ความถี่ ของ เสียง คือ ป. 5

นักเรียนสามารถดาวน์โหลดสื่อวิดีโอด้านล่างได้ค่ะ

Click !!

เสียงมาถึงหูได้อย่างไร วิทยาศาสตร์ ป.5 : https://www.youtube.com/watch?v=WYjfzoEFcL8

เราได้ยินเสียงต่างกันอย่างไร วิทยาศาสตร์ ป.5 : https://www.youtube.com/watch?v=fXLl61YOpYg

หูและการได้ยิน : https://www.youtube.com/watch?v=dbzqT0aNE4Q

เสียงเกิดขึ้นได้อย่างไร

เสียง  เป็นคลื่นกลที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ เมื่อวัตถุเกิดการสั่นสะเทือน จะทำให้เกิดการอัดตัว และขยายตัวของคลื่นเสียง และถูกส่งผ่านตัวกลางที่เป็นสสารอยู่ในสถานะ ก๊าซ ของเหลว ของแข็ง (คลื่นเสียงจะไม่ผ่านสุญญากาศ) ไปยังหู ทำให้ได้ยินเสียงเกิดขึ้น

เสียงเกิดขึ้น เมื่อวัตถุหรือแหล่งกำเนิดเสียง มีการสั่นสะเทือน ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของอากาศที่อยู่โดยรอบกล่าวคือโมเลกุลของอากาศเหล่านั้นจะเคลื่อนที่จากตำแหน่งแหล่งกำเนิดเสียงไปชนกับโมเลกุลของอากาศที่อยู่ถัดออกไป จะเกิดการถ่ายโอนโมเมนตัมจากโมเลกุลที่มีการเคลื่อนที่ไปให้กับโมเลกุลของอากาศ ที่อยู่ในสภาวะปกติ จากนั้นโมเลกุลที่ชนกันจะแยกออกจากกันโดยโมเลกุลของอากาศที่เคลื่อนที่มาชนจะถูกดึงกลับไปยังตำแหน่งเดิมด้วยแรงปฎิกิริยา และโมเลกุลที่ได้รับการถ่ายโอนพลังงาน ก็จะเคลื่อนที่ต่อไปและไปชนกับโมเลกุลของอากาศที่อยู่ถัดไป เป็นดังนี้ไปเรื่อยๆ จนเคลื่อนที่ไปถึงหู เกิดการได้ยินขึ้น

ปรากฏการณ์นี้จะเกิดสลับกันไปมาได้เมื่อสื่อกลางหรือตัวกลางคืออากาศซึ่งมีคุณสมบัติยืดหยุ่น การเคลื่อนที่ของโมเลกุลอากาศจะเกิดเป็นคลื่นเสียง

แหล่งกำเนิดเสียง

แหล่งกำเนิดเสียงคือ วัตถุที่ทำให้เกิดเสียง เมื่อวัตถุนั้นเกิดการสั่นสะเทือน แหล่งกำเนิดเสียงแต่ละชนิดจะทำให้กำเนิดเสียงที่มีความแตกต่างกันไประดับความดังของเสียงมีหน่วยวัดเป็น เดซิเบล (db)

การเคลื่อนที่ของเสียง

การเดินทางของเสียง ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เสียงมาถึงหูของเราโดยมีอากาศเป็นตัวกลาง แหล่งกำเนิดเสียงจะทำให้อากาศรอบๆสั่นสะเทือน การสั่นสะเทือนจะกระจายออกไปรอบทุกทิศทาง เมื่อคลื่นเดินทางมาถึงหูของเรา เราจะรับรู้เสียงต่างๆ

เสียงดังเสียงค่อย

คือ สมบัติของเสียงที่เรียกว่า ความดังของเสียง

ความดังของเสียงคือ ปริมาตรของพลังงานเสียงที่มาถึงหูของเรา

            ปัจจัยที่มีผลทำให้วัตถุเกิดเสียงดังหรือเสียงค่อย ได้แก่

1. ระยะทางจากแหล่งกำเนิดเสียง ถึง หูผู้ฟัง ถ้าระยะทางใกล้ๆ จะได้ยินเสียงดังมากและจะได้ยินเสียงค่อยๆ ลงไปเมื่อระยะห่างออกไปเรื่อยๆตามลำดับ
2. ความแรงในการสั่นสะเทือนของวัตถุแหล่งกำเนิดเสียง ถ้าแหล่งกำเนิดเสียงสั่นด้วยความรุนแรง จะทำให้เกิดเสียงดัง แต่ถ้าแหล่งกำเนิดเสียงสั่นเบาๆ ก็จะทำให้เกิดเสียงสั่นค่อยลง ตามลำดับ
3. ชนิดของตัวกลาง ความดังของเสียงขึ้นอยู่กับชนิดของตัวกลางที่คลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านไป ถ้าคลื่นเสียงเคลื่อนที่ไปในน้ำจะมีความดังของเสียงมากกว่าคลื่นเสียงที่เคลื่อนที่ไปในอากาศ
4. ขนาดและรูปร่างของวัตถุที่เป็นแหล่งกำเนิดเสียงสั่นสะเทือน เช่น กระดิ่งจักรยาน ทำให้เกิดเสียงดังและได้ยินในระยะทางหลายร้อยฟุต แต่ระฒังก็มีเสียงดังได้ไกลไปหลายๆกิโลเมตร เป็นต้น

เสียงสูงเสียงต่ำ

เสียงสูงเสียงต่ำ เรียกว่า ระดับเสียง  ถ้าแหล่งกำเนิดเสียงมีความเร็วในการสั่นสะเทือน (มีความถี่สูง) จะทำให้เกิดเสียงสูง  และถ้า แหล่งกำเนิดเสียงมีความเร็วในการสั่นสะเทือนน้อย หรือเบา (มีความถี่ต่ำ) จะทำให้เกิดเสียงต่ำ หรือเสียงทุ้ม

ปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดเสียงสูงต่ำ  เสียงสูงต่ำขึ้นอยู่กับความถี่ในการสั่นสะเทือนของวัตถุที่เป็นแหล่งกำเนิดเสียง แหล่งกำเนิดเสียงสั่นสะเทือนด้วยความถี่ต่ำ จะเกิดเสียงต่ำ  แต่ถ้าสั่นสะเทือนด้วยความถี่สูง เสียงก็จะสูง  โดยระดับเสียงสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วย

บางครั้งขณะที่วัตถุสั่นด้วยพลังงานมากพอแต่ความถี่ในการสั่นน้อย เช่น ถือไม้บรรทัดไว้แล้วสั่นไปมาแรงๆ เราจะไม่ได้ยินเสียงจากการสั่น แต่ถ้าดีดปลายไม้บรรทัดที่วางยื่นพ้นขอบโต๊ะเล็กน้อยให้สั่น เราจะได้ยินเสียงและสังเกตได้ว่าไม่บรรทัดจะสั่นด้วยความถี่มากกว่าการใช้มือจับไม้บรรทัดสั่นไปมา

จำนวนรอบที่วัตถุสั่นใน 1 วินาที เรียกว่า "ความถี่" มีหน่วยเป็น "รอบต่อวินาที" หรือ "เฮิรตซ์" (Hz)

การที่เราได้ยินเสียงเมื่อดีดปลายไม้บรรทัดให้สั่น แสดงว่าไม้บรรทัดสั่นด้วยความถี่สูงพอที่จะได้ยินเสียง คือ อยู่ในช่วงความถี่

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

รูปที่1 แสดงการทำงานของร่างกายเพื่อรักษาภาวะธำรงดุลของร่างกาย

ในการทำงานเพื่อให้มีการประสาทกันจะต้องมีตัวกระตุ้น มีสัญญาณเข้า (input) สัญญาณออก ออกผ่านตัวรับสัญญาณ (receptor) ต่างๆดังนี้

สัญญาณเข้า(input) สู่สมองดังนี้

1. Nucleus of the solitary tract นำสัญญาณจากอวัยวะภายในทั้งหมดผ่านเส้นประสาทคู่ที่ 10

ที่มีชื่อว่า vagus nerve เข้าสู่สมองส่วน hypothalamous

2. Reticular formation รับสัญญาณจากไขสันหลังเข้าสู่ ก้านสมอง เช่นข้อมูล เกี่ยวกับอุณหภูมิที่

ผิวกายเป็นต้น

3. Retina สัญญาณบางส่วนจาก 0ptic nerve เข้าสู่ สมองส่วน hypothalamus ที่เรียกว่า

suprachiasmatic nucleus

4. Circumventricular organs อยู่ในเวนตริเคิล ควบคุมสารต่างๆในเลือด

5. Limbic and olfactory systems amygdala, the hippocampus, and the olfactory cortex

สัญญาณออก(output) จากสมองดังนี้

1. สัญญาณออกจากสมองไปยังระบบประสาทอัติโนวัติ ได้แก่ ระบบ sympathetic system และ

parasympathetic system เพื่อรักษา homeostasis

2. ไฮโพทาลามัสหลั่งฮอร์โมนไปกระตุ้นต่อมใต้สมองส่วนหน้าให้หลั่งฮอร์โมนออกมากระตุ้น

