทบอลิซึมของเซลล์


การรักษาดุลยภาพของเซลล์
          เซลล์ (cell) เป็นส่วนประกอบของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ซึ่งมีขนาดเล็กมากมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น ต้องศึกษาผ่าน ‘กล้องจุลทรรศน์’ ซึ่งทำให้ทราบว่าภายในเซลล์ประกอบด้วย ออร์แกเนลล์ (organelle) ที่มีรูปร่าง โครงสร้างและมีหน้าที่แตกต่างกัน เซลล์จะควบคุมการทำงานของออร์แกเนลล์ต่าง ๆ เพื่อรักษาสมดุลภายในเซลล์ให้เป็นไปอย่างเหมาะสม

          โครงสร้างของเซลล์
                    เซลล์พืชและเซลล์สัตว์จะประกอบด้วยโครงสร้างพื้นฐานสำคัญที่คล้ายคลึงกัน 3 ส่วน ดังนี้
                              1. เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) เป็นเยื่อบาง ๆ ประกอบด้วยชั้นไขมันเรียงตัวกันเป็น 2 ชั้น และมีโปรตีนแทรกอยู่ในชั้น มีสมบัติเป็นเยื่อกึ่งซึมผ่านได้ (semipermeable membrane) ซึ่งทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนสารระหว่างเซลล์ หรือกำจัดสารออกจากเซลล์ผ่านช่องว่างหรือรูเล็ก ๆ ในเซลล์พืชชั้นนอกสุดจะพบผนังเซลล์ (cell wall) ที่มีสารพวกเซลลูโลสเป็นองค์ประกอบ ซึ่งทำให้เซลล์คงรูปได้
                              2. นิวเคลียส (nucleus) มีลักษณะค่อนข้างกลม ที่ผิวมีรูเล็ก ๆ กระจายอยู่ทั่วไป เพื่อให้สารต่าง ๆ ผ่านเข้า–ออก ภายในนิวเคลียสมีนิวคลีโอลัส ซึ่งทำหน้าที่สร้างไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอ (rRNA) ที่เป็นส่วนประกอบของไรโบโซม
                              3. ไซโทพลาซึม (cytoplasm) เป็นของเหลวภายในเซลล์ ประกอบด้วย ไรโบโซม ร่างแหเอนโดพลาซึม กอลไจแอปพาราตัส คลอโรพลาสต์ (พบเฉพาะในเซลล์พืช) ไมโทคอนเดรีย ไลโซโซม (พบเฉพาะในเซลล์สัตว์) และแวคิวโอล โดยแต่ละออร์แกเนลล์จะมีรูปร่างและหน้าที่แตกต่างกัน
การลำเลียงของสารผ่านเซลล์





          การแพร่
                    การที่สารแพร่กระจายปะปนกับอนุภาคของน้ำไปทุกทิศทุกทางจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารมากไปสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นของสารน้อยกว่า เรียกปรากฏการณ์ดังกล่าวนี้ว่า การแพร่ (diffusion) ซึ่งจะหยุดแพร่เมื่อความเข้มข้นของสารเท่ากันทั่วภาชนะ เรียกสภาวะที่เกิดขึ้นนี้ว่า ภาวะสมดุลของการแพร่




                    การแพร่ แบบออสโมซิส (osmosis) เป็นการแพร่ของน้ำจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารละลายต่ำ ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารละลายสูงกว่า โดยผ่านเยื่อบาง ๆ ที่เรียกว่า เยื่อเลือกผ่าน (differential membrane) การแพร่ของน้ำเข้าสู่เซลล์ต้องอาศัยความดันที่เรียกว่า ความดันออสโมซิส (osmotic pressure) ทำให้น้ำจากสารละลายภายนอกเซลล์เคลื่อนที่ผ่านเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์ได้ เมื่อน้ำแพร่เข้าสู่เซลล์ปริมาณมาก ๆ จะทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เกิดการเต่งเกิดความดันที่เรียกว่า ความดันเต่ง (turgor pressure) การแพร่จะอยู่ในภาวะสมดุล เมื่อ ค่าความดันเต่งสูงสุดจะเท่ากับค่าความดันออสโมซิส




