วิชาการ.คอม-บทเรียนออนไลน์-การขับถ่ายของคน | บทเรียน วิชาการ.คอม
ชีววิทยา
 

การขับถ่ายของคน

สร้างเมื่อ 07 ก.ค. 2554 11:27:40
  • ระดับม.4
  • 92,680 view

คนมีไตเป็นอวัยวะ   ไตของคนเรามี 1 คู่ อยู่ในช่องท้องสองข้างของกระดูกสันหลังบริเวณเอว ยาวประมาณ 10-13 เซนติเมตร กว้าง 6 เซนติเมตร และหนา 3 เซนติเมตร   ไตแต่ละข้างหนักประมาณ 150 กรัม ต่อจากไตทั้งสองข้างมี ท่อไต (ureter) ทำหน้าที่ลำเลียงปัสสาวะจากไตไปเก็บไว้ที่ กระเพาะปัสสาวะ (urinry bladder) ก่อนที่จะขับถ่ายออกนอกร่างกายทาง ท่อปัสสาวะ (urethra) นักเรียนจะได้ศึกษาโครงสร้างของไตหมูหรือไตวัวซึ่งมีโครงสร้างคล้ายคลึงกับไตของคนในกิจกรรมที่ 6.4

ภาพที่ 6-19 ตำแหน่งของไต

กิจกรรมที่ 6.4 โครงสร้างของไต
อุปกรณ์
              1.   ไตหมูหรือไตวัว
              2.   เครื่องมือผ่าตัด
              3.   ถาดผ่าตัด
              4.   แว่นขยาย
วิธีการทดลอง
              1.   ศึกษาโครงสร้างภายนอกของไตหมูหรือไตวัว
              2.   ใช้มีดผ่าครึ่งไตตามยาวดังภาพ   แล้วใช้แว่นขยายส่องดูลักษณะโครงสร้างภายในไต

              3.    วาดภาพโครงสร้างของไต   พร้อมทั้งชี้ส่วนประกอบที่สำคัญ  โดยเปรียบเทียบของจริงกับภาพที่ 6-20

                     *   โครงสร้างภายนอกและภายในของไตเท่าที่สังเกตและศึกษาได้มีลักษณะเป็นอย่างไรบ้างได้มีผู้ศึกษาโครงสร้างภายในของไต   และหน่วยของไต พบว่าเป็นดังภาพที่ 6-20

ภาพที่ 6-20 โครงสร้างภายในของไตและส่วนประกอบของหน่วยไต

              ถ้าผ่าไตตามยาวดังภาพที่ 6-20 จะพบว่าไตแบ่งออกเป็น 2 บริเวณ คือ บริเวณส่วนนอกเรียกว่า คอร์เทกซ์ (cortex) และบริเวณส่วนในเรียกว่า เมดัลลา (medolla) ส่วนปลายของเมดัลลาจะยื่นเข้าไปจรดกับส่วนที่เป็นโพรงเรียกว่า กรวยไต (pelvis) ซึ่งต่อกับท่อไต

              ไตแต่ละข้างประกอบด้วย หน่วยไต (nephron) ประมาณ 1 ล้านหน่วย   แต่ละหน่วยเป็นท่อ มีปลายด้านหนึ่งเป็นรูปถ้วยเรียกว่า โบว์แมนส์แคปซูล (Bowman’s capsule) ล้อมรอบกลุ่มหลอดเลือดฝอยเรียกว่า โกลเมอรูรัส (glomerulus) ผนังหลอดเลือดฝอยจะแนบชิดกับผนังของโบว์แมนส์แคปซูล   ต่อจากโบว์แมนส์แคปซูลจะมีท่อของหน่วยไตซึ่งประกอบด้วย ท่อขดส่วนต้น (proximal convoluted tubule) ส่วนต่อมาเป็น ห่วงเฮนเล (loop of Henle) และส่วนสุดท้ายเป็นท่อที่ขดไปมาเรียกว่า ท่อขดส่วนปลาย (distal convoluted tubule) ปลายของท่อนี้หลายๆ ท่อจะเปิดออกที่ท่อรวม (collecting duct) แล้วออกสู่กรวยไต

              เลือดซึ่งรับของเสียงจากเมแทบอลิซึมของเซลล์ต่างๆ ทั่วร่างกายจะเข้าสู่ไตทางเลือด รีนัลอาร์เตอรี (renal artery) และไปตามหลอดเลือดที่แตกเป็นแขนงเล็กๆ เข้าสู่โกลเมอรูลัส   ซึ่งอยู่ในโบว์แมนส์แคปซูล    ผนังของโกลเมอรูลัสทำหน้าที่เป็นเยื่อกรองให้พลาสมาผ่านจากโกลเมอรูลัสเข้าสู่ผนังของโบว์แมนส์แคปซูล   นอกจากนี้ยังพบหลอดเลือดที่นำเลือดเข้าสู่โกลเมอรูลัส   มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าหลอดเลือดที่เลือดออกจากโกลเมอรูลัสเลือดจึงไหลเข้ามาในโกลเมอรูลัสได้มากแต่ไหลออกได้ช้า   ทำให้แรงดันของของเหลวในโกลเมอรูลัสมีค่าสูงกว่าแรงดันในหลอดเลือดฝอยทั่วๆ ไปประมาณ 2 เท่า มีผลทำให้สารบางชนิดในพลาสมาผ่านผนังโกลเมอรูลัสเข้าสู่โบว์แมนส์แคปซูล เรียกกระบวนการนี้ว่า การกรอง สารที่กรองได้นี้จะมีส่วนประกอบคล้ายพลาสมาเคลื่อนที่ไปตามท่อหน่วยไตส่วนต่างๆ แล้วเข้าสู่ท่อรวม กรวยไต ท่อไต และสะสมไนกระเพาะปัสสาวะ เรียกของเหลวนี้ว่าปัสสาวะ   มีผู้ศึกษาเปรียบเทียบสารในของเหลวทั้ง 3 ชนิดดังตาราง ที่ 6.2

รู้หรือเปล่า  
              โกลเมอรูลัสเป็นกระจุหลอดเลือดฝอยเชื่อมต่ออาร์เทอริโอลที่นำเลือดเข้าอาร์เทอริโอลนำเลือดออกจากโกลเมอรูลัส   ซึ่งเป็นเลือดที่มีออกซิเจนมากทั้งสิ้น   หลอดเลือดฝอยที่โกลเมอรูลลัสจึงแตกต่างจากหลอดเลือดฝอยที่อวัยวะอื่นๆ


ตารางที่ 6.2 เปรียบเทียบสารในของเหลว 3 ชนิด พลาสมาของเหลวที่กรองผ่านโกลเมอรูลัส
 

สาร
 
พลาสมา
(กรัม/100\displaystyle cm^3)
 
ของเหลวที่กรองผ่านโกลเมอรูลัส
(กรัม/100\displaystyle cm^3)
 
ปัสสาวะ
(กรัม/100\displaystyle cm^3)
 
น้ำ 92 90-93 95
โปรตีน 6.0-8.4 0.01-0.02 0
ยูเรีย 0.0008-0.25 0.03 2
กรดยูริก 0.0003-0.0007 0.003 0.05
แอมโมเนีย 0.0001 0.0001 0.05
กลูโคส 0.07-0.11 0.1 0
โซเดียม 0.31-0.33 0.32 0.6
คลอไรค์ 0.35-0.40 0.37 0.6

*สารใดที่พบในปัสสาวะมีความเข้มข้นสูงกว่าที่พบในของเหลวที่กรองผ่านโกลเมอรูลัส
*สารใดมีการดูดกลับน้อยที่สุด
*จะคำนวณได้อย่างไรว่าโปรตีนและกลูโคสถูกดูดกลับวันละกี่กรัม   ถ้าร่างกายมีสารที่กรองผ่านโกลเอมรูลัสประมาณวันละ 180 ลิตร และขับถ่ายปัสสาวะประมาณวันละ 1.5 ลิตร

              จากตารางนักเรียนจะเห็นว่าโกลเมอรูลัสกรองสารหลายชนิดที่มีประโยชน์ต่อร่างกาย ถ้าสารทั้งหมดนี้ถูกกำจัดออกนอกร่างกายนักเรียนคิดว่าจะเกิดผลอย่างไร ในปัสสาวะมีสารหลายชนิดที่มีความเข้มข้นมากกว่าในของเหลวที่กรองผ่านโกลเมอรูลัสซึ่งสารต่างๆ เหล่านี้เป็นของเสียที่ร่างกายต้องการกำจัดออก ซึ่งยูเรียที่พบในปัสสาวะของคนมีความเข้มข้นมากกว่าของเหลาวที่กรองผ่านโกลเมอรูลัสถึง 60 เท่า   แต่สารบางอย่าง เช่นกลูโคสจะพบในของเหลวที่กรองผ่านโกลเมอรุลัสแต่ไม่พบในปัสสาวะ   แสดงว่ามีการดูดสารบางอย่างกลับในท่อของหน่วยไต การดูดกลับนี้เกิดขึ้นในบริเวณใดของท่อหน่วยไต   และสารต่างๆ ถูกดูดกลับในบริเวณเดียวกันหรือไม่ อย่างไร

รู้หรือเปล่า  
             เซลล์จะไม่สามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่มีความเข้มของแอมโนเนียสูง   ดังนั้นการที่จะลำเลียงหรือเก็บแอมโนเนียไว้โดยไม่ให้เป็นอันตรายต่อเซลล์นั้น   เซลล์จะต่องทำให้แอมโมเนียเจือจางลง   โดยแอมโมเนีย 1 g จะต้องเจือจางในน้ำ   \displaystyle 300-500 cm^3 ในขณะที่ยูเรีย 1 g จะถูกทำให้เจือจางในน้ำ \displaystyle 50 cm^3 และกรดยูริก 1 g ก็สามารถทำให้เจือจางในน้ำเพียง \displaystyle 10 cm^3   เท่านั้นก็สามารถลำเลียงได้โดยปลอดภัย

มีผู้ศึกษาดูดกลับที่ท่อหน่วยไต   พบว่าแต่ละบริเวณของท่อหน่วยไตมีการดูดสารต่างๆ กลับ ดังภาพที่ 6-21


ภาพที่ 6-21 การกรองสารและการดูดสารกลับของหน่วยไต

*น้ำถูกดูดกลับบริเวณใดของหน่วยไตบ้าง
*กลูโคส โซเดียมและคลอไรด์จะถูกดูดกลับในบริเวณใด

ไตกับการรักษาสมดุลของน้ำและสารต่างๆ
              สารที่กรองผ่านโกลเมอรูลัสโดยเฉลี่ยประมาณวันละ 180 ลิตร แต่ร่างกายขับถ่ายปัสสาวะประมาณวันละ 1.5 ลิตร แสดงว่าไตมีการดูดน้ำและสารต่างๆ กลับประมาณวันละ 178.5 ลิตร   ถ้าไม่มีการดูดน้ำกลับ   เราจะต้องดื่มน้ำวันละเกือบ 180 ลิตร และจะสูญเสียสารต่างๆ ที่จำเป็นต่อร่างกาย เป็นที่น่า สงสัยว่าร่างกายมีกลไกอะไรที่ควบคุมการขับถ่ายปัสสาวะ   ดารขับถ่ายปัสสาวะเกี่ยวข้องกับการรักษาสมดุลของน้ำและสารต่างๆ ในร่างกายอย่างไร

