• Nudthakarn Kosachan

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 ซึ่งเอนไซม์ที่ปล่อยออกมาภายนอกเซลล์จะทำให้เกิดการทำลายเซลล์ข้างเคียงด้วย ลักษณะการตายเฉพาะส่วนของเนื้อเยื่อแบ่งออกเป็น 7 รูปแบบเด่น ๆ ได้ดังนี้


1. Coagulative necrosis ลักษณะเนื้อตายแน่น แข็ง ซีด เนื้อเยื่อที่ตายเห็นขอบเขตชัดเจน เช่น กล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด (myocardial infarction) ม้ามขาดเลือด (splenic infarction)


2. Liquefactive necrosis ลักษณะเนื้อตายยุ่ย นุ่ม เหลว เซลล์ในบริเวณนี้จะไม่เหลือโครงสร้างของเนื้อเยื่อเดิมไว้ มักจะเกี่ยวข้องกับการทำลายเซลล์และการเกิดหนอง (pus) เช่น โรคปอดบวม (pneumonia) ซึ่งทั่วไปแล้วเกี่ยวกับการติดเชื้อแบคทีเรียหรือราเพราะเป็นเชื้อจุลชีพก่อโรคที่สามารถกระตุ้นการอักเสบได้ หรือการขาดเลือดเฉพาะที่ (Ischemia) ของสมองก็อาจทำให้เกิดการตายแบบนี้ เนื่องจากเนื้อเยื่อสมองไม่มีโครงสร้างที่ช่วยค้ำจุน


3. Gummatous necrosis เป็นลักษณะเนื้อตายเฉพาะที่เกี่ยวกับการติดเชื้อแบคทีเรียชนิดเกลียว (spirochaet) เช่น ซิฟิลิส


4. Haemorrhagic necrosis เป็นเนื้อตายเฉพาะส่วนจากการอุดกั้นของการระบายเลือดดำของอวัยวะหรือเนื้อเยื่อ ทำให้มีเลือดออกนอกช่องทางเดินเลือดหรือหลอดเลือด เช่น การบิดของอัณฑะ (testicular torsion) หรือเมื่อลำไส้ขาดเลือด


5. Caseous necrosis เป็นลักษณะการตายแบบ coagulation necrosis ที่จำเพาะต่อเชื้อไมโคแบคทีเรีย (mycobacteria) (เช่น วัณโรค) เชื้อรา และวัตถุแปลกปลอมบางชนิด บริเวณที่ตายจะออกสีเหลืองเหมือนเนย ไม่เป็นช่องว่าง


6. Fat necrosis เป็นผลจากการทำงานของเอนไซม์ไลเปสย่อยเนื้อเยื่อไขมัน ลักษณะเนื้อตายเป็นสีเหลืองซีด พบในตับอ่อนอักเสบเฉียบพลัน และการตายของเนื้อเยื่อเต้านม


7. Fibrinoid necrosis เกิดจากการทำลายผนังหลอดเลือดจากผลของระบบภูมิคุ้มกัน ทำให้เกิดการสะสมของสารโปรตีนที่ดูคล้ายไฟบริน (fibrin-like) ในผนังหลอดเลือดแดง


การตายของเซลล์ด้วยตนเองแบบเป็นระบบ (Apoptosis)


อะพอพโทซิส (Apoptosis) เป็นการตายของเซลล์เดี่ยวๆ เมื่อหมดอายุขัยตามที่มีการโปรแกรมไว้แล้ว (Programmed cell death หรือ Suicide program) เมื่อเซลล์ถูกกำหนดหรือถูกสิ่งเร้าบางอย่างกระตุ้นจนดีเอ็นเอ (DNA) ภายในนิวเคลียสเสียสภาพไม่สามารถซ่อมแซมได้ เซลล์จะทำลายตนเองโดยเริ่มต้นจากการเปลี่ยนแปลงภายในนิวเคลียสก่อนจากนั้นเซลล์จะแตกออกเป็นส่วนๆ เรียกว่า Apoptotic bodies โดยที่ไม่มีความผิดปกติของ ผนังเซลล์ (Membrane) ส่วนของเซลล์ที่แตกเป็นส่วนๆ จะถูกทำลายด้วยเซลล์ข้างเคียง หรือ Macrophages โดยไม่มีการกระตุ้นให้เนื้อเยื่อข้างเคียงเกิดความเสียหาย และอักเสบเหมือนกับการตายเฉพาะส่วนเนโครซิส ซึ่งสาเหตุการตายของเซลล์อาจจะเป็นตามอายุขัยที่กำหนดไว้แล้ว เช่น เจริญเติบโตของทารกในครรภ์ตามปกติ การเปลี่ยนแปลงของเต้านมและมดลูกเมื่อหมดฮอร์โมน และการถูกสิ่งเร้าบางอย่างกระตุ้น เช่นดีเอ็นเอ ถูกทำลายด้วยการฉายรังสี ยารักษามะเร็ง ยาอื่นๆและภาวะขาดออกซิเจน ซึ่งกลไกที่เกิดอาจจะเป็นผลโดยตรงหรือโดยอนุมูลอิสระ แต่เมื่อเกิดความผิดปกติต่อดีเอ็นเอ และไม่สามารถซ่อมแซมได้ก็จะกระตุ้นให้เกิดอะพอพโทซิสเพราะถ้าไม่เกิดอะพอพโทซิสเซลล์ดังกล่าวอาจจะกลายเป็นมะเร็งในภายหลังได้