ร่างกายให้สมดุล และ เซลล์จากสมองส่วนนี้บางส่วนหลั่งฮอร์โมนออกมาแล้วไปปล่อยที่ต่อมใต้สมองส่วนหลั่ง เช่น vasopressin กับ oxcytocin เพื่อรักษาสมดุล เช่นกัน

โดยมีตัวรับสัญญาณเช่น thermoteceptor และ osmorecptors

การศึกษาการทำงานของระบบประสาท ทำให้เข้าใจระบบการทำงาน ภายในร่างกายซึ่งทำงานประสานกัน ได้ภายใต้การควบคุม และประสาน เชื่อมโยงของระบบประสาท เซลล์ประสาท จำนวนเป็นพันล้านเซลล์ที่กระจาย อยู่ตามอวัยวะต่าง ๆ และในสมองของมนุษย์ จะทำงานโดยส่ง กระแสประสาทและสารเคมีเพื่อสื่อสารถึงกัน สารเคมีนี้เป็น สารสื่อประสาท (Neurotransmitter) มี หน้าที่ถ่ายทอดคำสั่งระหว่างจุดเชื่อม ต่อประสาท เพื่อให้อวัยวะที่เกี่ยวข้องทำงาน หรือหยุดการทำงาน การทำงานของระบบประสาทแบ่งออกเป็น 2 ระบบ คือ ระบบประสาทส่วนกลาง (Central Nervous System) และ ระบบประสาทส่วนนอก (Peripheral Nervous System)

1 ระบบประสาทส่วนกลางประกอบด้วย สมอง (Brain) และไขสันหลัง (Spinal cord)

สมอง เป็นศูนย์สั่งการ ควบคุมพฤติกรรมและประสานการกระทำต่าง ๆ ของมนุษย์ สมองประกอบด้วยเซลล์ประสาทจำนวนมาก ที่รวมตัวกันอยู่ ในกะโหลกศีรษะ มีน้ำหนักประมาณ 2% ของน้ำหนักร่างกาย เป็นศูนย์กลางการประมวลผลการสัมผัส การรับรู้ การคิด การจำ การเข้าใจ

ไข สันหลัง เป็นเซลล์ประสาทที่อยู่ในโพรงกระดูกสันหลัง เป็นส่วนเชื่อมต่อจากสมอง เป็นตัวกลางที่เชื่อมสัมพันธ์ระหว่าง ประสาทส่วนนอก กับสมอง และเป็นศูนย์ควบคุมปฏิกิริยาสะท้อน (Reflexes) ต่าง ๆ ของร่างกาย

2 ระบบประสาทส่วนนอกเป็นเซลล์ประสาทที่อยู่นอกกะโหลกศีรษะ และนอกกระดูกสันหลังประกอบด้วย ปมประสาท (Ganglia) ซึ่ง เป็นที่รวมของตัวเซลล์ประสาท และใยประสาท ซึ่งทำหน้าที่รับสัมผัสจากภายนอก และรับข่าวสารคำสั่งจากสมอง ถือเป็นส่วนที่ติดต่อ โดยตรงกับโลก หรือสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ระบบประสาทส่วนนอก แบ่งเป็นสองส่วน คือ

2.1ระบบประสาทโซมาติก (SomaticSystem)

ประสาท โซมาติก ทำหน้าที่รับสัญญาณจากอวัยวะสัมผัสต่าง ๆ ส่งรายงานไปยัง ประสาทส่วนกลาง และรับการ ถ่ายทอดคำสั่ง เกี่ยวกับ การเคลื่อนไหว จากประสาทส่วนกลาง สั่งการ ไปยังกล้ามเนื้อลายให้ยืดหรือหดตัว ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวในส่วนอวัยวะนั้น ๆ ตามความต้องการ ระบบประสาทโซมาติก ประกอบด้วยประสาทสมอง (Cranial Nerves) 12 คู่ และประสาทไขสันหลัง (Spinal Nerves) 31 คู่

2.2ระบบประสาทอัตโนมัติ (Autonomic System)

ระบบประสาท อัตโนมัติ เป็นระบบที่เชื่อมประสาทส่วนกลาง กับอวัยวะที่ทำงานด้วยกล้ามเนื้อเรียบ ทำหน้าที่อย่างอิสระ นอกเหนือ การรับรู้ของจิต ควบคุมการทำงานของอวัยวะ ภายใน เช่น ต่อมไร้ท่อ กล้ามเนื้อหัวใจ กล้ามเนื้อเรียบ ของ ผนังอวัยวะภายใน และ เส้นเลือด ควบคุมอัตรา การหายใจ การเต้นของหัวใจ ความดันเลือด การย่อยอาหาร อุณหภูมิในร่างกายระบบนี้แบ่งออกเป็น 2 ระบบย่อย คือ

2.2.1 ประสาทซิมพาเธติก (Sympathetic) มี หน้าที่เพิ่มพลังงาน และ ความพร้อมให้ร่างกายมี ความตื่นตัว ในสถานการณ์ฉุกเฉิน เช่น กลัว โกรธ เตรียมพร้อมจะต่อสู้หรือหนีภัย ซึ่งจะแบ่งได้เป็นย่อยๆในควบคุมการทำงานได้ดังนี้

(1) Superior cervical ganglion ควบคุมบริเวณ ม่านตาขยาย กระตุ้นต่อมเหงื่อ และ เปิดเปลือกตา

(2) Celiac and mesenteric ganglia หลอดเลือดหดตัว

(3) Chain ganglia อยู่บริเวณ ไขสันหลัง ควบคุมการเพิ่มการเต้นของหัวใจ หลอดลมขยาย

2.2.2 ประสาทพาราซิมพาเธติก (Parasympathetic) ทำ งานเพื่อประหยัดพลังงาน ควบคุมร่างกาย ให้อยู่ใน สภาพปรกติ เมื่อร่างกายตื่นตัวมากเกินไป ระบบนี้จะค่อย ๆ ลดระดับให้มาสู่สภาพเดิม ทั้งสองระบบ จะทำงานในทางตรงกันข้ามกัน แต่ก็ช่วยเหลือกันซึ่งจะแบ่งได้เป็นย่อยๆในควบคุมการทำงานได้ดังนี้

(1) Edinger- Westphal nucleus ควบคุมการหดตัวของม่านตา และการพักของเลนส์

(2) Salivation nuclei ควบคุมต่อมน้ำลาย

(3) Dorsal nucleus of the vagus ควบคุมการกระตุ้นการหลั่งกรด การเคลื่อนที่ของทางเดินอาหาร

(4) Nucleus ambiguous ควบคุมให้ลดอัตราการเต้นของหัวใจ และหลอดลมหดตัว

The baroreceptor reflex Baroreceptor reflexมีบทบาทสำคัญในการปรับความดันโลหิตตลอดเวลาซึ่งการเปลี่ยนแปลงของความดันโลหิต จะเกิดได้แม้ในขณะที่มีการเปลี่ยนแปลงอิริยาบถ ท่าทางของร่างกาย ซึ่งเป็นผลจากแรงภายนอกคือ แรงโน้มถ่วงของโลก ทำให้ปริมาณเลือดที่ไหลกลับสู่หัวใจเปลี่ยนแปลงชั่วคราว และรีเฟล็กซ์จะถูกกระตุ้นให้ทำงานทันทีโดยมีการเปลี่ยนแปลงขนาดของหลอดเลือด การเต้นของหัวใจ และความแรงของการบีบตัวของหัวใจ

ต่อมไร้ท่อที่สำคัญคือต่อมใต้สมอง (Pituitary)ซึ่งผลิตฮอร์โมนหลายชนิดทั้งที่ทำหน้าที่โดยตรง และกระตุ้นการทำงานของต่อมไร้ท่ออื่นด้วย ต่อมใต้สมองถูกกำกับโดยส่วนของสมองที่เรียกว่า

ไฮโปธาลามัสซึ่งถือว่าเป็นจุดสำคัญในการเชื่อมสัมพันธ์ระหว่างการทำงาน ของ ระบบประสาท กับ ระบบต่อมไร้ท่อ เพื่อทำให้เกิดภาวะสมดุลหรือ homeostasis โดยต่อมใต้สมองสามารถแบ่งได้เป็น 3 ส่วนดังนี้

1. ต่อมใต้สมองส่วนหน้า ( anterior lobe of pituitary gland )

2. ต่อมใต้สมองส่วนหน้า ( anterior lobe of pituitary gland )

3. ต่อมใต้สมองส่วนหลัง (Posterior lobe)

ต่อมใต้สมองส่วนต่างๆ สามารถผลิตฮอร์โมนได้ดังนี้

ฮอร์โมนจากต่อมใต้สมองส่วนหน้า (anterior lobe of pituitary gland )
เป็นส่วนที่ไม่ได้เกิดจากเนื้อเยื่อประสาท การทำงานอยู่ภายใต้การควบคุมของ hypothalamus สร้างฮอร์โมนประเภทสารโปรตีนหรือพอลิเพปไทด์ ได้แก่

