ภาวะธำรงดุล (Homeostasis)

ภาวะธำรงดุล (Homeostasis) หมายถึง ความพยายามที่จะทำให้เกิดความสมดุลของสิ่งต่างๆในร่างกาย เพื่อให้ร่างกายอยู่ในสภาพปกติ ซึ่งจะเกิดขึ้นได้จะต้องอาศัยกลไกต่างๆในร่างกายควบคุม โดยศูนย์กลางการควบคุม homeostasis อยู่ในสมองส่วนhypothalamus

ซึ่งควบคุมการทำงานของร่างกายผ่านระบบการสื่อสารในร่างกาย 2 ส่วน คือ

1.ระบบต่อมไร้ท่อ(endocrine system)

2.ระบบประสาท(nervous system)

โดยทั้ง 2 ระบบจะทำงานประสานกันผ่านทางpituitary gland

กลไกการรักษาดุลยภาพของสิ่งมีชีวิต

กลไกการรักษาดุลยภาพของเซลล์

การรักษาดุลยภาพของร่างกาย (homeostasis) เป็นการปรับตัวของระบบและกลไกต่าง ๆ ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่อาศัยอยู่ เพื่อไม่ให้เกิดอันตรายต่อระบบในร่างกาย

สิ่งมีชีวิตต้องอาศัยการทำงานประสานกันของเซลล์จำนวนมาก เซลล์หลาย ๆ เซลล์รวมกลุ่มกันเป็น เนื้อเยื่อ (tissue) เพื่อทำหน้าที่เฉพาะอย่าง เนื้อเยื่อหลาย ๆ ชนิดรวมกันเป็น อวัยวะ (organ) อวัยวะหลาย ๆ อวัยวะทำหน้าที่ประสานกันและรวมกลุ่มกันเป็น ระบบอวัยวะ (organ system) ระบบอวัยวะทุกระบบจะทำงานประสานกันเป็นร่างกาย ซึ่งแต่ละอวัยวะจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพได้ต้องมีการปรับตัวเพื่อรักษาดุลยภาพในร่างกายเพื่อให้ร่างกายอยู่ในภาวะสมดุลอยู่เสมอ

การรักษาดุลยภาพของน้ำและสารต่าง ๆ ในร่างกาย

ร่างกายจำเป็นต้องรักษาสมดุลของน้ำและแร่ธาตุต่าง ๆ เพื่อให้ร่างกายทำงานได้อย่างปกติ ซึ่งอวัยวะสำคัญที่ทำหน้าที่รักษาสมดุลของน้ำและสารต่าง ๆ ในร่างกายให้อยู่ในภาวะปกติ คือ ไต (kidney) ต่อจากไตทั้ง 2 ข้างมีท่อไต (ureter) ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำปัสสาวะจากไตไปเก็บไว้ชั่วคราวที่กระเพาะปัสสาวะ (urinary bladder) ก่อนขับออกนอกร่างกายทางท่อปัสสาวะ (urethra)

การรักษาดุลยภาพของกรด–เบสในร่างกาย

เอนไซม์เป็นตัวควบคุมปฏิกิริยาต่าง ๆ ในร่างกาย ซึ่งอัตราการทำงานของเอนไซม์ขึ้นอยู่กับระดับความเป็นกรด-เบส หรือค่า pH ที่เหมาะสมกับชนิดของเอนไซม์นั้น ๆ เช่น การควบคุมความเป็นกรด-เบสที่อยู่ในเลือดเป็นกระบวนการนำออกซิเจนไปสลายสารอาหารแล้วให้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ซึ่งถูกกำจัดออกนอกเซลล์โดยส่งเข้าสู่กระแสเลือด เมื่อรวมตัวกับน้ำ (H₂O) ในเลือดจะเกิดกรดคาร์บอนิก (H₂CO₃) จากนั้นจะแตกตัวให้ไฮโดรเจนไอออน (H⁺) กับไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออน (HCO₃)

เลือดที่มีปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์สูง จะมีการสร้าง H⁺ ปริมาณมาก ค่าความเป็นกรดในเลือดจึงสูง ร่างกายจะปรับสมดุลโดยการส่งสัญญาณเพื่อกระตุ้นสมองส่วนเมดัลลาออบลองกาตา (medullaoblongata) ควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อกะบังลมและซี่โครงให้ทำงานมากขึ้น ส่งผลให้มีการหายใจออกเพื่อกำจัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดลดต่ำลง ค่าความเป็นกรดในเลือดจึงลดลง เมื่อปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดต่ำลง สมองส่วนเมดัลลาออบลองกาตาจะไปยับยั้งการทำงานของกล้ามเนื้อกะบังลมและซี่โครงให้ทำงานลดลง เพื่อทำให้ปริมาณแก๊สออกซิเจนในเลือดสูงขึ้น ปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในร่างกายจึงอยู่ในภาวะสมดุล

