of 77/77
October 29, 2007 Animal Physiology .ดร.นพดล กิตนะ .ธนะกุล วรรณประเสริฐ รศ.ดร.ประคอง ตังประพฤทธิ์กุล รศ.ดร.สุจินดา มาลัยวิจิตรนนท ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

Animal physiology - rmutphysics · October 29, 2007 สรีรวิทยา (Physiology) • Physiology = Physiologia(Latin) = Natural Science • Physiology = a branch of biology

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Animal physiology - rmutphysics · October 29, 2007 สรีรวิทยา (Physiology) •...

  • October 29, 2007

    Animal Physiology

    อ.ดร.นพดล กิตนะอ.ธนะกุล วรรณประเสริฐรศ.ดร.ประคอง ตังประพฤทธิก์ลุรศ.ดร.สุจินดา มาลัยวิจิตรนนทภาควชิาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร

    จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

  • October 29, 2007

    สรีรวิทยา (Physiology)

    • Physiology = Physiologia (Latin) = Natural Science• Physiology = a branch of biology that deals with the

    functions and activities of life or living matter.• การศึกษากระบวนการทํางานของสิ่งมีชีวิตในระดับตางๆ– โมเลกุล, เซลล, เนื้อเยื่อ, อวัยวะ, สิ่งมีชีวิต

    • Animal Physiology: ศึกษาเพื่อตอบคาํถามใหไดวา รางกายของสัตวทํางานอยางไร?

  • October 29, 2007

    หัวใจของการศึกษาสรีรวิทยา

    • การทํางาน (Function)• การบูรณาการ, ประมวล (Integration)• ศาสตรที่เกี่ยวของและเปนพื้นฐานของวิชา– เคมี– ฟสิกส– กายวภิาค– สัตววทิยา

  • October 29, 2007

    การศึกษาสรีรวิทยา เปนการประมวล

    ความรูจากหลายสาขา

  • October 29, 2007

    เรียนไปทําไม?

  • October 29, 2007

    เพื่อหาคุณสมบัติที่คลายกัน (search for generalization)

    • เปนไปไดไหม ที่เราจะอาศยัขอมูลจากการศึกษาหวัใจกบ มาใชคาดคะเนวาหวัใจคนทํางานอยางไร?

    • เปนไปไดไหม ที่เราจะศึกษาการทํางานของเสนประสาทของสัตวไมมีกระดูกสันหลัง แลวมาประมวลความรูวาระบบประสาทของมนุษยทํางานอยางไร

  • October 29, 2007

    YES!

    ขอมูลดานประสาทวิทยา (neurophysiology) สวนใหญไดมาจากการศึกษาเสนประสาทของปลาหมึก

    Squid axons are important to physiologists, and to the squid

  • October 29, 2007

    • กระบวนการทํางานในระดับเซลลของสิ่งมีชีวิต มีลักษณะคลายคลึงกัน– เซลลสัตว ควบคุมสมดุลของน้ําโดยอาศัยการเคลื่อนที่ของไอออนผานเยื่อหุมเซลล– เซลลพืช ควบคมุสมดุลของน้ําโดยอาศัยผนังเซลล

  • October 29, 2007

    • กระบวนการทํางานในระดับอวยัวะของสัตวมีกระดูกสันหลังจะมีลักษณะคลายกัน– การศึกษากลามเนื้อโครงรางของกบทําไดสะดวกในหองปฏิบัติการ– เก็บไวไดทีอุ่ณหภูมิต่ํา– ตองการออกซิเจนต่ํา– ขอมูลพื้นฐานเกี่ยวกบัการทํางาน ของกลามเนื้อคน ไดมาจากการ ศึกษากลามเนื้อกบ

  • October 29, 2007

    • ในระดับตัวสัตว สัตวตองเผชญิกบัปญหาหรือความตองการทางสรีรวิทยาที่คลายกัน– กินและยอยอาหาร– นําออกซิเจนไปเลี้ยงเนื้อเยื่อของรางกาย– กําจัดคารบอนไดออกไซดและของเสียอื่นๆ– รักษาสมดุลของเหลวในรางกาย