1.Growth hormone(GH) หรือ Somatotrophic hormone(STH)ฮอร์โมนนี้หลั่งตอนหลับมากกกว่าตอนตื่นและตอนหิวมากกว่าช่วงปกติเป็นฮอร์โมนที่ประกอบด้วย polypeptide ที่มีกรดอมิโน 191 ตัว มีธาตุกำมะถันอยู่ในรูป disulphid กระตุ้นให้เกิดการเจริญของกล้ามเนื้อและกระดูกโดยอาศัย thyroxin และ inrulin เป็นตัวคะตะลิสต์มีอิทธิพลกระตุ้นการเจริญและเพิ่มความยาวของกระดูกกระตุ้นการเจริญของเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆของร่างกายความผิดปกติเมื่อร่างกายขาดหรือมีมากเกินไป

ถ้าร่างกายขาด GH ในเด็ก ทำให้ร่างกายเตี้ยแคระ (สติปัญญาปกติ) เรียก Dawrfism ในผู้ใหญ่ มีอาการผอมแห้ง น้ำตาลในเลือดต่ำ มีภาวะทนต่อความเครียด(stess) สูงเรียกว่า Simmom’s disease
ถ้าร่างกายมี GH มากเกินไป ในวัยเด็ก จะทำให้ร่างกายเติบโตสูงใหญ่ผิดปกติ น้ำตาลในเลือดสูง ทนต่อความเครียดได้น้อย เรียกว่า Gigantism ในผู้ใหญ่ กระดูกขากรรไกร คางจะยาวผิดปกติ ฝ่ามือ ฝ่าเท้าโต จมูกใหญ่ ฟันใหญ่ และห่างเรียก Acromegaly
2.Gonadotrophin หรือ Gonadotrophic hormoneประกอบด้วยฮอร์โมนที่สำคัญ 2 ชนิด คือ
2.1Follicle stimulating hormone (FSH) ทำหน้าที่กระตุ้นฟอลลิเคิลให้สร้างไข่และไข่สุก มีการสร้างฮอร์โมน estrogen ออกมา และกระตุ้น seminiferrous tubule ให้สร้างอสุจิ
2.2Luteinizing hormone (LH) ทำหน้าที่กระตุ้นให้ไข่ตกจากฟอลลิเคิล สำหรับในเพศชาย กระตุ้นให้ interstitial cells ในอัณฑะสร้างฮอร์โมนเพศชาย ซึ่งอาจเรียกว่า Interstitial Cell Stimulating Hormone (ICSH)

3.Prolactin หรือ Lactogenic hormone (LTH)ทำหน้าที่กระตุ้นการเจริญของต่อมน้ำนมในเพศหญิง นอกจากนี้ทำหน้าที่ร่วมกับ androgen ในเพศชายกระตุ้นต่อมลูกหมาก การบีบตัวของท่อนำอสุจิ การสร้างน้ำเลี้ยงอสุจิ

4.Andrenocorticotrophin หรือ Adrenocorticotrophic hormone (ACTH)
มีหน้าที่กระตุ้นทั้งการเจริญเติบโตและการสร้างฮอร์โมนของต่อมหมวกไตส่วนนอกให้สร้างฮอร์โมนของต่อมหมวกไตส่วนนอก ให้สร้างฮอร์โมนตามปกติและกระตุ้น การหลั่ง insulin การหลั่ง GH ควบคุมการทำงานของต่อมเหนือไตชั้นนอก ( adrenal cortex ) ทำให้สีของสัตว์เลือดเย็นเข้มขึ้น มีโครงสร้างเหมือน MSH
5.Thyroid Stimulation hormone (TSH)ทำหน้าที่กระตุ้นให้มีการเพิ่มการนำไอโอดีนเข้าต่อมไทรอยด์ เพื่อเพิ่มการสังเคราะห์ thyroxine hormoneการหลั่งฮอร์โมนจากต่อมใต้สมองส่วนหน้าจะถูกควบคุมโดยฮอร์โมนที่สร้างจากสมองส่วน hypothalamus มีฮอร์โมนที่กระตุ้นและยับยั้งการผลิตฮอร์โมนของต่อมใต้สมองส่วนหน้าและมีชื่อเรียกตามผลที่แสดงออกต่อการสร้างฮอร์โมน เช่น
-ฮอร์โมนกระตุ้นการหลั่ง GH ( GH releasing hormone, GRH) กระการหลั่งฮอร์โมน growth
-ฮอร์โมนยับยั้งการหลั่ง GH (GH inhibiting hormone,GIH) ยับยั้งไม่ให้มีการหลั่งฮอร์โมน growth
-ฮอร์โมนกระตุ้นการหลั่ง prolactic (Prolactin releasing hormone,PRH) กระตุ้นให้ Prolactin ออกมา
-ฮอร์โมนควบคุมการหลั่ง thyroid (Thyroid releasing hormone,TRH) กระตุ้นการหลั่ง TSH
-ฮอร์โมนกระตุ้นการหลั่ง Gn (Gonadotrophin releasing hormone,GnRH) กระตุ้นให้มีการหลั่ง LH และ FSH ฮอร์โมนเหล่านี้รวมเรียกว่า ฮอร์โมนประสาท เพราะสร้างมาจากเซลล์พิเศษ ซึ่งเปลี่ยนแปลงมาจากเซลล์ประสาทภายใน hyprothalamus

ฮอร์โมนจากต่อมใต้สมองส่วนกลาง (Intermediate lobe)
มีขนาดเล็กมากทำหน้าที่สร้างฮอร์โมน Melanocyte Stimulating Hormone(MSH) ทำหน้าที่ปรับสีของสัตว์เลือดเย็นให้เข้มขึ้น(ทำหน้าที่ตรงข้ามกับ Malatonin จากต่อม pineal ) ในสัตว์เลือดอุ่นมีหน้าที่ไม่แน่ชัด

ฮอร์โมนจากต่อมใต้สมองส่วนหลัง (Posterior lobe)เป็นกลุ่มเซลล์ของเนื้อเยื่อประสาทจาก hypothalamus ทำหน้าที่ผลิตฮอร์โมนภายนอก แล้วลำเลียงมาไว้ที่ต่อมใต้สมองส่วนหลัง ได้แก่

1.Oxytocin ทำให้กล้ามเนื้อมดลูก เต้านม กระเพาะปัสสาวะมีการหดตัว ฮอร์โมนนี้จะมีการหลั่งออกมาตอนคลอดลูกและในขณะร่วมเพศ แต่ถ้าหลั่งออกมามากก่อนคลอดจะทำให้แท้งลูกได้
2. Vasopressin หรือ Antidiuretic hormone ( ADH ) ทำให้เส้นเลือดมีการหดตัวช่วยให้ท่อหน่วยไตดูดน้ำกลับคืน ทำให้ลดการสูญเสียน้ำและเกลือแร่ที่จำเป็น ถ้าร่างกายขาดจะปัสสาวะมากทำให้เกิดโรคเบาจืด( diabetes inspidus)

The balance of hormone

อะทราซีน (atrazine) เป็นสารปราบวัชพืชที่มีการใช้อย่างแพร่หลายมานานกว่า 40 ปี ประเทศสหรัฐอเมริกาเองมีการใช้สารนี้ประมาณ 60 ล้านตันในแต่ละปีในพื้นที่เพาะปลูก สวนในบ้าน สนามหญ้าและสนามกอล์ฟ สารเหล่านี้จะตกค้าสะสมในดิน แหล่งน้ำ แม้ว่าโมเลกุลของอะทราซีนจะสลายเร็ว แต่มันสามารถเวียนกลับมาสะสมในแหล่งน้ำทั้งบนดินและใต้ดินได้อีก ซึ่งในแถบอเมริกากลางด้านตะวันตกเคยประสบปัญหานี้มาแล้ว

ไธโรน เฮย์ (Tyrone hayes) นักชีววิทยาจากมหาลัยแคลิฟอร์เนียได้ตั้งขอ้สังเกตว่าสารดังกล่าวอาจมีผลรบกวนระบบฮอร์โมนของสัตว์โดยอาจขัดขวาง ยับยั้ง หรือกระตุ้นการทำงานของฮอร์โมนในร่างกาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งไปรบกวนการทำงานฮอร์โมนในระบบสืบพันธุ์และการเจริณพัฒนาของตัวอ่อน

อย่างไรก้อตาม องค์กรพิทักษ์สิ่งแวดล้อมได้ขอดูรายงานของเฮย์และเชื่อถืองานของเค้าจึงได้ประกาศการควบคุมการใช้สารดังกล่าวในการเกษตร

จากผลดังกล่าวนำไปสู่คำถามต่อมาว่าสารเคมีเหล่านี้จะมีผลต่อสัตว์อื่นๆที่อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำตามธรรมชาติเหล่านี้หรือไม่ เช่น ทะเลสาบในรัฐฟอริดาตรวจพบสารปราบศัตรูพืชสูงและพบสัตว์เลื้อยคลานเช่น จระเข้ปากยาว (alligators) เพศผู้มีระดับเทสโทสเตอโรนต่ำและมีอัณฑะเล็กลงอย่างผิดปกติ จากนั้นจึงมีคำถามตามมาว่า อะไรจะเกิดขึ้นถ้าคนได้รับสารนี้ จากการทดลองของเฮย์พบว่าสารอะทราซีนที่ระดับ 0.1 ส่วน/ล้านส่วนมีผลต่อกบ ส่วนในน้ำดื่มของคนอนุญาตให้มีสารดังกล่าวปนเปื้อนได้ไม่เกิน 3 ส่วน/ล้านส่วน จึงมีกลุ่มวิจัยทำการทดลองเพื่อทดสอบว่าสารเคมีที่ได้รับอนุญาตให้มีในน้ำดื่มมีผลต่อการเจริญเป็นหนุ่มสาว และทำให้จำนวนอสุจิลดลงหรือไม่ พบว่าข้อมูลที่ได้ขัดแย้งกันเองจนไม่สามารถสรุปได้ในขณะนี้

คุณคิดอย่างไร??