กลไกทางเคมีอื่น ๆ ของร่างกายที่ช่วยในการปรับสมดุลของกรด–เบสในร่างกาย เช่น เฮโมโกลบินสามารถรวมตัวกับไฮโดรเจนไอออนเพื่อป้องกันการลดลงของ pH ในกระแสเลือดได้

การรักษาดุลยภาพของอุณหภูมิในร่างกาย

อุณหภูมิจะส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์ในร่างกาย โดยอุณหภูมิที่สูงกว่าปกติจะทำลายเอนไซม์ได้ และอุณหภูมิที่ต่ำเอนไซม์ก็จะทำงานได้ช้าลง ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ร่างกายจะปรับดุลยภาพของอุณหภูมิในร่างกาย โดยการกระตุ้นสมองส่วนไฮโพทาลามัสให้ลดอัตราการเผาผลาญอาหารภายในเซลล์เพื่อลดอุณหภูมิของเลือด หลอดเลือดบริเวณผิวหนังจะขยายตัว ต่อมเหงื่อผลิตเหงื่อให้ระบายออกสู่สิ่งแวดล้อมมากขึ้น กล้ามเนื้อยึดเส้นขนบริเวณผิวหนังจะคลายตัว เส้นขนที่ผิวหนังจะเอนราบ ช่วยให้สามารถถ่ายเทความร้อนในร่างกายออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกได้มากขึ้น แต่หากร่างกายอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ ร่างกายจะปรับสมดุลของอุณหภูมิในร่างกายโดยกระตุ้นให้สมองส่วนไฮโพทาลามัสเพิ่มอัตราการเผาผลาญภายในเซลล์ หลอดเลือดบริเวณผิวหนังจะหดตัว ต่อมเหงื่อหยุดการสร้างเหงื่อ กล้ามเนื้อยึดเส้นขนบริเวณผิวหนังหดตัว ดึงเส้นขนบริเวณผิวหนังให้ตั้งขึ้น เรียกว่า ขนลุก อากาศจะไม่ผ่านผิวหนังเข้าสู่ร่างกาย ช่วยลดการถ่ายเทความร้อนในร่างกายออกสู่สิ่งแวดล้อมได้มากขึ้น

ระบบภูมิคุ้มกัน

ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์มีอยู่ทั่วร่างกายเปรียบเหมือนกองทัพทหารที่ป้องกันประเทศ ประกอบด้วย ต่อมน้ำเหลือง (เป็นที่อยู่ของเซลล์เม็ดเลือดขาว) คือ หน่วยทหาร และท่อน้ำเหลือง ที่ภายในจะเป็น น้ำเหลือง และเซลล์เม็ดเลือดขาว เชื่อมต่อระหว่างต่อมน้ำเหลืองด้วยกันเอง และเชื่อมต่อเข้ากับเส้นเลือด คือ เส้นทางเดินทัพของทหาร ม้าม ไขกระดูก ต่อมทอนซิล Payer’s patch ที่อยู่ตามเยื่อบุทางเดินอาหาร เป็นที่ตั้งฐานทัพของทหาร สิ่งแปลกปลอมต่างๆรวมทั้งจุลชีพก่อโรคจะผ่านเข้าสู่ต่อมน้ำเหลืองจากตำแหน่งที่เข้าสู่ร่างกาย เข้าสู่ต่อมน้ำเหลืองเฉพาะที่ และผ่านทางเส้นเลือดและท่อน้ำเหลืองกระจายไปทั่วร่างกาย

แอนติบอดี

แอนติบอดี หรือ อิมมูโนโกลบูลิน (immunoglobulin) เป็นโปรตีนที่มีรูปร่างคล้ายตัว Y เปรียบเหมือนรถยนต์ ที่จะเปลี่ยนสีและรูปร่าง ตามลักษณะของเชื้อโรคที่จำเพาะนั้นๆ โดยที่ส่วนยอดของตัว Y จะมีความหลากหลายมากไม่เหมือนกันในแอนติบอดีจำเพาะต่อแอนติเจนแต่ละชนิด เรียกว่า variable regionเป็นตำแหน่งที่จับกับแอนติเจน ส่วนที่โคนตัว Y ของโมเลกุลแอนติบอดีจะบ่งบอกถึงชนิดของแอนติบอดีว่าเป็น class ไหน เช่น IgG, IgA, IgM, IgD, IgEเรียกว่า constant regionแอนติบอดีกระจายอยู่ตามท่อน้ำเหลือง และเส้นเลือด แอนติบอดีจะจับกับสิ่งแปลกปลอม หรือจุลชีพที่เข้ามาในร่างกาย เพื่อการทำลายจุลชีพนั้นๆ แอนติบอดีชนิด secretory IgA จะอยู่ตามช่องเยื่อบุต่างๆ ในน้ำตา น้ำลาย สารหลั่งในช่องทางเดินอาหาร ทางเดินหายใจ ท่อปัสสาวะ ช่องคลอด เป็นต้น เพืยับยั้งไม่ให้จุลชีพ หรือสิ่งแปลกปลอมผ่านเข้าร่างกายทางเยื่อบุ