    • เราสามารถศกึษากระบวนการทํางานในสัตวกอน แลวมาประยุกตใชกับคน

  • October 29, 2007

    เพื่อหาคุณสมบัติพิเศษ (search for oddities)

    • ทําไมปลาบางชนิดถงึมีชีวิตอยูในทะเลในทวปีแอนตารกติกได ทั้งที่อณุหภูมิเฉลี่ยของน้ําทะเลเย็นถึง -1.9 C• ทําไมสัตวบางชนิด (เชน เตา) ยังมีชีวิตอยูได หลังจากของเหลวในรางกายกลายเปนน้าํแข็งTrematomus bernacchii

  • October 29, 2007

    • ความรูดานการปรับตัวของสัตวตอสิ่งแวดลอม เปนประโยชนตอการนํามาประยุกตใชกับการทาํงานของมนุษยในสภาพแวดลอมที่เปลี่ยนแปลงรุนแรง เชน ในอวกาศ, ใตทะเล, ยอดเขา

  • October 29, 2007

    เพื่อเปนรากฐานที่สําคัญของการแพทย (physiology is the cornerstone of medicine)

    • แพทยตองมีความรูทางสรีรวิทยา เพื่อใหเขาใจการทํางานของรางกายในภาวะปรกติ และวนิิจฉัยอาการผิดปรกติได

    • พยาธิสรีรวิทยา (Pathophysiology) = การทํางานของรางกายที่ผิดปรกติ = ภาวะที่เกดิโรค• นับตัง้แตป 1901 เปนตนมา มีการมอบรางวลัเชิดชูเกียรติรวมกันระหวางสาขา สรีรวิทยาและการแพทย“Nobel Prize in Physiology and Medicine”

  • October 29, 2007

    เพื่อเปนองคความรู (Knowledge for knowledge’s sake)• วิทยาศาสตรพื้นฐานมีความจําเปนตอความกาวหนาดานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี• ไมควรเนนใหวิทยาศาสตร เปน “product-oriented science”• การประยุกตเกิดขึ้นตอเมื่อมีขอมูลพื้นฐานที่เหมาะสมและเพียงพอ

  • October 29, 2007

    น้ําพุรอน Thermus aquaticus

    • Taq polymerase enzyme• สิ่งสําคัญสําหรับปฏิกิริยาลูกโซโพลิเมอเรส (PCR)• เครื่องมือชิ้นสําคัญของโครงการถอดรหัสพันธุกรรมมนุษย

    (Human Genome Project)

  • October 29, 2007

    โครงสรางของตีนตุกแก

    “Van der Waals Force”

    DARPA, Department of Defense

  • October 29, 2007

    หลักการที่สําคัญของสรีรวิทยา

  • October 29, 2007

    1. ความสัมพันธระหวางโครงสรางและหนาที่ (form and function relationship)

    • โครงสรางของสิ่งมีชีวิตมีววิฒันาการมารวมกับหนาที่

  • October 29, 2007

    2. ภาวะธํารงดลุ (homeostasis)

    • Claude Bernard (1800s) ใหกําเนิดแนวคดิดานการควบคุมสิ่งแวดลอมภายใน (maintenance of the internal milieu)

    • Walter Cannon (1900s) เริ่มใชคําวา homeostasis• Homeostasis: ความสามารถในการควบคุมสภาพแวดลอมภายในใหมีการเปลี่ยนแปลงในชวงแคบ• อาศัยกลไกควบคุมหลายประการ– ระยะสั้น (ระบบประสาท, วินาที)– ระยะยาว (ระบบตอมไรทอ, นาที, ชั่วโมง, วัน, สัปดาห)

  • October 29, 2007

    การรักษาสมดุลของปริมาณออกซิเจน

    Stress

  • October 29, 2007

    3. ระบบควบคุม (regulatory systems)

    • ระบบประสาท (Nervous system)- Detection- Integration- Response

    integrate learningstorage

    retrieval

  • October 29, 2007

    3. ระบบควบคุม (regulatory systems)