การเพิ่มผลผปลิตทางการเกษตรให้เพียงพอกับการเยงประชากรต้องพึ่งสารปราบศัตรูพืช แต่สารบางตัวอาจรบกวนการทำงานของฮอร์โมนสัตว์ได้ ท่านคิดว่าสารดังกล่าวยังควรได้รับการใช้หรือไม่ ^^

การตรวจวัดฮอร์โมน

ผลการตรวจทางห้องปฏิบัติการมีความสำคัญอย่างมากต่อการวินิจฉัยโรคทางระบบต่อมไร้ท่อ อย่างไรก็ตามผลทางห้องปฏิบัติการเพียงอย่างเดียวก็ไม่อาจใช้แทนข้อมูลทางคลินิก เช่น การซักประวัติหรือการตรวจร่างกายได้ ข้อมูลทางห้องปฏิบัติการเป็นเพียงตัวช่วยยืนยันการวินิจฉัยว่าระดับฮอร์โมนอยู่ในเกณท์ปกติหรือไม่ ค่าที่วัดได้เป็นค่าอ้างอิงซึ่งขึ้นอยู่กับความจำเพาะ (sensitivity) และความจำเพาะ (specificity) ของวิธีที่ตรวจ ตัวเลขที่ได้คือระดับฮอร์โมน ณ จุดเวลาที่ส่งตรวจ ซึ่งหากจะนำไปขยายความ ก็ต้องพิจารณาปัจจัยอื่นด้วย เช่น ค่าครึ่งชีวิตในกลุ่มที่มี่ค่าครึ่งชีวิตสั้น เช่น epinephrine และ cortisol ค่าที่ตรวจได้จะบ่งบอกระดับฮอร์โมน ณ ขณะที่เจาะ แต่ในกลุ่มที่มีค่าครึ่งชีวิตยาว เช่น thyroxin ระดับฮอร์โมนที่วัดได้จะเป็นตัวบ่งบอกสภาวะของฮอร์โมนในร่างกายได้ด้วย

การวัดระดับฮอร์โมนส่วนใหญ่จะใช้ทางวิธิอิมมูโนวิทยา และสิ่งสงตรวจส่วนใหญ่จะเป็นเลือดและปัสสาวะ การวัดอาจจะตรวจวัดฮอร์โมนทั้งที่อยู่ในรูปที่ทำงานได้ (active form) หรือรูปที่ทำงานไม่ได้ (inactive form) หรือวัดจากสารที่เกดจากเมทาบอไลต์ของฮอร์โมนนั้นๆก็ได้

การสังเคราะห์ฮอร์โมน

เพปไทด์ฮอร์โมนและสเตอรอยด์ฮอร์โมนถูกสังเคราะห์ด้วยวิถีที่ต่างกัน การสังเคราะห์เพปไทด์ฮอร์โมน เช่น GH, prolactin, และ parathyroid hormone เป็นต้น จะคล้ายกับการสังเคราะห์โปรตีนทั่วไปคือผ่านกระบวนการถอดรหัส (transcription) การแปลรหัส (translation) และการดัดแปลง (modification) เพปไทด์ฮอร์โมนส่วนใหญ่จะถูกสังเคราะห์เป็นโปรตีนขนาดใหญ่ และจะต้องมีกระบวนการดัดแปลงเพื่อให้อยู่ในรูปที่ทำงานได้ เช่น อินซูลิน (insulin) จะผลิตออกมาในรูป preproinsulin จากนั้นจะถูกดัดแปลงตามขั้นตอนต่างๆจนกระทั้งสามารถทำงานได้ กระบวนการดัดแปลงของกลุ่มเพปไทด์ฮอร์โมนอาจจะเกี่ยวข้องกับการเติมโมเลกุลน้ำตาล (glycosylation) หรือเติมหมู่ฟอสเฟต (phosphorylation) หรือการตัดบางส่วนของสายเพปไทด์ การดัดแปลงดังกล่าวอาจจะมีผลต่อค่าครึ่งชีวิต และการทำงานของฮอร์โมน

การสังเคราะห์สเตอรอยด์ฮอร์โมน ขั้นตอนส่วนใหญ๋เกิดขึ้นที่เอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม โดยอาศัยการทำงานของเอนไซม์กลุ่ม cytrochrome P450 ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ใช้ NADPH เป็น ปัจจัยร่วม (cofactor) ในการทำงาน สเตอรอยด์ทุกตัวสร้างมาจากสารสเตอรอยด์ชื่อ pregnenolone ซึ่งสร้างมาจาก cholesterol อีกที ขั้นตอนการสังเคราะห์ pregnolone เกิดขึ้นในไม mitochondria

การคัดหลั่งและการขนส่งฮอร์โมน

การคัดหลั่งฮอร์โมน ระดับฮอร์โมนในเลือดจะขึ้นอยู่กับอัตราการหลั่งและค่าครึ่งชีวิตของฮอร์โมนนั้นๆ ฮอร์โมนที่เป็นเพปไทด์และโปรตีน เช่น GnRH, insulin, และ GH จะถูกเก็บในกระเปาะ (secretory granule) ก่อนการปล่อยออกนอกเซลล์ซึ่งจะต้องอาศัยสัญญาณมากระตุ้น ส่วนสเตอร์รอยด์ฮอร์โมนจะถูกขับออกนอกเซลล์ได้ทันทีที่สร้าง

การขนส่งฮอร์โมน เพปไทด์ฮอร์โมนจะถูกขนส่งในรูปอิสระเป็นส่วนใหญ่ ส่วนสเตอรอยด์ฮอร์โมนจะถูกขนส่งไปกับโปรตีนที่อยู่ในพลาสมา เช่น โกลบูลิน (globulin) และอัลบูลิน (albumin) ดังนั้นโดยทั่วไปค่าครึ่งชิวิตของเพปไทด์ฮอร์โมนจะค่อนข้างสั้นประมาณ 2-3 นาที ในขณะที่สเตอรอยด์ฮอร์โมนมีค่าครึ่งชิวิตที่ยาวกว่าเพราะจับกับโปรตีนซึ่งช่วยป้องกันการถูกทำลาย นอกจากนั้นยังช่วยป้องกันการเข้าเซลล์ผิดและสามารถจัดการกับรูปแบบต่างๆ ทั้งรูปที่ถูกจับไว้ (bound form) และรูปอิสระ (free form) ของฮอร์โมนได้ ความรู้เรื่องค่าครึ่งชีวิตเป็นสิ่งจำเป็นในการรักษาผู้ป่วยโดยการใช้ฮอร์โมน เพราะจะต้องคำนวนเรื่องขนาดและความถี่ที่จะให้เพื่อรักษาระดับฮอร์โมนให้คงที่ ตัวอย่างเช่น ฮอร์โมนไทรอกซิน (thyroxin, T4) จะมีค่าครึ่งชีวิต 7 วัน และต้องใช้เวลามากกว่า 1 เดือน ในการที่จะทำให้ระดับอยู่ในเกณท์คงที่ ในทางปฏิบัติการให้ครั้งเดียวก็เพียงพอต่อการที่จะรักษาระดับฮอร์โมนให้คงที่ ในทางตรงข้ามฮอร์โมนไตรไอโอโดไรโรนีน (triiodothyronine, T3) มีค่าครึ่งชีวิตประมาณ 1 วัน จึงต้องให้ฮอร์โมนนี้แก่ผูป่วย 2-3 ครั้งต่อวัน เป็นต้น

สำหรับเพปไทด์ฮอร์โมน เช่น ACTH, GH, PTH, และ LH จะมีค่าครึ่งชีวิตค่อนข้างสั้น (น้อยกว่า 20 นาที) ทำให้มีช่วงของการหลั่งและการสลายค่อนข้างสั้น เพื่อให้มีความถูกต้องแม่นยำในการักษามากที่สุดจะต้องมีการเจาะเลือดทุก 10 นาที เป็นเวลา 8-24 ชั่วโมง แต่วิธีในทางปฏิบัติเป็นไปได้ยากและไม่เหมาะสมในทางคลินิก ทางเลือกที่เป็นไปได้คือ เจาะเลือดจากอาสาสมัคร 3-4 คน เป็นช่วงๆ แต่ละช่วงห่างกัน 30 นาที แล้วนำเลือดแต่ละช่วงมาร่วมกันเพื่อหาค่าเฉลี่ยของฮอร์โมนดังกล่าว อย่างไรก็ตามการที่ฮอรโมนบางตัวมีค่าครึ่งชีวิตสั้นก็มีประโยชน์ต่อการติดตามและวินิจฉัยโรค ตัวอย่างเช่น PTH มีค่าครึ่งชีวิตน้อยกว่า 20 นาที หากผู้ป่วยถูกตัดก้อนมะเร็งระดับ PTH จะลดลง จึงช่วยยีนยันว่าก้อนมะเร็งถูกตัดออกจริง

