การเปลี่ยนสภาพของเซลล์

การเปลี่ยนสภาพของเซลล์

เซลล์เมื่อแบ่งตัวแล้วก็จะเปลี่ยนสภาพไป เพื่อทำหน้าที่เฉพาะอย่าง การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสทำให้ได้จำนวนเซลล์เพิ่มมากขึ้น และเป็นผลให้เกิดการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตชนิดนั้น เกิดกระบวนการต่างๆ 4 กระบวนการคือ
      1. การเพิ่มจำนวนเซลล์ (cell multiplication) การเพิ่มจำนวนเซลล์ทำให้ได้เซลล์ใหม่มากขึ้นและมีขนาดเพิ่มขึ้น การจะมีเซลล์มากน้อยแค่ไหนก็แล้วแต่ชนิดของสิ่งมีชีวิตนั้นว่ามีขนาดเล็กหรือขนาดใหญ่เท่าใด
      2. การเติบโต (growth) ในสิ่งมีชีวิตที่เป็นเซลล์เดียว เมื่อเซลล์ของสิ่งมีชีวิตแบ่งแซลล์ในตอนแรกเซลล์ใหม่ที่ได้จะมีขนาดเล็กกว่าเซลล์เดียว ในเวลาต่อมา เซลล์ใหม่ที่ได้จะสร้างสารต่างๆ เพิ่มมากขึ้น ทำให้ขนาดของเซลล์ใหม่นั้นขยายขนาดขึ้น ในสิ่งมีชีวิตพวกที่เป็นหลายเซลล์ผลจากการเพิ่มจำนวนเซลล์ก็คือการขยายขนาดให้ใหญ่โตขึ้น
      3. การเปลี่ยนแปลงของเซลล์เพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ (cell differentiation) เซลล์จะเปลี่ยนแปลงไปเพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ กัน เช่น เซลล์กล้ามเนื้อทำหน้าที่ในการหดตัวทำให้เกิดการเคลื่อนที่หรือเคลื่อนไหว เซลล์ประสาททำหน้าที่ในการนำกระแสประสาทเกี่ยวกับความรู้สึกและคำสั่งต่างๆ เซลล์ภายในร่างกายของเราจะเริ่มต้นมาจากเซลล์เซลล์เดียวกัน แต่มีการเปลี่ยนแปลงเพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ กันไปเพื่อให้สิ่งมีชีวิตชนิดนั้นๆ สามารถดำรงชีวิตอยู่ในสภาพแวดล้อมต่างๆ กันได้
      4. การเกิดรูปร่างที่แน่นอน (morphogenesis) การเปลี่ยนแปลงของเซลล์เพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ ขบวนการเหล่านี้จะเกิดขึ้นในระยะเอมบริโออยู่ตลอดเวลามีการสร้างอวัยวะต่างๆ ขึ้น อัตราเร็วของการสร้างในแต่ละแห่งบนร่างกายจะไม่เท่ากัน ทำให้เกิดรูปร่างของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดขึ้นโดยที่สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีแบบแผนและลักษณะต่างๆ เป็นแบบที่เฉพาะตัวและไม่เหมือนกับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นๆ การวัดการเติบโต (mesurement of growth)
      1. การวัดน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น เป็นเกณฑ์ที่สำคัญที่ใช้ในการวัดการเติบโต เพราะการที่น้ำหนักเพิ่มขึ้นได้ก็เนื่องมาจากเซลล์ของร่างกายเพิ่มมากขึ้น หรือมีการสร้างและสะสมของสารต่างๆ ภายในเซลล์และร่างกายมากขึ้น
      2. การวัดความสูงที่เพิ่มขึ้น
      3. การวัดปริมาตรที่เพิ่มขึ้น
      4. การนับจำนวนเซลล์ที่เพิ่มขึ้น การนับจำนวนเซลล์จะใช้กับสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กๆ ได้ เช่น การเพิ่มจำนวนเซลล์ของสาหร่าย
   เราได้ทราบมาแล้วว่าสิ่งมีชีวิตมีอายุขัยจำกัด การที่สิ่งมีชีวิตมีอายุขัยจำกัดเนื่องมาจากการชราของเซลล์ ทำให้ร่างกายเสื่อมสภาพในการทำงานแและตายในที่สุด นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่า ในเซลล์ชรามีบริเวณส่วนปลายของโครโมโซมสั้นลงทุกครั้งที่เซลล์มีการแบ่งเซลล์ อาจเป็นไปได้ว่าส่วนนี้ควบคุมการปรับสภาพของเซลล์ เซลล์ชรามีการทำหน้าที่บางอย่างลดน้อยลง เช่น การสังเคราะห์โปรตีนลดลง ความว่องไวในการทำงานจึงต่ำลง
   อายุขัยของสิ่งมีชีวิตอาจเกิดจากปัจจัยภายนอก เช่น อนุมูลอิสระ (free radical) สารที่ทำให้เกิดอนุมูลอิสระทำให้ DNA เกิดมิวเทชัน (mutation) การเปลี่ยนแปลงของโปรตีนบางชนิดทำให้สมบัติของเซลล์เปลี่ยนไป จนไม่สามารถปรับตัวให้อยู่รอดในสิ่งแวดล้อมได้

