new การควบคุมการท างานของ ร่างกาย · 2017. 3....
TRANSCRIPT
.
อ. รภทร เอกนธเศรษฐ
คณะสาธารณสขศาสตร มหาวทยาลยราชภฏสวนสนนทา คณะเทคโนโลยอตสาหกรรม
สาขาวชาเทคโนโลยความปลอดภยและอาชวอนามย Email: [email protected]
การควบคมการท างานของ
รางกาย
ระบบประสาท ( Nervous System )
Nervous System
Central Nervous System : CNS
ระบบประสาทสวนกลาง
Brain Spinal cord
ไขสนหลง
Peripheral Nervous System : PNS
ระบบประสาทรอบนอก
Somatic Nervous System
ระบบประสาทโซ
มาตก
Autonomic Nervous System
ระบบประสาท
อตโนมต
Sympathetic
Parasympathetic
ระบบประสาทสวนกลาง (Central Nervous System : CNS)
สวนประกอบของระบบประสาทสวนกลาง
สวนประกอบของระบบประสาทรอบนอก
ปมประสาท (ganglion) คอกลมเซลลประสาททอยนอกระบบประสาทสวนกลาง เสนประสาทสมอง (cranial nerve) 12 ค เสนประสาทไขสนหลง (spinal nerve) 31 ค
Peripheral Nervous System : PNS
ระบบประสาทรอบนอก
สมอง(Brain)
ชนนอกมเนอสเทา(gray matter )เปนทรวมของตวเซลลประสาทและ axon ชนด ไมมเยอไมอลนหม (non-myelin sheath) ชนในมสขาว(white matter) เปนสารพวกไขมน ตวเซลลประสาทม myelin sheath หม(ท าใหเหนเปนสขาว)
เชลลประสาท
สมองเปนอวยวะทส าคญและซบซอนทสดของระบบประสาทมคลนหรอรอยหยก (convolution) มากเพอเพมพนทในการคดและการจ าสมองแบงเปน 2 ชนคอ
โครงสรางของสมอง
สมอง(Brain)
สมองสวนหนา (forebrain) • Olfactory bulb
ท ำหนำทเกยวกบกำรดมกลน
สมองสวนนของคนไมเจรญมำก จงรบกลนไดไมด
• Cerebrum มเซลลประสำทมำก ควำมฉลำดของคนขนอยกบจ ำนวนเซลลสมอง ท ำหนำทเกยวกบควำมคดควำมจ ำ เชำวนปญญำ ศนยกลำงควบคมกำรท ำงำนดำนตำงๆ
• Thalamus ท ำหนำทเปนศนยรวบรวมกระแสประสำททผำนเขำออก และแยกกระแสประสำทไปยงสมองทเกยวกบกระแสประสำทนน • Hypothalamus มขนำดเลก มส ำคญในกำรควบคมขบวนกำรตำงๆของรำงกำย ควบคมกำรท ำงำนพนฐำนของรำงกำย
สมองสวนหนา (forebrain)
สมองสวนกลาง (midbrain) • เปนสมองสวนทเลก
• มหนำทถำยทอดกระแสประสำทจำก
สมองสวนทำยไปยง cerebrum
• Optic lobe ท ำหนำทควบคมกำรเคลอนไหวของนยนตำ ท ำใหลกนยนตำกลอกไปมำไดควบคมกำรปดเปดของรมำนตำในเวลำทมแสงสวำงเขำมำกและนอย
สมองสวนหลง (hindbrain)
• สมองสวนหลง รวมกนเรยกวำ กานสมอง ( Brain stem)
• ภำยในจะมกลมเซลลและใยประสำท ท ำหนำทเปนศนยควบคมกำรมสตสมปชญญะ ควบคมกำรนอนหลบ กำรหลงน ำยอย
สมองสวนหลง (hindbrain) • Cerebellum
– ประกอบดวยเนอเยอ 2 ชน ชนนอกเรยกวำ cortex มสเทำ ชนในมสขำว
– ท ำหนำทควบคมเคลอนไหวและกำรทรงตวของรำงกำย
• Pons – เปนทำงผำนของกระแสประสำทระหวำง
Cerebrum กบ Cerebellum และCerebellum กบ ไขสนหลง
– ควบคมกำรเคลอนไหวของใบหนำ ควบคมกำรหำยใจ กำรเคยว หลงน ำลำย
• Medulla oblongata – ตดกบไขสนหลง – ท ำหนำทควบคมกำรท ำงำนของระบบ
ประสำทอตโนมต – เปนทำงผำนของกระแสประสำทระหวำง
สมองกบไขสนหลง
ไขสนหลง(Spinal cord)
มความยาวประมาณ 45 cm
มหนาท3 ประการคอ 1) ท ำหนำทสงผำนกระแสประสำทจำกหนวยรบควำมรสกไปสสมอง 2) ท ำหนำทสงผำนกระแสประสำทจำกสมองไปสหนวยปฏบตงำน 3) เปนศนยรเฟลกซ
ไขสนหลง(Spinal cord)
แบงออกเปน 2 สวนคอ 1.สวนทเปนสเทำ (gray matter)
2.สวนทเปนสขำว (white matter)
เนอสขาว (white matter ) – มเฉพำะใยประสำททมเยอไมอลนหม
– ท ำหนำทเปนทำงผำนของกระแสประสำทระหวำงไขสนสนหลงกบสมอง
เนอสเทา (gray matter) แก – เปนทอยของเซลลประสำทและ
ใยประสำททไมมเยอไมอลนหม
– มชองกลวงตรงกลำงไขสนหลง
(central canal) เปนทอยของ
น าเลยงสมองและไขสนหลง (cerebo-spinal fluid)
ไขสนหลง
เซลลประสาท (neuron/ nerve cell)
Cell process คอสวนทยนออกเปนแขนงจากตวเซลล 1. dendrite น ำกระแสประสำทเขำสตวเซลล 2. axon น ำกระแสประสำทออกจำกตวเซลล
node of Ranvier เปนบรเวณทไมมเยอไมอลนหม
ประกอบดวย ตวเซลล และ ใยประสาท
ตวเซลล (Cell body/soma) ภายในมนวเคลยส และออรแกเนลลอน
ชนดของเซลลประสาท แบงตามจ านวนแขนงทแยกออกจากตวเซลล
เซลลประสาทขวเดยว เซลลประสาท
2 ขว ม 1 แอกซอน และหลายเดนไดรท
ม 1 แอกซอน และ 1 เดนไดรท
พบไดทเยอบโพรงจมก และเรตนา
ชนดของเซลลประสาท แบงตามหนาท
เซลลประสาทสงการ ท ำหนำทน ำกระแสประสำทออกจำกไขสนหลงสงไปยงหนวยปฏบตงำน เชน กลำมเนอแขนขำ ซงอยหำงไกลไขสนหลงมำก จงมใยประสำทแอกซอนยำวกวำเดนไดรต อำจยำวถง 1 เมตร
เซลลประสาทรบความรสก ท ำหนำทรบกระแสควำมรสกสงเขำสสมองและไขสนหลง แลวถำยทอดกระแสประสำทไปยงเซลลประสำทสงกำร อำจผำนเซลลประสำนงำนหรอไมผำนกได
เซลลประสาทประสานงาน ท ำหนำทรบกระแสประสำทจำกเซลลประสำทรบควำมรสกแลวสงใหเซลลประสำทสงกำร ต ำแหนงของเซลลชนดนจงอยภำยในสมองและไขสนหลง
association neuron
motor neuron
sensory
neuron
ชนดของเซลลประสาท
การท างานของระบบประสาท
การรบรและการตอบสนอง
ระบบประสาทโซมาตก (Somatic Nervous System : SNS)
• เปนระบบทอยใตอ านาจจตใจ • ไดแก เสนประสาทสมอง (cranial nerves) จ านวน 12 ค และเสนประสาทไขสนหลง (spinal nerves) จ านวน 31 ค
เพยงแตน าสงกระแสประสาทจากอวยวะรบความรสกตาง ๆ ผานเขาไขสนหลง และไขสนหลงสงกระแสประสาทน าค าสงออกไปยงอวยวะหรอกลามเนอ
ในบางครงระบบประสาทโซมาตกมการท างานทอยนอกอ านาจจตใจกได คอ การตอบสนองของกลามเนอลายทไมตองผานสมอง(ปฏกรยา reflex)
2.4
การกระตกขาอนเกดจากการหดตวของกลามเนอขา ซงเปนกลามเนอลาย เปนการตอบสนองสงเราในเวลาสนๆ โดยไมผานสมอง กรยาดงกลาวเรยกวา รเฟลกซแอกชน (reflex action)
Reflex Action
เปนการตอบสนองตอสงเราอยางรวดเรว อาศยเซลลประสาท 3 เซลล
=> ปฏกรยาสะทอนกลบ
Reflex Action
1
2
3
4
5
รเฟลกซแอกชนทหวเขา (knee jerk) รเฟลกซเมอเดนไปเตะกอนหน
ระบบประสาทอตโนมต(Autonomic Nervous System : ANS)
เปนระบบประสาททควบคมการท างานของอวยวะภายใน โดยควบคมกลามเนอเรยบ และกลามเนอหวใจ เปนการควบคมทไมอยในอ านาจจตใจ (involuntary)
การท างานของระบบประสาทซมพาเทตกกบระบบประสาทพาราซมพาเทตกจะควบคมการท างานของอวยวะภายในใหท างานตรงกนขาม
เนอเยอ / อวยวะ parasympathetic sympathetic
1. หวใจ 2. มำนตำ
เตนชำและเบำ ขยำยเลกนอย
เตนแรงและเรว หดเลกนอย
3. หลอดลม 4. หลอดเลอด
หดเลก หด
ขยำย ขยำยตว
5. ควำมดนโลหต 6. ทำงเดนอำหำร
ต ำลง เคลอนไหวดขนและท ำงำนดขน
สงขน เคลอนไหวชำและท ำงำนลดลง
7. ตอมเหงอ 8. อณหภมรำงกำย
เหงอออกนอยลง ลดลง
เหงอออกมำก เพมขน
9. กระเพำะปสสำวะ 10. มดลก
หดตว กำรบบตวเพมขน
ยดออก กำรบบตวลดลง
เปรยบเทยบวงจรระบบประสาทโซมาตกกบวงจรระบบประสาทอตโนมต
Autonomic Nervous System : ANS Somatic Nervous System : SNS
วงจรประสาทของระบบประสาทอตโนมต ประกอบดวย 5 หนวย เหมอนกบระบบประสาทโซมาตก เพยงแตระบบประสาทอตโนมตมเซลลประสาทสงการ 2 เซลล แตไมมเซลลประสาทประสานงาน
Autonomic Nervous System : ANS Somatic Nervous System : SNS
ตารางเปรยบเทยบการท างานของระบบประสาทโซมาตก (SNS) กบระบบประสาทอตโนมต (ANS)
3.