          ความเข้มข้นของสารละลายรอบ ๆ เซลล์ทำให้เซลล์เกิดการเปลี่ยนแปลงไปในลักษณะต่าง ๆ สรุปได้ 3 แบบดังนี้
                    1. สารละลายไฮโพทอนิก (hypotonic solution) เป็นสารละลายภายนอกเซลล์ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าสารละลายภายในเซลล์ ทำให้น้ำแพร่เข้าสู่เซลล์ เซลล์จะบวมและเต่งขึ้น
                    2. สารละลายไฮเพอร์ทอนิก (hypertonic solution) เป็นสารละลายภายนอกเซลล์ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าสารละลายภายในเซลล์ ทำให้น้ำแพร่ออกจากเซลล์ จะทำให้เซลล์เหี่ยว เรียกภาวะที่เกิดขึ้นว่า พลาสมอลิซิส (plasmolysis)
                    3. สารละลายไอโซทอนิก (isotonic solution) เป็นสารละลายภายนอกเซลล์ที่มีความเข้มข้นเท่ากับสารละลายภายในเซลล์ การแพร่ของน้ำเข้าหรือออกจากเซลล์ตลอดเวลาก็จะไม่เกิดอันตรายต่อเซลล์

การลำเลียงแบบฟาซิลิเทต
          การลำเลียงแบบฟาซิลิเทต (facilitated transport) เป็นการลำเลียงที่ต้องอาศัยโปรตีนตัวพา (carrier protein) ที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งทำหน้าที่จับกับโมเลกุลของสารที่จะลำเลียง เปลี่ยนรูปร่างสารนั้นเพื่อลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยไม่ต้องอาศัยพลังงาน และมีทิศทางการลำเลียงจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารสูงไปสู่ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าเหมือนกับกับการแพร่ แต่ด้วยอัตราที่เร็วกว่า




           
          การลำเลียงแบบใช้พลังงาน
          การลำเลียงแบบใช้พลังงาน (active transport) เป็นการลำเลียงสารจากบริเวณที่สารมีความเข้มข้นต่ำไปสู่บริเวณที่สารมีความเข้มข้นสูงกว่า โดยต้องใช้พลังงานจากสารประกอบเคมีชนิดหนึ่งที่เรียกว่า อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (adenosine triphosphate) หรือ ATP ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีพลังงานสูงที่เกิดจากกระบวนการเมแทบอลิซึมของเซลล์ รวมทั้งอาศัยโปรตีนตัวพาที่เยื่อหุ้มเซลล์ในการลำเลียงสารอีกด้วย




          การลำเลียงสารขนาดใหญ่
                    สารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่เกินไป เช่น คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน เอนไซม์ หรือฮอร์โมนต่าง ๆ ซึ่งเป็นสารที่จำเป็นต่อเซลล์ เซลล์จะมีวิธีการลำเลียงสารเหล่านี้เข้าและออกจากเซลล์ด้วยกระบวนการต่าง ๆ ดังนี้
                    1. เอกโซไซโทซิส (exocytosis) เป็นการลำเลียงสารออกภายนอก โดยการล้อมสารไว้ในถุงที่รวมกับเยื่อหุ้มเซลล์และเปิดผิวหน้าด้านนอกออก เพื่อขับสารที่อยู่ในถุงออกนอกเซลล์




                    2. เอนโดไซโทซิส (endocytosis) สารจะเคลื่อนที่เข้าไปในถุงซึ่งเกิดจากการเว้าของเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปในไซโทพลาซึม และหลุดเข้าไปในไซโทพลาซึมภายในเซลล์ เพื่อส่งสารเข้าสู่เซลล์





กลไกการรักษาดุลยภาพของเซลล์
          การรักษาดุลยภาพของร่างกาย (homeostasis) เป็นการปรับตัวของระบบและกลไกต่าง ๆ ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่อาศัยอยู่ เพื่อไม่ให้เกิดอันตรายต่อระบบในร่างกาย
          สิ่งมีชีวิตต้องอาศัยการทำงานประสานกันของเซลล์จำนวนมาก เซลล์หลาย ๆ เซลล์รวมกลุ่มกันเป็น เนื้อเยื่อ (tissue) เพื่อทำหน้าที่เฉพาะอย่าง เนื้อเยื่อหลาย ๆ ชนิดรวมกันเป็น อวัยวะ (organ) อวัยวะหลาย ๆ อวัยวะทำหน้าที่ประสานกันและรวมกลุ่มกันเป็น ระบบอวัยวะ (organ system) ระบบอวัยวะทุกระบบจะทำงานประสานกันเป็นร่างกาย ซึ่งแต่ละอวัยวะจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพได้ต้องมีการปรับตัวเพื่อรักษาดุลยภาพในร่างกายเพื่อให้ร่างกายอยู่ในภาวะสมดุลอยู่เสมอ


