การลำเลียงสารผ่านเซลล์

เซลล์มีการลำเลียงสารผ่านเข้าออก เนื่องจากเซลล์ต้องการสารจากภายนอกในการดำรงชีวิต และกำจัดสารของเสียจากภายในสู่ภายนอก และเซลล์ต้องมีการปรับสภาพเซลล์ให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมอยู่เสมอเพื่อการอยู่รอด

กระบวนการลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งมีสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่าน ยอมให้สารที่มีโมเลกุลขนาดเล็กผ่านเข้าออกได้อย่างอิสระ แต่สารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ต้องมีกลไกบางประการจึงจะเคลื่อนผ่านเข้าหรือออกจากเซลล์ได้

ตัวอย่างที่เซลล์ต้องปรับสภาพ เช่น เมื่อสภาพแวดล้อมมีความเข้มข้นสูงหรือต่ำกว่าความเข้มข้นภายในเซลล์

การลำเลียงสารผ่านเข้าออกเซลล์ได้แก่

1) การลำเลียงสารโดยไม่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ และ
2) การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

1) การลําเลียงสารโดยไม่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

ใช้ในการลำเลียงสารโมเลกุลขนาดใหญ่เข้าหรือออกจากเซลล์ โดยอาศัยการเว้าของเยื่อหุ้มเซลล์แบ่งตามทิศทางการลำเลียง คือ exocytosis ใช้สำหรับการลำเลียงออก และ endocytosis ใช้สำหรับการลำเลียงเข้า

การนำสารออกนอกเซลล์ exocytosis

เป็นการลำเลียงสารขนาดใหญ่ที่บรรจุอยู่ในถุง(vescicle)เมื่อเวสิเคิลรวมตัวกับเยื่อหุ้มเซลล์ สารที่อยู่ภายในก็จะถูกปล่อยออกไปนอกเซลล์ เช่น การหลั่งเอนไซม์เพื่อย่อยอาหารโดยผนังกระเพาะอาหาร การหลั่งฮอรโมนอินซูลินไปยังตับอ่อน

การนำเข้าสู่ภายใน endocytosis มี 3 วิธีดังนี้

ฟาโกไซโทซิส คือ การยื่นบางส่วนของเยื่อหุ้มเซลล์ไปโอบสารขนาดใหญ่ แล้วเอาเข้าและรวมกับ lysosome เพื่อย่อยสารดังกล่าว ยกตัวอย่างเช่น อะมีบาและเซลล์เม็ดเลือดขาว
Pinocytosis พิโนไซโทซิส เป็นการเว้าเข้าของเยื่อหุ้มเซลล์ทีละน้อยและกลายเป็น vesicle ในไซโทพลาสซึมตัวอย่างเช่นเซลล์บุผนังหลอดเลือด Receptor mediated endocytosis คือ การนำสารเข้าสู่เซลล์โดยอาศัยตัวรับ โดยสารที่ถูกลำเลียงด้วยวิธีนี้จะมีความจำเพาะในการจับกับโปรตีนตัวรับที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์จึงจะสามารถนำนำเข้าสู่เซลล์ได้ ตัวอย่างเช่น การนำคลอเลสเตอรอล เข้าสู่เซลล์ตับ

2) การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

ใช้กับการลำเลียงอนุภาคขนาดเล็ก แบ่งเป็นการลำเลียงแบบไม่ใช้พลังงาน และการลำเลียงแบบใช้พลังงาน

การแพร่ของน้ำผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เรียกว่า ออสโมซิส การแพร่จะเกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาค บริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปสู่ความเข้มข้นต่ำ และต้องเป็นสารที่ละลายในไขมันได้ดีไม่มีประจุขั้วจึงจะสามารถแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ ตัวอย่างเช่น การแพร่ของออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และไนโตรเจน รวมไปถึงการแพร่ของวิตามินที่ละลายในไขมันได้แก่วิตามิน A D E K

สารละลายภายนอกเซลล์ ที่มีความเข้มข้นเท่ากับสารละลายภายในเซลล์ เรียกว่า สารละลายไอโซโทนิก

สารละลายภายนอกที่มีความเข้มข้นสูงกว่าสารละลายในเซลล์เรียกว่า สารละลายไฮเพอร์โทนิก หมายความว่าความเข้มข้นของน้ำในเซลล์สูงกว่าความเข้มข้นของน้ำภายนอก
เซลล์จะสูญเสียน้ำออกไปเนื่องจากน้ำภายในเซลล์จะออสโมซิสไปสู่ภายนอก สำหรับเซลล์สัตว์เซลล์จะมีรูปร่างเหี่ยวเนื่องจากไม่ได้ถูกคงสภาพไว้ด้วยผนังเซลล์อย่างเซลล์พืช

สารละลายภายนอกที่มีความเข้มข้นต่ํากว่าสารละลายในเซลล์เรียกว่า สารละลายไฮโพโทนิก น้ำจากสารละลายภายนอกจะออสโมซิสเข้าสู่ภายในเซลล์ ถ้าหากความเข้มข้นต่างกันมากๆน้ำที่เข้าสู่ภายในเซลล์ปริมาณมากอาจทำให้เซลล์ที่ไม่มีผนังเซลล์ เช่น เซลล์สัตว์ บวมหรือแตกได้

การลำเลียงแบบใช้พลังงาน(ATP) แอกทีฟทรานสปอร์ต เป็นการลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์จากบริเวณที่มีความต่างระหว่างความเข้มข้น หรือ ความต่างประจุไฟฟ้า การลำเลียงประเภทนี้เซลล์ต้องอาศัยพลังงานและ
ต้องอาศัยโปรตีนที่แทรกอยู่ระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ลำเลียงคล้ายกับ การแพร่แบบฟาซิลิเทต ต่างกันตรงทิศทางตรงข้ามกับการแพร่ และต้องอาศัยพลังงานจาก ATP

การลำเลียงสารผ่านเซลล์

แบบฝึกหัด