บทที่ 6 การรักษาดุลยภาพของร่างกาย

อ่านหัวข้อก่อนหน้า อ่านหัวข้อถัดไป Go down

บทที่ 6 การรักษาดุลยภาพของร่างกาย

ตั้งหัวข้อ  CM4869 on Wed Feb 09, 2011 10:42 pm


บทที่ 6 การรักษาดุลยภาพของร่างกาย
การรักษาดุลยภาพของร่างกายสัตว์
(Physiological homeostasis)
การรักษาดุลยภาพภายในร่างกายของสัตว์ (homeostasis) ถือได้ว่าเป็นหัวใจอันสำคัญต่อความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับสรีรวิทยาของสัตว์ช่วงกึ่งศตวรรษที่ 19Claude Bernard นักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศสเป็นผู้ให้แนวความคิดเกี่ยวกับการรักษาดุลยภาพของร่างกายว่าสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับสัตว์มี 2 ชนิด
คือ สภาพแวดล้อมภายนอกตัวสัตว์ (external environment) และสภาพแวดล้อมภายใน (internal environment) ซึ่งได้แก่ของเหลวที่อาบรอบเซลล์ เลือดและน้ำเหลืองซึ่งสัตว์จะต้องมีการรักษาสภาพแวดล้อมภายในเหล่านี้ให้ค่อนข้างคงที่หรือมีการเปลี่ยนแปลงได้เล็กน้อยในช่วงจำกัดค่าหนึ่งจึงจะทำให้สิ่งมีชีวิตดำรงอยู่ได้ถึงแม้สภาพแวดล้อม
ภายนอกร่างกายจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากต่อมาในปี 1929 Walter B. Cannon นักสรีรวิทยาชาวอเมริกันเป็นผู้ที่นำเอาคำว่า “homeostasis” มาใช้เพื่อขยายความหมายของกลไกการรักษาสภาพแวดล้อมภายในร่างกาย (homeo = คล้ายหรือเหมือน, stasis = อยู่นิ่งหรือทรงตัว) ดังนั้น homeostasis ึงหมายถึงการรักษาสภาพแวดล้อมภายในร่างกายให้คงที่แต่ความหมายของคำว่าคงที่ในที่นี้ไม่ได้หมายถึงภาวะที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงหากแต่หมายถึงมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาในลักษณะที่เป็นไดนามิค (dynamic)
สภาพแวดล้อมภายในร่างกายสัตว์ (The internal environment) ได้แก่ของเหลว ที่อาบอยู่รอบ ๆ เซลล์ เรียกว่า extracellular fluid มีอยู่ 2 ชนิดคือ
1. ของเหลวที่อาบรอบเซลล์และน้ำเหลือง
2. พลาสมาซึ่งเป็นส่วนประกอบที่เป็นของเหลวของเลือด
โฮมีโอสเตซิสเกี่ยวข้องกับตัวแปรภายในร่างกาย (variables) ที่ต้องควบคุมเพื่อรักษา
สภาพแวดล้อมภายในของสัตว์ ดังนี้
1. ความเข้มข้นของออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในร่างกาย
2. ความเป็นกรด-เบส (pH)
3. ความเข้มข้นของสารอาหารและของเสียในร่างกาย
4. ความเข้มข้นของเกลือแร่และอิเลคโตรไลต์
5. ปริมาตรของของเหลวนอกเซลล์รวมทั้งแรงดันออสโมติคของของเหลว
6. อุณหภูมิกาย (ในกรณีของสัตว์เลือดอุ่น)
วิธีการที่สัตว์ใช้ในการรักษาสภาพแวดล้อมภายใน
สัตว์อาศัยกลไกการควบคุมย้อนกลับ (feedback mechanism) เป็นตัวช่วยรักษา โฮมีโอสเตซิส ซึ่งมี 2 แบบคือ
1. การควบคุมย้อนกลับแบบบวก (positive feedback control)
2. การควบคุมย้อนกลับแบบลบ (negative feedback control)
ร่างกายมักจะใช้กลไกแบบลบมากกว่าแบบบวกซึ่งเป็นการควบคุมที่ทำให้ร่างกายกลับสู่สภาพเดิมการควบคุมแบบลบมีลักษณะสำคัญคือสัญญาณที่ป้อนกลับเข้ามาจะมีผลไปกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองในลักษณะตรงข้าม (feedback causesa reverse of the response) ตัวอย่างเช่นการหลั่งฮอร์โมนกระตุ้นต่อมไทรอยด์ (TSH)สัญญาณป้อนกลับ (feedback) ที่มากระตุ้นให้ต่อมใต้สมองหลั่งหรือยับยั้งการหลั่งฮอร์โมน TSH คือระดับฮอร์โมนไทรอกซิน (thyroid hormone)ในเลือดหากในเลือดมีระดับฮอร์โมนไทรอกซินสูง ฮอร์โมนไทรอกซินจะไปมีผลยับยั้งทั้งการหลั่ง TRH จากไฮโปธาลามัสและยับยั้งการหลั่ง TSH จากต่อมใต้สมองในทางตรงข้ามหากระดับฮอร์โมนไทรอกซินต่ำจะไปมีผลกระตุ้นให้ไฮโปธาลามัสหลั่ง TRH ากขึ้นและกระตุ้นให้ต่อมใต้สมองหลั่ง TSH มากขึ้นดังนั้นจะเห็นได้ว่าสัญญาณป้อนกลับทำให้เกิดการตอบสนองในลักษณะตรงข้ามนั่นเอง