อวยวะรบสมผส
ดวงตากบการรบภาพ
o ลกตำมกลำมเนอ 6 มด ท ำหนำทกลอกลกตำไปมำ
o ลกตำประกอบดวยเนอเยอผนงหมลกตำ 3 ชน 1. ชนนอก (sclera) 2. ชนกลำง (choroid)
3. ชนใน (retina)
กลไกการมองเหน
เยอหมเซลลรปแทงจะมสำรสมวงแดงชอโรดอปซน(rhodopsin) อย สำรนประกอบดวย opsin รวมกบ retinol ซงไวตอแสง
ถำมแสง=> retinol จะไมเกำะกบ opsin ท ำใหกระแสประสำทสงไปตำมเสนประสำทสมองคท 2 ใหแปลเปนภำพ
ถำไมมแสง => opsin และ retinol จะรวมตวกนเปน rhodopsin ใหม
1. Rod cell ท ำงำนไดดขณะแสงสลว
2. Cone cell ท ำงำนไดดขณะควำมเขมแสงสง บอกควำมแตกตำงของส
ภำยในเรตนำมควำมไวตอแสงมำกเนองจำก เรตนำประกอบดวยเซลลรบแสง 2 ชนด ไดแก
โครงสรางภายในของห
1. ใบห (pinna)
2. รห
3. เยอแกวห (Ear drum)
4. ทอยสเตเซยน(Eustachian tube)
5. กระดกคอน(Malleus)
6. กระดกทง(Incus)
7. กระดกโกลน(Stapes)
8. คอเคลย(Cochlea)
9. เสนประสำทคท 8(auditory nervous)
ทอยสเตเซยนท ำหนำทอะไร? = ปรบควำมดนระหวำงหตอนกลำง และอำกำศภำยนอก
การท างานของห ห รบควำมรสกเกยวกบไดยนเสยงและกำรทรงตว แบงออก 3 สวนคอ หชนนอกมใบห ชวยรบเสยงรห และแกวห ชวยน ำเสยงเขำไปและสงตอไปยงหชนกลำง หชนกลำงมกระดก 3 ชนคอกระดกคอน ,ทง และโกลน ชวยสงคลนเขำไปยงหชนใน
เมอคลนเสยงผำนเขำไปจนถงคอเคลยก จะท ำใหของเหลวภำยในสนสะเทอน กระตนอวยวะรบเสยงใหสงสญญำณ ไปตำมเสนประสำทรบฟง คท 8 เพอสงเขำสสมองตอไป
หชนในประกอบดวยโคเคลย เปนอวยวะรบเสยง และเซมเซอรควลำรแคแนล (semicircular canal) ชวยในกำรทรงตว
จมกกบการดมกลน • ภำยในโพรงจมก มเซลลประสำทรบกลน (olfactory neuron)
• เซลลประสำทรบกลน คอ เสนสมองคท 1
• สมองสวน Cerebrum เกยวของกบกำรดมกลน
ลนกบการรบรส
ดำนบนของผวลน มปมลน (papilla) ตมรบรส (test bud) ซงมเซลลรบรส (gustatory cell) ตอกบใยประสำทท ำหนำทรบรส สงไปตำมเสนประสำทสมองคท 7 และ 9
ผวหนงกบการรบความรสก
มหนวยรบควำมรสกไวทตอกำรกระตนในระดบตำง ๆ ของผวหนง
แตละบรเวณมปลำยประสำทรบควำมรสกอย หนำแนนตำงกน
40
ระบบตอมไรทอ (ENDOCRINE SYSTEM)
41
ตอมไรทอ (endocrine gland) ตอมท
หล งสารและไปมผลตอเซลลเปาหมาย
โดยผาน extracellular fluid เชนกระแส
เลอด โดยม 9 ชนดในคน
ตอมมทอ(exocrine gland) ตอมทหล ง
สารและไปมผลตอเซลลเปาหมายโดย
ผานทอ
ระบบตอมไรทอ (ENDOCRINE
SYSTEM)
42
ฮอรโมน หมายถงสารเคมท
สรางมาจากเซลลของตอมไร
ทอ(endocrine cell) และไปม
ผลควบคมการท างานของ
เซลลเปาหมายทอยหาง
ออกไป โดยขนสงไปตามกระ
เสเลอด การท างานของรางกาย
ทควบคมโดยฮอรโมน
หรอสารเคม เรยก
chemical control และ
เรยกกลมสารเคม
ดงกลาววา chemical
messenger หรอ
molecular
messenger
43
ระบบประสานงาน(c
o-o
rdin
ati
ng
syste
m)
44
หนาทของฮอรโมนแบงออกได
เปน 3 กลมใหญ 1. ควบคมการเจรญเตบโต (growth)
2. ควบคมและรกษาสภาพแวดลอมภายในรางกายใหเปนปกต
3. ควบคมการท างานของรางกายอยางอตโนมต
45
Chemical messengerหรอmolecular messenger แบงเปน 5 ชนดดงน
1. Paracrine (local regulator) 2. Neurotransmitter 3. Neurohormone
4. Hormone 5. Pheromone
46
ฮอรโมนแบงตามโครงสรางทางเคมไดเปน 4 ชนด คอ
1. ฮอรโมนเปปไทดหรอโปรตน
(Polypeptide hormone)
2. ฮอรโมนสเตยรอยด
(Steroid hormone)
3. ฮอรโมนเอมน
(Amine hormone)
4.ฮอรโมนกรดไขมน
(Fatty acid hormone)
47
กลไกการออกฤทธของchemical messenger และฮอรโมน -ออกฤทธไดโดยการจบกบตวรบสญญาณ(receptor)
สารเคมตวเดยวกนสามารถมผลตอ
เซลลชนดตางๆ ไดตางกนโดยขนกบ
1.ตวรบตางกน (a กบb&c)
2.ตวถายทอดสญญาณในเซลล
ตางกน (bกบc)
48
การออกฤทธของฮอรโมน แบงตามโครงสรางไดเปน 2 แบบ
1.พวกทมตวรบอยทผนงเซลล(cell membrane receptor)ไดแกฮอรโมนทมขนาดใหญ
ผานเขาเซลลไมได ไมละลายในไขมน เชน ฮอรโมนโปรตน
49
2.พวกทมตวรบอยภายในเซลล ไดแกฮอรโมนทมขนาดเลกและละลายในไขมนได
เชน ฮอรโมนสเตยรอยด, ฮอรโมนไทรอยด, Vitamin D3, NO
-ตวรบเมอจบกบฮอรโมน
(hormone-receptor complex)
จะท าหนาทเปน transcription factor
-ตวรบอาจอยในไซโตพลาสม
หรอนวเคลยส
50
ฮอรโมนจากตอมไรทอทส าคญของรางกาย ตอมไรทอมการเปลยนแปลงมาจากเนอเยอทง 3 ชน คอ
1. พวกทเปลยนแปลงมาจากเนอเยอช นกลาง
* สรางสารพวกสเตอรอยด
- ตอมหมวกไตสวนนอก (adrenal cortex)
- รงไข (ovary)
- อณฑะ (testis)
2. พวกทเปลยนแปลงมาจากเนอเยอช นนอก และเนอเยอช นใน
* สรางสารพวกเปปไทด โปรตน
- ตอมไทรอยด(thyroid gland)
- ตอมใตสมอง(hypophysis หรอ pituitary)
- ตอมหมวกไตสวนใน(adrenal medulla)
51
ความส าคญของตอมไรทอตอ
รางกาย 1. พวกทรางกายขาดไมได(essential endocrine gland)
- ตอมไทรอยด (thyroid gland)
- ตอมพาราไทรอยด(parathyriod gland)
- ตอมหมวกไตสวนนอก (adrenal cortex)
- ไอสเลตออฟแลงเกอรฮานส
2. พวกทรางกายขาดได(non-essential endocrine gland)
- ตอมใตสมองสวนหนา (pituitary)
- ตอมไพเนยล(pineal gland)
- ตอมหมวกไตสวนใน (adrenal medulla)
- รงไข (ovary)
- อณฑะ(testis)
52
กลไกการควบคมการหล งฮอรโมน
การควบคมการหล ง
ฮอรโมน สวนใหญ
เปนกลไกการควบคม
ยอนกลบแบบ
negative feedback
53
การควบคม homeostasis ของแคลเซยมโดย PTH และ Calcitonin
การท างานแบบตรงขามกน(antagonistic) ของฮอรโมน 2 ชนด
54
ระบบตอมไรทอในสตวไมมกระดกสนหลง
1.Brain hormone(BH) หลงจาก neurosecretory cells มาเกบไวทcorpus cardiacum 2.BHกระตน
prothoracic gl.
