ศักยะงานและเซลล์ (ชีววิทยา)

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ศักยะงานและเซลล์ (ชีววิทยา)

ศักยะงาน vs. เซลล์ (ชีววิทยา)

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. 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.

เยื่อหุ้มเซลล์

ื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ (plasma membrane) เป็นเยื่อหุ้มที่อยู่ชิดกับผนังเซลล์ อาจมีลักษณะเรียบ หรือพับไปมา เพื่อขยายขนาดเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปในเซลล์ เรียกว่า มีโซโซม (mesosome) หรือที่เรียกกันอีกอย่างว่า "เซลล์คุม" มีหน้าที่ควบคุม การเข้าออกของน้ำ สารอาหาร และอิออนโลหะต่าง ๆ เป็นตัวแสดงขอบเขตของเซลล์ เซลล์ทุกชนิดต้องมีเยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์เป็นเยื่อบาง ๆ ประกอบด้วยสารประกอบสองชนิด คือ ไขมันชนิดฟอสโฟลิปิดกับโปรตีน โดยมีฟอสโฟลิปิดอยู่ตรงกลาง 2 ข้างเป็นโปรตีน โดยมีไขมันหนาประมาณ 35 อังสตรอม และโปรตีนข้างละ 20 อังสตรอม รวมทั้งหมดหนา 75 อังสตรอม ลักษณะที่แสดงส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์นี้ต้องส่องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน จึงจะเห็นได้ เยื่อหุ้มสามารถแตกตัวเป็นทรงกลมเล็ก ๆ เรียกเวสิเคิล (Vesicle) ซึ่งมีช่องว่างภายใน (Lumen) ที่บรรจุสารต่าง ๆ และสามารถเคลื่อนที่ไปหลอมรวมกับเยื่อหุ้มอื่น ๆ ได้ การเกิดเวสิเคิลนี้เกิดขึ้นได้ทั้งกับการขนส่งสารระหว่างออร์แกแนลล์ และการขนส่งสารออกนอกเซลล์ที่เรียกเอกโซไซโทซิส (Exocytosis) ตัวอย่างเช่น การที่รากเจริญไปในดิน เซลล์รากจะสร้างมูซิเลจ (Mucilage) ซึ่งเป็นสารสำหรับหล่อลื่น เซลล์สร้างมูซิเลจบรรจุในเวสิเคิล จากนั้นจะส่งเวสิเคิลนั้นมาหลอมรวมกับเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อปล่อยมูสิเลจออกนอกเซลล์ ในกรณีที่มีความต้องการขนส่งสารขนาดใหญ่เข้าสู่เซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์จะเว้าเข้าไปด้านใน ก่อตัวเป็นเวสิเคิลหลุดเข้าไปในเซลล์ โดยมีสารที่ต้องการอยู่ภายในช่องว่างของเวสิเคิล การขนส่งแบบนี้เรียกเอ็นโดไซโตซิส (Endocytosis) นอกจากนั้น เยื่อหุ้มยังทำหน้าที่เป็นเยื่อเลือกผ่าน ยอมให้เฉพาะสารที่เซลล์ต้องการหรือจำเป็นต้องใช้เท่านั้นผ่านเข้าออกได้ การแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เกิดขึ้นได้ดีกับสารที่ละลายในไขมันได้ดี ส่วนสารอื่น ๆ เช่น ธาตุอาหาร เกลือ น้ำตาล ที่แพร่เข้าเซลล์ไม่ได้ จะใช้การขนส่งผ่านโปรตีนที่เยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งเป็นได้ทั้งแบบที่ใช้และไม่ใช้พลังงาน.

ศักยะงานและเยื่อหุ้มเซลล์ · เซลล์ (ชีววิทยา)และเยื่อหุ้มเซลล์ · ดูเพิ่มเติม »