ตอนที่ 2 รักษาดุลยภาพของสิ่งมีชีวิต
สาระสำคัญ
          1. เมื่อพืชได้รับน้ำมากเกินความต้องการ พืชจะคายน้ำออกทางปากใบ และเมื่อพืชสูญเสียน้ำมาก ปากใบจะปิดเพื่อลดการคายน้ำควบคู่กับการดูดซับน้ำของรากเพื่อลำเลียงน้ำไปสู่ส่วนต่าง ๆ ของพืช
          2. หน่วยไตของคนทำหน้าที่ในการกรองของเสียในเลือดตรงบริเวณที่เรียกว่า โบว์แมนแคปซูล
          3. สารที่เป็นประโยชน์บางส่วนที่ถูกกรองผ่านโบว์แมนแคปซูลจะถูกดูดเข้าสู่กระแสเลือดอีกครั้งที่ท่อหน่วยไต
          4. ไตจะทำงานร่วมกับสมองส่วนไฮโพทาลามัสเพื่อรักษาสมดุลของน้ำในร่างกาย
          5. ร่างกายหายใจออกเพื่อกำจัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งทำให้ค่าความเป็นกรด-เบสในร่างกายสมดุล
          6. สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เช่น พารามีเซียมมีโครงสร้างภายในเซลล์ที่เรียกว่า คอนแทร็กไทล์แวคิวโอล ซึ่งทำหน้า ที่กำจัดน้ำและของเสียต่าง ๆ ออกนอกเซลล์เพื่อรักษาสมดุลของสารภายในเซลล์
          7. ปัสสาวะของปลาน้ำจืดจะเจือจางมากเนื่องจากได้รับน้ำจากสภาพแวดล้อมในปริมาณมาก ส่วนการลำเลียงแร่ธาตุเข้าร่างกายต้องใช้การลำเลียงแบบใช้พลังงานเพราะสภาพแวดล้อมมีปริมาณแร่ธาตุน้อย
          8. ปัสสาวะของปลาทะเลจะเข้มข้นมากเนื่องจากต้องรักษาน้ำในร่างกายไม่ให้แพร่ออกสู่สภาพแวดล้อมส่วนการลำเลียงแร่ธาตุออกนอกร่างกายต้องใช้การลำเลียงแบบใช้พลังงานเพื่อกำจัดแร่ธาตุที่มีปริมาณมากเกินความต้องการของร่างกาย
          9. นกทะเลใช้ต่อมเกลือในการกำจัดเกลือและแร่ธาตุที่มีปริมาณเกินความต้องการของร่างกาย
          10. สมองส่วนไฮโพทาลามัสจะควบคุมดุลยภาพของน้ำและสารต่าง ๆ ในร่างกาย โดยการสั่งต่อมใต้สมองให้กระตุ้นหรือยับยั้งการหลั่งฮอร์โมน ADH เพื่อควบคุมปริมาณน้ำและสารต่าง ๆ ให้อยู่ในภาวะสมดุล
          11. สัตว์เลือดอุ่นสามารถควบคุมอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ในสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ทำให้ร่างกายสามารถ ดำรงชีวิตอยู่ได้ตามปกติ
          12. สัตว์เลือดเย็นเป็นสัตว์ที่มีอุณหภูมิในร่างกายเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพแวดล้อมได้ตลอดเวลา จึงทำ
ให้การทำงานของร่างกายไม่คงที่

Key word
          โบว์แมนแคปซูล : กระเปาะที่อยู่บริเวณปลายของท่อหน่วยไต
          โกลเมอรูลัส : กลุ่มของหลอดเลือดฝอยที่อยู่ภายในโบว์แมนแคปซูล
          เมแทบอลิซึม : กระบวนการที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ ประกอบด้วยกระบวนการสังเคราะห์พลังงานจากอาหาร และกระบวนการสลายเพื่อให้ได้พลังงาน
          ADH : ฮอร์โมนที่หลั่งจากต่อมใต้สมองส่วนท้าย
          การจำศีล : ภาวะหยุดนิ่งเพื่อถนอมพลังงานไว้


การรักษาดุลยภาพของน้ำในพืช
          พืชจะมีการคายน้ำออกทางปากใบ (stoma) โดยใช้ เซลล์คุม (guard cell) เป็นเซลล์ที่มีลักษณะคล้ายเมล็ดถั่ว 2 เซลล์ประกบกัน ทำหน้าที่ควบคุมการเปิด–ปิดของปากใบ เพื่อรักษาดุลภาพภายในเซลล์ไม่ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมากเกินไป





