เซลล์มีการเปลี่ยนสภาพเมื่ออยู่ในสารละลายที่มีความเข้มข้นแตกต่างกัน การลำเลียงสารเข้าสู่เซลล์มีหลายรูปแบบ เช่น การแพร่ การออสโมซิส การแพร่แบบฟาซิลิเทต เอกโซไซโทซิส เอนโดไซโทซิส ฟาโกไซโทซิส พิโนไซโทซิส เป็นต้น

1. การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

    1.1) การลำเลียงแบบไม่ใช้พลังงาน แบ่งออกได้เป็น

         - การแพร่แบบธรรมดา เป็นการเคลื่อนที่ของอนุภาคของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารสูง ไปสู่บริเวณที่ความเข้มข้นของสารต่ำ

         - การแพร่แบบฟาซิลิเทต เป็นการแพร่ของสารที่ไม่สามารถแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้โดยตรง แต่ต้องเคลื่อนผ่านช่องโปรตีน หรือโปรตีนตัวพาภายในเยื่อหุ้มเซลล์ เช่น การแพร่ของไอออนต่างๆ กลีเซอรอล โดยสารจะเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์จากด้านที่ความเข้มข้นสูง ไปยังด้านที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าเสมอ ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีความจำเพาะ ในการเคลื่อนย้ายสารที่มีโครงสร้างทางเคมีแบบใดแบบหนึ่งเท่านั้น

         - การออสโมซิส เป็นการแพร่ของน้ำผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ โดยน้ำจะแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์จากด้านที่มีความเข้มข้นของสารละลายต่ำ ไปยังด้านที่มีความเข้มข้นของสารละลายสูงกว่า

การที่น้ำจะแพร่เข้าสู่เซลล์ได้นั้น จะต้องอาศัยแรงดันของน้ำ เพื่อทำให้น้ำจากสารละลายภายนอกเซลล์ เคลื่อนที่ผ่านเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์ได้ แรงดันของน้ำจากสารละลายภายนอกนี้ เรียกว่า แรงดันออสโมซิส เมื่อน้ำแพร่เข้าสู่เซลล์ในปริมาณมากๆ จะทำให้เกิดแรงดันอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งจะทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เกิดการเต่ง เรียกแรงดันที่เกิดขึ้นนี้ว่า “แรงดันเต่ง”

ถ้าน้ำที่แพร่เข้าสู่เซลล์มีปริมาณมาก แรงดันเต่งที่เกิดขึ้นจะมีค่าสูงขึ้น จนกระทั่งถึงสภาวะสมดุลของการแพร่ ระดับน้ำภายในเซลล์จะคงที่ ปริมาณน้ำจากภายนอกเซลล์ ที่แพร่เข้าสู่ภายในเซลล์ จะมีค่าเท่ากับปริมาณน้ำภายในเซลล์ที่แพร่ออกสู่ภายนอกเซลล์ ซึ่งค่าแรงดันเต่งสูงสุดจะเท่ากับแรงดันออสโมซิส

ในเซลล์พืชมีผนังเซลล์ที่ให้ความแข็งแรง เมื่อเซลล์สูญเสียน้ำออกจากเซลล์ ผนังเซลล์จะเป็นตัวช่วยไม่ให้รูปร่างของเซลล์เปลี่ยนไป ซึ่งส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อนำเซลล์มาแช่ในสารละลายที่มีความเข้มข้นต่างกัน ดังนี้

         - สารละลายไอโซโทนิก คือ สารละลายภายนอกเซลล์ ที่มีความเข้มข้นเท่ากับสารละลายภายในเซลล์

         - สารละลายไฮเพอร์โทนิก คือ สารละลายที่มีความเข้มข้นสูงกว่าสารละลายภายในเซลล์

         - สารละลายไฮโพโทนิก คือ สารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าสารละลายภายในเซลล์

    1.2) การลำเลียงสารแบบใช้พลังงาน เป็นการลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ จากบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำ ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นสูง โดยเซลล์ต้องนำพลังงานที่ได้จากการสลายสารอาหารมาใช้ การลำเลียงแบบใช้พลังงานอาศัยโปรตีนที่แทรกอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่เป็นตัวลำเลียง

2. การลำเลียงสารโดยการสร้างถุงจากเยื่อหุ้มเซลล์

เป็นการลำเลียงสารโมเลกุลใหญ่เข้าหรือออกจากเซลล์ แบ่งได้ 2 ชนิด คือ

    2.1) การลำเลียงสารออกจากเซลล์ เป็นกระบวนการหลั่งสารโมเลกุลใหญ่ๆ ออกนอกเซลล์ โดยจะสร้างถุงบรรจุสารเอาไว้ และหลอมรวมกับเยื่อหุ้มเซลล์ ทำให้สารที่บรรจุอยู่ในถุงออกไปนอกเซลล์ได้ เช่น การหลั่งเอนไซม์ ฮอร์โมน สารสื่อประสาทต่างๆ

    2.2) การลำเลียงสารเข้าสู่เซลล์ เป็นการลำเลียงสารขนาดใหญ่เข้าสู่เซลล์ มีชื่อเรียกแตกต่างกันไปตามกลไกการลำเลียง ได้แก่

         - ฟาโกไซโทซิส เซลล์ยื่นไซโทพลาซึมออกมาล้อมอนุภาคของสาร แล้วนำเข้าเซลล์ในรูปของเวสิเคิล พบในเซลล์จำพวกอะมีบา และเซลล์เม็ดเลือดขาว

         - พิโนไซโทซิส เยื่อหุ้มเซลล์เว้าเข้าไปในไซโทพลาซึมทีละน้อย จนเป็นถุงเก็บอนุภาคของสารที่อยู่ในรูปของสารละลาย พบในเซลล์บุผนังหลอดเลือด

         - การนำสารเข้าสู่เซลล์โดยอาศัยตัวรับ โดยมีโปรตีนตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์ สารที่ถูกลำเลียงเข้าสู่เซลล์ด้วยวิธีนี้ จะต้องมีความจำเพาะในการจับกับโปรตีนตัวรับที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ จึงจะสามารถนำเข้าสู่เซลล์ได้ เช่น การนำคอเลสเตอรอลเข้าสู่เซลล์ตับ

เรียบเรียงโดย : ปิตุพร พิมพาเพชร