ส่วนการควบคุมย้อนกลับแบบบวกมีลักษณะสำคัญคือสัญญาณ (input) มีผลต่อการเพิ่มหรือเร่งการตอบสนอง (increases or accelerates the response) ตัวอย่างเช่น ระหว่างการบีบตัวของกล้ามเนื้อมดลูกจะมีการหลั่งออกซิโตซินออกซิโตซินที่หลั่งออกมาไปมีผลกระตุ้นให้การหดตัวของมดลูกมีความถี่และความแรงเพิ่มมากยิ่งขึ้น
กลไกการควบคุมแบบย้อนกลับพบได้ตั้งแต่ระดับเซลล์เป็นต้นไปการควบคุมดังกล่าวประกอบด้วยองค์ประกอบ 3 อย่างคือ
1. ตัวรับ (receptor)
2. ศูนย์ควบคุม (control center)
3. ตัวตอบสนอง (effector)
เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมไม่ว่าจะเป็นภายนอกหรือภายในของสัตว์ตัวรับจะรับรู้การเปลี่ยนแปลงและส่งสัญญาณไปยังศูนย์ควบคุมศูนย์ควบคุมจะสั่งการและส่ง
สัญญาณไปยังตัวตอบสนองให้ทำงานเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในทิศทางที่เหมาะสมที่จะช่วยให้สภาพแวดล้อมในตัวสัตว์กลับเข้าสู่สภาพปกติพื่อให้นิสิตเห็นภาพได้ง่าย ๆและชัดเจนในที่นี้จะเปรียบเทียบกลไกการควบคุมสภาพแวดล้อมของร่างกายสัตว์กับการควบคุมทางวิศวกรรมเช่นการควบคุมอุณหภูมิห้อง สิ่งเร้าในที่นี้ได้แก่อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปศูนย์ควบคุมก็คือเทอร์โมสตัด (thermostat) ของเครื่องทำความร้อน (หรือความเย็น)ทำหน้าที่
ควบคุมอุณหภูมิให้ผันแปรได้ในช่วงแคบ ๆโดยที่เทอร์โมสตัดมีการตั้งค่าอุณหภูมิไว้ที่จุด ๆ หนึ่ง (เรียกว่า set-point) มีตัวรับคือเทอร์โมมิเตอร์ ส่วนเครื่องทำความร้อน (หรือความเย็น)คือหน่วยตอบสนองถ้า set-point อยู่ที่ 20 ?C เมื่ออุณหภูมิลดต่ำกว่า 20 ?C ก็จะไปกระตุ้นให้เครื่องทำความร้อนทำงาน เมื่ออุณหภูมิสูงเกิน 20 ?C ก็จะไปหยุดการทำงานของเครื่องทำความร้อนเป็นต้น
ตัวอย่างของการรักษาดุลยภาพในร่างกายสัตว์
1. โฮมีโอสเตซิสของน้ำในร่างกาย (osmoregulation)
Osmoregulation หมายถึงการควบคุมปริมาณน้ำในกระแสเลือดทั้งนี้จะรวมถึงความเข้มข้นของสารอิเลคโตรไลต์ในเลือด (เช่นแคลเซียม โซเดียมโพแทสเซียม คลอไรด์ และอื่น ๆ)ด้วย กลไกการควบคุมเป็นดังนี้
- การเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำในร่างกาย กระตุ้นกลไกการควบคุมย้อนกลับของร่างกาย
- ออสโมรีเซพเตอร์ซึ่งอยู่ที่สมองส่วนไฮโปธาลามัสรับรู้การเปลี่ยนแปลงได้จากกระแสเลือด
- ไฮโปธาลามัสส่งสารสื่อเคมีไปยังต่อมใต้สมอง