ใหหลงฮอรโมน
ecdysone
3.ecdysone
กระตนการลอก
คราบ
4.Juvenile hormone(JH)
หลงจากcorpus allatum
ยบยงการเกด
metamorphosis เมอ JH
ลดลงแมลงสามารถพฒนาไปส
ระยะตอไปได
55
ระบบตอมไรทอในสตวมกระดกสนหลง(คน)
-ในรางกายคนเรามตอมไรทอ
ท งหมด 9 ตอม
-Tropic hormones:
ฮอรโมนทไปมบทบาท
ควบคมการหล งฮอรโมน
ของตอมไรทออน ๆ
56
การท างานรวมกนระหวางระบบประสาทและระบบตอมไรทอ
(ไฮโปทาลามสและตอมใตสมอง)
-ไฮโปทาลามสท าหนาทเชอมโยง
ระหวางระบบตอมไรทอและ
ระบบประสาท
-เซลลประสาท(neurosecretory cell)
จากไฮโปทาลามสไปควบคมการ
หล งฮอรโมนจากตอมใตสมองสวน
หนา ท งแบบกระตน(releasing
homrone) และยบย ง(inhibiting
hormone)
57
ฮอรโมนจากตอมใตสมอง pituitary
1. ตอมใตสมองสวนหนา
(Anterior pituitary)
2. ตอมใตสมองสวนกลาง (intermidiate )
3. ตอมใตสมองสวนหลง (Posterior pituitary)
ตอมใตสมองเปนตอมไรทอ อยบรเวณตรงกลางสมองแบงได เปน 3 สวน คอ
58
ตอมใตสมองสวนหนา(anterior pituitary gland or adenohypophysis) -ควบคมการหล งฮอรโมนโดยไฮโปทาลามส โดยหล ง releasing/inhibiting
ผานทางเสนเลอด portal vessel
59
- ฮอรโมนโกรท (Growth hormone,GH) เปนสาร
พวกโปรตน ควบคมการเจรญเตบโต ของ
รางกาย
นอยไป มากไป
เดก dwarfism giantism
ผใหญ acromegaly simmon’s disease
ฮอรโมนโกรท (Growth hormone,GH)
60
giantism
• เนองจากในวยเดกมการสราง
GH มากเกนไปจะมผลกระตน
การเจรญเตบโตมากกวา
ปกต เรยกวา สภาวะยกษ (giantism)
61
13 years old
18 years old
18 years old High School Graduation
21 years old
Entering his car, front seat had to be removed
http://www.altonweb.com/history/wadlow/
62
dwarfism
• เนองจากในวยเดกมการ
ขาดฮอรโมน GH นอย
ท าใหเกดอาการ
รางกายมขนาดเลก
แคระแกรน เนองจาก
การเจรญเตบโตของ
กระดกถกยบยง ระบบ
สบพนธไมเจรญ
63
acromegaly
• เนองจากในวยผใหญมฮอรโมน GH มาก
เกนไปจะมผลตอการกระตนการเจรญของ
กระดกในดานกวาง เนองจากกระดก
ทางดานยาวบดไปแลว ยาวอกไมได และ
ยบยงเนอเยอเกยวพนดวย ท าใหกระดกท
คางขยายขนาดกวางขนฟนหางใบหนาเปน
รปสเหลยมคางหม นวมอ นวเทามขนาด
ใหญขน ผวหนงหนาและหยาบ
64
simmon’s disease
• เนองจากในผใหญทม
ฮอรโมนโกรธนอยมกไม
แสดงลกษณะอาการใหเหน
แตพบวาน าตาลในเลอดต า
จงทนตอความเครยดทาง
อารมณไดนอยกวาคน
ปกต และมกจะเปนลมหนา
มดงาย อาจเปนโรคผอม
แหง
65
1. ฮอรโมนกระตนฟอลลเคล หรอ ฟอลลเคลสตมวเลตงฮอรโมน
(follicle stimulating hormone,FSH)
เปนฮอรโมนพวกโปรตนทรวมอยกบคารโบไฮเดรต
(glycoprotein) ท าหนาท
- กระตนฟอลลเคลของรงไขใหเจรญเตบโต
- ออกฤทธรวมกบฮอรโมนลทไนท(LH)ในการกระตนใหมการสราง
และหลงฮอรโมนอสโทรเจน
- FSH ในเพศชายจะกระตนเนอเยอสบพนธ(germinal epithelium)
ภายในหลอดสรางอสจในอณฑะ ใหสรางอสจ(spermatogenesis)
ฮอรโมนโกนาโดโทรฟน
(gonadotrophin หรอ gonadotrophic hormone,Gn )
66
- ฮอรโมน LH กระตนกลมเซลล
อนเตอรสตเชยลใหหลง
- ฮอรโมนเทสโทสเตอโรน (testosterone)
67
• เปนฮอรโมนประเภทโปรตน กระตนการเจรญของทอของการ
ผลตน านมกระตนการสรางและผลตน านม
• ในขณะตงครรภและตอนคลอดจะมโพรแลกตนสง
• โพรแลกตนในเพศชายไมทราบหนาทแนชด แตมผรายงานวา
โพรแลกตนจะท าหนาทรวมกบฮอรโมนเพศชายในการ
กระตนอวยวะทเกยวของกบการสบพนธ เชน ตอมลกหมาก
ทอน าอสจ และตอมสรางน าเลยงอสจ
ฮอรโมนโพรแลกตน (prolactin) หรอ (lactogenic hormone)
68
• เปนฮอรโมนประเภทโปรตน กระตนการเจรญของ
ทอของการผลตน านมกระตนการสรางและผลต
น านม
• ในขณะตงครรภและตอนคลอดจะมโพรแลกตนสง
• โพรแลกตนในเพศชายไมทราบหนาทแนชด แตม
ผรายงานวาโพรแลกตนจะท าหนาทรวมกบ
ฮอรโมนเพศชายในการกระตนอวยวะทเกยวของกบ
การสบพนธ เชน ตอมลกหมาก ทอน าอสจ และ
ตอมสรางน าเลยงอสจ
69
ท าหนาทกระตนอะดรนลคอรเทก ของตอมหมวกไตใหสรางฮอรโมนตามปกต
ฮอรโมนอะดรโนคอรตโคโทรฟน
(adrenocorticotrophin hormone) หรอ ACTH
70
ACTH
• กระตนการเตบโตและการสรางฮอรโมนของตอมหมวก
ไตสวนนอก
• กระตนการปลดปลอยกรดไขมนออกจากเนอเยอ
• กระตนการหลงอนซลนจากตบออน
• กระตนการหลง GH จากตอมใตสมองสวนหนา
• ACTH ยงมลกษณะบางอยางเหมอนฮอรโมนจากตอม
ใตสมองสวนกลาง(MSH)จงกระตนเมลานนภายในสตว
เลอดเยน เชน กบ ท าใหมสเขมขน
71
หรอ TSH ท าหนาทกระตนตอมไทรอยดใหหลง
ฮอรโมนตาม
ปกต ฮอรโมนจากตอมใตสมองสวนหนาจะควบคม
โดยฮอรโมน
ประสาททสรางมาจากไฮโพทาลามส
ฮอรโมนกระตนไทรอยด
(thyroid stimulating hormone)
72
ไฮโพทาลามสกบการสรางและหลงฮอรโมนของตอม
ใตสมองสวนหนา
73
• ฮอรโมนกระตนการหลง GH (GH releasing
hormone,GHRH)
• ฮอรโมนยบยงการหลง GH (GH inhibiting
hormone,GHIH)
• ฮอรโมนกระตนการหลงโพรแลกตน(prolactin
releasing hormone,PRH)
• ฮอรโมนกระตนการหลงของตอมไทรอยด (thyroid
releasing hormone,TRH)กระตนการหลง TSH
• ฮอรโมนกระตนการหลง Gn (gonadotrophin releasing
hormone,GnRH)กระตนการหลง FSH
และ LH
74
- ฮอรโมนเมลาโนไซต (Melanocyte stimulating
hormone) หรอ MSH
ท าหนาทท าใหรงควตถภายในเซลล
ผวหนงกระจายไปทว เซลล
ตอมใตสมองสวนกลาง ท าหนาทผลตฮอรโมน ดงน
75
ตอมใตสมองสวนหลง(Posterior pituitary gland or neurohypophysis)
-ฮอรโมนทหล ง
จากตอมใต
สมองสวนหลง
สรางมาจาก
เซลลประสาท
ของไฮโปทา
ลามส
