การลำเลียงสารเข้า - ออกเซลล์ แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ แบบผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ และไม่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
การลำเลียงสารเเบผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
การลำเลียงสารเเบผ่านเยื่อหุ้มเซลล์จะถูกแบ่งแยกย่อยเป็นอีก 2 ประเภท คือแบบใช้พลังงานและไม่ใช้พลังงาน
1. การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบบไม่ใช้พลังงานมี 2 แบบ คือ
1.1. การแพร่ (Diffution) เป็นการลำเลียงสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารมากไปสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นของสารน้อยกว่าจนเกิดภาวะสมดุลของการแพร่
การแพร่แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ
1.1.1 การแพร่แบบธรรมดา (Simple diffution) คือสารสามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าสู่เซลล์ได้โดยตรง
1.1.2 การแพร่แบบฟาซิลิเทต (Facilitated diffusion) เกิดขึ้นในกรณีที่สารที่ไม่สามารถลำเลียงผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ด้วยการแพร่ ดังนั้นสารจะถูกลำเลียงโดยอาศัยโปรตีนตัวพา
1.2. ออสโมซิส (Osmosis) เป็นการแพร่ของน้ำจากบริเวณที่มีน้ำปริมาณมากไปสู่บริเวณที่มีน้ำปริมาณน้อย
การออสโมซิสของน้ำในสภาพความเข้มข้นของสารละลายต่าง ๆ กัน มีผลต่อเซลล์ ดังนี้
1. สารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าสารละลายในเซลล์ หรือไฮโปทอนิก โซลูชัน (hypotonic solution) จะทำให้เซลล์ขยายขนาดเพิ่มขึ้น เนื่องจากน้ำจะแพร่เข้าสู่เซลล์ ซึ่งจะทำให้เซลล์เต่ง
2. สารละลายที่มีความเข้มข้นเท่ากับสารละลายภายในเซลล์ หรือไอโซทอนิก โซลูชัน (isotonic solution) เนื่องจากความเข้มข้นของสารเท่ากัน ดังนั้นการแพร่ของน้ำเข้าและออกจึงสมดุลขนาดของเซลล์จะไม่เปลี่ยนแปลง
3. สารละลายที่มีความเข้มข้นมากกว่าสารละลายภายในเซลล์ หรือไฮเปอร์โทนิก โซลูชัน (hypertonic solution) เมื่อใส่เซลล์ลงในสารละลายชนิดนี้จะทำให้เซลล์เหี่ยวลดขนาดลง เนื่องจากน้ำแพร่ออกจากเซลล์
การออสโมซิสของน้ำในสภาพความเข้มข้นของสารละลายต่าง ๆ กัน มีผลต่อเซลล์ ดังนี้
1. สารละลายที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าสารละลายในเซลล์ หรือไฮโปทอนิก โซลูชัน (hypotonic solution) จะทำให้เซลล์ขยายขนาดเพิ่มขึ้น เนื่องจากน้ำจะแพร่เข้าสู่เซลล์ ซึ่งจะทำให้เซลล์เต่ง
2. สารละลายที่มีความเข้มข้นเท่ากับสารละลายภายในเซลล์ หรือไอโซทอนิก โซลูชัน (isotonic solution) เนื่องจากความเข้มข้นของสารเท่ากัน ดังนั้นการแพร่ของน้ำเข้าและออกจึงสมดุลขนาดของเซลล์จะไม่เปลี่ยนแปลง
3. สารละลายที่มีความเข้มข้นมากกว่าสารละลายภายในเซลล์ หรือไฮเปอร์โทนิก โซลูชัน (hypertonic solution) เมื่อใส่เซลล์ลงในสารละลายชนิดนี้จะทำให้เซลล์เหี่ยวลดขนาดลง เนื่องจากน้ำแพร่ออกจากเซลล์
แรงดันออสโมติก คือ แรงดันตามธรรมชาติในสารละลาย(Solution)ที่ต้านการเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ต่างๆของตัวทำละลาย/สารทำละลายที่อยู่ในสารละลาย มีค่าแปรผันตรงกับความเข้มข้นสาร กล่าวคือ สารที่มีความเข้มข้นมากจะมีแรงดันออสโมติกมาก สารที่มีความเข้มข้นน้อยจะมีแรงดันออสโมติกน้อย โดยน้ำบริสุทธิ์ มีแรงดันออสโมติกต่ำสุด
์Note!
