ศักยะงานและเตโตรโดท็อกซิน

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ศักยะงานและเตโตรโดท็อกซิน

ศักยะงาน vs. เตโตรโดท็อกซิน

การเกิดกระแสประสาท ในวิชาสรีรวิทยา ศักยะงาน (action potential) เป็นเหตุการณ์ที่กินเวลาสั้น ๆ ซึ่งศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ (membrane potential) ไฟฟ้าของเซลล์เพิ่มและลดลงอย่างรวดเร็ว ตามด้วยแนววิถีต่อเนื่อง ศักยะงานเกิดขึ้นในเซลล์สัตว์หลายชนิด เรียกว่า เซลล์ที่เร้าได้ (excitable cell) ซึ่งรวมถึงเซลล์ประสาท เซลล์กล้ามเนื้อ และเซลล์ไร้ท่อ (endocrine cell) เช่นเดียวกับเซลล์พืชบางเซลล์ ในเซลล์ประสาท ศักยะงานมีบทบาทศูนย์กลางในการสื่อสารเซลล์ต่อเซลล์ ส่วนในเซลล์ประเภทอื่น หน้าที่หลักของศักยะงาน คือ กระตุ้นกระบวนการภายในเซลล์ ตัวอย่างเช่น ในเซลล์กล้ามเนื้อ ศักยะงานเป็นขั้นแรกในชุดเหตุการณ์ที่นำไปสู่การหดตัว ในเซลล์บีตาของตับอ่อน ศักยะงานทำให้เกิดการหลั่งอินซูลิน ศักยะงานในเซลล์ประสาทยังรู้จักในอีกชื่อหนึ่งว่า "กระแสประสาท" หรือ "พลังประสาท" (nerve impulse) หรือ spike ศักยะงานสร้างโดยช่องไอออนที่ควบคุมด้วยศักย์ไฟฟ้า (voltage-gated ion channel) ชนิดพิเศษที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ ช่องเหล่านี้ถูกปิดเมื่อศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ใกล้กับศักยะพัก (resting potential) แต่จะเริ่มเปิดอย่างรวดเร็วหากศักย์เยื่อหุ้มเซลล์เพิ่มขึ้นถึงค่าระดับกั้น (threshold) ที่นิยามไว้อย่างแม่นยำ เมื่อช่องเปิด จะทำให้ไอออนโซเดียมไหลเข้ามาในเซลล์ประสาท ซึ่งเปลี่ยนแปลงประจุไฟฟ้า (electrochemical gradient) การเปลี่ยนแปลงนี้ยิ่งเพิ่มศักย์เยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปอีก ทำให้ช่องเปิดมากขึ้น และเกิดกระแสไฟฟ้าแรงขึ้นตามลำดับ กระบวนการดังกล่าวดำเนินไปกระทั่งช่องไอออนที่มีอยู่เปิดออกทั้งหมด ทำให้ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์แกว่งขึ้นอย่างมาก การไหล่เข้าอย่างรวดเร็วของไอออนโซเดียมทำให้สภาพขั้วของเยื่อหุ้มเซลล์กลายเป็นตรงข้าม และช่องไอออนจะหยุดทำงาน (inactivate) อย่างรวดเร็ว เมื่อช่องโซเดียมปิด ไอออนโซเดียมจะไม่สามารถเข้าสู่เซลล์ประสาทได้อีกต่อไป และจะถูกลำเลียงแบบใช้พลังงานออกจากเยื่อหุ้มเซลล์ จากนั้น ช่องโปแทสเซียมจะทำงาน และมีกระแสไหลออกของไอออนโปแทสเซียม ซึ่งคืนประจุไฟฟ้ากลับสู่สถานะพัก หลังเกิดศักยะงานแล้ว จะมีการเปลี่ยนแปลงที่เรียกว่า ระยะดื้อ (refractory period) เนื่องจากกระแสโปแทสเซียมเพิ่มเติม กลไกนี้ป้องกันมิให้ศักยะงานเดินทางย้อนกลับ ในเซลล์สัตว์ มีศักยะงานอยู่สองประเภทหลัก ประเภทหนึ่งสร้างโดย ช่องโซเดียมที่ควบคุมด้วยศักย์ไฟฟ้า อีกประเภทหนึ่งโดยช่องแคลเซียมที่ควบคุมด้วยศักย์ไฟฟ้า ศักยะงานที่เกิดจากโซเดียมมักคงอยู่น้อยกว่าหนึ่งมิลลิวินาที ขณะที่ศักยะงานที่เกิดจากแคลเซียมอาจอยู่ได้นานถึง 100 มิลลิวินาทีหรือกว่านั้น. ตโตรโดท็อกซิน (tetrodotoxin, ตัวย่อ: TTX) หรือเรียกสั้น ๆ ว่า เตโตรด็อก (tetrodox) มีชื่อเรียกอื่น ๆ อีก เช่น Anhydrotetrodotoxin, 4-epitetrodoxin, Tetraodonic acid เป็นชื่อเรียกพิษที่อยู่ในตัวปลาปักเป้า เตโตรโดท็อกซินมีสูตรเคมีว่า C11 H17 N3 O8 มีน้ำหนักโมเลกุล 319.268 โดยสกัดครั้งแรกได้จากนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นชื่อ ดร.โยชิซุมิ ทะฮะระ ในปี ค.