เซลล์กับการตาย (ทางชีวภาพ)

การตายทางร่างกาย (Somatic death) หรือ การเสียชีวิตเป็นการสิ้นสุดการทำหน้าที่ทางชีวภาพอันคงไว้ซึ่งสิ่งมีชีวิต การตายของบุคคล หมายถึง การที่บุคคลไม่สามารถแสดงการสื่อสารหรือการมีปฏิสัมพันธ์โดยเจตนาด้วยวิธีการใดก็ตามกับสิ่งต่างๆ ที่อยู่แวดล้อมได้อีกเลย ทั้งนี้บุคคลผู้นั้นจะปรากฏลักษณะของการไม่มีสติสัมปชัญญะและการไม่รับรู้อย่างถาวรถึงความมีอยู่ของตัวตนและทุกสิ่งบนโลกใบนี้ ซึ่งนักวิจัยเชื่อว่าเกิดจากการหยุดหรือสิ้นสุดกระบวนการทำงานของเซลล์ต่างๆ ที่ประกอบเป็นเนื้อเยื่อและอวัยวะภายในร่างกายทั้งจากการได้รับบาดเจ็บจนทำให้เซลล์ตาย และการหมดอายุขัยของเซลล์หรือเซลล์แก่ ปกติร่างกายของสิ่งที่มีชีวิตจะประกอบด้วยเซลล์ต่างๆ มากมายหลายล้านเซลล์ ที่มีโครงสร้างและหน้าที่ที่ต่างกัน โดยจะมีการสร้างเซลล์ใหม่เท่ากับการตายของเซลล์ เพื่อรักษาสมดุลในการทำงานตามหน้าที่พื้นฐานตลอดเวลา การรักษาสมดุลของเซลล์คือเซลล์จะต้องสามารถสร้างสารอาหารและพลังงานได้เพียงพอ รักษาหรือควบคุมสมดุลชีวเคมีภายในได้อย่างเหมาะสม สามารถสร้างเซลล์เพิ่มเพื่อชดเชยหรือซ่อมแซมเซลล์ได้ ตลอดจนสามารถขับของเสียออกจากเซลล์ได้ ตามธรรมชาติเซลล์ทุกเซลล์ในร่างกายมีโอกาสที่จะถูกรบกวนหรือกระตุ้นโดยสิ่งเร้า (Stimuli) ทำให้ได้รับบาดเจ็บได้ตลอด โดยเซลล์จะมีการตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับ ชนิดของเซลล์ ชนิดและความรุนแรงของสิ่งเร้า และระยะเวลาที่สัมผัสกับสิ่งเร้าซึ่งสาเหตุที่ทำให้เซลล์รับบาดเจ็บได้แก่


อาการทีเกิดจากการพร่องออกซิเจน (4)

1. การขาดออกซิเจน (Oxygen deprivation) ภาวะร่างกายขาดออกซิเจนเรียกว่า ภาวะพร่องออกซิเจน (Hypoxemia) ทำให้เซลล์บาดเจ็บและตายที่สำคัญมากและพบบ่อย เนื่องจากร่างกายต้องอาศัยออกซิเจนในการสร้างพลังงานที่จะใช้ในขบวนการสำคัญต่างๆ ในร่างกาย


2. สิ่งกระตุ้นทางกายภาพ (Physical agents) สามารถทำให้เซลล์และเนื้อเยื่อบาดเจ็บได้โดยตรง เช่น การบาดเจ็บจากอุบัติเหตุ ความร้อนและเย็นจัด การเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศ รังสี และกระแสไฟฟ้า เป็นต้น


3. สารเคมีและยา (Chemical agents and drugs) ชนิดของสารเคมีที่ทำให้เซลล์บาดเจ็บและตายได้นั้นมีมากมายหลายชนิดแม้กระทั่งกลูโคส (Glucose) เกลือ และ ออกซิเจน ถ้ามีความเข้มข้นสูงๆ ก็ทำให้เซลล์บาดเจ็บและตายได้เช่นเดียวกับ แอลกอฮอล์ ยารักษาโรค และสารเคมีบางอย่างที่เป็นพิษ เช่น สารหนู หรืออะเซนิก (Acenic) สารประกอบไซยาไนด์ (Cyanide) สารปรอท (Mercuric)


4. เชื้อก่อโรค (Infectious agents) เชื้อที่สามารถก่อโรคได้มีมากมายหลายชนิด เช่น เชื้อไวรัส เชื้อแบคทีเรีย เชื้อรา และพยาธิ เป็นต้น


5. ปฏิกิริยาทางภูมิคุ้มกันภายในร่างกาย (Immunologic reactions) แม้ว่าภูมิคุ้มกันของร่างกายจะทำหน้าที่ต่อต้านและทำลายสิ่งแปลกปลอมที่เข้ามาในร่างกาย แต่การทำงานของภูมิคุ้มกันก็อาจมีผลทำให้เซลล์ที่อยู่ข้างเคียงเกิดการบาดเจ็บได้เช่นกัน รวมทั้งการบาดเจ็บของเซลล์ที่เกิดจากภูมิคุ้มกันของร่างกายทำงานผิดปกติทำให้เกิดการต่อต้านเซลล์หรือเนื้อเยื่อร่างกายตนเอง (Autoimmune reaction)