กลไกการออกฤทธิ์ของฮอร์โมน

การที่ฮอร์โมนจะออกฤทธิ์ที่เซลล์เป้าหมายได้นั้น เซลล์เป้าหม้ายจะต้องมีองค์ประกอบหลัก 3 ส่วน ได้แก่ ตัวรับ (receptor) ตัวปฏัติการ (effector) และวิถีการทำงาน (downstream signaling pathway) เมื่อฮอร์โมนจับกับตัวรับ สัญญาณจะถูกส่งไปยังตัวปฏิบัติการที่อยู่ภายในเซลล์ ตัวปฏิบัติการเหล่านี้จะไปมีผลต่อกลไกเมทาบอลิซึมต่างๆ ภายในเซลล์ เช่น การเข้าออกของสารภายในเซลล์ การทำงานของเอนไซม์ เป็นต้น ฮอร์โมนทุกชนิดจะออกฤทธิ์ผ่านตัวรับซึ่งอาจอยู่บนผิวเซลล์หรืออยู่ที่นิวเคลียส

1. ตัวรับอยู่ที่ผิวเซลล์ (cell surface receptor) มีคุณสมบัติเป็นโปรตีนและมีองค์ประกอบหลักอยู่ 3 ส่วนคือ ส่วนที่จับกับฮอร์โมน ส่วนที่แทรกอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ และส่วนที่ยื่นเข้าไปในเซลล์ ซึ่งทั้งสามส่วนนี้จะทำให้เซลล์สามารถรับสัญญาณจากสื่อกระตุ้นภายนอกเซลล์และส่งข้อมูลเข้ามาภายในเซลล์เพื่อตอบสนองต่อการกระตุ้นดังกล่าว

2. ตัวรับที่อยู่ในเซลล์ (nuclear receptor) ตัวรับกลุ่มนี้เป็นโปรตีนขนาดใหญ่ น้ำหนักโมเลกุลประมาณ 50-100 กิโลดาลตัน มีองค์ประกอบหลักอยู่ 2 ส่วน คือ ส่วนที่จับกับลิแกนด์และส่วนที่จับกับ DNA ตัวรับชนิดนี้ทุกตัวมีผลต่อการเพิ่มหรือลดกระบวนการถอดรหัสของยีนที่เกี่ยวข้อง ตัวรับบางชนิดอยู่ในไซโตพลาสซึม เช่น glucocorticoid receptor และบางตัวอยู่เฉพาะในนิวเคลียส เช่น thyroid hormone receptor

การลำเลียงในสัตว์

การลำเลียงสารในสัตว์คือการนำอาหารที่ย่อยแล้ว ออกซิเจน รวมทั้งสารที่เนื้อเยื่อหรืออวัยวะบางอย่างสร้างขึ้น เช่น ฮอร์โมนจากต่อมไร้ท่อ ไปยังเซลล์ต่างๆ ทั่วร่างกาย และนำของเสียจากเซลล์ไปสู่โครงสร้างที่ทำหน้าที่ขับถ่ายสู่ภายนอก

1. หน้าที่ของระบบลำเลียงในสัตว์

1) ทำหน้าที่ลำเลียงสารอาหารต่างๆ โดยการนำสารอาหารที่มีโมเลกุลเล็กๆ ไปส่งให้กับเซลล์ต่างๆของร่างกาย

2) ทำหน้าที่ลำเลียงก๊าซ โดยการนำก๊าซออกซิเจนจากปอดไปส่งให้กับเซลล์ และลำเลียงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากเซลล์ต่างๆมาแลกเปลี่ยนที่ปอดเพื่อส่งออกนอกร่างกาย

3) ทำหน้าที่กำจัดของเสีย โดยการนำของเสียที่เกิดจากกระบวนการเมตาบอลิซึมไปกำจัดออกนอกร่างกาย เช่น นำยูเรียไปกำจัดออกทางไตหรือ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปกำจัดออกทางปอด

4) ทำหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย โดยเฉพาะในสัตว์เลือดอุ่น อุณหภูมิจะคงที่ตลอดเวลาเนื่องจากระบบลำเลียงจะคอยควบคุมและปรับระดับอุณหภูมิในร่างกายให้คงที่อยู่เสมอ

5) ทำหน้าที่ลำเลียงฮอร์โมน ฮอร์โมนสร้างจากต่อมไร้ท่อและเซลล์ประสาทก่อนถูกส่งเข้าระบบลำเลียงเพื่อไปทำงานควบคุมระบบต่างๆในร่างกายให้ทำงานปกติ

6) ทำหน้าที่ช่วยป้องกันสิ่งแปลกปลอม โดยภายในเลือดจะมีเม็ดเลือดขาวและแอนติบอดีช่วยในการกำจัดสิ่งแปลกปลอมต่างๆเช่นเชื้อโรค

7) ทำหน้าที่ช่วยซ่อมแซมบาดแผล เมื่อร่างกายเกิดบาดแผลระบบไหลเวียนโลหิตจะทำหน้าที่ลำเลียงโปรตีนที่สำคัญเพื่อช่วยในการซ่อมแซมบาดแผล

8) ทำหน้าที่ควบคุมปริมาณน้ำและอิออน โดยการควบคุมปริมาณน้ำและอิออนต่างๆให้อยู่ในสภาพปกติเพื่อรักษาสมดุลให้กับร่างกาย

2. การลำเลียงของสัตว์ที่ยังไม่มีท่อลำเลียง

1) การลำเลียงของพวกโปรโตซัว เช่น อะมีบา พารามีเซียม ไม่มีกลไกพิเศษในการลำเลียง ดังนั้นการลำเลียงเกิดขึ้นโดยอาศัยกระบวนการแพร่ และการไหลเวียนของไซโตพลาสซึมภายในเซลล์ (cyclosis) ทำให้อาหารที่ส่งออกมาจาก food vacuole แพร่ไปทั่วเซลล์

2) การลำเลียงของฟองน้ำ ฟองน้ำมีเซลล์พิเศษเรียก อะมีโบไซต์ (amoebocyte) ทำหน้าที่จับอาหาร ย่อยอาหาร และลำเลียงอาหาร โดยเซลล์เหล่านี้จะใช้เท้าเทียมโอบล้อมอาหารแบบฟาโกไซโตซิส แล้วทำการย่อยจากนั้นจะเคลื่อนที่นำอาหารที่ย่อยแล้วไปส่งให้เซลล์ทั่วร่างกาย

3) การลำเลียงของไฮดรา ไฮดราเป็นซีเลนเทอเรตชนิดหนึ่ง มีเนื้อเยื่อ 2 ชั้น เนื้อเยื่อชั้นในซึ่งเป็นชั้นที่บุช่องว่างกลางลำตัวหรือ gastrovascular cavity จะได้รับสารอาหารโดยตรง และจะทำการย่อยอาหารที่มีขนาดใหญ่ เมื่อย่อยได้แล้วสารอาหารเหล่านั้นจะแผร่เข้าสู่เซลล์ผิวที่ทางเดินอาหารก่อนจะแพร่ไปยังเซลล์อื่นๆ ส่วนสารอาหารที่ไม่ต้องการ เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรือสารพวกยูเรียก้อจะแพร่ออกจากเซลล์สู่สิ่งแวดล้อมได้เลยโดยตรง

4) การลำเลียงของพลานาเรีย พลานาเรียมีระบบทางเดินอาหารที่แตกแขนงอยู่ทั่วไป หลังจากย่อยอาหารแล้ว สารอาหารจะแพร่เข้าสู่เซลล์ที่ผิวของทางเดินอาหารที่แทรกอยู่ทั่วไปต่อจากนั้นก็จะแพร่ไปยังเซลล์ที่อยู่รอบๆ

ระบบลำเลียงในสัตว์ที่มีโครงสร้างร่างกายซับซ้อน

สัตว์ที่มีเนื้อเยื่อและอวัยวะซับซ้อนจะมีระบบลำเลียงสารที่มีประสิทธิภาพสูงสุดขึ้นเรียกว่า ระบบหมุนเวียนเลือด (circulatory system) ระบบนี้ประกอบด้วย เลือด (blood) หัวใจ (heart) เส้นเลือด (blood vessel)

ระบบหมุนเวียนเลือด (circulartory system) แบ่งเป็น 2 ระบบ คือ

1) ระบบหมุนเวียนเลือดแบบวงจรเปิด (open circulatory system) หมายถึงระบบการหมุนเวียนเลือดที่เลือดไม่ได้ไหลหมุนเวียนเฉพาะในเส้นเลือดเท่านั้น แต่จะมีระยะหนึ่งที่เลือดจะไหลเวียนอยู่ภายในช่องว่างลำตัวที่เรียกว่าฮีโมซิล (heamocoel) ระบบหมุนเวียนแบบนี้พบได้ในสัตว์พวกมอลลัสก์และอาร์โทรปอด

