สำนักงานราชบัณฑิตยสภา

อานนท์ บุณยะรัตเวช และ มลนิภา ศิลาอาสน์ 95 วารสารราชบัณฑิตยสภา ปีที่ ๔๐ ฉบับที่ ๑ ม.ค.-มี.ค. ๒๕๕๘ ๓. เอื้อให้สารที่เป็นประโยชน์ เช่น สารอาหารจากภายนอกเข้าสู่ภายในเซลล์ได้ ในขณะที่ป้องกัน สารที่ไม่เป็นประโยชน์ไม่ให้เข้าสู่เซลล์ ๔. เป็นตัวกลางรับ-ส่งสัญญาณจากภายนอก (ligand) โดยมีตัวรับ (receptor) ที่เยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งมีส่วนยื่นออกมารองรับ ligand ที่เข้ามาสวมกันอย่างจ� ำเพาะเจาะจง เปรียบประดุจแม่กุญแจกับลูกกุญแจ ที่ต้องมีรอยหยักตรงกัน จึงจะหมุนบิดเพื่อเปิดปิดได้ การจับกันระหว่าง ligand กับ receptor บนผิวด้านนอก ของเยื่อหุ้มเซลล์ ท� ำให้ท่อนโมเลกุลของ receptor ที่ส่วนใหญ่ฝังตัวตั้งฉากเหมือนหมุดปักทะลุเยื่อหุ้มเซลล์ เกิดการบิดตัว ท� ำให้โครงสร้างส่วนโคนของ receptor เปลี่ยนแปลง [ส่วนปลายคือตัวรับที่ยื่นออกนอกเซลล์ ส่วนกลางคือส่วนที่ฝังอยู่ในชั้นเยื่อหุ้มเซลล์ และส่วนโคนคือส่วนที่ทะลุมาสู่ด้านในเซลล์ และสามารถสัมผัส กับไซโทซอล (cytosol) ภายในเซลล์ได้] การที่ส่วนโคนเปลี่ยนแปลงรูปร่างตามการจับระหว่าง ligand กับ receptor บนผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์นั้น ท� ำให้เกิดปฏิกิริยาที่จ� ำเพาะเจาะจงภายในเซลล์ เป็นการถ่ายทอด สื่อสัญญาณหรือค� ำสั่งต่าง ๆ จากภายนอกผ่านทะลุเยื่อหุ้มเซลล์เข้าสู่ภายในเซลล์ เพื่อให้เซลล์ตอบสนอง เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า signal transduction การเข้า-ออกเซลล์ของน�้ ำ เป็นความเข้าใจมาแต่เดิมแล้วว่า น�้ ำเข้าออกเซลล์ด้วยกระบวนการออสโมซิส (osmosis) ใน ค.ศ. ๒๐๐๓ ได้มีการประกาศรางวัลโนเบลสาขาเคมี ให้แก่ Peter Agre ผู้ค้นพบโปรตีนที่มีโครงสร้างเป็นช่องทางล� ำเลียง น�้ ำที่ฝังตัวอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ เรียกตัวโครงสร้างโปรตีนชนิดนี้ว่า aquaporins ซึ่งมีมากถึง ๑๓ ชนิด แต่ละชนิด พบในเซลล์ต่าง ๆ ในร่างกาย การมี aquaporins เปรียบเสมือนการต่อท่อประปาเข้าออกเซลล์ ความรู้เรื่อง ช่องทางล� ำเลียงน�้ ำของเซลล์จึงเป็นความรู้ใหม่ที่น่าตื่นเต้นในวงการวิทยาศาสตร์และการแพทย์ เพราะสามารถ ท� ำให้เข้าใจปรากฏการณ์เชื่อมโยงได้ คือ การที่น�้ ำไหลเข้า-ออกเซลล์ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้อย่างรวดเร็ว การพบว่าเซลล์มีช่องทางล� ำเลียงน�้ ำ aquaporins นี้เป็นข้อมูลที่ท� ำให้เราทราบว่าน�้ ำภายในกับน�้ ำภายนอก เซลล์มีการไหลเวียนถึงกันอย่างมีประสิทธิภาพ และหาก aquaporins ผิดปรกติ การล� ำเลียงน�้ ำก็ผิดปรกติ ด้วย เป็นสาเหตุที่ท� ำให้เกิดปัญหาทางสุขภาพ เช่น การคั่งน�้ ำในสมองและหัวใจ รวมถึงกลไกการอาเจียน (vomiting) จากการที่มีระบบภูมิคุ้มกันเข้าท� ำลาย aquaporins การเข้า-ออกเซลล์ของสารต่าง ๆ สารที่จะเข้าหรือออกผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ยากง่ายมากน้อยเพียงใด มีปัจจัยเกี่ยวข้องดังนี้ ๑. ขนาดของโมเลกุลของสารนั้น ถ้าสารมีโมเลกุลขนาดใหญ่ จะผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ยากกว่าสารโมเลกุล ขนาดเล็ก