    Stimulus

    Response

    ตอมไรทอ

    ระบบไหลเวียน

    อวัยวะเปาหมาย

    Endocrine system

    Neuroendocrine system

    Stimulus

    Response

  • October 29, 2007

    Neuroendocrine integration

    • ระบบตอมไรทอไมสามารถรับรูถึงการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดลอมภายนอกไดเอง

    • จําเปนตองอาศยัขอมูลจากระบบประสาท• ทําใหการทาํงานของระบบตางๆ ประสานกันไดดีขึ้น• ตัวอยาง การสืบพันธุเปนฤดูกาล ตองอาศยัระบบประสาทติดตามการเปลี่ยนแปลงฤดู แลวสงสัญญาณใหระบบตอมไรทอเตรียมความพรอมของอวยัวะสืบพันธุ

  • October 29, 2007

    4. การควบคุมแบบยอนกลับ (feedback control)

    • Negative feedback: ทําใหคาที่ไดกับคาทีต่ั้งไวมีความแตกตางกนันอยลง• Positive feedback: ทําใหคาที่ไดกับคาทีต่ั้งไวมีความแตกตางกนัมากขึ้น

  • October 29, 2007

    Animal Physiology• การควบคุมสิ่งแวดลอมภายในรางกาย และการขับถาย• การยอยอาหาร• ระบบประสาท• อวัยวะรับรูสึก• กลามเนื้อและการเคลื่อนที่• การไหลเวียนเลือด• การแลกเปลี่ยนแกส• สัญญาณเคมี (ฮอรโมน)• การสืบพันธุ

  • October 29, 2007

    2303351 (3-0-6)บรรยาย ศึกษาดวยตนเอง

    ปฏิบัติการ

  • October 29, 2007

    Course Materials• เอกสารประกอบการสอน• หนังสือ Animal Physiology (หองสมุดคณะวิทยาศาสตร)– Schmidt-Nielsen– Hill et al.– Widmaier et al.

    • Campbell’s Biology

  • October 29, 2007

    วันสอบกลางภาค

    GeneticsAnim PhysiolTaxonomyบาย

    BiostatOrg Chem IIเชา

    2827262524ธันวาคม

  • October 29, 2007

    วันสอบปลายภาค

    Org Chem II,Chem Ocean

    บาย

    Org Chem I,Bio Fish

    Com Sci Techเชา

    29 ก.พ.28 ก.พ.27 ก.พ.26 ก.พ.25 ก.พ.

    Genetics LabGeneticsAnim Physiolบาย

    TaxonomyBiostatเชา

    7 มี.ค.6 มี.ค.5 มี.ค.4 มี.ค.3 มี.ค.

  • October 29, 2007

    กองทุน ศ.ดร.ม.ร.ว. พุฒิพงศ วรวุฒิประจําปการศึกษา ๒๕๕๐

    ภาควิชาชีววิทยา คณะวทิยาศาสตรจุฬาลงกรณมหาวิทยาลยั

  • October 29, 2007

    ศาสตราจารย ดร. ม.ร.ว. พุฒิพงศ วรวฒุิ

    • อาจารยประจําภาควิชาชีววิทยา จุฬาฯตั้งแตป ๒๔๙๘

    • นักวิทยาศาสตรดีเดน ป ๒๕๒๗• บุคคลดีเดนแหงชาติ สาขาวิทยาศาสตร

    และเทคโนโลยี ป ๒๕๒๘• หัวหนาภาควิชาชีววิทยา ๓ วาระ• ศาสตราจารย กิตติคุณ จุฬาฯ ป ๒๕๓๗

  • October 29, 2007

    รางวัล กองทุน ศ.ดร.ม.ร.ว. พุฒิพงศ วรวุฒิ

    • สนับสนุนนิสติที่เรียนในสาขาวิชาวิทยาศาสตรชีวภาพ ที่มีผลการเรียนดเีดนในสาขาสรีรวิทยา– ทุนการศึกษา– ทุนสนับสนุนการรวมประชุมวิชาการสาขาสรีรวิทยา