นอกจากการตายของเซลล์ทั้งสองแบบที่กล่าวมาจะมีผลต่อการตายหรือเสียชีวิตแล้ว การตายจากความชรา (Aging) หรือการแก่ตัวของเซลล์ (Cellular aging) ก็เป็นอีกหนึ่งสาเหตุที่ทำให้เกิดการตายทางร่างกายได้เช่นกัน เนื่องจากเซลล์จะหยุดการแบ่งตัว ทำให้ไม่สามารถทำงานตามปกติเหมือนเช่นเคย


การแก่ตัวของเซลล์ (Cellular aging)


ความยาวของเทโลเมียร์ (telomere) กับการแก่ตัวของเซลล์ (6)

นักวิทยาศาสตร์ พบว่า การแก่ตัวของเซลล์ สัมพันธ์กับความยาวของ เทโลเมียร์ (Telomere) ซึ่งเป็นส่วนที่อยู่ปลายสุดของโครโมโซม (Chromosome) ทำหน้าที่ป้องกันไม่ให้ข้อมูลรหัสพันธุกรรมถูกทำลายไประหว่างการแบ่งเซลล์ เทโลเมียร์จะหดสั้นลงเรื่อยๆ ประมาณ 30-200 คู่เบส ในทุกๆ รอบของการแบ่งเซลล์ เมื่อความยาวของเทโลเมียร์ นั้นสั้นจนถึงระดับที่ถูกกำหนดไว้ เซลล์จะหยุดการแบ่งตัวไปตลอด (Senescence) หรือ เซลล์จะกระตุ้นให้เกิดการตายของเซลล์ด้วยตนเองแบบเป็นระบบ (Apoptosis)


ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับความเร็วในการชราและการแก่ตัวของเซลล์ ได้แก่ อาหาร สภาวะสังคม สิ่งแวดล้อม เช่น การได้รับสารรังสีเป็นเวลานาน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรม เป็นผลให้เซลล์บาดเจ็บและถ้าการบาดเจ็บนั้นรุนแรงเซลล์ก็จะตายในที่สุด และจากการสังเกตพบว่าประชากรที่อยู่ในที่สูง ซึ่งอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่า มีโอกาสแก่เร็วกว่า การเกิดโรคที่สัมพันธ์กับความชรา ไม่ว่าจะเป็น การสะสมอนุมูลอิระ เช่น อนุมูลอิสระของออกซิเจน (Oxygen free radical) ที่ทำให้เกิดการทำลายผนังเซลล์ (Cell membrane) และการสะสมของเม็ดสีไลโปฟัสซิน (Lipofuscin pigment) ในเซลล์ ซึ่งเม็ดสีดังกล่าวจะพบสะสมมากในประชากรสูงอายุ หรือการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันที่จะแย่ลงเมื่ออายุมากขึ้น ทำให้ไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างเซลล์หรือเนื้อเยื่อของตนเอง กับ สิ่งแปลกปลอมได้อาจทำให้มีการทำลายเซลล์หรือเนื้อเยื่อของตนเอง เกิด Autoimmune disorders ด้วย รวมทั้งความผิดพลาดในการแปลรหัสจากสารพันธุกรรมเนื่องการทำงานที่ผิดพลาดของเซลล์ และพันธุกรรมที่ส่งต่อกันมา ดังนั้น การชรา จึงเสมือนผลรวมจากการบาดเจ็บเล็กๆ น้อยๆ เนื่องจากตอบสนองต่อสิ่งเร้าอย่างเรื้อรังของเซลล์มาตลอดอายุขัยนั่นเอง



ที่มา: 1. https://vet.kku.ac.th/pathology/sutthisak/gp2.htm

2. https://th.wikipedia.org/wiki/การตายเฉพาะส่วน

3. ภาวะพร่องออกซิเจน: https://www.trueplookpanya.com/blog/content/60383

4. https://web.facebook.com/photo/?fbid=592068621438855&set=pcb.592068701438847

5. พยาธิวิทยาของเซลล์และเนื้อเยื่อ: http://www.med.nu.ac.th/pathology/405313/book56/Cellular%20Pathology.pdf

6. https://wincellresearch.com/เทโลเมียร์-telomere/

ดู 0 ครั้ง0 ความคิดเห็น