2) ระบบหมุนเวียนเลือดแบบวงจรปิด (close circulatory system) คือระบบการไหลเวียนที่เลือดไหลอยู่ภายในเส้นเลือดตลอดเวลา เลือดจะมีทิศทางการไหลออกจากหัวใจไปตามเส้นเลือดต่างๆ และไหลกลับเข้าสู่หัวใจอีกครั้งหนึ่งเป็นวงจรต่อเนื่องกัน พบในแอนนิลิดเป้นพวกแรกและพบในสัตว์ชั้นสูงทั่วไป

ความแตกต่างระหว่างระบบเลือดวงจรเปิดและปิดคือ ระบบวงจรปิดดีกว่าในแง่ที่ทำให้ปริมาณเลือดคงที่ สามารถควบคุมความเร้วในการไหลเวียนของเลือดและยังสามารถควบคุมความดันเลือดได้

การลำเลียงของไส้เดือนดิน

ระบบลำเลียงของไส้เดือนดินเป็นระบบหมุนเวียนเลือดแบบวงจรปิด เนื่องจากเลือดหมุนเวียนอยู่ภายในเส้นเลือดตลอดเวลา ระบบหมุนเวียนเลือดของไส้เดือนดินประกอบด้วย

1) เลือด (blood) ประกอบด้วยเซลล์เม็ดเลือดและน้ำเลือด ภายในน้ำเลือดจะมีรงควัตถุสีแดงเรียกว่า ฮีโมโกลบิน (hemoglobin) ละลายอยู่

2) เส้นเลือด (vessels) เส้นเลือดของไส้เดือนดินประกอบด้วยเส้นเลือดที่อยู่ตามความยาวของลำตัว 5 เส้น คือ

- เส้นเลือดด้านบนลำตัว (dorsal vessel) มี 1 เส้น

- เส้นเลือดด้านล่างลำตัว (ventral vessel) มี 1 เส้น

- เส้นเลือดใต้เส้นประสาท (subneural vessel) มี 1 เส้น

- เส้นเลือดด้านข้างเส้นประสาท (lateral nerve vessel) มี 2 เส้นอยู่ทางด้านซ้ายและขวาของเส้นประสาท (nerve cord) ซึ่งอยู่ทางด้านล่างของทางเดินอาหาร

บริเวณส่วนหัวในปล้องที่ 7-11 มีเส้นเลือดตามขวางเชื่อมโยงระหว่างเส้นเลือดด้านบนลำตัวกับเส้นเลือดด้านล่างลำตัว เส้นเลือดนี้มีลักษณะพองตัวได้และบีบตัวได้ ภายในมีลิ้น (valve) คอยบังคับทิศทางการไหลของเลือด เส้นเลือดนี้ทำหน้าที่คล้ายหัวใจจีงเรียกว่าหัวใจเทียม (pseudoheart)

3) หัวใจเทียม (pseudoheart) จะทำหน้าที่ปั้มเลือดเข้าสู่เส้นเลือดด้านบนไปสู่ส่วนหัวของไส้เดือนดินและดันเลือดไปตามเส้นเลือดด้านล่างซึ่งอยู่ใต้ทางเดินอาหาร เลือดจะไหลเวียนออกไปตามเส้นเลือดฝอย (capillary) ที่แทรกตามเนื้อเยื่อต่างๆ ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนสารระหว่างเซลล์กับเลือดที่ผนังเส้นเลือดฝอยเพื่อไปเลี้ยงอวัยวะต่างๆ ส่วนเลือดที่ใช้แล้วก็จะรวมกันเข้าสู่เส้นเลือดที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและเข้าสู่เส้นเลือดทางด้านบนทางส่วนท้ายของลำตัว และเมื่อเส้นเลือดนี้บีบตัวก็จะดันเลือดไปข้างหน้าจนเข้าสู่หัวใจเทียม วนเวียนเป็นวัฏจักรเช่นนี้เรื่อยไป

การลำเลียงของแมลง

ระบบลำเลียงของแมลงเป็นระบบหมุนเวียนเลือดแบบวงจรปิดเนื่องจากเลือดอยู่ภายในเส้นเลือดระยะหนึ่งเท่านั้น ต่อจากนั้นจะไหลเข้าสู่ช่องว่างกลางลำตัว (haemocoel) ระบบหมุนเวียนเลือดของแมลงประกอบด้วย

1) เลือด (blood) เป็นของเหลวใสไม่มีสี มีสารประกอบฮีโมไซยานิน (haemocyanin) เป็นสารทองแดงเป็นองค์ประกอบ

2) เส้นเลือด (vessel) เส้นเลือดของแมลงมีเส้นเดียวคือ เส้นเลือดเหนือทางเดินอาหารกลางลำตัว (dorsal aorta) นอกจากเส้นเลือดยังมีช่องว่างในลำตัวเรียกว่า ฮีโมซีล

3) หัวใจเทียม เป็นท่อยาวๆ มีลักษณะพองออกเป็นตอนๆ อยู่ทางด้านหลังของลำตัว ที่หัวใจแต่ละตอนจะมีรูเปิดเล็กๆเรียกว่า ออสเตีย (ostia) แต่ละออสเตียจะมีลิ้น (valve) ป้องกันไม่ให้เลือดไหลออกจากหัวใจ หัวใจเทียมทำหน้าที่ปั้มเลือดเข้าสู่เส้นเลือดกลางลำตัว ต่อจากนั้นจะไหลเข้าสู่ฮีโมซีล และจะมีการแลกเปลี่ยนก๊าซที่นี้ แล้วจึงไหลกลับเข้าสู่หัวใจทางออสเตียต่อไป

อวัยวะสูบฉีดเลือดของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

หัวใจ (heart) เป็นอวัยวะที่ทำหน้าที่สูบฉีดเลือดให้เคลื่อนไปในเส้นเลือดตลอดเวลา หัวใจของสัตว์มีกระดูกสันหลังแบ่งออกเป็น 3 ประเภทตามจำนวนห้องหัวใจ คือ

1) หัวใจ 2 ห้อง พบในสัตว์พวกปลา ประกอบด้วยเวนตริเคิล (ventricle) กับ เอเตรียม (atrium) อย่างละ 1 ห้อง เวนตริเคิลเป็นส่วนที่มีกล้ามเนื้อหนา บีบตัวได้แรงส่วนเอเตรียมมีกล้ามเนื้อบางกว่า เลือดเสียจากอวัยวะต่างๆ ทั่วร่างกายจะถูกส่งมาที่แอ่งรับเลือด (sinus venosus) แล้วจึงส่งเข้าเอเตรียม เลือดจากเอเตรียมถูกส่งเข้าเวนตริเคิลก่อนจะส่งเลือดไปฟอกที่เหงือก เลือดที่ฟอกแล้วซึ่งมีออกซิเจนมากจะถูกส่งไปเลี้ยงเนื้อเยื่อตามส่วนต่างๆของร่างกาย

2) หัวใจ 3 ห้อง มี 2 แบบ

2.1 หัวใจของสัตว์ครึ่งบอกครึ่งน้ำ ประกอบด้วยเอเตรียมซ้ายและขวา เอเตรียมขวารับเลือดเสียมาจากส่วนต่างๆของร่างกาย ซึ่งจะรวมกันที่แอ่งรับเลือดก่อนแล้วจึงเข้าสู่เอเตรียมขวา ซึ่งจะส่งเลือดเข้าสู่เวนตริเคิล ส่วนเอเตรียมซ้ายรับเลือดที่ฟอกแล้วจากปอดส่งเข้าสู่เวนตริเคิล ทำให้ภายในเวนตริเคิลมีทั้งเลือดดีและเลือดเสียปนกัน เวนตริเคิลจะบีบเลือดส่งออกไปนอกหัวใจ เส้นเลือดใหญ่ที่นำเลือดออกจากเวนตริเคิลจะแยกเป็น 3 แขนงย่อยไปทางซ้ายและขวา

- แขนงบนส่งเลือดไปเลี้ยงบริเวณส่วนบนของร่างกาย

- แขนงกลางซีกซ้ายและขวารมกันเป็นเส้นเลือดไปเลี้ยงส่วนล่างของร่างกาย

- แขนงล่างสุดนำเลือดไปฟอกที่ปอดและผิวหนัง

2.2 หัวใจของสัตว์เลื้อยคลาย มี 3 ห้องไม่สมบูรณ์ โดยเวนตริเคิลเริ่มมีแผ่นกล้ามเนื้อกั้นกลางแต่กั้นไม่ตลอด ทำให้เลือดดีและเลือดเสียปนกันน้อยกว่าในหัวใจของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ยกเว้นจระเข้ที่มีหัวใจ 4 ห้องสมบูรณ์