เนื้อเยื่อ อวัยวะ ระบบของร่างกาย

สัตว์และพืชเมื่อแบ่งเซลล์แล้ว เซลล์ที่ได้ใหม่จะมีการรวมกลุ่มกันเป็นเนื้อเยื่อ (tissue) ชนิดต่างๆ เนื้อเยื่อชนิดต่างๆ จะรวมกันเป็นอวัยวะ (organ) และอวัยวะก็รวมกันเป็นระบบ (system) ระบบแต่ละระบบก็ทำหน้าที่เฉพาะลงไป เช่นระบบย่อยอาหาร (digestive system) ระบบเหล่านี้จะรวมกันและประกอบขึ้นเป็นรูปร่างหรือร่างกายของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด (body)

  1. เนื้อเยื่อของสัตว์ (animal tissue) จำแนกออกเป็น
       1.1 เนื้อเยื่อบุผิว (epithelial tissue) เป็นเนื้อเยื่อที่บุผิวนอกร่างกาย หรือเป็นผิวของอวัยวะ หรือบุช่องว่างภายในร่างกาย โดยเนื้อเยื่อบุผิวจะเรียวตัวอยู่บนเยื่อรองรับฐาน (basement membrane) และผนังด้านบนของเยื่อบุผิว ไม่ติดต่อกับเนื้อเยื่ออื่นๆ ไม่มีเส้นเลือดมาเลี้ยง ได้รับสารอาหาร แก๊สต่างๆ จากการแพร่
        เยื่อบุผิวเมื่อจำแนกตามรูปร่างและการจัดระเบียบของเซลล์ ได้ดังนี้
      1) เยื่อบุผิวเรียงตัวชั้นเดียว (simple epithelium) ประกอบด้วยเซลล์รูปร่าง 3 แบบ คือ เซลล์รูปร่างแบนบาง (simple spuamous epithelium) เช่น เยื่อบุข้างแก้ม หรือเวลล์รูปเหลี่ยมลูกบาศก์ (dimplr vunoifsl rpiyhrlium) เช่น พบที่ท่อของหลอดไต ทำน้ำดี และเซลล์ทรงสูง (simple columnar epithelium) เช่น พบที่ผนังลำไส้เล็ก ทำนำไข่
       2) เยื่อบุผิวเรียงตัวหลายชั้น (stratified epithelium) เป็นเนื้อเยื่อบุผิวที่ประกอบด้วยเซลล์เรียงตัวหลายชั้น ได้แก่
         1. Stratified squamous epithelium เป็นเนื้อเยื่อบุผิวที่ประกอบด้วยเซลล์ รูปร่างหลายเหลี่ยม แบนบาง เรียงกันหลายชั้น เช่น พบที่ผิวหนัง
         2. Stratified cuboidal epithelium ประกอบด้วย เซลล์รูปสี่เหลี่ยมลูกบาศก์ เรียงตัวหลายชั้น เช่น พบที่ต่อมเหงื่อ
         3. Stratified columnar epithelium ประกอบด้วย เซลล์รูปทรงกระบอกสูง ตั้งอยู่บนเยื่อบุผิวอื่นๆ เช่น พบที่บางบริเวณของเยื่อบุคอหอย
      3) เยื่อบุผิวเรียงตัวหลายชั้นเทียม (pseudostratified epithelium) เป็นเนื้อเยื่อบุผิว ที่ประกอบด้วยเซลล์เรียงตัวเพียงชั้นเดียวบนเยื่อฐานรองรับ แต่ระดับความสูงของเซลล์ต่างๆ ไม่เท่ากัน ทำให้เห็นเหมือนกับว่า เซลล์ซ้อนกันหลายชั้น พบที่ผนังหลอดลม
      4) เนื้อเยื่อบุผิวเรียงตัวซ้อนกันหลายชั้นแบบยืดหยุ่น (transitional epithelium) เป็นเนื้อเยื่อบุผิว ที่ประกอบด้วยเซลล์เรียงตัวของเซลล์หลายชั้น โดยที่เซลล์สามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้ระหว่างเป็นแบบ squamous กับ cuboidal cell ขึ้นอยู่กับสภาพของอวัยวะ เช่น พบที่ผนังชั้นในของกระเพาะปัสสวะ
       1.2 เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (connective tissue) เป็นเนื้อเยื่อที่ประกอบด้วยเซลล์หลายชนิด แต่ละชนิดทำหน้าที่แตกต่างกันไป เซลล์อยู่กันอย่างหลวมๆ แต่มีเส้นใยมาประสานกันทำให้เกิดความแข็งแรงยิ่งขึ้น เช่น เนื้อเยื่อไขมัน
        1.3 เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ (muscular tissue) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของร่างกายและอวัยะวะต่างๆ จำแนกตามรูปร่างและโครงสร้าง เป็น 3 ประเภทคือ
     1) กล้ามเนื้อลายหรือกล้ามเนื้อยึดกระดูก (striated muscle หรือ skeletal striated muscle)
      2) กล้ามเนื้อเรียบ (smooth muscle)
      3) กล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle)
        1.4 เนื้อเยื่อประสาท (nervous tissue) เป็นเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการรับสิ่งเร้า การตอบสนองต่อสิ่งเร้า และควบคุมการทำงานของอวัยวะ เนื้อเยื่อประสาทประกอบด้วยกลุ่มเซลล์ 2 ประเภท คือ เซลล์ประสาท (neuron หรือ nerve cell) และเซลล์ค้ำจุต (glial cell หรือ supporting cell) ซึ่งเป็นเซลล์ทำหน้าที่ช่วยเหลือการทำงานของเซลล์ประสาท เช่น เซลล์ชวานน์ (schwann cell)