-โดยเซลลประสาท
จะยน
สวน axon เขามา
ในตอม
ใตสมองสวนหลง
76
• ตอมใตสมองสวนหลงหรอนวโรไฮโพไฟซส ไมได สรางฮอรโมนเอง แตฮอรโมนถกสรางมาจาก นวโรซครทอรเซลล ของไฮโพทาลามสโดยกลมเซลล เหลานจะมแอกซอนมาสนสดอยภายในตอมใต สมองสวนหลง และเขาสกระแสเลอด
Axons to primary capillaries
Primary capillaries
Pituitary stalk
Posterior pituitary
Anterior pituitary
Secondary capillaries
Portal venules
77
- ยเรตก ADH มหนาท
ดดน ากลบของหลอด
ไต และกระตนให
หลอด เลอดบบตว
ถาขาดฮอรโมนนจะ
เกดการเบาจดท าให
ปสสาวะ บอย
วาโซเพรสซน(Vasopressin)
หรอ ฮอรโมนแอนตได
78
ADH
• มผลใหมการดดน ากลบททอหนวยไต
• ฮอรโมนนจะมการหลงออกมาเมอ กระหายน า และ
ขาดน า ความเครยดสง ความดนเลอดสง
• ยาทมผลตอการกระตนประสาทสวนกลาง ฝน
เฮโรอนจะมผลในการกระตนการหลงฮอรโมนดวย
• ถาม ADH นอยมากๆจะท าใหเกดโรคเบาจด
(diabetes insipidus) มปสสาวะออกมามากถงวนละ
20 ลตรตอวน
79
ท าหนาทกระตน
กลามเนอเรยบและ
อวยวะภายใน กระตน
กลามเนอรอบ ๆ ตอม
น านมใหขบน านม
ฮอรโมนนจะหลง
ออกมามากตอน
คลอด เพอชวยให
กลามเนอ มดลกบบ
ตวขณะคลอด
ออกซโทซน (Oxytocin)
80
ตบออน (pancreas)
-ตบออนประกอบดวย
endocrine
gland (islets of
Langerhans) และ
exocrine gland(หลง
เอนไซม)
-Islet of Langerhans
ประกอบดวย
alpha cells(หล ง
glucagon) และ beta
cells (หล ง insulin)
81
-insulin และ glucagon จะท าหนาทตรงขามกน
(antagonistic)
:insulin ลดระดบน าตาลในเลอด โดยไปกระตนใหมการ
น ากลโคสเขาสเซลล (ยกเวนเซลลสมอง), ลดการสลาย
ไกลโคเจนทตบ, และลดการเปลยนกรดอะมโนและกลเซ
อรอลไปเปนน าตาล
:glucagon เพมระดบน าตาลในเลอด โดยกระตนเซลลตบ
ใหสลายไกลโคเจนมาเปนกลโคส เปลยนกรดอะมโนและ
กลเซอรอลมาเปนกลโคส
Diabetes mellitus (โรคเบาหวาน) สภาวะทระดบ
น าตาลในเลอดสงกวาปกต (คนปกต = 90mg/100ml)
อาจเกดเนองจากรางกายขาด insulin หรอเซลล
เปาหมายไมตอบสนองตอinsulin
82
ตอมหมวกไต (adrenal gland)
-ตอมหมวกไตแบงเปน 2 สวนคอ adrenal cortex(ดานนอก)และadrenal medulla(ตรงกลาง)
-กระตนการสลาย
ไกลโคเจนไดเปน
กลโคสจากตบและ
กลามเนอและ
กระตนการปลอย
fatty acidจาก
เซลลไขมน
-กระตน
cardiovascular
และ respiratory
system
-หลงเมอ
รางกายอยใน
สภาวะเครยด
autonomic
nervous
system
(sympathet
ic) -glucocorticoid
กระตนการ
สงเคราะหกลโคส
จาก
noncarbohydra
te source เชน
จากโปรตน
-
mineralocorticoid
ควบคมสมดลของ
เกลอและน า
เชน aldosterone
กระตนใหมการดด
กลบของNa+และน าท
ทอไต
83
ฮอรโมนจากตอมหมวกไต
ตอมหมวกไต (adrenal gland) ประกอบดวยเนอเยอ 2
ชนดคอ
1. อะดรนลคอรเทกซ (adrenal cortex) เปนเนอเยอ
ช นนอก
2. อะดรนลเมดลลา (adrenal medulla) เปนเนอเยอช นใน
อะดรนลคอรเทกซ
ผลตฮอรโมนไดมาก สามารถแบงออกเปน 2 กลมใหญ คอ
84
1. ฮอรโมนกลโคคอรตคอยด (Glucocorticoid
hormone)
ท าหนาทควบคมเมตาโบลซมของคารโบไฮเดรต กระตนการ
เปลยนคารโบไฮเดรตและไกลโคเจนเปนกลโคส และยงควบ
คมสมดลของเกลอแร 2. ฮอรโมนมเนราโลคอทคอยด (mineralocorticoid)
ท าหนาท
ควบคมสมดลของน าและเกลอแรในรางกาย เชน อลโดสเตอ
โรน
(aldosterone) ท าหนาทดดโซเดยมกลบทอหนวยไต
อะดรนลคอรเทกซ (adrenal cortex)
85
อะดรนลเมดลลา (adrenal medulla)
อะดรนลเมดลลา ผลตฮอรโมนดงน
1. อะดรนาลน (adrenalin)
ท าใหน าตาลในเลอดเพมขน และ กระตนการเตนของ
หวใจ
2. นอรอะดรนาลน (noradrenalin)
ท าหนาทหลงจากเสนประสาทซมพาเทตก ท าให
ความดนเลอดสง
86
ตอมไทรอยด (Thyroid gland)
-ตอมไทรอยดใน
สตวเลยง
ลกดวยนมม 2 พ
วางตวอยบน
หลอดลม
-สรางฮอรโมน
triiodothyronine
(T3) และ
thyroxine (T4)
-ท าหนาทควบคม
กระบวนการเมตา
บอลสม
-ควบคมการสราง
โดย TSH
87
ฮอรโมนจากตอมพาราไทรอยด
- พาราทอรโมน (parathormone,PTH) ท าหนาทรกษา
สมดลและ ฟอสฟอรสในรางกายใหคงท
- มผลกระตนใหมการเพมแคลเซยมและฟอสฟอรส
- ถามระดบแคลเซยมต าในเลอดจะกระตนใหมการ
หลงฮอรโมนมากขน
- ถาหลงฮอรโมนมากเกนไปจะท าใหมการสะสม
แคลเซยมทไตทเสนเลอด กระดกเสยแคลเซยม
มากเกนไป หกงายเปนโรคกระดกพรน
ฮอรโมนจากตอมพาราไทรอยด(Parathyriod gland)
88
89
ฮอรโมนจากอวยวะเพศ
เพศชาย
ฮอรโมนแอนโดรเจน
(androgens)ประกอบไปดวย
เทสโทสเตอโรน (testosteron)
มหนาทควบคมลกษณะ
เกยวกบ
การเปลยนแปลงของเพศ
ชายใน
ชวงวยรน
90
เพศหญง - เอสโทรเจน (estrogens) สรางจากเซลลฟอลลเคลในรงไข ฮอรโมนนจะต าในขณะมประจ าเดอน
- ฮอรโมนโปรเจสเทอโรน (progesterone) สรางจาก คอรปสลเทยม ควบคมลกษณะเกยวกบการเปลยนแปลงของราง กายในชวงวยรน
91
ฮอรโมนจากตอมไพเนยล ตอมไพเนยลอยบรเวณกงกลางของ
สมองสวนเซรบรมพซายและพขวา ตอมนไมไดท าหนาทสราง
ฮอรโมน ตอมนจะสรางเมลาโทนน (melatonin) ในคนและสตว
ช นสงในชวงวยรนและยบยงการเจรญเตบของอวยวะสบพนธ
ถาขาดจะท าใหเดกเปนหนมสาวเรวกวาปกต
ตอมไพเนยล(pineal gland)
92
ตอมไรทอทเกยวกบการปรบตวของสตว
- ตอมใตสมองสวนกลาง MSH
- ตอมไพเนยล melatonin
ตอมไรทอทเกยวของกบภมคมกน
- Thymus gland
ตอมไรทอทท าหนาทควบคมพฤตกรรม
Biological clock
- pineal gland
93
94
95
96
ต าแหนงของตอมทผลตฟโรโมนในสนข 1. Labial glands. 2. Auricular glands. 3. Perianal glands. 4. Vulva หรอ Preputial glands. 5. Interdigitous glands.