3) หัวใจชนิด 4 ห้อง พบในสัตว์ปีกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ประกอบด้วยเอเตรียมขวาและซ้าย เวนตริเคิลขวาและซ้าย โดยหัวใจซีกขวาเป็นส่วนที่มีเลือดเสีย ส่วนหัวใจซีกซ้ายเป็นส่วนที่มีเลือดดี

หัวใจ (heart)

1. ขนาดของหัวใจ หัวใจของคนที่โตดต็มวัยจะมีลักษณะคล้ายดอกบัวตูม กว้างประมาณ 9 เซนติเมตร ยาว 12 เซนติเมตร หนา 5 เซนติเมตร และหนักประมาณ 300 กรัม มีเยื่อหุ้มหัวใจเรียกว่าเพอริคาเดียม (pericadium) หัวใจประกอบด้วยกล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle) ซึ่งมีลักษณะเฉพาะและพบในหัวใจเท่านั้น

ห้องหัวใจมี 4 ห้องคือ

2.1 หัวใจห้องบนซ้าย หรือ เอเตรียมซ้าย (left atrium) ทำหน้าที่รับเลือดที่ฟอกจากปอด โดยผ่านเข้ามาทางเส้นเลือดพัลโมนารี เวน (pulmonary vein)

2.2 หัวใจห้องบนขวา หรือ เอเตรียมขวา (right atrium) ทำหน้าที่รับเลือดที่ใช้แล้ว จากส่วนบนของร่างกายทางเส้นเลือด superior vena cava และจากส่วนล่างของร่างกายทางเส้นเลือด inferior vena cava

2.3 หัวใจห้องล่างซ้าย หรือ เวนตริเคิลซ้าย (left ventricle) มีผนังหนาที่สุดเนื่องจากต้องใช้แรงในการบีบตัวมากกว่าหัวใจห้องอื่นๆ ทำหน้าที่สูบฉีดเลือดเข้าสู่เส้นเลือดแดงใหญ่ชื่อ เอออร์ตา (aorta) เพื่อไปเลี้ยงส่วนต่างๆของร่างกาย

2.4 หัวใจห้องล่างขวา หรือ เวนตริเคิลขวา (right ventricle) ทำหน้าที่สูบฉีดเลือดที่ใช้แล้ว (ซึ่งรับมาจากห้องบนขวา) ไปฟอกที่ปอด โดยผ่านไปทางเส้นเลือดพัลโมนารี อาร์เทอรี (pulmonary artery) หัวใจห้องนี้มีผนังหนาเช่นกันแต่บางกว่าห้องล่างซ้ายเพราะส่งเลือดไปยังปอดเท่านั้นจึงไม่ต้องใช้แรงในการบีบตัวมาก

ลิ้นหัวใจ (valve) ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของเลือดให้ไปในทิศทางเดียวกัน ป้องกันการไหลย้อนกลับของเลือด ลิ้นหัวใจมีตำแหน่งและชื่อเรียกต่างๆดังนี้

3.1 ลิ้นไตรคัสปิด (tricuspid vavle) คือลิ้นที่กั้นระหว่างหัวใจห้องบนขวาและห้องล่างขวา มีลักษณะเป็นแผ่น 3 แผ่น ทำหน้าที่ควบคุมไม่ให้เลือดในห้องล่างขวาไหลย้อนกลับสู่หัวใจห้องบนขวาอีก

3.2 ลิ้นไบคัสปิด (bicuspid valve) คือลิ้นที่กันระหว่างหัวใจห้องบนซ้ายกับหัวใจห้องล่างซ้าย มีลักษณะคล้ายลิ้นไตรคัสปิดแต่มี 2 แผ่นเท่านั้น ทำหน้าที่ควบคุมไม่ให้เลือดในห้องล่างซ้ายไหลย้อนกลับสู่หัวใจห้องบนซ้าย

3.3 ลิ้นเซมิลูนาร์ (semilunar valve) คือลิ้นของเส้นเลือดมีลักษณะคล้ายพระจันทร์เสี้ยว พบ 2 แห่งคือที่โคนเส้นเลือดพัลโมนารี่อาเทอรี ทำหน้าที่ป้องกันการไหลย้อนกลับของเลือดเข้าสู่หัวใจห้องล่างขวา และพบที่เส้นเลือดเอออร์ตา ทำหน้าที่ไม่ให้เลือดไหลย้อนกลับสู่ห้องล่างขวา

เส้นเลือดของหัวใจ (coronary) ประกอบด้วย

1 เส้นเลือดแดงที่นำเลือดมาเลี้ยงกล้ามเนื้อหัวใจแยกออกมาจากเอเออร์ตาเรียกว่า (coronary artery) เส้นเลือดนี้มีความสำคัญมากเพราะถ้าเกิดการอุดตันแล้วจะทำให้เลือดไปเลี้ยงหัวใจไม่เพียงพอ ทำให้กล้ามเนื้อหัวใจตาย อาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้คือเกิดอาการหัวใจวาย การอุดตันอาจเกิดจากการมีไขมันบางชนิดเช่น คลอเรสเตอรอลไปเกาะอยู่ตามผนังเส้นเลือด

2 เส้นเลือดดำที่นำเลือดเสียจากกล้าเนื้อหัวใจกลับเข้าหัวใจห้องบนขวาเรียกว่า โคโรนารี เวน (coronary vein)

เส้นเลือด (blood vessel)

เส้นเลือดในคนมี 3 ชนิด คือ เส้นเลือดแดงหรืออาร์เทอรี่ (artery) เส้นเลือดดำหรือเวน (vein) และเส้นเลือดฝอย (capillary)

1. เส้นเลือดแดงหรืออาร์เทอรี (artery) คือเส้นเลือดที่นำเลือดออกจากหัวใจเป็นเลือดที่มีปริมาณออกซิเจนสูงได้แก่ เส้นเลือดแดงเอเออร์ตา (เส้นเลือดแดงขนาดใหญ่) เส้นเลือดแดงขนาดเล็กและอาร์เทอริโอล (เส้นเลือดฝอย) ยกเว้น พัลโมนารี อาเทอรี ซึ่งนำเลือดดำไปที่ปอด เส้นเลือดแดงมักมีผนังหนาเนื่องจากมีกล้ามเนื้อเรียบค่อนข้างมาก เพื่อต้านทานแรงดันของเลือดที่ส่งออกจากหัวใจและปรับระดับความดันเลือดไม่ให้ลดลงมาก นอกจากนี้เส้นเลือดแดงยังมีความยืดหยุ่นได้ดี ซึ่งจะบีบตัวเป็นคลื่นตามจังหวะการบีบตัวของหัวใจ เรียกว่า ชีพจร (pulse)
2. เส้นเลือดดำ หรือเวน (vein) เป้นเส้นเลือดที่นำเลือดกลับเข้าสู่หัวใจ เป้นเส้นเลือดที่มีปริมาณออกซิเจนอยู่น้อย ได้แก่ เวนาคาวา (เส้นเลือดดำขนาดใหญ่) เส้นเลือดดำหรือเวนขนาดเล็ก และเวนูล (เส้นเลือดดำฝอย) ยกเว้น พัลโมนารี่เวน ซึ่งนำเลือดแดงจากปอดไปสู่หัวใจห้องบนขวา ผนังประกอบด้วยกล้ามเนื้อบางกว่าเส้นเลือดแดง และมีอีลาสติกไฟเบอร์อยู่น้อยกว่า เส้นเลือดดำยืดขยายได้ดีจึงมีความจุสูง เลือดประมาณ 60-70 % ภายในร่างกายถูกเก็บอยู่ในเวน และเนื่องจากความดันในเส้นเลือดดำต่ำดังนั้นในเส้นเลือดดำจึงมีลิ้นกัน เพื่อป้องกันไม่ให้เลือดไหลย้อนกลับทางเดิม
3. เส้นเลือดฝอยหรือคะปิลลารี (capillary) เป็นเส้นเลือดที่อยู่ระหว่างเส้นเลือดแดงฝอย (arteriole) และเส้นเลือดดำฝอย (venule) เส้นเลือดฝอยเป็นเส้นเลือดขนาดเล็กที่สุด ผนังประกอบด้วยเซลล์เพียงชั้นเดียว สานกันเป็นร่างแห เนื่องจากเส้นเลือดฝอยมีจนาดเล็กมาก ผนังบางและมีจำนวนมาก จึงเหมาะสำหรับจะทำหน้าที่เป็นแหล่งสำหรับแลกเปลี่ยนแก็สและสารต่างๆระหว่างเลือดกับเซลล์ของร่างกาย โดยสารอาหารและออกซิเจนที่มากับเลือดจะผ่านผนังเส้นเลือดฝอยไปยังเซลล์ของร่างกายและในทำนองเดียวกันก็รับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และของเสียอื่นๆจากเซลล์กลับเข้าสู่เส้นเลือดเพื่อส่งไปที่ปอดและแหล่งขับถ่ายต่อไป

การหมุนเวียนของเลือด (bloodcirculation)