              ถ้าร่างกายขาดน้ำหรือมีน้ำในเลือดน้ำน้อย   แรงดันออสโมติกของเลือดจะสูง   เมื่อเลือดที่แรงดันออสโมติกสูงไปกระตุ้นหน่วยรับรู้การเปลี่ยนแปลงแรงดันออสโมติกในไฮโพทาลามัส   และไฮโพทาลามัสจะไปกระตุ้นต่อมใต้สมองส่วนหลังให้หลั่ง ฮอร์โมนแอนติไดยูเรติก  (antidiuretic hormone) เรียกย่อๆ ว่า ADH เข้าสู่กระแสเลือด   และไปกระตุ้นให้หน่วยไตและท่อรวมดูดน้ำกลับคืนเข้าสู่หลอดเลือดสูงขึ้น   และมีการขับถ่ายน้ำออกนอกร่างกายลดลง   นอกจากนี้ภาวการณ์ขาดน้ำของร่างกายยังกระตุ้นสนองส่วนไฮโพทาลามัส    ซึ่งเป็นศูนย์ควบคุมการกระเหยน้ำทำให้ร่างกายเกิดการกระหายน้ำ   เมื่อดื่มน้ำมากขึ้นแรงดันออสโมติกในเลือดจึงเข้าสู่สภาวะเป็นปกติ ดังภาพที่ 6-22


 

ภาพที่ 6-22 กลไกการรักษาสมดุลของน้ำในร่างกาย

                นอกจากนี้ร่างกายยังมีการหลั่งฮอร์โมนบางชนิด   เพื่อควบคุมสมดุลของน้ำและแร่งธาตุ เช่น ฮอร์โมนแอลโดสเตอโรน (aldosterone) จากต่อมหมวกไตจะควบคุมสมดุลของโซเดียม โพแทสเซียม และฟอสเฟต โดยกระตุ้นให้มีการดูดสารดังภาพกลับเข้าสู่กระแสเลือดได้ยังช่วยรักษาสมดุลของกรด-เบสในร่างกายด้วยการขับไฮโดรเจนไอออนออก   และดูดซึมไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออนกลับจากท่อไตที่ท่อขดส่วนต้นและส่วนปลาย ดังภาพที่ 6-21

ภาพที่ 6-23 ตำแหน่งของต่อมหมวกไต

*นักเรียนจะสรุปหน้าที่ของไตว่าอย่างไร

กิจกรรมที่ 6.5 การรักษาสมดุลของน้ำในร่างกาย

              ให้นักเรียนพิจารณาสาเหตุต่อไปนี้   สมชายเพิ่มจบปริญญาตรีจากมหาวิทยาลัยในกรุงเทพมหานคร   และเดินทางกลับไปเยี่ยมบ้านที่จังหวัดนครราชสีมาในเดือนเมษายน   เขาวาแผนที่จะทำให้บิดามารดาตื่นเต้นและแปลกใจ   โดยแอบเข้าไปจัดบ้านและตัดต้นไม้ที่ขึ้นรกรุงรังรอบบริเวณ   ในขณะที่ไม่มีใครอยู่บ้านในช่วงเวลา 10.00 น. ถึง 17.00 น. สมชายทำงานในบรรยากาศที่ร้อนจัด   อุณหภูมิประมาณ 40 องสาเซลเซียสทำให้เหงื่อออกมาก   เขารู้สึกหิวน้ำและร้อนมากจึงไปหยิบน้ำอัดลมประเภทโคล่าและเบียร์ในตู้เย็นมาดื่มด้วยความกระหายเขารู้สึกสดชื่นขึ้นจึงรีบกลับไปทำงานต่อในสภาพที่แดดร้อนจัดและอุณหภูมิสูงในเวลา 1 ชั่วโมง   ต่อมาสมชายก็รู้สึกเวียนศีรษะและคลื่นไส้   หลังจากนั้นก็เกิดอาการปวดศีรษะ ตาพร่างมัว   จนกระทั่งบิดามารดากลับมาพบลุกด้วยความตกใจ   และช่วยกันปฐมพยาบาล

              ให้นักเรียนศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมต่อไปนี้

              1. จากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักของสมชาย พบว่าก่อนทำงานหนัก 77 กิโลกรัม หลังทำงานหนัก 74 กิโลกรัม
              2. ของเหลวที่ร่างกายรับเข้าไป คือเบียร์และน้ำอัดลม   รวมปริมาตร 2 ลิตร สมชายมีการนำของเหลวออกจากร่างกายทางเหงื่อและปัสสาวะ

*นักเรียนคิดว่าสิ่งที่เกิดขึ้นกับสมชายเกี่ยวข้อกับกระบวนการใดของร่างกาย
*เป็นไปได้หรือไม่ว่าร่างกายของสมชายขาดน้ำ
*เหตุใดสมชายจึงอยู่ในสภาวะที่ร่างกายสูญเสียน้ำถึงที่มีของเหลวเข้าสู่ร่างกายถึง 2 ลิตร
*ถ้าสมชายดื่มแต่น้ำอัดลม น้ำชา หรือกาแฟ   สมชายจะมีอาการเช่นเดียวกับในเรื่องนี้หรือไม่ เพราะเหตุใด
*ทำอย่างไรร่างกายของสมชายจึงจะสามารถปรับสมดุลระหว่างสภาพแวดล้อมภายในและภายนอกได้ดีขึ้น

             
นักกีฬาหรือคนปกติที่ออกกำลังกายหรือทำงานอย่างหนัก หรืออยู่ในสภาพอากาศที่ร้อนจัด   น้ำหนักตัวจะลดลงร้อยละ 3-8 เนื่องจากการสูญเสียของเหลวในร่างกาย   สภาวะเช่นนี้ทำให้ ร่างกายเกิดภาวะขาดน้ำ (dehydration) ภาวการณ์ขาดน้ำของร่างกายจะรุนแรงยิ่งขึ้น   ถ้าร่างกายไม่ได้รับน้ำเข้ามาทดแทนภายในระยะเวลาอันสั้น
              ในปัสสาวะของคนเรานอกจากจะมีน้ำและของเสียจากกระบวนการเมแทบอลิซึมแล้วอาจมีสารอื่นๆ บางชนิด เช่น น้ำตาลและอัลบูมินซึ่งเป็นโปรตีน   ปัสสาวะของคนที่เป็นโรคเบาหวานจะมีน้ำตาลปนอยู่ด้วยและถ้าร่างกายติดเชื้อแบคทีเรียบางชนิด   โกลเมอรูลัสจะเสียสมบัติในการกรองไม่สามารถที่จะกรองโปรตีน   และเซลล์เมล็ดเลือดแดงได้ทำให้พบอัลบูมินในปัสสาวะ   ดังนั้น การตรวจปัสสาวะจึงมีความสำคัญต่อการวิจัยโรคของแพทย์ เพราะเมื่อไตเกิดผิดปกติจะมีผลต่อปริมาณสารต่างๆ ที่ร่างกายกำจัดออกมาผิดปกติไปด้วย สิ่งที่น่าสนใจก็คือกลไกการควบคุมการขับถ่ายปัสสาวะเป็นอย่างไร

              กระเพาะปัสสาวะของคนมีความยืดหยุ่นมาก   สามารถเก็บปัสสาวะได้มากถึง 700-800 ลูกบาศก์เซนติเมตร   ในทารกและเด็กเล็กการควบคุมการปัสสาวะจะเป็นการควบคุมโดยประสาทอัตโนวัติ   ทารกและเด็กเล็กจึงไม่สามารถควบคุมการขับปัสสาวะได้   แต่เมื่อเจริญเติบโตขึ้น   สมองและก้ามเนื้อพัฒนาดีจึงสามารถควบคุมการขับปัสสาวะได้   ปกติคนเราเริ่มปวดปัสสาวะเมื่อมีปัสสาวะประมาณ 200 ลูกบาศก์เซนติเมตร    โดยเมื่อกระเพาะปัสสาวะมีปัสสาวะปริมาณมาก   ผนังกระเพาะปัสสาวะจะยืดตัว   หน่วยรับความรู้สึกของระบบประสาทพาราซิมพาเทติกที่กระเพาะปัสสาวะจะส่งกระแสประสาทไปยังเซลล์ประสาทประสานงานกับไขสันหลัง   จึงจะส่งกระแสประสาทไปยังเซลล์ประสาทในก้านสมองและในซีรีบรัลคอร์แทกซ์   เมื่อเวลล์ประสาทที่ซีรีบรัลคอร์แทกซ์รับรู้ว่ามีสภาวะที่เหมาะสมที่จะขับถ่าย เช่น มีห้องสุขาที่จะขับถ่ายก็จะส่งกระแสประสาทมาที่เซลล์ประสาทที่ก้านสมอง   เซลล์ประสาทในก้านสมองจึงสั่งการให้กล้ามเนื้อที่กระเพาะประสาทบีบตัว   กล้ามเนื้อหูรูดที่กระเพาะปัสสาวะและกล้ามเนื้อหูรูดที่ปลายท่อปัสสาวะคลายตัวทำให้ปัสสาวะไหลออกมาจากกระเพาะปัสสาวะได้

รู้หรือเปล่า  
             ไดยูเรติก (diuretics) คือสารขับปัสสาวะ   สารนี้มีสมบัติทำให้เซลล์ในไตสูญเสียน้ำออกไปมากกว่าการดูดซึมน้ำเข้ามา   ตัวอย่างของไดยูเรติก ได้แก่ สารคาแฟอีน (ซึ่งพบได้ในกาแฟ ชา ช็อกโกแลต น้ำอัดลมประเภทโคล่า) และแอลกอฮอล์   ไดยูเรติกทำให้เกิดการสูญเสียน้ำมากขึ้น   ส่งผลต่อสมดุลภายในร่างกายยาที่มีสมบัติเป็นไดเรยูติกเป็นยาชนิดหนึ่งที่ช่วยลดความดันเลือด  โดยอาศัยการขับน้ำออกจากหลอดเลือด   แต่ผลดังว่ามีข้อเสียคือทำให้ร่างกายสูญเสียน้ำ โพแทสเซียม และโซเดียม   ซึ่งถ้าโพแทสเซียมลดต่ำลงมาก   อาจทำให้การเต้นของหัวใจผิดปกติได้   ร่างกายสามารถป้องกันความผิดปกตินี้ด้วยการรับประทานอาหารที่มีโพแทสเซียมสูงๆ เช่น กล้วย ลูกพรุน ส้ม และ แตงโม เป็นต้น

การติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะ
              กระเพาะปัสสาวะอักเสบ (cystitis) พบบ่อยในเพศหญิงส่วนใหญ่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรียซึ่งปนเปื้อนจากอุจาระ   เนื่องจากช่องเปิดของทางเดินปัสสาวะในเพศหญิงอยู่ใกล้กับทวารหนักและท่อปัสสาวะสั้น   ร่วมกับการกลั้นปัสสาวะนานๆ ทำให้เกิดการระคายเคืองต่อกระเพาะปัสสาวะ  ผู้ป่วยจะปัสสาวะบ่อย   และปวดบริเวณหัวเหน่าขณะถ่าย   หากไม่ได้รับการรักษา   เชื้อแบคทีเรียจะสามารถเคลื่อนตัวผ่านไปทางท่อไต   ทำให้ไตและกรวยไตเกิดการอักเสบ (pyelonephritis) ได้