พลงงาน เอนไซม และกระบวนการ
เมแทบอลซม
(Energy and Metabolism)
ปฏกร ยาชวเคมในสงมชวต
เ กย วขอ งก บการ เปลยนแปลง
พลงงาน ซงจะเปนตวก าหนดวา
ปฏกร ยานนจะเกดข นไดอยางไร
ปฏกรยาเคมทเกดขนในสงมชวต
ควบคมโดยเอนไซม เอนไซมเปนตว
ควบคมเพอ ท าใหกระบวนการเม
แทบอลซ ม เกดข น เ ปนขนตอน
ตามล าดบอยางมระเบยบ
พลงงาน
คอ ความสามารถทจะท างาน
ได พลงงานมอยในสสารทก
ชนด สสารสามารถเปลยนเปน
พ ล ง ง า นไ ด ต า ม ท ฤ ษ ฎ
ส มพนธภาพของไอนสไตน
(Einstein’s theory of
relativity)
1.1 รปของพลงงาน
• พลงงานจลน (Kinetic Energy)
หมายถง พลงงานทเกดจากการเคลอนท
ของวตถ ถาวตถมมวลมากจะมพลงงาน
จลนมาก
• พลงงานศกย (Potential Energy)
หมายถง พลงงานทเกดจากต าแหนงของ
วตถ เชน วตถทอยในต าแหนงสงจากพน
โลกมากจะมพลงงานศกยมากกวา เชน
ถามนษยกร ะโดดจากดตก ส งๆจะม
พลงงานศกยมากจงท าใหมนษยกระแทก
พนอยางแรงจนเสยชวต
พลงงานทงสองประเภท อยในรปพลงงาน
ตางๆ ดงน
• พลงงานเคม (chemical energy) เปน
พลงงานศกยทแฝงอย ในโครงสรางของ
สสาร
• พลงงานไฟฟา (electrical energy) เปน
พลงงานทเกดจาก การเคลอนทของ
อเลกตรอน
• พลงงานกล (mechanical energy) เปน
พลงงานทเกยวของ กบการเคลอนท
โดยตรง
• พลงงานรงส (radiant energy) เปน
พลงงานทมาในรปของ คลน
• พลงงานปรมาณ (atomic energy) เปน
พลงงานทถกปลอยออกจากสาร
กมมนตภาพรงส ทมอยในธรรมชาตหรอ
ทเกดในเตาปฏกรณปรมาณหรอระเบด
ปรมาณ
1.2 การเปลยนแปลงรปของพลงงาน
และกฎอณหพลวต
(thermodynamic)
พลงงานมการเปลยนรปจากรปหนง
เปนอกรปหนงไดโดยทพลงงานไมสญ
หายไปและไมเพมขน หรอทเรยกวา
กฎอณหพลวต หรอกฎการคงอยของ
พลงงาน (law of conservation of
energy) การเปลยนรปพลงงานใน
สงมชวตม 4 แบบ ดงน
• โฟโตเคมคล (photochemical) เปนการ
เปลยนรปพลงงานรงสมาเปนพลงงานเคม
เชน เกดขนในกระบวนการสงเคราะหดวย
แสง
• อเลกทรอเคมคล (electrochemical) เปน
การถายพลงงานเคมจากสารชนดหนงไป
ใหสารอกชนดหนง โดยการถาย
อเลกตรอน
• เคมคล (chemical) เปนการเปลยนแปลง
พลงงานเคม โดยการเปลยนองคประกอบ
ของอะตอมในโมเลกลขณะทมการ
เปลยนแปลงทางเคม
• เมคานคล (mechamical) คอการ
เปลยนแปลงพลงงานเคมใหเปนพลงงาน
กล เชน การเคลอนไหวของพชและสตว
การหดตวของกลามเนอ
1.3 ทฤษฎพลงงานจลนของสสาร
• คอ ในสภาวะของอณหภมทสงกวาจด
ศนยสมบรณ (absolute zero หรอ -
273.16 องศาเซลเซยส) สสารจะม
พลงงานจลนประจ าโมเลกลอยจ านวนหนง
เสมอ โมเลกลของสสารไมอยนงในสภาวะ
ปกต เชน การไดกลนน าหอมจากขวดท
เปดวางไวบนโตะในหองทลมสงบ และการ
หยดหมกด าลงบนสไลด แลวน าไปสองด
โดยใชกลองจลทรรศนจะเหนวาอนภาค
ของคารบอนหรอถานทแขวนลอยอยใน
หมกด า จะมการเคลอนไหวแบบไมมทศทาง
ทแนนอนอยตลอดเวลา ปรากฎการณ
เชน น เ ร ยกว า บราว เ นยน มฟ เมนต
(brownion movement)
1.4 การเปลยนแปลงของพลงงาน
และปฏกรยาเคม • สงมชวตต องมการเจร ญ มการสราง
โมเลกล และสวนประกอบโครงสรางใหมๆ
อยตลอดเวลา ซงจ าเปนตองใชพลงงาน
ท ม า จ า กก า รสลายอ าหา รโ ดยใช
ก ร ะ บ ว น ก า ร ท า ง เ ค ม ท ก ค ร ง ท
เกดปฏกรยาเคมจะตองมการแลกเปลยน
พลงงาน
• ถาปฏกรยาทเกดขนมการใชพลงงาน
ภายนอก ปฏกรยาเคมแบบนเรยกวา เอน
เดอรโกนก (endergonic)
• ถามการปลอยพลงงานออกไป ในขณะท
เกดปฏกรยาเคม เรยกปฏกรยานวา เอก
เซอรโกนก (exergonic)
• พลงงานทอยในสารเคมทท าใหเกดงาน เรยกวา
พลงงานอสระของกบส (Gibb’s free energy
หรอ G)
• ปฏกรยาเอกเซอรโกนก มพลงงานอสระเหลอ
นอย จะใหคาของพลงงานอสระทเปลยนไปจาก
เดมมคาเปนลบ (-G) ปฏกรยาเอกเซอรโกนก
เชน การรวมตวของ H2 กบ O2 ไดน า (H2O)
และปฏกรยาการใชน าตาลกลโคสในการหายใจ
แบบใชออกซเจนของสงมชวต
• ปฏกร ยาเอนเดอรโกนก มพล งงานอสระท
เกดขนมากกวาพล งงานอสระเร มต น หร อ
พลงงานอสระทเปลยนไปจากเดม มคาเปนบวก
(+G) ปฏกรยาแบบเอนเดอรโกนก เชน ปฏกรยา
การสงเคราะหดวยแสง โดยเปลยน CO2 กบ
H2O ใหเปน C6H12O6 โดยอาศยพลงงานแสง
สวางจากดวงอาทตย
• พลงงานจลนต าสดทใชกระตนสารใหอยใน
สภาพทสามารถท าปฏกร ยาได (activated
state) เรยกวา พลงงานกระตน (activated
energy)
1.5 หนวยของพลงงาน
ใชหนวยของความรอน หนวยทนยมใช
1.5.1 แคลอร หมายถง ปรมาณความ
รอนทท าใหน า 1 กรม มอณหภมสงขน
1 องศาเซลเซยส
1.5.2 บ.ท.ย หมายถง ปรมาณความรอน
ทท าใหน า 1 ปอนด มอณหภมสงขน 1
องศาฟาเรนไฮต
1.6 ความตองการพลงงาน
ของรางกาย 1.6.1 การท างานของอวยวะภายในรางกาย รวมทงการรกษาระดบความรอนภายในรางกาย หรออณหภมของรางกายใหคงท
1.6.2 การใชจายสารอาหารในรางกาย (specific dynamic action of food หรอ S.D.A.) อาหารแตละอยางให S.D.A. ตางกน ถากนอาหารโปรตนลวน รางกายจะผลตความรอน หรอ ตองการพลงงานสงกวาเดมรอยละ 30 ถาเปนคารโบไฮเดรตลวนเพมขน รอยละ 8-10 ถาเปนไขมนลวนเพมขน รอยละ 4-6 ความรอนทเกดจาก S.D.A. น ถาในเมองหนาวจะมประโยชน คอชวยใหรางกายอบอน แตในเมองรอนกลบไมชวยอะไร นอกจากท าใหรสกรอน เหงอออก หรออดอดหลงอาหาร
1.6.3 สภาพของรางกาย เชน เดก หญงมครรภ และหญงแมลกออนจะตองการพลงงานสงกวาคนปกต
1.6.4 การออกก าลงกาย หรอการท ากจกรรม
1.7 สมดลพลงงาน
• รางกายมกลไกทจะควบคมใหพลงงานสมดลกน
โดยจะควบคมปรมาณอาหารทรบประทาน
(food intake) เพอใหแคลอรทไดรบ (caloric
intake) เทากบพลงงานทใชไป (energy
output) ตามกฎ law of conservation of
energy
energy intake = energy
output + stored energy
–พลงงานทไดรบ มาจากอาหารโปรตน ไขมน
และคารโบไฮเดรต