การรักษาดุลยภาพของน้ำและสารต่าง ๆ ในร่างกาย
          ร่างกายจำเป็นต้องรักษาสมดุลของน้ำและแร่ธาตุต่าง ๆ เพื่อให้ร่างกายทำงานได้อย่างปกติ ซึ่งอวัยวะสำคัญที่ทำหน้าที่รักษาสมดุลของน้ำและสารต่าง ๆ ในร่างกายให้อยู่ในภาวะปกติ คือ ไต (kidney) ต่อจากไตทั้ง 2 ข้างมีท่อไต (ureter) ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำปัสสาวะจากไตไปเก็บไว้ชั่วคราวที่กระเพาะปัสสาวะ (urinary bladder) ก่อนขับออกนอกร่างกายทางท่อปัสสาวะ (urethra)
          เมื่อผ่าไตตามยาว จะพบ กรวยไต (pelvis) ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำปัสสาวะต่อไปยังท่อไต ภายในเนื้อเยื่อของไตประกอบด้วยหน่วยเล็ก ๆ เรียกว่า หน่วยไต (nephron) ซึ่งมีประมาณข้างละ 1 ล้านหน่วย แต่ละหน่วยมีลักษณะเป็นท่อ ปลายข้างหนึ่งเป็นกระเปาะเรียกว่า โบว์แมนแคปซูล (Bowman’s capsule) ภายในกระเปาะมีกลุ่มหลอดเลือดฝอยเรียกว่า โกลเมอรูลัส (glomerulus) ส่วนปลายอีกข้างหนึ่งเชื่อมต่อกับส่วนของท่อไต




          เมื่อน้ำเลือดไหลเข้าสู่ไต โกลเมอรูลัสซึ่งมีสมบัติเป็นเยื่อเลือกซึมผ่านจะทำหน้าที่กรองสารบางอย่างที่มีโมเลกุลขนาดเล็กออกจากน้ำเลือด จากนั้นสารที่กรองได้จะไหลจากหลอดเลือดเข้าสู่ท่อหน่วยไต โดยสารที่เป็นประโยชน์ ได้แก่ น้ำ กลูโคส และกรดแอมิโนต่าง ๆ จะถูกดูดซึมกลับเข้าสู่กระแสเลือดอีกครั้งหนึ่งที่บริเวณท่อหน่วยไตเพื่อนำไปใช้ต่อ ส่วนสารที่เป็นของเสีย ได้แก่ ยูเรีย กรดยูริก และสารพิษอื่น ๆ รวมทั้งน้ำบางส่วน จะถูกขับผ่านท่อหน่วยไตไปยังท่อปัสสาวะ และกำจัดออกในรูปของน้ำปัสสาวะ




          ไตสามารถกรองสารที่เป็นประโยชน์ต่อร่างกายกลับเข้าสู่กระแสเลือด และขับของเสียที่ร่างกายไม่ต้องการ เช่น โซเดียมไอออน และคลอไรด์ไอออนที่เกิดจากกระบวนการเมแทบอลิซึม (metabolism) ออกนอกร่างกาย กลไกควบคุมสมดุลของน้ำในเลือดของร่างกายจะทำงานร่วมกับสมองส่วนไฮโพทาลามัส (hypothalamus) เมื่อปริมาณน้ำในเลือดน้อย เลือดมีความเข้มข้นสูง ความดันเลือดจะลดต่ำลง ทำให้สมองส่วนไฮโพทาลามัสส่งกระแสประสาทไปกระตุ้นต่อมใต้สมองส่วนท้ายให้หลั่งฮอร์โมนวาโซเปรสซิน (vasopressin) หรือ ADH (antidiuretic hormone) เพื่อกระตุ้นท่อหน่วยไตให้ดูดน้ำกลับเข้าสู่กระแสเลือด ทำให้ปริมาณน้ำในเลือดสูงขึ้น และเมื่อปริมาณน้ำในเลือดสูงขึ้น เลือดจะเจือจางลง ความดันเลือดจะเพิ่มสูงขึ้น สมองส่วนไฮโพทาลามัสจะไปยับยั้งการหลั่งฮอร์โมน ADH ให้หลั่งออกมาน้อยลง หน่วยไตจึงดูดน้ำกลับได้น้อยลง ปริมาณน้ำในร่างกายจึงอยู่ในภาวะสมดุล