2. เนื่อเยื่อของพืช (plant tissue) จำแนกเป็น 2 ประเภท คือ
        2.1 เนื่อเยื่อเจริญ (meristem) เป็นเนื่อเยื่อที่แบ่งตัวได้ตลอดเวลา จำแนกตามตำแหน่งได้ 3 ชนิดคือ
      1) Apical meristem เป็นเนื้อเยื่อเจริญส่วนปลาย เช่น ปลายยอด ปลายราก ช่วยเพิ่มความสูงของพืช ซึ่งจัดเป็นการเจริญขั้นแรกของพืช (primary growth)
      2) Lateral meristem เป็นเนื้อเยื่อเจริญด้านข้าง ได้แก่ cork cambium ให้กำเนิดคอร์ก (cork) และ vascular cambium ให้กำเนิดโฟลเอมขั้นที่สองและไซเลมขั้นที่สอง (secondary phloem and secondaryxylem) ช่วยเพิ่มความกว้างหรือขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรากและลำต้น
     3) Intercalary meristem เป็นเนื้อเยื่อเจริญเหนือข้อช่วยให้ปล้องยืดยาวออก พบในลำต้นพืชในเลี้ยงเดี่ยว
       2.2 เนื้อเยื่อถาวร (permanent tissue) เป็นเนื้อเยื่อที่เจริญเปลี่ยนแปลงมาทำหน้าที่เฉพาะโดยจะไม่แบ่งตัวอีก จำแนกเป็น 2 ประเภทคือ
       1) เนื้อเยื่อถาวรเชิงเดี่ยว (simple permanent tissue) เป็นเนื้อเยื่อที่ประกอบด้วยเซลล์ชนิดเดียวล้วนๆ ได้แก่ เอพิเดอร์มิส (epidermis) พาเรนไคมา (parenchyma) เป็นต้น
       2) เนื้อเยื่อถาวรเชิงซ้อน (complex permanent tissue) เป็นเนื้อเยื่อถาวรที่ประกอบด้วยเซลล์มากกว่า 1 ชนิด ทำหน้าที่ร่วมกัน ได้แก่ เนื้อเยื่อลำเลียงอาหารหรือโฟลเอม (phloem) ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ 4 ชนิด คือ ซีฟทิวบ์ แมมเบอร์ (sieve tube member) เซลล์คอมพาเนียน (companion cell) พาเรนไคมา และไฟเบอร์ เนื้อเยื่อลำเลียงน้ำและเกลือแร่หรือไซเลม (xylem) ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ 4 ชนิด คือ เวสเซล เมมเบอร์ (vessel member) เทรคีด (tracheid) พาเรนไคมาและไฟเบอร์