–พลงงานทใชในรปพลงท างานเปนสวนนอย
สวนใหญจะสลายไปในรปของความรอน
–พลงงานทเกบสะสม คอพลงงานทเหลอใช
รางกายเกบไวในรปของไขมน ไกลโคเจน
และโปรตนทเนอเยอรวมทง เอทพ และ ครอา
ทน ฟอสเฟต
1.8 กลไกควบคมปรมาณอาหารท
รบประทาน • เพอร กษาดลพล งงาน คอ การทจ ะให
ปรมาณอาหารทรบประทานอาหารสมดลกบ
พลงงานทใช จะมการควบคมจากระบบ
ประสาท โดยจะมศนยควบคมอยใน ไฮโพทา
ลามส (hypothalamus) 2 ศนย คอ
1.9.1 ศนยหว (feeding center) อยท
ดานขางของไฮโพทาลามส จะท าหนาทเปน
ต าแหนงรวมของกรยาสนอง (reflex) ตางๆ
ทมาทางลน ห ตา กลนทมาเกยวของกบการ
รบประทานอาหาร รวมทงการเสาะแสวงหา
อาหารดวย
1.9.2 ศนยอม (satiety center) อยท
ดานลางของไฮโพทาลามส จะท าหนาทรบ
ส ญญาณอม คอ ส ญญาณทท าใหหยด
รบประทาน
1.9 ATP สารทมพนธะเคม
พลงงานสง • อะดโนซนไตรฟอสเฟต (adenosine
triphosphate หรอ ATP) ท าหนาท
เปนตวกลางในการ น าเอาพลงงานจากทหนงไปใชอกทหนง เชน การสงเคราะหดวยแสง เปลยนพลงงานรงสมาเปนพลงงานเคม
• ATP เปน nucleotide ทประกอบดวย nitrogen ทม adenine น าตาลไรโบส (คารบอน 5 อะตอม) และหมฟอสเฟตเกาะอย 3 หม และพนธะโควาเลนซท
จบกบหมฟอตเฟต เมอพนธะถกท าลาย โดยท าปฏกรยากบน าจะปลอยพลงงานออกมาจ านวนมาก เปนพนธะทมพลงงานสง
• กระบวนการสงเคราะหพนธะเคมทมพลงงานสงของ ATP เรยกวา ฟอสโฟรเลชน (phosphorylation) เกดขนได 3 แบบ ก. โดยการถายทอดกลมฟอสเฟตจากสารทมพนธะเคมพลงงานสงกวามาให ADP โดยตรง เรยกวา ซบสเตรตฟอสโฟรเลชน (substrate phosphorylation) ข. โดยไดรบพลงงานรงสมาท าใหเกดการรวมตวของ ADP กบฟอสเฟตกลายเปน ATP เชน ในกระบวนการสงเคราะหดวยแสง เรยกวา โฟโตฟอสโฟรเลชน ( photophosphorylation ) ค. โดยการรวมตวของ ADP กบฟอสเฟต ในขณะทเกดการถายทอดอเลกตรอนไปใหออกซเจนในกระบวนการหายใจ ซงเกดในไมโทคอนเดรย เรยกวา ออกซเดทฟฟอสโฟรเลชน (oxidative phosphorylation)
• ในเซลลมเอทพอยไมมาก เพราะถกใชและ
ถกสรางขนใหมตลอดเวลา
เสยฟอสเฟตไป 1 ตว เ ส ย
ฟอสเฟต 2 ตว
ATP--------------------------------ADP---
-----------------------------AMP
• การเปลยน AMP หรอ ADP กลบมาเปน
ATP ตองไดรบ กลมฟอสเฟตและตองใช
พลงงาน
• ในเซลลมสารประกอบหลายต วทมก ลม
ฟอสเฟต และมพลงงานสงกวา ATP เชน
ฟ อ ส โ ฟ อ น อ ล ไ พ ร เ ว ต
(phosphoenolpyruvate), 1,3- ไดฟอส
โฟกลเซอเรต (1,3-diphoglycerate)
สารประกอบพวกนสามารถถายทอดกลม
ฟอสเฟตให ADP พรอมกบพลงงานท าใหได
ATP กลบคนมาโดยมเอนไซมเปนตวเรง
• หมายถง อณหภมทต าทสดเทาทจะเปนไป
ได นนคอ -273 องศาเซลเซยส -459
องศาฟาเรนไฮต หรอ 0 เคลวน เปน
อณหภมทโมเลกลของสสารไมมพลงงาน
จลน
• ในทางปฏบตยงไมสามารถสรางสภาพ
ศนยสมบรณขนมาไดจรง ปจจบนไดนยาม
ศนยสมบรณไววา เปนอณหภมทอนภาค
ทกชนดหยดการเคลอนไหวอยางสนเชง
ตามหลกกลศาสตรควอนตม ดงนนศนย
สมบรณจงนาจะเปนอณหภมทโมเลกล
ของสสารส นนอยทสดเทาทจะเปนไปได
ศนยสมบรณ (absolute zero)
• มาตรฐานวดหลก ไดแก
โดยมสตรการแปลงหนวยดงน
– °C = (°F-32) × (5/9)
– °F = (9/5) × °C + 32
– K = °C + 273.15
– °R = 4/5 × °C
ภาษาองกฤษ จดเยอกแขงของน า จดเดอดของน า
องศาเซลเซยส Celsius (°C) 0 100
องศาฟาหเรนไฮท Fahrenheit (°F) 32 212
เคลวน Kelvin (K) 273 373
องศาโรเมอร Réaumur (°R) 0 80
2. เอนไซม
1. คณสมบตท วไป
- เปนโปรตนชนดละลายน าได
- ท าหนาทเปนตวเรงปฏกรยา
(catalyst)
- มซบสเตรทเฉพาะตว
- เอนไซมบางตวมโลหะเปน
องคประกอบ เรยกวา metalloenzyme
- เอนไซมบางตวมสารอนทรยอน
เปนองคประกอบ เรยกวา โคเอนไซม
• ในชองทางเดนอาหาร ต งแตปากจนถงล าไสใหญ มชอเอนไซมทรจกท วไป เชน ไทยาลน (ptyalin) เปน salivaryamylase เปปซน (pepsin)
เปน protease เรนนน (rennin)เ ปนmilk coagulation ทรพซน (trypsin) เปน endopeptidase ไคโมทรพซน (chymotrypsin) เปน endopeptidase
• ภายในออรกาเนลลตางๆ ของเซลลพชและสตว เชน
- ในไมโตคอนเดรย เกยวกบการออกซไดซ กรดไขมน กรดอะมโน
- ในเอนโดพลาสมกเรตคลม เกยวกบการสงเคราะห โปรตน, สเตอรอยด เปนตน
- ในนวเคลยส เกยวกบ การสงเคราะหดเอนเอ และอาร เอนเอ
- ในไลโซโซม เกยวกบการสลายของดเอนเอ,อารเอนเอ,โปรตนโปลแซคคาไรด และไขมน
- ในไซโตซอล เกยวกบการสงเคราะหกรดไขมน การสลายกลยโคเจน
การเปลยนน าตาลกลโคสเปนไพรเวท เปนตน
• พบไดในเชอแบคทเรย เชอรา (fungi) และไวรส
แหลงพบเอนไซม
• ลเปส (Lipase) เปนเอนไซมทยอยไขมนทใชกบซบสเตรตไขมน (Lipid)
• เฮกโซคเนส (Hexokinase) เปนเอนไซมทยอยน าตาลท
ใชกบซบสเตรตเฮกโซส (Hexose)
• ดคารบอนซเลส (Decarboxylase) เปนเอนไซมทเรงปฏกรยาดคารบอนซเดชน (Decarboxydation)
• อะไมเลส (Amylase) เปนเอนไซมของปฏกรยาทแปงถกไฮโดรไลซเปนมอสโทส (Maltose)
• ซกซนก ดโอโดรจเนส (Succinic dehydrogenase) เปนเอนไซมเรงปฏกรยาการดงไฮโดรเจนออกจากซบสเตรตกรดซกซนก (Succinic acid)
แต เอนไซมบางชนดการเรยกชอไมไดเปนไปตามเกณฑ ดงกลาว เชน
• ปาเปน (Papain) ในยางมะละกอเปนเอนไซมเรงปฏกรยาการยอยโปรตน
• เปปซน (Pepsin) ในน ายอยเปนเอนไซมทยอยโปรตนใหมขนาดโมเลกลเลกลง
การเรยกชอเอนไซมเรยกตามซบสเตรตทถก
แยกสลาย หรอเรยกตามกฏกรยาทเรง โดยการเตม
ase เขาไป ขางทาย เชน
ซบสเตรต ชอเอนไซม
เฮกโซส เฮกโซไคเนส
ไซโทโครม ไซโทโครมออกซเดส
กรดมาลก มาลกดไฮโดรจเนส
ลพด ลเพส
ไกลโคเจน ไกลโคเจเนส
มอลโทส มอลเทส
แลกโทส แลกเทส
ยเรย ยรเอส