  • October 29, 2007

    รางวัล กองทุน ศ.ดร.ม.ร.ว.พุฒิพงศ วรวุฒิ ๒๕๔๙

    • นาย ณัฐชิต ลิมปจรรยาวงศ นิสิตสาขาชีววิทยา ชั้นปที่ ๒• นาย ศุภณัฐ ไพโรหกุล นิสิตสาขาสัตววิทยา ชั้นปที่ ๓• นางสาว พรลดา เพิ่มพรสกุล นิสิตสาขาพันธุศาสตร ชั้นปที่ ๔• นางสาว ณัฐวดี จินตโกวิท นิสิตสาขาพันธุศาสตร ชั้นปที่ ๔

    การประชุมวิชาการประจําปการประชุมวิชาการประจําปของสของสรรีวิทยาสมาคมแหงรรีวิทยาสมาคมแหงประเทศไทยประเทศไทย ปป ๒๕๕๐๒๕๕๐ณณ โรงแรมโรงแรมวรบรุีอโยธวรบรุีอโยธยายา จังหวัดพระนครศรีอยุธยาจังหวัดพระนครศรีอยุธยา

  • October 30, 2007

    Animal PhysiologyThermoregulationOsmoregulation

    อาจารย ดร. นพดล กิตนะภาควชิาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร

    จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

  • October 30, 2007

    Homeostasis (ภาวะธํารงดลุ)

    • Steady-state balance in the internal environment of an animal’s body• สิ่งแวดลอมภายในรางกายของสัตวที่อยูในสภาพสมดุล และเหมาะตอการทํางานของเซลล

  • October 30, 2007

    Controlling internal environment(การควบคุมสภาพแวดลอมภายในรางกาย)

    • การควบคุมอุณหภูมิรางกาย• การควบคุมสมดุลน้ํา• การขับของเสียและระบบขับถาย

    “Most animals can survive fluctuations in the external environment that are more extreme than any of their individual cells could tolerate.”

  • October 30, 2007

    การตอบสนองตอการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดลอม

    Conformer• ปลอยใหสภาพภายในรางกาย

    เปลี่ยนไปตามสิ่งแวดลอม• พบในสัตวที่อยูในสิ่งแวดลอมที่

    เปลี่ยนแปลงไมมากเกินไปRegulator• ควบคุมสภาพภายในรางกายให

    คอนขางคงที่• พบในสัตวที่อยูในสิ่งแวดลอมที่

    เปลี่ยนแปลงมาก

  • October 30, 2007

    ตัวอยาง

    • ปูแมงมุม (Genus Libinia)• อาศัยในน้ําทะเลที่มีความเคม็

    คอนขางคงที่• ไมมีกลไกควบคุมสมดุลน้ํา• ความเขมขนของสารละลาย

    ในรางกายจะเปลี่ยนแปลงไปตามความเขมขนของน้ําทะเล

  • October 30, 2007

    Conformer vs. Regulator

    • ในธรรมชาติ มักพบลักษณะทั้งสองปนกันในสัตวชนดิเดียวกัน เชน ปลาแซลมอน ใชกลไกควบคุมสมดุลน้ํา (osmoregulator) แตปลอยใหอุณหภูมิรางกายเปลี่ยนตามสภาพแวดลอม (thermoconformer)• การควบคมุ (regulate) จําเปนตองใชพลังงาน และอาจมีความเสี่ยงอื่น ๆ มาเกี่ยวของ สัตวบางชนิดจึงมีการเลือกใชตามความเหมาะสมของพื้นที่ เชน กิ้งกาในปา อาจยอมใหอุณหภูมิรางกายแปรตามสิ่งแวดลอม หรืออาจใชการอาบแดดเพื่อปรับอุณหภูมิรางกาย

  • October 30, 2007

    การควบคุมอุณหภมูิรางกาย (Thermoregulation)

    • Optimal temperature range: ชวงอุณหภูมิที่เหมาะสมตอการดํารงชีวิตของสิ่งมีชีวิต– กระบวนการเมแทบอลิซึม– อัตราการหายใจระดับเซลล– การทํางานของเอนไซม– คุณสมบัติของเยือ่หุมเซลล