ความผิดปกติที่เกี่ยวเนื่องกับไตและโรคของไต

              โรคที่เกี่ยวกับไตมีมากมายหลายโรคที่รู้จักกันมากคือ โรคนิ่ว ทั้งนิ่วไตหรือท่อไต และนิ่วในกระเพาะปัสสาวะ   โรคนี้เกิดจากการที่ตะกอนของแร่ธาตุต่างๆ ในปัสสาวะไม่ละลายแต่รวมตัวกันเป็นก้อนไปอุดตามทางเดินปัสสาวะ   หรืออาจมีสาเหตุมาจากร่างกายกรองหรือกำจัดแร่ธาตุออกมามาก   อาจจะเกิดจากการอักเสบติดเชื้อทำให้มีการจับตัวของผลึกเป็นก้อนนิ่วได้เร็ว   นอกจากนี้ยังพบสาเหตุการเป็นนิ่วมีความสัมพันธ์กับโภชนาการเช่น การบริโภคผักใบเขียวบางชนิดซึ่งหาเก็บได้ง่ายรอบๆ บ้าน เช่นผักโขม ใบชะพลู เป็นต้น   พบว่าผักเหล่านี้มีสารออกซาเลตสูงทำให้มีโอกาสเป็นนิ่วได้ง่ายขึ้น   การรักษาจะขึ้นอยู่กับการวินิจฉัยของแพทย์ว่าจะใช้ยา ผ่าตัด หรือสลายนิ่วโดยการใช้คลื่นแสงที่มีความถี่สูง(ultra sound) อย่างไรก็ตามโรคนี้ก็สามารถป้องกันได้โดยการรับประทานอาหารประเภทโปรตีนเช่น เนื้อสัตว์ นม ไข่ และถั่วต่างๆ อาหารเหล่านี้มีธาตุฟอสฟอรัส   ซึ่งช่วยไม่ให้สารออกซาเลตจับตัวเป็นผลึกกลายเป็นก้อนนิ่ว   นอกจากนี้การดื่มน้ำสะอาดวันละมากๆ อาจทำให้ก้อนนิ่วขนาดเล็กที่มีอยู่ออกมาพร้อมปัสสาวะ แร่ธาตุก็ไม่มีโอกาสตะกอนเพราะมีการขับถ่ายเร็วและหลีกเลี่ยงการรับประทานอาหารที่มีสารออกซาเลตสูง

              โรคไตวาย  เป็นภาวะที่ไตสูญเสียหน้าที่การทำงาน   ทำให้มีการสะสมของเสีย   ส่งผลให้เกิดความผิตปกติในการรักษาสมดุลของน้ำ  แร่ธาตุและความเป็นกรด-เบสของสารในร่างกาย   โรคไตวายอาจมีสาเหตุมาจากการติดเชื้อที่รุนแรง  การสูญเสียเลือดหรือของเหลวจำนวนมาก   หรืออาจจะเกิดขึ้นจากการเป็นโรคเบาหวานติดต่อกันเป็นเวลานาน หรือมีนิ่วอุดตันกั้นทางเดินปัสสาวะเป็นเวลานาน   สำหรับการรักษาโรคไตวายนี้ทำได้โดยการควบคุมชนิดและปริมาณของอาหารการดูแลรักษาทั่วไปเพื่อป้องกันการติดเชื้อ   การใช้ยาหรือฟอกเลือดโดยใช้ไตเทียมหรืออาจใช้วิธีการผ่าตัดเปลี่ยนไต   ผู้ให้ไตถึงแม้จะเหลือไตเพียงข้างเดียวก็ยังคงมีชีวิตอยู่ได้    ปัญหาจากการผ่าตัดเปลี่ยนไตคือร่างกายผู้ป่วยอาจจะปฏิเสธการรับไตจากผู้อื่น   แต่สามารถแก้ไขได้โดยการรับไตจากบุคคลที่มีความใกล้ชิดกันทางพันธุกรรมหรืออีกวิธีหนึ่ง คือการป้องกันการไม่ย่อมรับสิ่งแปลกปลอมของระบบภูมิคุมกัน   หรือการฉายรังสีพร้อมกับการให้ยากดระบบภูมิคุ้นกัน   เป็นต้น

ผนังกับการรักษาดุลยภาพของร่างกาย
              ผิวหนังจะเป็นส่วนที่กั้นสิ่งแวดล้อมภายในร่างกาย   ผิวหนังจึงมีหน้าที่รักษาสมดุลยภาพให้คงที่เมื่อสภาพแวดล้อมภาพนอกเปลี่ยนแปลง   หน้าที่ของผิวหนังมีหลายอย่างเช่น ป้องกันไม่ให้เชื้อโรคเข้าสู่ร่างกาย รักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่   มีปลายประสาทรับความรู้สึกจำนวนมาก และยังช่วยขับถ่ายของเสียออกจากร่างกาย สิ่งที่น่าสงสัยคือผิวหนังช่วยในการขับถ่ายปัสสาวะและรักษาอุณหภูมิของร่างกายได้อย่างไร

               ถ้าศึกษาโครงสร้างของผิวหนังจะพบว่ามีลักษณะดังภาพที่ 6-24 จากโครงสร้างของผิวหนังจะเห็นว่ามีหลอดเลือดอาร์เตอรีและหลอดเลือดเวนมาเลี้ยงบริเวณต่อมเหงื่อซึ่งมีหลอดเลือดยาว   นำเหงื่อมาเปิดออกที่ผิวหนังทางรูเหงื่อ   เมื่อเลือดที่มีสารอยู่หลายชนิด เช่น แร่ธาตุ ยูเรีย ที่อยู่ในรูปของสารละลายจะแพร่ออกจากหลอดเลือดฝอยเข้าสู่ต่อมเหงื่อ   และขณะที่เหงื่อระเหยออกจากผิวหนังก็จะพาความร้อนออกจากร่างกายเป็นการช่วยระบายความร้อนออกจากร่างกาย

              การควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย   ร่างกายจะมีหน่วยรับความรู้สึกเกี่ยวกับอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมอยู่ที่ผิวหนัง   เมื่อสภาพแวดล้อมภายนอกมีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิภายในมากๆ   ความร้อนในร่างกายก็จะระบายออกสู่ภายนอกย่างรวดเร็วกว่าปกติ   ทำให้ร่างกายสูญเสียความร้อน   อุณหภูมิของร่างกายลดลง   ซึ่งจะมีผลกระทบต่อกระบวนการเมแทบอลิซึมในร่างกาย   ทำให้ดุลยภาพของร่างกายเสียไป   ร่างกายจึงต้องมีกลไกในการควบคุมอุณหภูมิโดยเมื่อร่างกายมีอุณหภูมิลดลงก็จะไปกระตุ้นไฮโพทาลามัสให้ส่งสัญญาณให้หลอดเลือดที่ผิวหนังหดตัวทำให้ขนตั้งชันที่เรียกว่า ขนลุก   และถ้าอุณหภูมิของร่างกายลกต่ำลงอีก   กล้ามเนื้อบางส่วนของร่างกายจะหดและคลายตัวอย่างรวดเร็วเพื่อผลิตความร้อนให้แก่ร่างกาย   การหดและคลายตัวของกล้ามเนื้ออย่างรวดเร็วทำให้เกิดอาการสั่นได้   นอกจากนี้ไฮโพทาลามัสยังส่งสัญญาณไปกระตุ้นให้เซลล์ทั่วร่างกายเพิ่มอัตราเมแทบอลิซึมซึ่งจะทำให้ความร้อนของร่างกายเพิ่มขึ้นเข้าสู่ภาวะปกติในทางตรงกันข้างเมื่อสภาพแวดล้อมภายนอกมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิร่างกาย   หรือในกรณีที่ออกกำลังกายมากอุณหภูมิในร่างกายสูงขึ้น   ร่างกายจะมีกลไกในการป้องกันไม่ให้อุณหภูมิของร่างกายสูงเกินไปโดยไฮโพทาลามัสจะส่งสัญญาณทำให้หลอดเลือดที่ผิวหนังขยายตัว   เลือดจะไหลมาบริเวณผิวหนังมากขึ้น   ความร้อนจากภายในร่างกายระบายออกสู่ภายนอกมากขึ้น ททเพิ่มการขับเหงื่อเพื่อให้ร่างกายระบายความร้อนขณะที่มีการะเหยของเหงื่อ   และทำให้อัตราเมแทบอลิซึมช้าลง   เพื่อลดอุณหภูมิภายในร่างกายให้เข้าสู่สภาวะปกติ ดังภาพที่ 6-25

ภาพที่ 6-24   ตำแหน่งของต่อมเหงื่อบริเวณผิวหนัง

ภาพที่ 6-25   การควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย

 

ระบบหมุนเวียนของเลือด ระบบน้ำเหลืองกับการรักษาดุลยภาพของร่างกาย

              ในการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิตจำเป็นต้องมีการลำเลียงสารต่างๆ จากสิ่งแวดล้อม   เช่น   อาหาร แก๊สออกซิเจน เข้าสู่ร่างกายและมีผลผลิตบางอย่าง เช่นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งร่างกายไม่ต้องการจะมีการลำเลียงออกสู่สิ่งแวดล้อม   เพื่อรักษาดุลภาพของร่างกายให้คงที่   ในหัวข้อนี้  นักเรียนจะได้ศึกษาการลำเลียงสารในสิ่งมีชีวิตว่ามีความสำคัญในการดำรงชีวิตอย่างไร สิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างของร่างกายต่างกัน   จะมีกระบวนการลำเลียงสารเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร

คำถามนำ 
              ระบบหมุนเวียนเลือดและระบบน้ำเหลืองมีความสำคัญสำคัญต่อการักษาดุลยภาพของสิ่งมีชีวิตอย่างไร   และโครงสร้างของอวัยวะต่างๆ มีความเหมาะสมต่อการทำหน้าที่อย่างไร

       การลำเลียงสารในร่างกายของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวของสัตว์
              นักเรียนทราบมาแล้วว่าสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เริ่มทำงานร่วมกันเป็นเนื้อเยื่อเช่น ฟองน้ำ ไฮดรา และพลานาเลีย   สัตว์เหล่านี้เซลล์บริเวณผิวหนังจะสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมโดยตรง   การลำเลียงสารจึงเป็นการลำเลียงผ่านเซลล์โดยตรงซึ่งเพียงพอต่อความต้องการของร่างกาย

              สัตว์ที่มีโครงสร้างซับซ้อนและมีขนาดใหญ่   เซลล์ที่อยู่ภายในร่างกายไม่ได้สัมผัสกับสิ่งแวดล้อม   โดยตรงจำเป็นต้องมีระบบลำเลียงสาร

              ไส้เดือนดินมีหลอดเลือดทอดยาวตลอดลำตัวทั้งด้านบนและด้านล่า   โดยหลอดเลือดทางหัวมีลักษณะเป็นห่วงหลอดเลือดรอบบริเวณหลอดอาหารติดต่อระหว่างหลอดเลือดด้านบนและด้านล่าง   ทำหน้าที่สูบฉีดเลือดไปตามหลอดเลือดเหมือนกับหัวใจ   จึงเรียกห่วงหลอดเลือดบริเวณนี้ว่า หัวใจเทียม (pseuduheart) โดยเลือดของไส้เดือนดินจะไหลวนอยู่ในหลอดเลือดต่อเนื่องกับตลอด ดังภาพที่ 6-26 เป็น ระบบหมุนเวียนเลือดแบบปิด (closed circulatory system)

ภาพที่ 6-26
                  ก. ระบบหมุนเวียนเลือดของไส้เดือนดิน
                 ข. แผนภาพระบบหมุนเวียนเลือดแบบปิด