น้ำจะออสโมซิสจากสารละลายที่มีแรงดันออสโมติกต่ำกว่าไปยังสารละลายที่มีแรงดันออสโมติกสูงกว่า
2. การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แบบใช้พลังงาน (Active transport) เป็นการลำเลียงสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นน้อยไปสู่ความเข้มข้นมากผ่านโปรตีนตัวพา (transport protein) โดยอาศัยพลังงานจาก ATP
การลำเลียงสารแบบไม่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
เป็นการลำเลียงสารขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยอาศัยโปรตีนตัวพาได้ โดยสารดังกล่าวจะถูกลำเลียงเข้า-ออกนอกเซลล์โดยวิธีการเอนโดไซโทซิส (endocytosis) และเอกโซไซโทซิส (exocytosis)
1. เอนโดไซโทซิส (endocytosis): เป็นการเคลื่อนที่ของสารเข้าสู่เซลล์แบบไม่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ แบ่งออกเป็น 3 วิธี คือ
1.1 ฟาโกไซโทซิส (phagocytosis) คือ การลำเลียงสารเข้าสู่เซลล์ที่พบได้ในเซลล์จำพวก อะมีบาและเซลล์เม็ดเลือดขาว โดยเซลล์สามารถยื่นส่วนของไซโทพลาซึมออกมาล้อมอนุภาคของสารที่มีขนาดใหญ่ที่เป็นของแข็งก่อนที่จะนำเข้าสู่เซลล์ในรูปของเวสิเคิล
1.2 พิโนไซโทซิส (pinocytosis) เป็นการนำสารโมเลกุลใหญ่ในรูปของสารละลายเข้าสู่เซลล์ เช่น โปรตีนต่าง ๆ โดยสารจะเคลื่อนที่เข้าไปในถุงซึ่งเกิดจากการเว้าของเยื่อหุ้มเซลล์เข้าไปในไซโทพลาซึม ก่อนจะถูกนำเข้าสู่เซลล์ในรูปแบบเวสิเคิล
2. เอกโซไซโทซิส (exocytosis): เป็นการนำสารออกนอกเซลล์โดยเวสิเคิลจะเคลื่อนที่มาที่ผิวเซลล์ เมื่อสัมผัสกับเยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อของเวสิเคิลจะรวมตัวกับเยื่อหุ้มเซลล์ ทำให้สารที่อยู่ภายในเวสิเคิลถูกปล่อยออกไปนอกเซลล์
Reference:
[1] บทเรียนออนไลน์ วิชาวิทยาศาสตร์ เรื่อง การรักษาดุลยภาพของเซลล์และสิ่งมีชีวิต
บทเรียนออนไลน์ วิชาวิทยาศาสตร์ เรื่อง การรักษาดุลยภาพของเซลล์และสิ่งมีชีวิต. (2018). Trueplookpanya.com. Retrieved 9 September 2018, from http://www.trueplookpanya.com/learning/detail/31738/044315
[2] Topic 1.3 And 1.4 Cell Transport - Lessons - Tes Teach
Topic 1.3 And 1.4 Cell Transport - Lessons - Tes Teach. (2018). Tes Teach with Blendspace. Retrieved 9 September 2018, from https://www.tes.com/lessons/CXRtcaw6MZnYXA/topic-1-3-and-1-4-cell-transport
[3] Bulk Transport | BioNinja