    • การควบคุมอุณหภูมขิองรางกาย = เพือ่ใหอยูในชวงที่เซลลทํางานไดอยางมีประสิทธิภาพ

  • October 30, 2007

    • การนําความรอน (conduction): ถายเทโดยตรงจากสิ่งแวดลอม• การพาความรอน (convection): ผานของเหลวหรืออากาศ• การแผรังสี (radiation): ในรูปคลื่นแมเหล็กไฟฟา• การระเหย (evaporation)

    กระบวนการทางกายภาพที่เกี่ยวของ

    อุณหภูมิสูง → อุณหภูมิต่ํา

  • October 30, 2007

    • การนําความรอน (Conduction)– เกิดขึ้นกับวัตถุที่อยูติดกันโดยตรง– อัตราการถายเทความรอน และปริมาณที่ถายเทขึ้นกับคุณสมบัติของวัตถุ

    • การพาความรอน (Convection)– เกิดเมือ่มีของเหลวหรืออากาศไหลผานพื้นที่ผิว– มีความหมายรวมถึงการถายเทความรอนโดยกระแสเลือดซึ่งนําความรอนจากภายในรางกายออกสูอวัยวะรอบนอก

  • October 30, 2007

    • การแผรังสี (Radiation)– การแผคลื่นแมเหล็กไฟฟาออกจากวัตถุใด ๆ ก็ตามที่มีอุณหภูมิมากกวาศูนยองศาสมบูรณ– เกิดการถายเทระหวางวัตถุที่ไมไดอยูติดกัน

    • การระเหย (Evaporation)– การถายเทความรอนออกจากผิวของของเหลวในขณะที่ของเหลวบางสวนเปลี่ยนสถานะเปนแกส– การระเหยของน้ําจากตัวสัตวชวยลดความรอนไดมาก– ทั้งนี้ขึ้นกับความชื้นที่มีอยูในอากาศ

  • October 30, 2007

    รูปแบบการควบคุมอุณหภมูิรางกาย(ดจูากแหลงทีม่าของความรอน)

    • Ectothermy (Ectothermic animal, Ectotherm)– ความรอนของรางกายไดมาจากสิ่งแวดลอม– พบในสัตวสวนใหญ ตัวอยาง เชน สัตวไมมีกระดูกสันหลัง, ปลา, สัตวสะเทินน้ําสะเทินบก, สัตวเลื้อยคลาน

    • Endothermy (Endothermic animal, Endotherm)– ความรอนของรางกายไดมาจากกระบวนการภายในรางกาย– ตัวอยาง: แมลงบางชนิด, ปลาบางชนิด, นก. สัตวเลี้ยงลูกดวยนม

  • October 30, 2007

    ความสัมพันธระหวางอุณหภูมิสิ่งแวดลอมกับอุณหภูมิรางกาย

  • October 30, 2007

    รูปแบบการควบคุมอุณหภมูิรางกาย

    • Poikilotherm– อุณหภมูิรางกายแปรผันได– มักใชกบัสัตวที่เปน ectotherm

    • Homeotherm– อุณหภมูิรางกายคอนขางคงที่– มักใชกบัสัตวที่เปน endotherm

    ศัพทที่ไมควรใช: warm blooded animal, cold blooded animal

  • October 30, 2007 Ectotherm

    Endotherm

    Poikilotherm Homeotherm

    รูปแบบการควบคุมอุณหภมูิรางกาย

    Mole rat

    Antartic ice fish

    สัตวเลี้ยงลูกดวยนม, สัตวปก

    สัตวไมมีกระดูกสันหลัง, ปลา,สัตวสะเทนิน้ําสะเทนิบก, สัตวเลื้อยคลาน

  • October 30, 2007

    Bioenergetic strategy

    Endotherms• นก และสัตวเลี้ยงลูกดวยน้ํานม• ควบคุมอุณหภูมิในรางกายโดยอาศัยความรอนจากกระบวนการเมแทบอลิซึม• ขอดี ทําใหสัตวมีกิจกรรมไดเปนระยะเวลานาน และอยูในสถานที่ ที่มีอุณหภูมิตางๆ• ขอเสีย ตองการใชพลังงานมาก