- ต่อมใต้สมองหลั่งฮอร์โมน anti-diuretic hormone (ADH) ไปออกฤทธิ์ที่ท่อหน่วยไตทำให้ท่อหน่วยไตดูดน้ำกลับมากขึ้น หรือน้อยลงแล้วแต่กรณีการควบคุมการดูดน้ำกลับมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณการหลั่งของ ADH นั่นเอง .โฮมีโอสเตซิสของระดับน้ำตาลในเลือดร่างกายต้องการปริมาณน้ำตาลในเลือดที่พอเหมาะเพื่อสร้าง ATP แต่เนื่องจากความต้องการATP ของร่างกายเปลี่ยนแปลงได้ตามสภาพของร่างกายดังนั้นร่างกายจึงต้องเตรียมปริมาณน้ำตาลในเลือดให้ได้ตามความต้องการผลิตพลังงานอยู่เสมอร่างกายควบคุมโฮมีโอสเตซิสของน้ำตาลในเลือดผ่านทางฮอร์โมน 2 ชนิดคืออินซูลินและกลูคากอน .การควบคุมอุณหภูมิร่างกายของสัตว์เลือดอุ่น
สัตว์เลือดอุ่นใช้กลไกการควบคุมย้อนกลับแบบลบในการรักษาอุณหภูมิของร่างกายได้หลายทางโดยมีศูนย์กลางที่รับสัญญาณการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอยู่ที่ไฮโปธาลามัส
ตัวรับรู้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเรียกว่า เทอร์โมรีเซพเตอร์ (thermoreceptor) ที่ผิวหนังจะมีเทอร์โมรีเซพเตอร์เป็นตัวรับรู้อุณหภูมิภายนอกแล้วส่งสัญญาณไปที่ไฮโปธาลามัสไฮโปธาลามัสจะส่งกระแสประสาทไปยังอวัยวะตอบสนองให้มีการทำงานในทางที่จะช่วยปรับอุณหภูมิร่างกายเข้าสู่ภาวะปกติต่อไปวิธีการที่สัตว์ใช้ในการปรับสมดุลของอุณหภูมิร่างกาย (Corrective mechanisms in
temperature control) ได้แก่
1. การเพิ่มหรือลดการหลั่งเหงื่อ
2. การขยายตัว-การหดตัวของหลอดเลือดบริเวณผิวหนังเพื่อการระบายความร้อนนอกจาก
นี้การหดตัวและการขยายตัวของหลอดเลือดบริเวณภายในร่างกายยังมีผลต่อการกระจาย
ความร้อนและการรักษาระดับอุณหภูมิของเลือดที่ไหลกลับเข้ายังหัวใจได้ด้วยโดยการ
ไหลของเลือดในหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำในลักษณะที่เป็น countercurrent flow
มีบทบาทต่อการรักษาอุณหภูมิให้กับร่างกายด้วยเช่นกัน
3. การหดตัวของกล้ามเนื้อ piloerector ที่โคนขนเพื่อผลิตความร้อนและการสั่นของ
กล้ามเนื้อทั่วร่างกาย (shievering)
4. การเพิ่มหรือลดอัตราเมตาโบลิซึมของร่างกายผ่านทางการทำงานของฮอร์โมน

CM4869

จำนวนข้อความ : 38
Join date : 26/01/2011

ดูข้อมูลส่วนตัว

ขึ้นไปข้างบน Go down

อ่านหัวข้อก่อนหน้า อ่านหัวข้อถัดไป ขึ้นไปข้างบน

- Similar topics

 
Permissions in this forum:
คุณไม่สามารถพิมพ์ตอบ