             แมลง มีหลอดเลือดใหญ่อยู่ทางด้านหลังของลำตัว   หลอดเลือดบงส่วนขยายขนาดขึ้น   ทำหน้าที่สูบฉีดเลือดไปตามหลอดเลือดเรียกว่า หัวใจ   บางช่วงเลือดจะออกจากหลอดเลือดแทรกซึมตามช่องว่างภายในลำตัวส่วนต่าง  เลือดจะสัมผัสกับเนื้อเยื่อโดยตรง  และมีการแลกเปลี่ยนสาร  เลือดที่เลี้ยงเนื้อเยื่อแล้วจะไหลกลับเข้าสู่หัวใจ  โดยการหดตัวและคลายตัวของกล้ามเนื้อลำตัว  ส่วนกุ้งมีการหมุนเวียนเลือดที่แตกต่างจากพวกแมลงเล็กน้อย  กล่าวคือมีหัวใจอยู่ทางด้านหัวเพียงตำแหน่งเดียว  เลือดส่วนหนึ่งที่ออกจากหัวใจจะไหลผ่านเหงือก  เพื่อแลกเปลี่ยนแก๊สกับน้ำภายนอกก่อน  แล้วจึงไหลกลับเข้าสู่หัวใจไปเลี้ยงเนื้อเยื่อส่วนต่างๆของร่างกาย  ดังภาพที่ 6-27

ภาพที่ 6-27 ก.ระบบหมุนเวียนเลือดของตั๊กแตน       ข.แผนภาพระบบหมุนเวียนเลือดแบบเปิดของตั๊กแตน
             ค.ระบบหมุนเวียนเลือดของกุ้ง               ง.แผนภาพระบบหมุนเวียนเลือดแบบเปิดของกุ้ง

             ถ้าเลือดมีการไหลเวียนในหลอดเลือดตลอดเวลา   เรียกว่าระบบหมุนเวียนเลือดแบบเปิด   และถ้าเลือดไม่ได้ไหลเวียนอยู่ในหลอดเลือดตลอดเวลา   เรียกว่า ระบบหมุนเวียนเลือดแบบเปิด (open circulatory system)  

             *แมลงจะได้รับออกซิเจนจากระบบหมุนเวียนเลือดหรือไม่ เพราะเหตุใด

             ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง   นักเรียนคิดว่ามีระบบหมุนเวียนเลือดแตกต่างจากสัตว์ที่กล่าวมาแล้วอย่างไร
             นักเรียนจะศึกษาระบบหมุนเวียนเลือดของปลา   ซึ่งเป็นสัตว์ที่มีกระดูสันหลังได้จากการทำกิจกรรต่อไปนี้

กิจกรรมที่ 6.6 การหมุนเวียนเลือดของปลา
วัสดุอุปกรณ์
             1.ลูกอ๊อด หรือปลาขนาดเล็ก เช่น ปลาหางนกยุง
             2.สำลี
             3.สไลด์และกระจกปิดสไลด์
             4.กล้องจุลทรรศน์
วิธีการทดลอง
             1.นำลูกอ๊อดหรือปลาขนาดเล็กวางลงบนสไลด์   ใช้สำลีชุบน้ำพันรอบบริเวณส่วนหัวแล้วนำกระจกปิดสไลด์วางทับบริเวณส่วนหาง ดังภาพ

             2.นำสไลด์ไปตรวจดูด้วยกล้องจุลทรรศน์   โดยใช้เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายต่ำศึกษาทิศทางและความเร็วของการเคลื่อนที่ของเม็ดเลือดตรงบริเวณหาง   สังเกตการณ์เรียงตัวของเม็ดเลือด
*ทิศทางการเคลื่อนที่ของเม็ดเลือดในหลอดเลือดต่างๆ เป็นอย่างไร
*การเคลื่อนที่ของเม็ดเลือดในหลอดเลือดมีความเร็วเท่ากันทุกเส้นหรือไม่   อย่างไร
*นักเรียนทีข้อสังเกตอย่างไรว่าหลอดเลือดใดเป็นหลอดเลือดอาร์เตอรีหรือหลอดเลือดเวน


   หลังจากการศึกษาแล้วนำปลาไปปล่อยในแหล่งที่อยู่เดิม

             จากกิจกรรมจะเห็นว่า   การหมุนเวียนเลือดของปลาจะมีหลอดเลือดขนาดไม่เท่ากัน   และการเคลื่อนที่ของเซลล์เม็ดเลือดในหลอดเลือดขนาดต่างกันจะไม่เท่ากัน   เซลล์เม็ดเลือดในหลอดเลือดขนาดเล็กจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่า   นอกจากนี้จะเห็นว่าหลอดเลือดเล็กๆ เชื่อมโยงระหว่างหลอดเลือดแต่ละเส้นด้วย   เหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น

รู้หรือเปล่า 
          ปลามีหัวใจ 2 ห้อง ในขณะที่สัตว์สะเทินบกทีหัวใจ 3 ห้อง ส่วนนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะมีหัวใจ 4 ห้อง

*   เลือดที่ไหลผ่านหัวใจของปลาเป็นเลือดที่มีแก๊สออกซิเจนมากหรือน้อย เพราะเหตุใด
          การลำเลียงสารของคนจะเหมือนหรือแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อย่างไร

       การลำเลียงสารในร่างกายของคน
             คนจำเป็นต้องลำเลียงสารไปสู่เซลล์ตามส่วนต่างๆ ของร่างกาย   แล้วนำสารที่ร่างกายไม่ต้องการไปกำจัดออกเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตอื่น

       หัวใจ
             หัวใจคนและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดต่างๆ มีโครงสร้างที่คล้ายกัน   นักเรียนจะได้ศึกษาโครงสร้างของหัวใจจากกิจกรรมต่อไปนี้

กิจกรรมที่ 6.7 หัวใจของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
วัสดุอุปกรณ์
             1. หัวใจหมู   หรือหัวใจวัว
             2. ถุงมือผ่าตัด
             3. เครื่องมือผ่าตัด
             4. ถาดผ่าตัด
วิธีการทดลอง
             ศึกษาหัวใจของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดใดชนิดหนึ่ง เช่น หัวใจหมู หรือหัวใจวัว โดยให้นักเรียนสวมถุงมือยางนำหัวใจมาล้างให้สะอาดแล้วดำเนินการดังนี้
             1. สังเกตขนาด รูปร่างภายนอก และหลอดเลือดเล็กๆ ที่ผิวรอบนอกสุดขิงหัวใจ
             2. สังเกตความหนาของผนังหลอดเลือดที่ติดต่อกับหัวใจ   ใช้แท่งแก้วหรือนิ้วมือสอดไปตามหลอดเลือดที่มีขนาดใหญ่ที่สุด
             3. ใช้กรรไกรตัดผนังหลอดเลือดนั้นเข้ามาจนถึงโคนหลอดเลือด   และตัดต่อเข้าไปจนถึงผนังห้องหัวใจ   สังเกตลักษณะลิ้นของหัวใจที่กั้นระหว่างห้องเอเตรียมและห้องเวนตริเคิลใช้กรรไกรตัดส่วนปลายล่างสุดของหัวใจในช่องเวนตริเคิลให้เป็นช่อง   และลองปล่อยให้น้ำไหลตามลิ้นหัวใจ   สังเกตว่าลิ้นหัวเปิดหรือปิด
             4. ใช้มีดผ่านผนังหัวใจต่อไปจนถึงโคนหลอดเลือดเส้นหนึ่ง   ใช้แท่งแก้วหรือนิ้วมือสอดไปตามหลอดเลือดที่ติดต่อกับหัวใจห้องนี้   สังเกตลิ้นที่อยู่โคนหลอดเลือดนี้
             5. ทำเช่นเดียวกับข้อ 3 และ 4 กับหลอดเลือดใหญ่อีกเส้นหนึ่งแล้วผ่านหัวใจตามยาวออกเป็นซีกซ้ายและซีกขวา สังเกตห้องทั้ง 4 ภายในหัวใจ
             6. ใช้เข็มเขี่ยตรงบริเวณที่กั้นภายในหลอดเลือดที่ออกจากหัวใจ   ห้องเวนตริเคิลซ้ายซึ่งมี 3 แฉกเพื่อศึกษาช่องทางที่เลือดจะไปเลี้ยงหัวใจ
             7. รายงายสรุปผลการศึกษาโครงสร้างของหัวใจและทิศทางการหมุนเวียนเลือดภายในหัวใจ

* นักเรียนคิดว่าหลอดเลือดที่ผิวรอบนอกของหัวใจทำหน้าที่อะไร
* ความหนาของผนังห้องหัวใจทั้ง 4 ห้อง แตกต่างกันหรือไม่อย่างไร ลักษณะดังกล่าวนี้สัมพันธ์กับการบีบตัวกล้ามเนื้อหัวใจอย่างไร
* ลิ้นที่กั้นระหว่างหัวใจห้องเอเตรียมและห้องเวนตริเคิลมีลักษณะอย่างไร   ลักษณะดังกล่าวบอกทิศทางการไหลเวียนเลือดอย่างไรและช่วยการทำงานของหัวใจอย่าง   ถ้าลิ้นเหล่านี้รั่วจะเกิดอะไรขึ้น
* ลิ้นที่โคนหลอดเลือดมีลักษณะอย่างไร   ลักษณะดังกล่าวบอกทิศทางการไหลของเลือดอย่างไร   ถ้าลิ้นหัวใจรั่วจะมีผลอย่างไรต่อร่างกาย
* ถ้าหลอดเลือดที่ไปเลี้ยงหัวใจอุดตันจะเกิดผลอย่างไร

             จากการทำกิจกรรมนักเรียนจะเห็นว่าโครงสร้างภายนอกของหัวใจเป็นดังภาพที่ 6-28

ภาพที่ 6-28 โครงสร้างภายนอกของหัวใจ

             หัวใจอยู่ภายใน ถุงเยื้อหุ้มหัวใจ (pericardium) ระหว่างปอดทั้งสองข้าง   ค่อนไปทางซ้ายเล็กน้อย   ภายในถึงเยื่อหุ้มหัวใจจะมีของเหลวที่สร้างจากเยื่อหุ้มหัวใจทำหน้าที่หล่อลื่น   และป้องกันการเสียดสีระหว่างหัวใจกับปอดขณะหัวใจบีบตัว   จากที่นักเรียนทราบมาแล้วหัวใจทำหน้าที่สูบฉีดเลือดไปเลี้ยงส่วนต่างๆ ของร่างกาย นักเรียนคิดว่าหัวใจมีเลือดมาเลี้ยงหรือไม่

เชื่อมโยงกับอินเทอร์เน็ต 
          หัวข้อ : การผ่าตัด bypass ลิงค์ไปที่ http://www.ipst.ac.th/biology/Bio-Articles/monthly-mag.html

             จากภาพที่ 6-28 หัวใจมีหลอดเลือดมาเลี้ยงกล้ามเนื้อหัวใจ เรียกว่า  โคโรนารีอาร์เตอรี (coronary artery) ซึ่งมี 2 เส้นคือ หลอดเลือดด้านซ้ายและขวา   โดยจะแตกแขนงไปเลี้ยงทั่วทุกส่วนของเนื้อเยื่อหัวใจ   เมื่อเลือดมาเลี้ยงเนื้อเยื่อหัวใจแล้วไหลกลับเข้าสู่หัวใจห้องบนขวาเรียกว่า เอเตรียมขวา (right atrjum)
             จากการทำกิจกรรมเมื่อนักเรียนตัดหัวใจตามยาวจะเห็นโครงสร้างภายในของหัวใจ ดังภาพที่ 6-29