ศ. 1909 เตโตรโดท็อกซิน เป็นสารพิษชนิดที่ออกฤทธิ์ทำลายระบบประสาท โดยจะเข้าไปจับกับ fast sodium channel ของผนังหุ้มเซลล์ประสาทก่อให้เกิดการ action potential ทำให้ไม่สามารถส่งสัญญาณประสาทได้ ซึ่งส่งผลต่อเซลล์ประสาททั่วร่างกายยกเว้นเซลล์ประสาทที่หัวใจ เมื่อพิษดังกล่าวส่งผลทำลายประสาทจะทำให้เซลล์ประสาทของกล้ามเนื้อไม่สามารถส่งสัญญาณให้กล้ามเนื้อบริเวณดังกล่าวทำงานได้ กล้ามเนื้อจึงเป็นอัมพาต และเมื่อกล้ามเนื้อเป็นอัมพาตก็ส่งผลต่อกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับระบบหายใจเป็นอัมพาตตามด้วย ทำให้ผู้ได้รับพิษหายใจไม่ออกและเสียชีวิตจากการหายใจไม่ออก อาการกว่าพิษจะกำเริบใช้เวลาประมาณ 20 นาทีถึง 3 ชั่วโมง ในบางกรณีอาจแสดงอาการเพียงแค่ 4 นาที เท่านั้นจากการรับประทานปลาปักเป้าเข้าไป โดยจะมีอาการชาที่ปากและลิ้น มีอาการชาและชักกระตุกบริเวณใบหน้าและแขนขา ปวดศีรษะ ปวดท้อง มีอาการคลื่นไส้อาเจียน และอาจมีอาการท้องเสีย กล้ามเนื้อเป็นอัมพาต ชัก หมดสติ การเต้นของหัวใจช้าลง ความดันโลหิตต่ำ และเสียชีวิตได้ ส่วนอาการที่รุนแรงที่สุดคือ เกิดอัมพาตของกล้ามเนื้อช่วยหายใจ ทำให้ระบบหายใจล้มเหลว และเสียชีวิตในเวลา 4-6 ชั่วโมง แต่ก็มีรายงานการเสียชีวิตเร็วที่สุดหลังจากได้รับพิษไปเพียง 20 นาทีเท่านั้น แท้จริงแล้วการสร้างพิษในปลาปักเป้ามิได้เกิดจากเซลล์ของตัวปลาเอง นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าเกิดจากการที่ปลาปักเป้าไปเกินแพลงก์ตอนบางชนิดในกลุ่มไดโนแฟลกเจลเลตที่มีพิษ หรือกินหอยหรือหนอนที่กินแพลงก์ตอนดังกล่าวเข้าไป ทำให้เกิดสารพิษสะสม หรืออาจเกิดจากแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของปลา เตโตรโดท็อกซิน มีความรุนแรงกว่าไซยาไนด์ถึง 1,200 เท่า และทนความร้อนได้สูงถึง 200 องศาเซลเซียส ดังนั้นจึงไม่สามารถทำลายพิษได้ด้วยการใช้ความร้อนปกติในการปรุงอาหาร และไม่มียาแก้พิษใด ๆ ต่อต้านได้ ซึ่งเตโตรโดท็อกซินนั้นอยู่ในอวัยวะทุกส่วนของปลาปักเป้า โดยที่มีปริมาณการสะสมของพิษไม่เท่ากัน ส่วนที่สะสมพิษมาก ได้แก่ รังไข่, อัณฑะ, ตับ, ผิวหนัง และลำไส้ พบน้อยในกล้ามเนื้อ แต่แม้การรับประทานเนื้อปลาไปเพียงแค่ 1 มิลลิกรัม ก็ทำให้เสียชีวิตได้ ยิ่งโดยเฉพาะผู้มีอาการแพ้อย่างรุนแรงมีโอกาสเสียชีวิตได้สูงถึงร้อยละ 50 หากได้รับพิษเข้าไป การที่ปลาปักเป้ามีพิษที่ร้ายแรงเช่นนี้ในร่างกายก็เพื่อป้องตัวกันจากการถูกกินจากสัตว์อื่นนั่นเอง ซึ่งพิษของปลาปักเป้านั้นไม่ได้แปรเปลี่ยนไปตามสภาพสิ่งแวดล้อมหรือฤดูกาลเช่นเดียวกับแมงดาทะเล นอกจากนี้แล้ว ในตัวปลาปักเป้าเองยังมีพิษอีกชนิดหนึ่ง ที่มีลักษณะคล้ายเตโตรโดท็อกซิน นั่นคือ ซาซิท็อกซิน (Saxitoxin, STX) ซึ่งมักพบในปลาปักเป้าที่อยู่ในน้ำจืด ซึ่งการปรุงปลาปักเป้าเพื่อการรับประทาน นิยมกันมากในแบบอาหารญี่ปุ่น โดยเฉพาะการทำเป็นซาซิมิหรือปลาดิบ ในประเทศญี่ปุ่น พ่อครัวที่จะแล่เนื้อปลาและปรุง ต้องขึ้นทะเบียนและได้รับใบอนุญาตจากทางการเสียก่อน ซึ่งจากการศึกษาวิจัยในประเทศญี่ปุ่น พบว่าผู้ที่ได้รับพิษจากปลาปักเป้าร้อยละ 50 เกิดจากการกินตับของปลา ร้อยละ 43 เกิดจากการกินไข่ และร้อยละ 7 เกิดจากการกินหนัง โดยปลาปักเป้าชนิดที่มีสารพิษในตัวน้อยที่สุดหรือแทบไม่มีเลย คือ Takifugu oblongus ที่พบในน่านน้ำของแถบอินโด-แปซิฟิก แต่กระนั้นก็ยังสามารถทำให้ผู้ที่รับประทานเข้าไปเสียชีวิตอยู่ดี.