6. ความผิดปกติทางพันธุกรรม (Genetic derangements) ความผิดปกติทางพันธุกรรมที่รุนแรงมากอาจทำให้พิการตั้งแต่กำเนิด เช่น ภาวะดาวน์ซินโดม หรือความผิดปกติทางพันธุกรรมบางส่วนหรือเฉพาะบางยีน ที่ทำให้เกิดโรคบางอย่าง เช่น ทาลัสซีเมีย (Thalassemia) หรือเมตาบอลิซึมในเซลล์ผิดปกติ (Inborn errors of metabolism) ทำให้ร่างกายขาดเอนไซม์บางอย่างเป็นผลให้เซลล์บาดเจ็บและตาย


7. ความผิดปกติของสารอาหาร (Nutritional imbalances) มีทั้งการขาดสารอาหารบางอย่างทำให้เซลล์บาดเจ็บและตาย เช่น การขาดโปรตีนและแคลอรี่ (Protein-calorie deficiencies) และการขาดวิตามินเกลือแร่บางชนิด อย่างไรก็ตามภาวะการรับสารอาหารบางอย่างเกินความจำเป็น เช่น ภาวะคลอเรสเตอรอลในเลือดสูง (Hypercholesterolemia) กับการเกิดโรคหลอดเลือดแข็ง (Atherosclerosis) และโรคอ้วน ก็เป็นอีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เซลล์ตาย ได้เช่นกัน


การเปลี่ยนแปลงของเซลล์เมื่อสัมผัสกับสิ่งกระตุ้น (5)

หากการบาดเจ็บของเซลล์ไม่รุนแรงมาก หรือเป็นระยะแรกๆ ของการบาดจ็บ โครงสร้างของเซลล์เปลี่ยนแปลงบางส่วน เซลล์สามารถเปลี่ยนกลับคืนสู่ภาวะปกติได้ เรียกว่า Reversible injury แต่ถ้าสิ่งเร้านั้นรุนแรงและต่อเนื่องเป็นเวลานาน ทำให้เซลล์บาดเจ็บรุนแรงถาวรไม่สามารถกลับสู่ภาวะปกติได้เรียกว่า Irreversible injury หรือเซลล์ตาย (Cellular death)

การตายของเซลล์ (Cellular death) หมายถึง การเสื่อมสภาพที่ไม่สามารถกลับคืนสู่สภาพปกติได้ในหน้าที่ที่จำเป็นสำหรับการมีชีวิตอยู่ของเซลล์ โดยเฉพาะการผลิตสารให้พลังงานแก่เซลล์ (Adenosine triphosphate; ATP) การรักษาภาวะสมดุลด้วยปฏิกิริยารีดอกซ์ของเซลล์ (Redox homeostasis) ทำให้เกิดการสูญเสียความสมบูรณ์ของเซลล์ เช่น การซึมผ่านได้อย่างถาวรของเยื่อหุ้มเซลล์ (Permanent plasma membrane permeabilization) หรือ การแตกสลายของเซลล์ (Cellular fragmentation) ซึ่งเกิดขึ้นจากการที่เซลล์ได้รับบาดเจ็บรุนแรงจนทำให้เซลล์เปลี่ยนแปลงทั้งด้านชีวเคมี (Biochemical) โครงสร้างและหน้าที่ จนไม่สามารถซ่อมแซมได้ และทำให้เซลล์ตายในที่สุด การตายของเซลล์แบ่งเป็น เนโครซิส (Necrosis) และอะพอพโทซิส (Apoptosis) ตามลักษณะการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้าง กลไกการเกิดและบทบาทที่พบการเปลี่ยนแปลงทั้งในภาวะปกติและภาวะที่เป็นโรค


การตายของเซลล์เฉพาะส่วน (Necrosis)


การตายเฉพาะส่วน (Necrosis) เป็นการตายของเซลล์และเนื้อเยื่อซึ่งจะมีกระบวนการเปลี่ยนแปลงต่อเนื่องกันภายในเซลล์เป็นลูกโซ่ เรียกว่า "cascade of effects" สาเหตุของการตายเฉพาะส่วนได้แก่ การได้รับการบาดเจ็บ การติดเชื้อ มะเร็ง เนื้อตายเหตุขาดเลือด (Infarction) สารพิษ และการอักเสบอย่างต่อเนื่อง เกิดการทำลายระบบที่จำเป็นภายในเซลล์อย่างรุนแรงจนกระตุ้นการทำลายระบบอื่นๆ ภายในเซลล์ การตายแบบนี้จะมีการหลั่งเอนไซม์พิเศษที่เก็บเอาไว้ในไลโซโซม (lysosome) เพื่อย่อยสลายองค์ประกอบของเซลล์หรือย่อยสลายทั้งเซลล์ ซึ่งเอ