ภาพที่ 6-29 โครงสร้างภายในของหัวใจ

             หัวใจประกอบด้วยเนื้อเยื่อ 3 ชั้น   ชั้นนอกและชั้นในประกอบด้วยเนื้อเยื่อบุผิวบางๆ ส่วนเนื้อเยื่อชั้นกลางหนามาก คือ ชั้นของกล้ามเนื้อหัวใจ(cardiac muscle)
             ในการหมุนเวียนเลือด   หลอดเลือดที่นำเลือดจากส่วนต่างๆ ของร่างกายเข้าสู่หัวใจเรียกว่า หลอดเลือดเวน  (venous blood vessel) และหลอดเลือดที่นำเลือกจากหัวใจไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกายเรียกว่า หลอดเลือดอาร์เตอรี (arterial blood vessel)
             หัวใจห้องบนขวาหรือห้องเอเตรียมขาวจะรับเลือดจากหลอดเลือดเวนขนาดใหญ่ 2 เส้น คือ ซุพีเรียเวนาคาวา(superior vena cava) ที่นำเลือดมาจากส่วนหัวและแขน และ อินฟีเรียเวนาคาวา (inferior vena cava) ซึ่งนำเลือดมาจากส่วนลำตัวและขาเข้าสู่หัวใจ   เมื่อเอเตรียมขวาบีบตัว   เลือดจะไหลเข้าสู่ห้องล่างขวาของหัวใจเรียกว่า เวนตริเคิลขวา (right ventricle) โดยผ่าน ลิ้นไตรคัสปิด (tricuspid valve) ที่กั้นระหว่างเอเตรียมขวาและเวนตริเคิลขวา เมื่อเวนตริเคิลขวาบีบตัวเลือดจะไหลผ่าน ลิ้นพัลโมนารีเซมิลูนาร์ (pulmomary semilunar valve) เข้าสู่  หลอดเลือดพัลโมนารีอาร์เตอรี (pulmonary artery) หลอดเลือดนี้นำเลือดไปยังปอดเพื่อแลกเปลี่ยนแก๊ส   โดยปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกและรับออกซิเจนเข้า   เลือดไหลกลับสู่หัวใจทาง พัลโมนารีเวน (pulmonary vein) เข้าสู่ หัวใจห้องบนซ้ายหรือเอเตรียมซ้าย (left atrium) เมื่อเอเตรียมซ้ายบีบตัว   เลือดก็ไหลผ่าน ลิ้นไบคัสปิด (bicuspib vakve) ไปยัง หัวใจห้องล่างซ้ายหรือเวนตริเคิลซ้าย (ieft ventricle) เมื่อเวนตริเคิลซ้ายบีบตัว   ตัวเลือดจะไหลเข้าสู้ เอออร์ตา (aorta) ซึ่งลิ้นเอออร์ติเซมิลูนาร์(aorticsemilunar valve) กั้นไม่ให้เลือดไหลกับ   จากเอออร์ตาจะมีหลอดเลือดแตกแขนงแยกไปยังส่วนต่างๆ ทั่วร่างกายรวมทั้งหัวใจด้วย

รู้หรือเปล่า
          ลิ้นหัวใจที่กั้นระหว่างเอเตรียม เรียกว่าลิ้นเอตตรีโอเวนทริคิวลาร์ (atrioventricular valve) ข้างขวาเรียกว่า ลิ้นไตรคัสปิด (tricuspid valve) ข้างซ้ายเรียกว่าลิ้นไบคัสปิด (bicuspib vakve) หรือลิ้นไมทรัส(mitral valve) ส่วนลิ้นหัวใจที่กั้นระหว่างเวนตริเคิลกับหลอดเลือดที่นำเลือดออกจากหัวใจเรียกว่า ลิ้นเซมิลูนาร์ (semilunar valve) โดยลิ้นที่กั้นระหว่างเวนตริเคิลขวากับพัลโมนารีอาร์เตอรี เรีกยว่าเรียกว่าลิ้นพัลโมนารีเซมิลูนาร์ (pulmomary semilunar valve) ส่วนลิ้นที่กั้นระหว่างเวนตริเคิลซ้ายกับออร์ตาเรียกว่าลิ้นเอออร์ติกเซมิลูนาร์ (aorticsemilunar valve)

          เชื่อมโยงกับอินเทอร์เน็ต 
          หัวข้อ : ชีพจร ลิงค์ไปที่ http://www.ipst.ac.th/biology/Bio-Articles/monthiy-mag.html


* เลือดในหลอดเลือดอาร์เตอรีส่วนใหญ่จะเป็นเลือดที่ไม่มีออกซิเจนมาก   และเลือดในหลอดเลือดเวนส่วนใหญ่จะเป็นเลือดที่มีออกซิเจนน้อย   นักเรียนทราบหรือไม่ว่าเลือดในหลอดเลือดใดที่ไม่เป็นไปตามนี้เพราะเหตุใด

              หัวใจทำหน้าที่สูบฉีดเลือดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากเนื่องจากการทำงานของกล้ามเนื้อหัวใจ   การเต้นของหัวใจเกิดจากการหดตัวและการคลายตัวของกล้ามเนื้อหัวใจเป็นจังหวะ   สามารถวัดการเต้นของหัวใจได้ที่หลอดเลือดอาร์เตอรีเรียกว่า อัตราการเต้นของชีพจร   ซึ่งจะนับเป็นจำนวนครั้งที่หัวใจเต้นใน 1 นาที หัวใจคนปกติจะมีอัตราการเต้นระหว่าง 60-100 ครั้งต่อนาที   และจังหวะคงที่สม่ำเสมอ
นักเรียนสงสัยหรือไม่ว่าปัจจัยอะไรบ้างที่เกี่ยวข้องกับอัตราการเต้นของหัวใจ

          เชื่อมโยงกับคณิตศาสตร์
          ถ้าคนเรามีอัตราการเต้นของหัวใจประมาณ 75 ครั้งต่อนาที นักเรียนลองคำนวณดูว่าในเวลา 1 ชั่วโมง 1 วัน 1 อาทิตย์ 1 เดือน และ 1ปี หัวใจมีการเต้นกี่ครั้ง และถ้าคนเรามีอายุ 80 ปี หัวใจของคนๆ นี้เต้นมาแล้วกี่ครั้ง
         ขณะนี้นักเรียนมีอายุเท่าไรหัวใจของนักเรียนเต้นไปแล้วกี่ครั้ง

กิจกรรม 6.8 อัตราการเต้นของหัวใจ
1. ให้นักเรียนออกแบบการทดลอง   เพื่อศึกษาปัจจัยต่างๆ   ที่เกี่ยวข้องกับอัตราการเต้นของหัวใจ เช่นเพศ วัย ขนาดร่างกาย และกิจกรรมที่ร่างกายกระทำ
2. ทำการทดลอง   พร้อมกับบันทึกข้อมูล
3. นำเสนอข้อมูลที่ได้ในชั้นเรียน   แล้วร่วมกันอภิปรายว่าปัจจัยต่างๆ มีผลต่ออัตราการเต้นของหัวใจอย่างไร
             ขณะที่กล้ามเนื้อหดและคลายตัวจะมีการเปลี่ยนแปลงความต่างศักย์ไฟฟ้าในกล้ามเนื้อหัวใจ   โดยสามารถบันทึกได้ด้วย เครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้าของหัวใจ (electrocardiography) ผลของการบันทึกปรากฏเป็นรูปกราฟ ดังภาพที่ 6-30 เรียกว่า  คลื่นไฟฟ้าของหัวใจ (eletrocardiogram) แพทย์จะใช้คำย่อที่เราได้ยินทั่วๆ ไปว่า ECG หรือ EKG


 ภาพที่ 6-30 ก. คลื่นไฟฟ้าของหัวใจปกติ
              ข. และ ค. คลื่นไฟฟ้าของหัวใจผิดปกติ

             กราฟคลื่นไฟฟ้าของหัวใจนี้แพทย์จะใช้ประโยชน์สำหรับตรวจการเต้นของหัวใจและการวินิจฉัยโรค เพื่อตรวจหาความผิดปกติของการเต้นของหัวใจ   ซึ่งมีสาเหตุหลายประการ

             สิ่งที่น่าสงสัยคือความดันเลือดในหลอดเลือดต่างๆ เท่ากันหรือไม่
             จากการศึกษาการบีบตัวของหัวใจทำให้เราทราบว่าความดันในหลอดเลือดมีความแตกต่างกัน   โดยความดันเลือดจะสูงมากในหลอดเลือดอาร์เตอรีที่อยู่ใกล้หัวใจและจะค่อยๆ ลดลง เมื่อห่างจากหัวใจออกไปในหลอดเลือดฝอยและหลอดเลือดเวนความดันเลือดจะต่ำลงมาก   ความดันเลือดมีความสำคัญมากในการที่จะทำให้เซลล์ของร่างกายได้รับออกซิเจนและสารต่างๆ จากหลอดเลือดการวัดความดันเลือดจะวัดจากหลอดเลือดที่อยู่ใกล้หัวใจ   เพื่อให้ได้ค่าใกล้เคียงกับความดันเลือดในหัวมากที่สุด หลอดเลือดที่เหมาะสมสำหรับวัดความดัน คืออาร์เตอรีที่เต้นแขน ดังภาพที่ 6-31

ภาพที่ 6-31 การวัดความดันเลือด

         โดยปกติผู้ใหญ่จะมีความดันเลือดประมาณ 120/80 มิลลิเมตรปรอท ตัวเลขแรกหมายถึงค่าความดันเลือดสูงสุดขณะที่หัวใจบีบตัวเรียกว่า ความดันซิลโทสิก (systolic pressure) ตัวเลขตัวหลังหมายถึงความดันเลือดขณะที่หัวใจคล้ายตัวเรียกว่า  ความดันไดแอสโทสิก (diastolic pressure) ค่าความดันเลือดในคนปกติจะเปลี่ยนแปลงได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่น เพศ  อายุ  อารมณ์  น้ำหนักร่างกาย  อาหาร  สภาพภูมิอากาศ และสภาพของร่างกาย ฯลฯ มีข้อมูลเปรียบเทียบความดันเลือดของคนที่มีอายุเพศแตกต่างกัน ดังตารางที่ 6.3

ตารางที่ 6.3 เปรียบเทียบความดันเลือดในเพศชายและหญิงที่มีอายุต่างๆ

อายุ(ปี) ค่าความดันซิสโทลิก (มิลลิเมตรปรอท) ความดันไดแอสโทสิก (มิลลิเมตรปรอท)
  เพศชาย                เพศหญิง เพศชาย                เพศหญิง
1 96                        95 66                           65
3 100                      100 67                            64
6 94                         94 64                            64
9 101                      101 68                            69
12 106                      106 71                            72
15 112                      112 75                           76
16 118                      116 73                           72
17 121                      116 74                            72
18 120                      116 74                            72
19 122                      115 75                            71
20-24 123                      116 76                            72
25-29 125                      117 78                            74
35-39 127                      124 80                            78
45-49 130                      131 82                            82
55-49 138                      139 84                            84
60-64 142                      144 85                            85
65-69 143                      154 83                            85

* จาตารางที่ 6.3 ถ้านำข้อมูลความดันซิลโทลิดกับอายุในเพศชายและเพศหญิง   มาเขียนเป็นกราฟควรจะได้กราฟเป็นอย่างไร

             จากตารางที่ 6.3 จะเห็นว่า ความดันเลือดจะแตกต่างกันไปตามอายุและเพศ   โดยผู้สูงอายุความดันเลือดจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากผนังของหลอดเลือดมีความยืดหยุ่นน้อยลง   และวัยหนุ่มสาวเพศชายมักจะมีความดันเลือดสูงกว่าเพศหญิง นักเรียนคิดว่ามีปัจจัยอื่นอีกหรือไม่ที่เกี่ยวข้องกับความดันเลือด