จ าแนกชนดของเอนไซม 1. ออกซโด – รดกเตส (Oxido – reductase) เปนเอนไซมทเกยวของกบปฏกรยาออกซเดชน รดกชน ไดแก เอนไซมดไฮโรจเนส (Dehydrogenase) และออกซเดส (Oxidase)
2. ทรานสเฟอเรส (Transferase) เปนเอนไซมท
ท าปฏกรยาโดยโยกยายสวนหนงของซบสเตรตอกตวหนง เชน ทรานสคโตเลส (Transketolase) และเมทลทรานสเฟอเรส (Methyl transferase)
3. ไฮโดรเลส (Hydrolase) เปนเอนไซมทท าปฏกรยาไฮโดรไลซส (Hydrolysis) เชน ฟอสเฟเตส (Phosphatase) ไล- เปส (Lipase)
4. ไลเอส (Lyase) เปนเอนไซมดคารบอกซเลส (Decarboxylase) ฟมาเรดไฮเดรเตส (Fumarate hydratase) ฯลฯ
5. ไอโซเมอเรส (Isomerase) เปนเอนไซม ทท าใหเกดการเปลยนไอโซเมอร (Isomer) เชน เอนไซมฟอสโฟกลเซอโรมวเตส (Phosphoglyceromutase) จะเปลยน 3 – ฟอสโฟกลเซอเรต (3-Phosphoglycerate) เปน 2 – ฟอสโฟกล เซอเรต (2-Phosphoglycerate)
6. ซนเทเตส (Synthetase) หรอไลเกส (Ligase) เปนเอนไซมทเกยวกบการสรางพนธะเคมโดยใชพลงงาน (ATP = Adenosine triphosphate) เชน ไพลเวต คารบอกซเลส (Pyruvate carboxylase) เปลยนกรดไพรวก (Pyruvic acid) ใหเปนกรดออกซาโลอะซตก (Oxaloacetic acid)
โคแฟคเตอร (Cofactor) และโค
เอนไซม (Coenzyme) หมายถง โลหะอออนทเปนสวนประกอบในโมเลกลของเอนไซมและอออนอสระของโลหะทชวยเรงการท างานของเอนไซม เชน เอนไซม acetyl - Co A synthase มอออนของแมกนเซยม (Mg2+) และโปแตสเซยม (K+) เปนโคแฟคเตอร แตถาเตมโซเดยมอออน
(Na+) ลงไป การท างานของเอนไซมจะถกยบย งทนท
• โคแฟคเตอรมกจะทนตอความรอนได ในขณะทเอนไซมจะหมดสภาพเมอไดรบความรอน
• เอนไซมทมโคแฟคเตอรเปนอออนของโลหะนนอาจจะเรยกวา เมทลโลเอนไซม (Metalloenzyme)
โคเอนไซม (Coenzyme)
เปนสารอนทรยทชวยในการท างาน
ของเอนไซม โดยทวไปโคเอนไซมเปน
อนพนธของวตามนทละลายน าได
• โคเอนไซมท าหนาทในปฏกรยาทมการ
โยกยายของหมเคม อะตอม หรอ
อเลคตรอนโดยท าปฏกรยากบสบสเตรท
• ถาโคเอนไซมตดอยกบเอนไซมแนน
มากจะเรยกวา กลมพรอสธตค โดย
จะเกาะอยกบเอนไซมแบบแขนโควา
เลนท (Covalent bond)
ไอโซเอนไซม (Isoenzymes)
หรอ ไอโซไซม คอ กลมเอนไซมทท าหนาทเรงปฏกรยาเดยวกน แตตวเอนไซมมคณสมบตทางฟสกซและเคมแตกตางกน
• เปนเอนไซมทเรงปฏกรยาเดยวกน มน าหนกโมเลกลเทากน มการเรยงตวของกรดอะมโนคลายคลงกน
• แต มการเรยงตวของกรดอะมโนตางกนนท าใหเมอแยกเอนไซมโดยวธทาง อเลคโตรโฟรซส (Electrophoresis) แลวจะท าใหไอโซ-ไซมแยกออกจากกน
• อเลคโตรโฟรซสสามารถแยกโปรตนหรอโมเลกลอนทมประจในสนามไฟฟา โดยใชสวนผสมของเอนไซมหลายชนดไวในตวกลางทเฉอย
กลไกในการท างานของ
เอนไซม • สารเร มตนตองเปลยนเปนผลตภณฑ ซง
การเปลยนนจะตองใชพลงงานจ านวนหนง
เรยกวา Energy of Activation
• การเพมอณหภมจะเพมจ านวนโมเลกลทม
พลงงานสงขน ท าใหโมเลกลอยในสภาพ
ทเรยกวา Transition state
• อตราเรงปฏกรยาทางเคมจะเพมขนไดสอง
ทาง ไดแก การเพมอณหภม และ การ
เพมอตราเรงของปฏกรยา
ลกษณะการท างานของเอนไซม
การเสอมสภาพของเอนไซม
(Denaturation) • เมอโครงสรางของเอนไซมเปลยนไปสารเร มตนรวมกบเอนไซมท Active Site ไมได ท าใหคณสมบตในการเรงปฏกรยาของเอนไซมหมดไป
• กรณทเอนไซมเกดการเสอมสภาพไปแลว ไมสามารถจะกลบคนมาสสภาพทท างานไดอก คอ ไดรบอณหภมสง ดงนน ในการสกดเอนไซมออกจากพช หรอการท าใหเอนไซม บรสทธ ท าในทมอณหภมต า
• ออกซเจน และสารทเปนสารออกซไดซ ส า ม า ร ถท า ใ ห เ อ นไ ซม ห ล า ยช น ดเสอมสภาพได
• ในสภาพทแหง เอนไซมจะมความคงทนตออณหภมสงดกวาในสภาพทมน ามาก
ปจจยทมผลตอการท างาน
ของเอนไซม • ความเขมขนของเอนไซมและสารเร มตน
• ความเปนกรดดาง (pH)
• อณหภม เอนไซมท างานไดท T 30-50 องศาฯ และจะมอณหภมเหมาะสมทสด เรยก "Optimum temperature"
• ผลตภณฑทเกดขน (Reaction product)
• สารระงบการท างานของเอนไซม (Inhibitors)
- Competitive Inhibitor สามารถรวมตวกบโมเลกลของเอนไซมตรงต าแหนง active site โดยการแยงท
สบสเตรท
- Non competitive Inhibitor เปนสารยบย งทรวมกบเอนไซม หรอ ES-complex กได จะไดเปน EI และ ESI เมอเพมความเขมขนของสบสเตรทใหมากขนกไมมผลตอปฏกรยา
- Uncompetitive Inhibitor เปนสารยบย งทจะไมรวมกบโมเลกลของเอนไซม หรอไปแยงท active site ของ สบสเตรท แตจะไปรวมกบ ES-complex เปน ESI ท าใหปฏกรยาไมสามารถด าเนนตอไปเปนผลตภณฑได
Competitive Inhibitor
http://www.juliantrubin.com/encyclopedia/biochemistry/enzyme_files/400px-
Comp_inhib.png
Non competitive Inhibitor http://content.answers.com/main/content/wp/en/thumb/3/34/400px-Non-
competitive_inhibition.jpg
Uncompetitive Inhibitor http://www.chm.davidson.edu/erstevens/Lineweaver/scheme_4.gif
3. กระบวนการเมแทบอลซม
(Metabolism) • เมแทบอลซม เปนกจกรรมทางเคมท
เกดขนเฉพาะสงมชวตเทานนเชน การสรางพลงงาน การเจรญเตบโต การซอมแซมสวนทสกหรอ การคด การรสก รวมทงการก าจดของเสย ขบวนการเมแทบอลซมแบงออกไดเปน 2 ขน ดงน
1. Catabolism หมายถง ปฏกรยาทยอยสลายสารประกอบขนาดใหญใหเปนสารโมเลกลขนาดเลก และปลอยพลงงานเคมทอยในพนธะโมเลกลนนๆ เรยกวา Exergonic เชน
การยอยแปง น าตาล กลโคส
2. Aanabolism หมายถง ปฏกรยาทสราง
หรอรวมตวเอาโมเลกลขนาดเลกใหเปน
โมเลกลขนาดใหญ ซงตองการพลงงาน
เรยกวา Endergonic เชน เกดการรวมตว
ของกลโคสหลายโมเลกล เกดเปนแปง , ไกล
โคเจน
นอกจากการเสยหรอรบพลงงานแลว
ปฏกรยาทเกดขนในสงมชวตจะมการ
ถายทอดอเลคตรอน เรยกวา ปฏกรยา
oxidation และ reduction
oxidation คอ ปฏกรยาทโมเลกลเกดการ