การรักษาดุลยภาพของกรด–เบสในร่างกาย
          เอนไซม์เป็นตัวควบคุมปฏิกิริยาต่าง ๆ ในร่างกาย ซึ่งอัตราการทำงานของเอนไซม์ขึ้นอยู่กับระดับความเป็นกรด-เบส หรือค่า pH ที่เหมาะสมกับชนิดของเอนไซม์นั้น ๆ เช่น การควบคุมความเป็นกรด-เบสที่อยู่ในเลือดเป็นกระบวนการนำออกซิเจนไปสลายสารอาหารแล้วให้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ซึ่งถูกกำจัดออกนอกเซลล์โดยส่งเข้าสู่กระแสเลือด เมื่อรวมตัวกับน้ำ (H₂O) ในเลือดจะเกิดกรดคาร์บอนิก (H₂CO₃) จากนั้นจะแตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออน (H⁺) กับไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออน (HCO₃)




          เลือดที่มีปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์สูง จะมีการสร้าง H⁺ ปริมาณมาก ค่าความเป็นกรดในเลือดจึงสูง ร่างกายจะปรับสมดุลโดยการส่งสัญญาณเพื่อกระตุ้นสมองส่วนเมดัลลาออบลองกาตา (medullaoblongata) ควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อกะบังลมและซี่โครงให้ทำงานมากขึ้น ส่งผลให้มีการหายใจออกเพื่อกำจัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดลดต่ำลง ค่าความเป็นกรดในเลือดจึงลดลง เมื่อปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดต่ำลง สมองส่วนเมดัลลาออบลองกาตาจะไปยับยั้งการทำงานของกล้ามเนื้อกะบังลมและซี่โครงให้ทำงานลดลง เพื่อทำให้ปริมาณแก๊สออกซิเจนในเลือดสูงขึ้น ปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในร่างกายจึงอยู่ในภาวะสมดุล
กลไกทางเคมีอื่น ๆ ของร่างกายที่ช่วยในการปรับสมดุลของกรด–เบสในร่างกาย เช่น เฮโมโกลบินสามารถรวมตัวกับไฮโดรเจนไอออนเพื่อป้องกันการลดลงของ pH ในกระแสเลือดได้

การรักษาดุลยภาพของน้ำและแร่ธาตุในสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ
          สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่อาศัยอยู่ในน้ำ
                    อะมีบาและพารามีเซียมมีการปรับสมดุลของน้ำและแร่ธาตุภายในเซลล์ โดยใช้โครงสร้างภายในเซลล์ที่เรียกว่า คอนแทร็กไทล์แวคิวโอล (contractile vacuole) ซึ่งทำหน้าที่กำจัดน้ำและของเสียต่าง ๆ ออกจากเซลล์ และป้องกันการเต่งของเซลล์จนอาจทำให้เซลล์แตกได้เมื่อน้ำแพร่เข้าสู่เซลล์
          ปลาน้ำจืด
                    มีวิธีการรักษาดุลยภาพของน้ำในร่างกาย โดยน้ำจะเข้าสู่ร่างกายโดยกระบวนการออสโมซิส เนื่องจากแหล่งน้ำมีความเข้มข้นของสารละลายต่ำกว่าในเซลล์ของปลาน้ำจืด น้ำจึงแพร่เข้าสู่เซลล์ของปลาตลอดเวลา จึงมีน้ำในร่างกายมากเกินความต้องการ ปลาจึงมีการควบคุมน้ำในร่างกาย โดยน้ำจะเข้าสู่ตัวปลาผ่านทางปาก ส่วนแร่ธาตุที่เข้าไปพร้อมกับน้ำจะผ่านไปยังบริเวณเหงือก และน้ำจะถูกขับออกเป็นปัสสาวะ




          ปลาทะเล
                    น้ำทะเลมีความเข้มข้นของสารละลายสูงกว่าน้ำจืด ปลาน้ำเค็มจึงมีการแพร่และการสูญเสียน้ำออกจากร่างกาย ปลาทะเลจึงต้องควบคุมระดับน้ำในร่างกายเพื่อไม่ให้สูญเสียน้ำ โดยบริเวณผิวหนังและเกล็ดทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้น้ำและแร่ธาตุซึมผ่านเข้าหรือออกจากร่างกาย และที่บริเวณเหงือกจะมีกลุ่มเซลล์ที่ทำหน้าที่ขับแร่ธาตุที่มากเกินความต้องการออกจากร่างกายโดยการลำเลียงแบบใช้พลังงาน นอกจากนี้อาหารที่มีแร่ธาตุ จะไม่มีการดูดเข้าสู่เซลล์ และถูกกำจัดออกทางทวารหนัก ส่วนน้ำถูกขับออกที่บริเวณไตในรูปปัสสาวะซึ่งมีความเข้มข้นสูง