             มีผู้ศึกษาพบว่าคนที่มีอารมณ์เครียดมักจะมีความดันเลือดสูงขนาดร่างกายก็เช่นเดียวกัน   คนอ้วนมักจะมีความดันเลือดสูงกว่าคนผอม   อาหารที่รับประทานและโรคประจำตัวบางโรคมีส่วนเกี่ยวข้องกับความดันเลือดด้วย

             โรคหัวใจที่พบมากคือ โรคหัวใจขาดเลือด (ischemic heart disease)   ส่วนใหญ่มีปัจจัยเสี่ยงมาจากความดันเลือดสูง มีภาวะไขมันในเลือดสูง   และโรคเบาหวาน   จากข้อมูลทางการแพทย์พบว่าคนที่สูบบุหรี่มีความเสี่ยงที่ทำให้ หลอดเลือดตีบและแข็ง (atheroslerosis)   ซึ่งถ้าเกิดกับโคโรนารีอาร์เตอรีจะมีผลทำให้กล้ามเนื้อหัวใจตายอย่างเฉียบพลัน   เนื่องจากขาดเลือดไปหล่อเลี้ยงหัวใจ

             โรคหัวใจที่เกิดจากลิ้นหัวใจผิดปกติ เช่น รั่ว หรือตีบ จะทำให้การหมุนเวียนเลือดมีปัญหาไปด้วย
             ในระยะสุดท้ายของโรคหัวใจทุกชนิดคือเกิดภาวะหัวใจล้มเหลวเป็นสิ่งที่พบเห็นได้อยู่เป็นประจำ   เป็นภาวะที่หัวใจไม่สามารถจะบีบตัวเพื่อส่งเลือดไปหล่อเลี้ยงส่วนต่างๆ ของร่างกาย    ได้เพียงพอต่อความต้องการของร่างกายในขณะนั้น

             ปัจจัยเสี่ยงที่ทำให้เกิดโรคหัวใจ ได้แก่ การสูบบุหรี่ การดื่มสุรา การเสพสารเสพติด การบริโภคอาหาร การไม่ออกกำลังกาย และการออกกำลังกายที่ไม่ถูกต้อง   การมีอารมณ์รุนแรงหรือเครียด   นอกจากนี้สารบางอย่าง เช่น สารทาร์และนิโคตินจากบุหรี่รวมทั้งไขมันในหลอดเลือดที่สะสมอยู่ในผนังหลอดเลือด   จะมีผลทำให้ความดันเลือดสูง   เครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์   โรคบางอย่าง เช่นโรคไตก็จะส่งผลให้ความดันเลือดสูงได้เช่นกัน   ดังนั้นนักเรียนควรหลีกเลี่ยงปัจจัยเสี่ยงต่างๆ เหล่านี้

             ความก้าวหน้าทางการแพทย์ที่อาศัยเทคโนโลยีสมัยใหม่ได้ช่วยแก้ปัญหาให้กับคนที่เป็นโรคเกี่ยวกับหัวใจ เช่น กรณีที่หัวใจเต้นช้ากว่าปกติและไม่สม่ำเสมอ   แพทย์จะใส่ เครื่องกระตุ้นการเต้นของหัวใจ(artifical pace maker) เครื่องนี้จะทำให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าไปกระตุ้นให้กล้ามเนื้อหัวใจทำงานได้อย่างเป็นปกติ   นอกจากนี้ปัจจุบันแพทย์ยังสามารถประดิษฐ์ลิ้นหัวใจเทียม  เพื่อนำมาใช้ในการเปลี่ยนลิ้นหัวใจให้คนไข้ที่มีลิ้นหัวใจผิดปกติได้

รู้หรือเปล่า
การผ่าตัดผู้ป่วยโรคลิ้นหัวใจผิดปกติมี 2 ชนิดคือ
1. การขยายลิ้นหรือซ่อมลิ้นเป็นการผ่าตัดโดยการตัดแต่งซ่อมลิ้นหัวใจเดิม  ในกรณีสภาพของลิ้นเสียหายเล็กน้อย
2.  การผ่าตัดเปลี่ยนลิ้นหัวใจเป็นวิธีสุดท้ายในการรักษาโรคลิ้นหัวใจผิดปกติเนื่องจากสภาพของลิ้นหัวใจเสียหายมาก  เช่น ฉีกขาดมาก  ลิ้นหัวใจที่นิยมนำมาใช้ในการผ่าตัด  เช่นลิ้นหัวใจเทียมชนิดลูกบอล  ลิ้นหัวใจจากเนื้อเยื่อสัตว์ดังภาพ


 
ลิ้นหัวใจเทียมชนิดลูกบอล
 
ลิ้นหัวใจเทียมทำจากลิ้นหัวใจหมู

หลอดเลือด
             เลือดออกจากหัวใจทางเลือดอาร์เตอร์ขนาดใหญ่ที่สุดเรียกว่า เอออร์ตา   ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2.5 เซนติเมตร   และไหลไปตามอาร์เตอรีขนาดเล็กไปเรื่อยๆ จนถึง อาร์เตอรีโอล (arteriole) ซึ่งเป็นอาร์เตอรีที่มีขนาดเล็กที่สุดมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.2 มิลลิเมตร   และเลือดจะไหลเข้าสู่หลอดเลือดฝอยซึ่งเป็นหลอดเลือดที่เชื่อมต่อกับ เวนูล (venule)   ซึ่งเป็นหลอดเลือดเวนที่มีขนาดเล็กที่สุด   เลือดจะไหลไปตามหลอดเลือดเวนขนาดเล็กไปจนถึงหลอดเลือดเวนขนาดใหญ่ดังภาพที่ 6-32   หลอดเลือดเวนที่ใหญ่ที่สุดคือ เวนาคาวา (vena cava) จะนำเลือดเข้าสู่หัวใจ

ภาพที่ 6-32   ทิศทางการไหลของเลือดในหลอดเลือดต่าง ๆ

             หลอดเลือดฝอย (capillary) เป็นหลอดเลือดที่มีขนาดเล็กผนังบางมาก   ประกอบด้วยเยื่อหุ้มบุผิวเพียงชั้นเดียวมีเยื่อบางๆ หุ้มภายนอกอีกชั้นหนึ่ง   และมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 8 ไมโครเมตร   สานกันเป็นร่างแหแทรกอยู่ตามเนื้อเยื้อทั่วร่างกาย
             หลอดเลือดอาร์เตอรี เป็นหลอดเลือดขนาดใหญ่มีผนังหนา   ประกอบด้วยเนื้อเยื่อสามชั้น   ได้แก่ เนื้อเยื่อบุผิวชั้นใน   เนื้อเยื่อบุผิวกล้ามเนื้อ และเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ยืดหยุ่นได้   หลอดเลือดอาร์เตอรีทีมีขนาดใหญ่   จะมีผนังที่มีความยืดหยุ่นดีมาก   โดยเฉพาะเอออร์ตาทำให้สามารถขยายตัวเพื่อลดลงดันเลือดซึ่งเป็นแรงดันที่ค่อนข้างสูงอันเนื่องมาจากการบบีบตัวของเวนตริเคิลซ้าย   การหดตัวและคลายตัวที่ผนังหลอดเลือดอาร์เตอรีมีความสำคัญมากในการปรับแรงดันของเลือดมีผลทำให้เลือดไหลไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกายได้
             หลอดเลือดเวน  มีผนังสามชั้นเช่นเดียวกันกับหลอดเลือดอาร์เตอรี   แต่มีผนังบางกว่าจึงมีความยืดหยุ่นน้อยกว่า   ความดันเลือดในหลอดเลือดเวนต่ำกว่าในหลอดเลือดอาร์เตอรี
             มีผู้ศึกษาความดันเลือดในหลอดเลือดต่างๆ พบว่าเป็นดังภาพที่ 6-33

ภาพที่ 6-33 ความดันเลือดในหลอดเลือดต่างๆ

*   นักเรียนวัดชีพจรจากหลอดเลือดเวนได้หรือไม่ เพราะเหตุใด
             จากภาพที่ 6-33 ความดันเลือดในหลอดเลือดเวนและเวนาคาวามีค่าเท่ากับศูนย์   เลือดในหลอดเลือดเวนและในเวนาคาวาจะไหลเข้าสู่หัวใจได้อย่างไร นักเรียนจะได้ศึกษาจากการทำกิจกรรมต่อไปนี้

กิจกรรมที่ 6.9 ทิศทางการไหลขอเลือดในหลอดเลือดเวน
วัสดุอุปกรณ์
             ผ้าสำหรับมัดต้นแขน
วิธีการทดลอง
             1. ให้ผ้ามัดต้นแขนให้แน่นจนสังเกตเห็นหลอดเลือดปรากฏชัดเจน
             -   เหตุใดเมื่อมัดต้นแขนแล้ว   หลอดเลือดจึงปรากฏขึ้นชัดเจน
             -  การไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดที่ปรากฏ   น่าจะมีทิศทางจากปลายแขนไปยังต้นแขน หรือจากต้นแขนไปยังปลายแขน
             2. กดหลอดเลือดที่เห็นชัดเจนด้วยนิ้ว 2 นิ้ว (นิ้ว ก. และนิ้ว ข. ดังภาพที่ 3 ใช้นิ้ว ข. ไล่เลือดไปทางต้นแขน   สังเกตหลอดเลือดระหว่างนิ้วทั้งสอง ดังภาพ

            - ก่อนปล่อยนิ้ว ข. ลักษณะของหลอดเลือดเป็นอย่างไร
             - เมื่อปล่อยนิ้ว ข. ลักษณะของหลอดเลือดเป็นอย่างไร เพราะเหตุใด
              3.  ปฏิบัติตามข้อ 2 อีกครั้งหนึ่ง   แต่ราวนี้ปล่อยนิ้ว ก. แทนนิ้ว ข.
             - เมื่อนิ้ว ก. ลักษณะของหลอดเลือดเป็นอย่างไร
             - นักเรียนจะอธิบายทิศทางการไหลของเลือดไนหลอดเลือดที่ศึกษาว่าอย่างไร
             - นักเรียนอธิบายโครงสร้างภายในของหลอดเลือดได้อย่างไร   ในกรณีที่เลือดไหลไปทางเดียวกันตลอดโดยไม่ย้อนกลับ
             หลอดเลือดเวนขนาดใหญ่   ได้แก่   หลอดเลือดเวนบริเวณแขนและขาที่อยู่ระหว่างมัดกล้ามเนื้อจะมีลิ้นอยู่ภายในเป็นระยะ นักเรียนบอกได้หรือไม่ว่าลิ้นในหลอดเลือดเวนเกี่ยวข้องกับทิศทางการหมุนเวียนของเลือดเวนอย่างไร   ระหว่างหลอดเลือดเวนจะมีมัดกล้ามเนื้ออยู่ เมื่อมัดกล้ามเนื้อนี้หดตัวมีผลทำให้หลอดเลือดเวนถูกบีบตัวแคบลง   ความดันในหลอดเลือดเวนจะเพิ่มขึ้นดันลิ้นในหลอดเลือดเวนด้านบนให้เปิดออกทำให้เลือดไหลสู่หลอดเลือดเวนด้านบนต่อไป   แต่ลิ้นส่วนล่างของหลอดเลือดเวนเมื่อได้รับความดันของเลือดจะไม่เปิดเนื่องจากกันไม่ให้เลือดไหลกลับสู่ด้านล่าง   ดังภาพที่ 6-34