เซลล์ (ชีววิทยา)

ทฤษฎีเซลล์ถูกพัฒนาขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2382 (ค.ศ. 1839) โดยแมตเทียส จาคอบ ชไลเดน (Matthias Jakob Schleiden) และ ทีโอดอร์ ชวานน์ (Theodor Schwann) ได้อธิบายว่า สิ่งมีชีวิตทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์หนึ่งเซลล์หรือมากกว่า เซลล์ทั้งหมดมีกำเนิดมาจากเซลล์ที่มีมาก่อน (preexisting cells) ระบบการทำงานเพื่อความอยู่รอดของสิ่งที่มีชีวิตทั้งหมดเกิดขึ้นภายในเซลล์ และภายในเซลล์ยังประกอบด้วยข้อมูลทางพันธุกรรม (hereditary information) ซึ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมการทำงานของเซลล์ และการส่งต่อข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังเซลล์รุ่นต่อไป คำว่าเซลล์ มาจากภาษาละตินที่ว่า cella ซึ่งมีความหมายว่า ห้องเล็กๆ ผู้ตั้งชื่อนี้คือโรเบิร์ต ฮุก (Robert Hooke) เมื่อเขาเปรียบเทียบเซลล์ของไม้คอร์กเหมือนกับห้องเล็ก.

ศักยะงานและเซลล์ (ชีววิทยา) · เซลล์ (ชีววิทยา)และเตโตรโดท็อกซิน · ดูเพิ่มเติม »