          นกทะเล
                    นกจะใช้อวัยวะพิเศษที่อยู่บริเวณส่วนหัวที่เรียกว่า ต่อมเกลือ (salt gland) ทำหน้าที่ขับเกลือและแร่ธาตุต่าง ๆ ออกมาในรูปน้ำเกลือผ่านทางจมูก





การรักษาดุลยภาพของอุณหภูมิในร่างกาย
          อุณหภูมิจะส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์ในร่างกาย โดยอุณหภูมิที่สูงกว่าปกติจะทำลายเอนไซม์ได้ และอุณหภูมิที่ต่ำเอนไซม์ก็จะทำงานได้ช้าลง ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ร่างกายจะปรับดุลยภาพของอุณหภูมิในร่างกาย โดยการกระตุ้นสมองส่วนไฮโพทาลามัสให้ลดอัตราการเผาผลาญอาหารภายในเซลล์เพื่อลดอุณหภูมิของเลือด หลอดเลือดบริเวณผิวหนังจะขยายตัว ต่อมเหงื่อผลิตเหงื่อให้ระบายออกสู่สิ่งแวดล้อมมากขึ้น กล้ามเนื้อยึดเส้นขนบริเวณผิวหนังจะคลายตัว เส้นขนที่ผิวหนังจะเอนราบ ช่วยให้สามารถถ่ายเทความร้อนในร่างกายออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกได้มากขึ้น แต่หากร่างกายอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ ร่างกายจะปรับสมดุลของอุณหภูมิในร่างกายโดยกระตุ้นให้สมองส่วนไฮโพทาลามัสเพิ่มอัตราการเผาผลาญภายในเซลล์ หลอดเลือดบริเวณผิวหนังจะหดตัว ต่อมเหงื่อหยุดการสร้างเหงื่อ กล้ามเนื้อยึดเส้นขนบริเวณผิวหนังหดตัว ดึงเส้นขนบริเวณผิวหนังให้ตั้งขึ้น เรียกว่า ขนลุก อากาศจะไม่ผ่านผิวหนังเข้าสู่ร่างกาย ช่วยลดการถ่ายเทความร้อนในร่างกายออกสู่สิ่งแวดล้อมได้มากขึ้น




          การรักษาอุณหภูมิของร่างกายในสัตว์เลือดอุ่น
                    สัตว์เลือดอุ่น (homoeothermic animal) เช่น สัตว์ปีกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม รวมทั้งมนุษย์ เป็นสัตว์ที่สามารถควบคุมและรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้อยู่ในระดับที่ค่อนข้างคงที่ ในสภาพแวดล้อมบางแห่งที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงค่อนข้างสูง สัตว์ที่อาศัยบริเวณนั้นจึงต้องมีการปรับพฤติกรรมเพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ในลักษณะที่แตกต่างกันตามโครงสร้างของร่างกายของสัตว์แต่ละชนิด เช่น เมื่ออากาศร้อนจัด สุนัขจะหอบและหลั่งน้ำลายเพื่อระบายความร้อน เป็นต้น
          การรักษาอุณหภูมิของร่างกายในสัตว์เลือดเย็น
                    สัตว์เลือดเย็น (poikilothermic animal) เช่น สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก และสัตว์น้ำจำพวกปลา เป็นสัตว์ที่อุณหภูมิในร่างกายเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมได้ตลอดเวลา ดังนั้นในช่วงฤดูหนาว ปลาบางชนิดจะมีการย้ายถิ่นฐานไปในบริเวณมหาสมุทรที่มีกระแสน้ำอุ่น หรือกบและงูจะหยุดการกินอาหารและไม่เคลื่อนไหวเพื่อถนอมพลังงาน และซ่อนตัวอยู่ในรูใต้ดินเพื่อปรับอุณหภูมิในร่างกาย อัตราการหายใจและการเต้นของหัวใจก็จะลดลงเช่นกัน เรียกสภาพดังกล่าวนี้ว่า การจำศีล (estivation)




 

แหล่งที่มาของเนื้อหา : สำนักพิมพ์วัฒนาพานิช www.wpp.co.th