สญเสยอเลคตรอน
reduction คอ ปฏกรยาทโมเลกล
ไดรบอเลคตรอน
• การสงเคราะหดวยแสงของพชสเขยว เปน
ปฏกรยาข นแอนาบอลซม โดยพช
สงเคราะหกลโคส จากคารบอนไดออกไซด
และน าโดยมคลอโรฟลล เปนสารทจบ
พลงงานแสงสวาง จากดวงอาทตย มาใช
ในปฏกรยาการสงเคราะหดวยแสง ดง
สมการ
(แสงสวาง)
6CO2 + 12H2O C6H12O6
+ 6O2 + 6H2O + พลงงาน
(คลอโรฟลล)
• การหายใจของพชสเขยว และสตวท
ตองการออกซเจน จดเปนปฏกรยาข นแค
ทาบอลซม ดงสมการ
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
+ พลงงาน
4. การสงเคราะหดวยแสง
• การสงเคราะหดวยแสง คอ การใชพลงงาน
รงสเปลยนคารบอนได ออกไซด และ
ไฮโดรเจนทมาจากน าหรอจากแหลงให
ไฮโดร เจนอนๆ ใหเ ปนสารประกอบ
คารโบไฮเดรต โดยเซลลของสงมชวตทม
รงควตถทสามารถดดพลงงานจากแสงได
เชน พชสเขยว แบคทเรยบางชนด 6 CO2 + 6 H2O
C6H12O6 + 6 O2
คลอโรฟลล
รงควตถทใชในกระบวนการ
สงเคราะหแสง • คลอโรฟลล
–ตนก าเนดของคลอโรฟลล คอ โพรโทคลอโรฟลล (protochlorophyll) เปนสารทไมมส พบในพชทอยในทมด เมอถกแสงสวาง จะถกรดวซและเปลยนเปนคลอโรฟลล ท าหนาทดดพลงงานของแสงอาทตย
–คลอโรฟลลจ าแนกออกได 4 ชนด คอ คอ คลอโรฟลลเอ คลอโรฟลลบ คลอโรฟลลซ และคลอโรฟลลด
–คลอโรฟลลชนดตางๆ ดดแสงในชวงคลนแถบสน าเงนและสแดงไดดกวาชวงความยาวคลนอนๆ ชวงคลนสเขยว คลอโรฟลลดดไดนอยทสด จงท าใหเรามองเหนสคลอโรฟลลเปนสเขยว คลอโรฟลลเอจะมสเขยวปนน าเงน สวนคลอโรฟลลบมสเขยวอมเหลอง
• แคโรทนอยด
แคโรทนอยด เปนสารประกอบ
จ าพวกไขมน ประกอบดวย แคโรทน
เปนรงควตถสแดง และสสม อกชนด
หนงคอ แซนโทฟลล เปนรงควตถส
เหลองหรอสน าตาล
• ไฟโคบลน
ไฟโคบลน เปนรงควตถทมอย
เฉพาะสาหรายสแดงและส เขยวแกมน า
เงนประกอบดวยรงควตถ 2 ชนดคอ
- ไฟโคอรทรน (Phycoerythrin)
เปนรงควตถสแดง
- ไฟโคไซยานน (Phycocyanin)
เปนรงควตถสน าเงน
กระบวนการสงเคราะหดวยแสง ม
2 ปฏกรยา คอ 1. ปฏกรยาทใชแสง (light reaction) เปน
ปฏกรยาทจะเกดขนไดตองมแสงจากดวง
อาทตย หรอแสงประดษฐกได
รงควตถทท าหนาทสงเคราะหดวยแสงรวมเปนหนวยยอย เรยกวา หนวยสงเคราะหดวย
แสง (photosynthetic unit) หรอควอนทา
โซม (quantasome) บนไทลาคอยด
(thylakoid) รวมกนประมาณ 400-600
โมเลกล และมคลอโรฟลลเอรปพเศษ เปน
ศนยกลางรบพลงงานจากรงควตถอน แลวท า
ใหเกดปฏกรยาเคมรงส หนวยสงเคราะหดวย
แสงแตละหนวยประกอบดวย photosystem 2
ระบบ คอ photosystem I หรอ P700 ซงม
pigment system I เปนตวรบแสง และ
photosystem II หรอ P680 ซงม pigment
system II เปนตวรบแสง แตละระบบจะม
คลอโรฟลลประมาณ 200-300 โมเลกล
• การถายทอดอเลกตรอน ใน PS I และ PS II เกดไดเปน 2 แบบดงน
ก. การถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฏจกร (cyclic electron transfer) การถายทอดแบบนจะเกยวของเฉพาะ PS I เทานนโดยอเลกตรอนทออกมาจากคลอโรฟลล P 700 จะมตวมารบและถายทอดไปเปนทอดๆ แลวจะกลบมาสคลอโรฟลล P 700 เดม ในระหวางทถายทอดไปนน พลงงานจากอเลกตรอนจะถกปลอยออกมาซงเซลลจะน าไปสรางสารประกอบ ATP จากสารประกอบ ADP อเลกตรอนจากคลอโรฟลล P 700 ใน PS I ทมพลงงานสงขนจะม Z ซงเปนสารทยงไมทราบแนชดวาเปนชนดใดแน แตมผให ความเหนวาเปน เฟรรดอกซน รดวซง ซบสแตนซ ( ferredoxin-reducing substrance ) มารบการถายทอดตอไปใหเฟรรดอกซนไซโทโครม พลาสโทไซแอนนและกลบมาสคลอโรฟลล P 700 และไดพลงงานจากการถายทอดแบบน 1 ATP ตออเลกตรอน 1 ค
ข. การถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏ
จกร (non-cyclic electron transfer)
การถายทอดแบบนจะเกยวของท ง PS
I และ PS II และมน ามาเกยวของดวย โดย
พลงงานรงสทคลอโรฟลลดดไวจะถก
น ามาใชแยกน าดวยกระบวนการโฟโตลซส
(photolysis) โรบน ฮลล (Robin Hill) เปน
ผคนพบกระบวนการน ค.ศ. 1937 จงมชอ
เรยกอกชอหนงวา ปฏกรยาฮลล (Hill’s
reaction) การถายทอดอเลกตรอนแบบน
นอกจากจะสราง ATP แลว ยงจะสราง
NADPH + H+ จาก NADP+ การ
ถายทอดอเลกตรอนทงสองแบบนจะเกดขน
ไดตลอดเวลาเมอมแสง ซงพชจะสามารถน า
พลงงานแสงมาสรางเปน ATP และ NADPH
+ H+ ในปฏกรยาทใชแสงน และถก
น าไปใชในปฏกรยาทไมใชแสงตอไป
2. ปฏกรยาทไมใชแสง (dark
reaction) • ปฏกรยานเกดขนไดโดยไมตองมแสง เปนกระบวนการตอเนองจากปฏกรยาทใชแสงในการทจะเปลยนคารบอนไดออกไซด โดยใชผลผลตทไดจากปฏกรยาทใชแสง คอ NADPH + H+ และ ATP ใหไปเปนสารประกอบคารโบไฮเดรต ปฏกรยานยงมชอเรยกอก 2 ชอ คอ คารบอนไดออกไซด ฟกเซชน (carbondioxide fixatio ) และวฏจกรเคลวน-เบนสน (Calvin-Benson cycle) เคลวนและเบนสน (คนพบในป ค.ศ. 1949) พบวาสารทมาเปนตวรบ CO2 คอ RDP (ribulose diphosphate) และ PGA (phosphoglyceric acid) เปนสารชนดแรกทเกดขนในปฏกรยาไมใชแสง ปฏกรยาท
เกดขนในวฏจกรนแสดงไวจะเกดขน 3 คร ง สงเกตเลข 3 ทอยหนา CO2 และ RDP
ปจจยทมอทธพลตอการ
สงเคราะหดวยแสง 1. ความเขมแสง - ถาความเขมของแสงมาก อตราการสงเคราะหแสงจะเพมขน
2. ความเขมของ CO2 - อตราการสงเคราะห แสงจะเพมขนตามความเขม CO2 จนถงระดบหนง แมความเขม CO2 จะเพมขนแต อตราการสงเคราะหแสงจะลดต าลง
3. อณหภม – อตราการสงเคราะหแสงจะเพมขนเมออณหภมสงขน ถาอณหภมสงเกน 40 oC เอนไซมจะเสอมสภาพ การท างานเอนไซมชะงกลงอตราการสงเคราะห แสงจะลดลงตามระยะเวลาทเพมขน
4. ออกซเจน - ปรมาณออกซเจนลดลงอตราการสงเคราะหแสงเพมขน
5. น า - ชวยกระตนการท างานของเอนไซม
6. เกลอแร - ถาพชขาดธาตแมกนเซยมและไนโตรเจน เหลก พชกจะขาดคลอโรฟลล การสงเคราะหแสงกจะลดลง