ระบบน้ำเหลือง

ประกอบด้วย น้ำเหลือง ท่อน้ำเหลือง และอวัยวะน้ำเหลือง

น้ำเหลือง เป็นของเหลวที่ซึมผ่านผนังหลอดเลือดฝอยมาอยู่ระหว่างเซลล์ บางส่วนจะถูกดูดซึมเข้าสู่หลอดเลือดฝอย บางส่วนจะถูกดูดซึมเข้าสู่หลอดน้ำเหลือง เรียกของเหลวที่อยู่ในหลอดน้ำเหลือง ว่าน้ำเหลือง

ท่อน้ำเหลือง ท่อน้ำเหลืองฝอยซึ่งมีปลายตัน ท่อน้ำเหลืองมีขนาดต่างๆ กัน ท่อน้ำเหลืองฝอยแทรกอยู่ใกล้กับหลอดเลือดฝอย ท่อน้ำเหลืองฝอยในบริเวณต่างๆ จะมารวมกันเป็นท่อน้ำเหลืองใหญ่ และเปิดเข้าสู่หลอดเลือดเวนใหญ่ (หลอดเลือดดำ) ที่บริเวณใกล้หัวใจ นำน้ำเหลืองเข้าสู่ระบบหมุนเวียนเลือด นอกจากนี้ ท่อน้ำเหลืองที่ผนังลำไส้เล็กยังเป็นทางลำเลียงสารอาหารประเภทไขมันไปยังกระแสเลือดด้วย

อวัยวะน้ำเหลือง ประกอบด้วย ต่อมน้ำเหลือง ม้าม และต่อมไทมัส อวัยวะน้ำเหลืองเป็นที่อยู่ของเซลล์เม็ดเลือดขาว ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการต่อต้านเชื้อโรคและสิ่งแปลกปลอม

ต่อมน้ำเหลือง พบอยู่ระหว่างทางเดินของท่อน้ำเหลืองทั่วไปในร่างกาย เช่น ที่คอ รักแร้ โคนขา มีลักษณะรูปไข่ขนาดแตกต่างกัน ภายในมีเซลล์เม็ดเลือดขาวอยู่รวมเป็นกระจุก มีลักษณะคล้ายฟองน้ำ ทำให้น้ำเหลืองซึมผ่านได้ ต่อมน้ำเหลืองที่รู้จักกันดี คือ ต่อมน้ำเหลืองบริเวณคอ เรียกว่า ทอมซิล

ม้าม เป็นอวัยวะน้ำเหลืองที่มีขนาดใหญ่ที่สุด อยู่ใต้กะบังลมด้านซ้ายติดกับด้านหลังของกระเพาะอาหาร ม้ามเป็นแหล่งผลิตเซลล์เม็ดเลือดแดงในระยะเอ็มบริโอ หลังคลอดม้ามจะเป็นที่อยู่เซลล์เม็ดเลือดขาวลิมโพไซด์ และเป็นแห่งทำลายเซลล์เม็ดเลือดแดงและเกล็ดเลือดที่หมดอายุแล้ว

ต่อมไทมัส มีตำแหน่งอยู่บริเวณทรวงอก รอบหลอดเลือดใหญ่ของหัวใจ เนื้อเยื่อบางส่วนของต่อมไทมัส ทำหน้าที่สร้างเซลล์เม็ดเลือดขาวกลุ่มลิมโฟไซด์ เมื่อเซลล์เจริญระยะหนึ่งแล้ว จะออกจากต่อมไทมัสเข้าสู่กระแสเลือด และน้ำเหลืองไหลเวียนไปตามส่วนต่างๆ ของร่างกาย

หน้าที่สำคัญของระบบน้ำเหลือง คือ

1. เป็นทางลำเลียงสารอาหารประเภทไขมัน เซลล์เม็ดเลือดขาว และโปรตีนบางชนิดกลับคืนสู่ระบบหมุนเวียนเลือด

2. ม้ามทำหน้าที่ทำลายเซลล์เม็ดเลือดแดงและเกล็ดเลือดที่หมดอายุ และที่ม้ามมีเซลล์เม็ดเลือดขาว บางชนิด จึงช่วยในการทำลายเชื้อโรค สิ่งแปลกปลอมที่เข้าสู่ร่างกาย

3. ต่อมไทมัส เป็นแหล่งที่มีการเจริญของลิมโฟไซด์ชนิดเซลล์ที

4. ทอนซิล ทำหน้าที่ดักและทำลายเชื้อจุลินทรีย์ไม่ให้ผ่านเข้าสู่ร่างกาย

ปัจจัยที่มีผลเกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกัน

1.พันธุกรรม

2.โภชนาการ เช่น ถ้าขาดวิตามิน A และ C จะลดการทำงานของฟาโกไซต์และ T-Cell

3.ยาบางชนิด เช่น ยาพวก คอร์ติโคสเตอรอยด์ จะห้ามการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันอย่างไม่จำเพาะและเจาะจง