ภาพที่ 6-34 การทำงานของลิ้นหลอดเลือดเวน

             นอกจากนี้การหดตัวของกล้ามเนื้อที่อยู่รอบๆ หลอดเลือดเวน   ซึ่งเป็นกล้ามเนื้อที่ใช้ในการเคลื่อนไหวของร่างกายมีผลทำให้หลอดเลือดเวนถูกบีบ   เลือดจึงถูกไล่ให้เคลื่อนไปสู่หัวใจ
             อย่างไรก็ตามความดันเลือดในหลอดเลือดเวนยังเกี่ยวข้องกับปัจจัยอื่นๆ อีก เช่น อิริยาบถของร่างกาย ได้แก่ การยืน หรือการนอน เป็นต้น
*   ให้นักเรียนเปรียบเทียบลักษณะของหลอดเลือดที่บริเวณหลังมือในขณะที่ปล่อยมือลงด้านข้างลำตัว   และขณะยกมือขึ้นเหนือศีรษะว่ามีความแตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น
*   นักเรียนคิดว่าการยืน การนอนมีส่วนเกี่ยวข้องกับการไหลของเลือดในหลอดเลือดเวนอย่างไร
*   นักเรียนคิดว่าการไหลเวียนเลือดในร่างกายจะเป็นอย่างไร   ถ้าร่างกายเสียเลือดมาก เช่น เมื่อได้รับอุบัติเหตุ

ส่วนประกอบของเลือด
             นักเรียนทราบมาแล้วว่าเลือดมีหน้าที่นำสารอาหร   และออกซิเจนไปให้เซลล์   และยังนำของเสียที่เซลล์ไม่ต้องการไปขจัดออกนอกร่างกาย   นับได้ว่าเลือดเป็นระบบลำเลียงสารภายในร่างกายที่สำคัญยิ่งในการดำรงชีวิตของเซลล์   ในร่างกายคนเรามีเลือดอยู่ประมาณร้อยละ 7-8 ของน้ำหนักตัว
             *นักเรียนบอกได้หรือไม่ว่า   ในร่างกายนักเรียนมีเลือดอยู่ประมาณเท่าใด
             ถ้าเราเจาะเลือดใส่หลอดทดลอง   แล้วปั่นแยกจะพบว่าเลือดถูกแยกออกเป็น 2 ส่วน คือ น้ำเลือดหรือพลาสมา (plasma) กับเซลล์เม็ดเลือด (blood corpuscle) ดังภาพที่ 6-35

ภาพที่ 6-35 ส่วนประกอบของเลือดที่ผ่านการปั่นแยก

พลาสมามีประมาณร้อยละ 55 ของปริมาณเลือดทั้งหมด   ส่วนที่เหลืออีกประมาณร้อยละ 45 เป็นเซลล์เม็ดเลือด   ซึ่งนักเรียนจะได้ศึกษาเซลล์เม็ดเลือดจากการทำกิจกรรมที่ 6.10

กิจกรรมที่ 6.10 ลักษณะเซลล์เม็ดเลือดของคน
วัสดุอุปกรณ์
             1.   สไลด์ถาวรเซลล์เม็ดเลือดของคน
             2.   กล้องจุลทรรศน์
วิธีการทดลอง
             1.   นำสไลด์ถาวรมาดูด้วยกล้องจุลทรรศน์กำลังขยายสูง
             2.   สังเกตลักษณะของเม็ดเลือดและวาดภาพ
             -   เซลล์เม็ดเลือดที่เห็นมีกี่ชนิด   แต่ละชนิดแตกต่างกันหรือไม่อย่างไร
             จากกิจกรรมที่ 6.10   นักเรียนจะเห็นว่าเซลล์เม็ดเลือดมีลักษณะ   และรูปร่างต่างๆ กัน ประกอบด้วย <b>เซลล์เม็ดเลือดแดง</b>(erythrocyte) เซลล์เม็ดเลือดขาว (leukocyte) และ เพลตเลต (platelet) ดังภาพที่ 6-36

ภาพที่ 6-36 เซลล์เม็ดเลือดแดงและเซลล์เม็ดเลือดขาวของคน

เซลล์เม็ดเลือดแดง
             เซลล์เม็ดเลือดแดงทำหน้าที่รับส่งแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจน   เมื่อเจริญเติมที่ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 7-8 ไมโครเมตร   รูปร่างกลมแบน ตรงกลางบุ๋ม ไม่มีนิวเคลียส และไม่มีไมโทคอนเดรีย   การที่เซลล์เม็ดเลือดมีสีแดงเนื่องจากภายในเซลล์ประกอบด้วยฮีโมโกลบินซึ่งเป็นโปรตีนชนิดหนึ่งที่มีเหล็กเป็นองค์ประกอบ   ทำให้มีความสามารถในการจับแก๊สต่างๆ เช่น ออกซิเจน คาร์บอนมอนอกไซด์   ในระยะเอ็มบริโอเซลล์เม็ดเลือดแดงเป็นเซลล์ที่มีนิวเคลียส   สร้างจากตับ ม้าม และไขกระดูก  แต่ในทารกระยะใกล้คลอด   จนเติบโตเป็นผู้ใหญ่จะสร้างที่ไขกระดูกโดยเซลล์เม็ดเลือดแดงที่สร้างขึ้นใหม่ๆ เป็นเซลล์ที่มีนิวเคลียส

บันทึกของนักเรียน  
          ถ้าตัวนักเรียนมีขนาดเล็กมากจนสามารถเดินทางไปตามหลอดเลือดต่างๆ ของร่างกายได้   โดยเริ่มเดินทางจากหัวใจนักเรียนจะเขียนอธิบายสิ่งที่ได้พบในการเดินทางครั้งนี้อย่างไรบ้าง

             เซลล์เม็ดเลือดแดงมีอายุประมาณ 100-120 วัน   หลังจากนั้นจะถูกทำลายที่ตับและม้าน   ตลอดอายุขัยของคนมีการสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงทดแทนอยู่เสมอ   ด้วยเหตุนี้เองร่างกายเสียเลือดไม่มากนัก จากอุบัติเหตุ  การเกิดป่วย   หรือการบริจาคเลือดร่างกายจะนำเซลล์เม็ดแดงที่สะสมไว้ที่ม้านออกมาทดแทนทันที   ขณะเดียวกันร่างกายก็จะสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงใหม่เพิ่มขึ้นเพื่อมาทดแทนส่วนที่สูญเสียไป
             ร่างกายมีเซลล์เม็ดเลือดแดงเป็นจำนวนมาก โดยผู้ชายมีประมาณ 5-5.5 ล้านเซลล์ต่อเลือด 1 ลูกบาศก์มิลลิเมตร   ส่วนผู้หญิงจะมีจำนวนน้อยกว่าคือ 4.5-5 ล้านเซลล์ต่อเลือด 1 ลูกบาศก์มิลลิเมตร
*   การที่เซลล์เม็ดเลือดแดงไม่มีนิวเคลียสและมีลักษณะกลมแบน ตรงกลางบุ๋มนั้นมีความเหมาะสมต่อหน้าที่อย่างไร   และมีผลต่ออายุของเซลล์เม็ดเลือดแดงอย่างไร
*   นักเรียนคิดว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงมีการหายใจแบบใช้ออกซิเจนและไม่ใช้ออกซิเจน เพราะเหตุใด

เชื่อมโยงกับคณิตศาสตร์
          ถ้าในเลือดของคน \displaystyle 1mm^3   มีเซลล์เม็ดเลือดแดงประมาณ 5 ล้านเซลล์   ในร่างกายมีเลือดประมาณ 5 ลิตร   เซลล์เม็ดเลือดแดงแต่ละเซลล์มีพื้นที่ผิว 120 ตารางไมโครเมตรและในร่างกายของคนจะมีเซลล์เม็ดเลือดแดงเท่าไร   และมีพื้นที่ผิวของเซลล์เม็ดเลือดแดงทั้งหมดคิดเป็นเท่าไร (ตอบเป็นตารางเมตร)

เซลล์เม็ดเลือดขาว
             เซลล์เม็ดเลือดขาวทำหน้าที่ป้องกันและทำลายเชื้อโรคหรือสิ่งแปลกปลอม   เมื่อเจริญเต็มที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 8-20 ไมโครเมตร   มีจำนวนน้อยกว่าเซลล์เม็ดเลือดแดง   คือ   จำนวนประมาณ 5,000 ถึง 10,000 เซนติเมตรต่อเลือด 1 ลูกบาศก์มิลลิเมตร   สร้างและเจริญที่ไขกระดูก   แต่บางชนิดจะเจริญในต่อมไทมัส   มีอายุประมาณ 2-3 วัน   เซลล์เม็ดเลือดขาวแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ กลุ่มที่แกรนูลและกลุ่มที่ไม่มีแกรนูล ดังภาพที่ 6-37

ภาพที่ 6-37   ชนิดของเซลล์เม็ดเลือดขาว   ก. กลุ่มที่มีแกรนูล   ข. กลุ่มที่ไม่มีแกรนูล

*   เซลล์เม็ดเลือดขาวที่เห็นในภาพมีลักษณะแตกต่างกันอย่างไร
             กลุ่มที่มีแกรนูล เรียกว่า แกรนูโลไซต์ (granulocytes) มีนิวเคลียสขนาดใหญ่คอดเป็นพู   สร้างจากไขกระดูก   มีไซโทพลาซึมค่อนข้างมากและมีแกรนูลกระจายอยู่ทั่วไปในไซทพลาซึม   เมื่อนำมาย้อมสีจะมีลักษณะแตกต่างกันมี 3 ชนิด คือ อีโอซิโนฟิล (eosinophil) มีแกรนูลสีส้มแดง และ เบโซฟิล (basophil) มีแกรนูสีน้ำเงิน   ทำลายเชื้อโรคโดยการหลั่งเอนไซม์หรือสารเคมี   ส่วน <b>นิวโทรฟิล</b>(neutrophil) มีแกรนูลสีม่วงชมพู   ทำหน้าที่ทำลายเชื้อโรคโดยวิธีฟาโกไซโทซิส

             กลุ่มที่ไม่มีแกรนูล เรียกว่า อะแกรนูลโลไซต์ (agranulocytes) มีนิวเคลียสขนาดใหญ่ มี 2 ชนิด คือ โมโนไซต์เมื่อแทรกออกจากหลอดเลือดสู่เนื้อเยื่อต่างๆ จะเจริญเป็น แมโรคฟาจ (macrophage) มีหน้าที่ทำลายเชื้อโรคโดยวิธีฟาโกไซโทซิส   ส่วนเซลล์เม็ดเลือดขาวลิมโฟไซต์มี 2 ชนิด ได้แก่ ลิมโฟไซต์ชนิดบี (B-lymphocyte) หรือ เซลล์บี (B-cell) สร้างและเจริญในไขกระดูกกับ ลิมโฟไซต์ชนิดที (T-lymphocyte) หรือ เซลล์ที (T-cell) ที่สร้างจากกระดูกแล้วไปเจริญที่ต่อมไทมัสทั้งเซลล์ บี และเซลล์ ที มีการทำงานค่อนข้างจะซับซ้อน   ซึ่งจะได้กล่าวต่อไป

             เซลล์เม็ดเลือดขาวสามารถเคลื่อนผ่านผนังหลอดเลือดฝอยมาสู่เนื้อเยื่อที่มีเชื้อโรค   หรือเคลื่อนเข้าหาสารเคมีที่เชื้อโรคหรือเซลล์แปลกปลอมปล่อยออกมา    เซลล์เม็ดเลือดขาวพวกฟาโกไซต์สามารถเคลื่อนที่คล้ายอะมีบาโอบล้อมเชื้อโรคหรือสิ่งแปลกปลอมได้