การหมุนเวียนเลือดในคนแบ่งออกเป็น 2 วงจรคือ

1.การหมุนเวียนของเลือดผ่านปอด (pulmonary circulation) เป็นการไหลเวียนของเลือดระหว่างหัวใจกับปอด เป็นวงจรขนาดเล็ก โดยเริ่มจากเลือดหัวใจห้องล่างขวาส่งเลือดผ่านมาทางเส้นเลือด pulmonary artery มายังปอดเพื่อปล่อย CO2และรับ O2กลายเป็นเลือดที่มีออกซิเจนสูง เลือดออกจากปอดทางเส้นเลือด pulmonary vein เพื่อส่งเข้าสู่หัวใจห้องบนซ้าย

2.การหมุนเวียนของเลือดทั่วร่างกาย (systemic circulation) เป็นการไหลเวียนของเลือดวงจรใหญ่ โดยเริ่มจากเลือดบริเวณหัวใจห้องล่างซ้ายเข้าสู่เส้นเลือด aorta, artery, arteriole, capillary, venule, vein, venecava และเข้าสู่หัวใจห้องบนขวา การไหลเวียนนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสารต่างๆ ระหว่างเส้นเลือดฝอยกับเซลล์

สรุปการไหลเวียนของเลือดผ่านหัวใจ

1. หัวใจห้องบนขวา รับเลือดที่มีออกซิเจนต่ำหรือเลือดที่ใช้แล้วจากเส้นเลือดดำ superior venacava ซึ่งนำเลือดจากศีรษะ แขน และลำตัวด้านบน และรับเลือดจากเส้นเลือดดำ inferior venecava ซึ่งนำเลือดมาจากส่วนล่างของลำตัวคือ ขา ลำตัวส่วนล่าง และอวัยวะภายใน

2. ในขณะเดียวกันเลือดที่มีออกซิเจนสูงหรือเลือดแดงจากปอดจะเข้าสู่หัวใจห้องบนซ้ายทางเส้นเลือด pulmonary vein

3. หัวใจห้องบนขวาจะบีบตัวในขณะที่หัวใจห้องล่างขวายังคลายตัวอยู่ทำให้เลือดไหลผ่านลิ้นไตรคัสปิดลงสู่หัวใจห้องล่างขวา ในขณะเดียวกันหัวใจห้องบนขวาจะบีบตัวทำให้เลือดไหลผ่านลิ้นไบคัสปิดลงสู่หัวใจห้องล้างซ้าย

4. หัวใจห้องล่างขวาจะเริ่มบีบตัวในขณะเดียวกันลิ้นไตรคัสปิดจะปิด เลือดถูกส่งผ่านลินเซมิลูนาร์เข้าสู่เส้นเลือด pulmonary artery ซึ่งจะส่งเลือดไปยังปอดเพื่อแลกเปลี่ยนก๊าซโดยปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้แก่ปอดและรับแก็สออกซิเจนจากปอดทำใหเป็นเลือดที่มีออกซิเจนสูง

5. ในขณะเดียวกันหัวใจห้องล่างซ้ายบีบตัวในขณะที่ลิ้นไบคัสปิดจะปิด เลือดไหลผ่านลิ้นเอเออร์ติกหรือลิ้นเซมิลูนาร์เข้าสู่เส้นเลือดเอเออร์ตา จากเอเออร์ตาจะแตกแขนงเป็นอารืเทอรี อาร์เทอริโอล แยกไปยังส่วนต่างของร่างกาย การปิดของลิ้นไบคัสปิดและไครคัสปิดทำให้เกิดเสียงการเต้นของหัวใจเสียงที่ 1

6. หัวใจห้องบนคลายตัว ทำให้ความดันในหัวใจห้องบนลดลงเลือดดำจาก superior venacava ไหลเข้าสู่หัวใจห้องบนขวาและเลือดแดงจากพัลโมนารี เวนไหลเข้าสู่หัวใจห้องบนซ้าย ในตอนนี้หัวใจห้องล่างยังไม่คลายตัวลิ้นไบคัสปิดและไตรคัสปิดยังปิดอยู่ ต่อจากนั้นหัวใจห้องล่างจะเริ่มคลายตัวลิ้นเซมิลูนาร์ปิด ทำให้เกิดเสียงการเต้นของหัวใจเสียงที่ 2 ในขณะเดียวกันหัวใจห้องบนจะเริ่มบีบตัวส่งเลือดลงสู่หัวใจห้องล่างอีกครั้ง

ความดันเลือด (blood pressure)

ความดันเลือดคือแรงดันที่ทำให้เลือดไหลไปตามเส้นเลือดแรงดันนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการบีบตัวของหัวใจ แรงดันมี 2 ค่าคือ

1. ความดันซิสโตลิก (systolic pressure) คือค่าความดันเลือดสูงสุดขณะที่หัวใจบีบตัว
2. ความดันไดแอสโตลิก (diastolic pressure) คือค่าความดันเลือดขณะที่หัวใจคลายตัว

ความดันเลือดจะสูงมากในเส้นเลือดอาร์เทอรีที่อยู่ใกล้หัวใจและจะค่อยๆลดลงเมื่อห่างจากหัวใจออกไป ในเส้นเลือดฝอยและเส้นเลือดเวนที่อยู่ห่างจากแรงบีบตัวของหัวใจมาก ความดันเลือดก้จะลดลงต่ำลงมากด้วย

การวัดความดัน

1. ควรจะวัดจากเส้นเลือดที่อยู่ใกล้หัวใจเพื่อให้ได้ค่าใกล้เคียงกับความดันในหัวใจมากที่สุด เส้นเลือดที่เหมาะสมสำหรับการวัดความดันคือเส้นเลือดอาร์เทอรี่ที่ต้นแขน

2. เครื่องมือที่ใช้คือ สฟิกโมนาโนมิเตอร์ (sphygmonanometer)

3. ปกติผู่ใหญ่มีความดันเลือดประมาณ 120/80 mmHg ตัวเลขแรกมาหมายถึงความดันซิสโตลิก ตัวเลขหลังหมายถึงความดันไดแอสโตลิก

ค่าความดันเลือดในร่างกายคนปกติจะเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นฮยู่กับปัจจัยต่างๆเช่น

1. อายุ ในเด็กเกิดใหม่มีความดันเลือดสูงสุดขณะที่หัวใจบีบตัวประมาณ 40 mmHg อายุได้ 2 สัปดาห์ความดันเลือดจะสูงขึ้นเป็น 70 mmHg และเมื่ออายุ 20 ปี จะเพิ่มเป็น 120 mmHg ผู้ใหญ่สูงอายุความดันเลือดมักสูงมากขึ้น เนื่องจากผนังเส้นเลือดยืดหยุ่นได้น้อยลง
2. เพศ ในอายุเท่าๆ กัน เพศหญิงมักมีความดันเลือดต่ำกว่าเพศชาย
3. รูปร่าง คนที่รูปร่างอ้วนใหญ่มักมีความดันเลือดสูงกว่าคนที่รูปร่างผอมบางที่มีอายุเท่ากัน
4. อารมณ์และความตึงเครียด ทำให้ความดันเลือดสูงขึ้นได้ ดังนั้นผู้ที่มีความดันเลือดสูงกว่าปกติอยู่แล้วจึงควรระวังเพราะจะทำให้ความดันเลือดสูงขึ้นจนกระทั้งเส้นเลือดในสมองอาจแตกเป็นอัมพาตหรือตายได้
5. การมีไขมันสะสมอยู่ที่ผนังอาร์เทอรี่ ทำให้เส้นเลือดตียแคบลงจึงเป้นสาเหตุทำให้ความดันเลือดสูง
6. โรคบางอย่าง เช่น โรคหัวใจ โรคไต โรคเบาหวาน เกี่ยวข้องกับการที่มีความดันเลือดสูงขึ้น

* เนื่องจากความดันในเส้นเลือดดำต่ำกว่าในเส้นเลือดแดง เวลาที่เราจะเลือดเอาไปตรวจจึงนิยมเจาะจากเส้นเลือดดำ และนอกจากนี้เส้นเลือดดำที่อยู่ระดับผิวหนังจะเห็นได้ชัดกว่าเส้นเลือดแดง

* เมื่อหัวใจบีบตัว นอกจากจะทำให้เกิดแรงดันเส้นเลือดซึ่งสามารถวัดได้เป็นค่าความดันแล้ว การที่แรงดันนี้ถูกส่งออกมาตามผนังเส้นเลือดตามจังหวะการเต้นของหัวใจยังทำให้เกิดชีพจรด้วย

ชีพจร (pulse) หมายถึง จังหวะการเต้นหรือการบีบตัวของหัวใจ วัดเป็นจำนวนครั้งการเต้นต่อ 1 นาที การวัดใช้วัดทางอ้อมจากการขยายและหดตัวของผนังเส้นเลือดแดงหรืออาเทอรี่ตามจังหวะการบีบตัวของหัวใจ วิธีที่สะดวกที่สุดคือการวัดเส้นเลือดแดงบริเวณข้อมือ

สาเหตุที่ทำให้ชีพจรเต้นเร็ว เกิดได้จากการออกกำลังกายขณะมีไข้ เกิดมีอารมณ์รุนแรง ความดันโลหิตสูง หรือเป็นโรคหัวใจบางชนนิด