             กรณีที่ร่างกายมีการติดเชื้อ   แพทย์จะตรวจหาปริมาณเซลล์เม็ดเลือดขาวซึ่งจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีสิ่งแปลกปลอมเข้าสู่ร่างกาย   แต่การเป็นโรคบางชนิดเซลล์เม็ดเลือดเลือดขาวอาจจะลดลงได้ เช่น โรคเอดส์ (AIDS : Acquired Immune Deficiency Synodrom) ปริมาณเซลล์เม็ดเลือดขาวจะลดลงกว่างปกติ   เนื่องจากเชื้อ HIV (Human Immunodeficiency Virus) ทำให้จำนวนเซลล์เม็ดเลือดขาวโดยเฉพาะลิมโฟไซต์ลดลงอย่างช้า ๆ ดังนั้นในการตรวจร่างกายผู้ป่วยที่เป็นโรคติดเชื้อหรือโรคอื่นๆ บางโรค   แพทย์จึงตรวจหาปริมาณเซลล์เม็ดเลือดขาวร่วมไปกับการตรวจนับเซลล์เม็ดเลือดแดง|

             ถ้าการสร้างเซลล์เม็ดเลือดขาวของไขกระดูกผิดปกติอาจทำให้เกิดโรคเกี่ยวกับเลือดได้ เช่น โรคมะเร็งเซลล์เม็ดเลือดขาวหรือ ลิวคีเมีย (leukemia) ซึ่งนับว่าอันตรายมาก  เพราะเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวเหล่านี้  ไม่สามารถทำงานได้ตามปกติและสามารถเม็ดแบ่งเซลล์เพิ่มจำนวนโดยปราศจากการควบคุมของร่างกาย   เซลล์เม็ดเลือดขาวที่ผิดปกตินี้จะแพร่กระจายไปตามอวัยวะต่างๆ ทำให้ผู้ป่วยเกิดอาการผิดปกติตามแต่ชนิดของเซลล์มะเร็งที่เกิดขึ้น   และทำให้ผู้ป่วยเสียชีวิต

เพลตเลต
             เพลตเลตเป็นตัวการสำคัญในกระบวนการแข็งตัวของเลือดบางคนอาจเรียกว่า “เศษเม็ดเลือด” “เกล็ดเลือด” หรือ “แผ่นเลือด” เพลตเลตมีขนาดเล็กมาก   รูปร่างไม่แน่นอน   มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1-2 ไมโครเมตร เลตเลตไม่ใช่เซลล์แต่เป็นชิ้นส่วนของไซโทพลาซึมของเซลล์ชนิดหนึ่งในไขกระดูกหลุดเป็นชิ้นๆ เข้าสู่หลอดเลือดเพลตเลตมีอายุประมาณ 10 วัน

             ในขณะที่หลอดเลือดฉีกขาดจากอุบัติเหตุใดๆ ก็ตาม เลือดจะไหลออกจากหลอดเลือด   ถ้าเลือดไหลออกมาโดยไม่หยุดถึงแม้จะไม่ใช่บาดแผลฉกรรจ์ก็อาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้   แต่นักเรียนคงพบว่าเลือดจะไหลออกจากบาดแผลระยะหนึ่งแล้วมักจะหยุดไหลได้เองทั้งนี้เพราะร่างกายมีกระบวนการที่เรียกว่า การแข็งตัวของเลือดเป็นปฏิกิริยาที่ซับซ้อนและต่อเนื่องกันสามารถสรุปย่อๆ ดังนี้

             เมื่อร่างกายมีบาดแผล   ผนังของหลอดเลือดฉีกขาด   เพลตเลตจะเคลื่อนที่มายังบริเวณที่หลอดเลือดฉีกขาดนี้   และจะปล่อยสารบางอย่างที่ดึงดูดเพลตเลตมารวมตัวกันอุดแผล   นอกจากนี้ยังมีสารที่ปล่อยออกมาจากเซลล์ที่ได้รับอันตรายเมื่อรวมกับสารที่มีอยู่ในพลาสมา   ซึ่งมีอยู่หลายชนิดที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการแข็งรวมของเลือดเช่น วิตามิน เค และแคลเซียม เป็นต้น จะกระตุ้นให้ โพรทรอมบิน (prothrombin)   ในพลาสมามาเปลี่ยนเป็น ทรอมบิน (thromnib) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เปลี่ยน ไฟบริโนเจน (fibrinogen) ในพลาสมาให้เป็น ไฟบริน (fibrin) สานกันเป็นร่างแหโปรตีนโดยจะรวมกับเพลตเลตและเซลล์เม็ดเลือดแดงไปอุดบาดแผลป้องกันการไหลของเลือดออกทางบาดแผล ดังภาพที่ 6-38

ภาพที่ 6-38 การแข็งตัวของเลือด

             โปรตีนและเอนไซม์ที่ทำให้เลือดแข็งตัวผลิตมาจากตับ   ถ้าตับผิดปกติ   เช่น เป็นโรคตับแข็ง ตับอักเสบ สารที่ช่วยในการแข็งตัวของเลือดอาจจะไม่เพียงพอที่จะทำให้เลือดหยุดไหลได้   นอกจากนี้ถ้าร่างกายขาดวิตามิน เค ก็จะมีผลต่อการหยุดไหลของเลือดเช่นกัน
*   ร่างกายได้รับวิตามิน เค จากอาหารพวกใด
*   ถ้านักเรียนรับประทานยาปฏิชีวนะนานๆ ทำให้เชื้อแบคทีเรียที่ผลิตวิตามิน เค ในลำไส้ตามหมด นักเรียนคิดว่าจะมีผลอย่างไร

รู้หรือเปล่า?
          บางคนอาจจะเคยเห็นปลิงหรือทางดูดเลือดเกาะที่ผิวหนังคนหรือสัตว์อื่น   แล้วสามารถดูดเลือดได้มาก   โดยเลือดไม่มีการแข็งตัว  และเมื่อดึงตัวมันออกไปแล้วเลือดก็ยังคงไหลไม่หยุด  เพราะในน้ำลายปลิงมีสารฮิรูดิน   ซึ่งเป็นสารที่ไม่ให้เลือดแข็งตัว   ขณะที่ปลิงดูดเลือดก็จะปล่อยสารนี้ออกมาที่บาดแผล   ทำให้เลือดไหลไม่หยุด   วิธีการแก้ไขโดยการล้างแผลให้สะอาดแล้วเช็ดด้วยแอลกอฮอล์
          โปรตีนในพลาสมาบางชนิดทำหน้าที่ทำลายสิ่งแปลกปลอมและบางชนิดช่วยในการแข็งตัวของเลือด

             คนที่เป็น โรคฮีโมฟิเลีย (hemophilia) เลือดจะไม่แข็งตัวหรือแข็งตัวได้น้อย   ซึ่งเป็นลักษณะที่ควบคุมโดยยีนที่อยู่บนโครโมโซม X ทำให้ไม่สามารถสร้างสารที่เกี่ยวข้องกับการแข็งตัวของเลือดได้ครบหรือเพียงพอ   เมื่อเกิดบาดแผลจึงทำให้สูญเสียเลือดมาก

พลาสมา

            พลาสมาทำหน้าที่ลำเลียงสารอาหารที่ย่อยแล้ว   แร่ธาตุ ฮอร์โมน แอนติบอดีไปให้เซลล์ที่ส่วนต่างๆ ของร่างกาย   นอกจากนี้ยังช่วยรักษาสมดุลความเป็นกรด-เบส   สมดุลของน้ำ    และรักษาระดับอุณหภูมิของร่างกาย

             พลาสมาเป็นของเหลวค่อนข้างใส   มีสีเหลืองอ่อน ประกอบด้วยน้ำประมาณร้อยละ 90-93 และโปรตีนประมาณร้อยละ 7-10 โปรตีนที่สำคัญคือ ไฟบริโนเจน อัลบูมิน (albumin) และ โกลบูลิน (globulin)   นอกจากนี้พลาสมายังประกอบด้วยแร่ธาตุหรือไอออนต่างๆ สารอาหารโมเลกุลเล็กๆ เอนไซม์ ฮอร์โมน และสารที่ร่างกายไม่ต้องการซึ่งต้องกำจัดออกได้แก่ ยูเรีย คาร์บอนไดออกไซด์   ถ้าเจาะเลือดออกมาวางไว้ให้แข็งตัวแล้วปั่นแยก   ส่วนที่เป็นของเหลวใส ๆ ที่ได้เรียกว่า ซีรัม (serum)
*   องค์ประกอบของซีรัมมีอะไรบ้าง   และแตกต่างจากองค์ประกอบของพลาสมาอย่างไร

หมู่เลือดและการให้เลือด
             เยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดงมีไกลโคโปรตีนชนิดต่างๆ ทำให้สามารถจำแนกหมู่เลือดออกเป็นหมู่ต่างๆ ซึ่งมีหลายระบบแต่หมู่เลือดของคนที่นักเรียนรู้จักกัน คือ หมู่เลือดที่จำแนกตามระบบ ABO โดยจำแนกได้ 4 หมู่ ตามชนิดของไกลโคโปรตีนหรือแอนติเจนที่เยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดง คือ หมู่ A B AB และ O ส่วนในพลาสมาพบว่ามีแอนติบอดีที่จำเพาะต่อหมู่เลือด 2 ชนิด คือ แอนติบอดี A และแอนติบอดี B ในคนที่มีเลือดต่างหมู่กันจะมีแอนติจนและแอนติบอดีแตกต่างกัน   ซึ่งนักเรียนจะได้ศึกษาจากภาพที่ 6-39

รู้หรือเปล่า? 
         สารที่สามารถทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบต่างๆ ของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายเรียกว่า แอนติเจน (Antigen) ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นสิ่งแปลกปลอมต่อร่างกาย

ภาพที่ 6-39   แอนติเจนและแอนติบอดีของหมู่เลือดต่างๆ

*   คนที่มีหมู่เลือด B มีแอนติเจนและแอนติบอดีชนิดใด
*   คนที่มีหมู่เลือด AB มีแอนติเจนและแอนติบอดีชนิดใด


กิจกรรมที่ 6.11 ความสัมพันธ์ของหมู่เลือดระบบ ABO
             จากแผนภาพให้นักเรียนทำตารางแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง   หมู่เลือด   แอนติเจนบนเยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดง   และแอนติเจนบอดีในน้ำเลือด   ในระบบ ABO
 

หมู่เลือด แอนติเจนบน
เยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดง
 
แอนติบอดีในพลาสมา

             การกระจายของหมู่เลือด ระบบ ABO ในคนไทยมีสัดส่วน ดังนี้

หมู่เลือด ร้อยละ

A

B

AB

O

22

33

8

37

ที่มี : สภากาชาดไทย พ.ศ. 2546

             การกระจายหมู่เลือดระบบ ABO ของนักเรียนในชั้นเรียนเป็นอย่างไร   นักเรียนจะได้ศึกษาจากการทำกิจกรรมต่อไปนี้

กิจกรรมที่ 6.12   การกระจายของหมู่เลือดระบบ ABO

             1.   สำรวจหมู่เลือดของเพื่อนในห้องเรียนเดียวกัน   หรือในระดับชั้นเรียน   แล้วบันทึกข้อมูล
             2.   นำเสนอข้อมูลในรูปของกราฟ   เปรียบเทียบการกระจายของหมู่เลือดระบบ  ABO ของนักเรียนในชั้นเรียนกับคนไทยทั้งประเทศ

หมู่เลือด ร้อยละ

A

B

AB

O

 

 *   การกระจายของหมู่เลือดในกลุ่มคนที่นักเรียนศึกษา   เหมือนหรือแตกต่างจากการกระจายของหมู่เลือดในคนไทยทั้งประเทศอย่างไร