  • October 30, 2007

    Bioenergetic strategy

    Ectotherms• สัตวไมมีกระดูกสันหลัง ปลา สัตวสะเทินน้าํสะเทินบก สัตวเลื้อยคลาน

    • ความรอนจากเมแทบอลิซึมมีนอย ไมเพียงพอตอการควบคุมอุณหภูมิรางกาย จึงตองอาศยัความรอนจากสิ่งแวดลอม

    • ขอดี มีความตองการใชพลังงานนอย• ขอเสีย ไมสามารถมีกิจกรรมตอเนื่องเปนระยะเวลานาน และมักมีขอบเขตการกระจายจํากัด

  • October 30, 2007

    Metabolic rate & body size

    • อัตราเมแทบอลิซึมตอน้ําหนักตัว (กรัม) จะแปรผกผันกับขนาดรางกาย– อัตราเมแทบอลิซึมตอกรัม ของหนจูะมากกวาชางประมาณ 20 เทา

    • อัตราเมแทบอลิซึมที่สูงขึ้น ทําใหตองการออกซิเจนมากขึ้น– สัตวขนาดเล็กมีอัตราการหายใจ ปริมาณเลือด (ตอน้ําหนักตวั) และอัตราการเตนของหวัใจ ตลอดจนความตองการอาหาร มากกวาสัตวขนาดใหญ

  • October 30, 2007

    • สมมติฐานที่ใชในการอธิบาย (เฉพาะ endotherms)– สัตวขนาดเล็ก ตองการพลังงานมาก เพื่อชวยในการรักษาอุณหภูมิรางกาย– ขนาดรางกายยิ่งเล็ก จะมีอัตราสวนพื้นที่ผิวตอปริมาตร (surface/volume) มากขึ้น ทําใหมีการแลกเปลี่ยนความรอนกับสิ่งแวดลอมมากขึ้น

    • สมมติฐานนี้ยังไมสามารถใชอธิบายใน ectotherms ได• จําเปนตองศึกษาตอ

  • October 30, 2007

    Adjustment of metabolic rate• สัตวแตละชนิดมีอัตราเมแทบอลิซึมเปลี่ยนแปลงไปตามสภาวะ

    การทํางาน• ใน endotherms มักแสดงคาที่วัดไดขณะพัก (ไมไดกินอาหาร ไม

    อยูในภาวะเครียด) เรียกวา basal metabolic rate (BMR)– ในคนปรกติ BMR = 1,600-1,800 kcal/วัน (ชาย) หรอื 1,300-1,500

    kcal/วัน (หญงิ)

    • ใน ectotherms อาศัยความรอนจากสิ่งแวดลอมมาปรับอุณหภูมิรางกาย ทําใหอัตราเมแทบอลิซึมเปลี่ยนไปดวย

    • มักแสดงคาที่วัดที่อุณหภูมิหนึ่ง และเรียกวา standard metabolic rate (SMR)

  • October 30, 2007

    • โดยทั่วไป สัตวจะมีอัตราเมแทบอลิซึมสูงสุด ในกิจกรรมที่ใชเวลาสั้น– ไดพลังงานจาก ATP จากกลามเนื้อ และ ATP ที่ไดจากกระบวนการ glycolysis

    • สัตวจะไมสามารถคงอตัราเมแทบอลิซึมสูงสุดไวเปนเวลานานได– Endotherms จะสามารถคงอัตราเมแทบอลิซึมสูงสุดไวไดนานกวาเล็กนอย

  • October 30, 2007

  • October 30, 2007

    • การมีกิจกรรมตอเนื่องเปนเวลานาน– ขึ้นกับปริมาณ ATP ที่ไดจากการหายใจระดับเซลล– อัตราการหายใจของ endotherm จะมากกวา ectotherm ประมาณ 10 เทา– Endotherm สามารถมีกิจกรรมตอเนื่องระยะยาวไดดีกวา

  • October 30, 2007

    Energy budget

    • สัตวขนาดเล็ก มีความตองการใชพลังงานสูงกวาขนาดใหญ• ectotherm ตองการพลังงานต่ํากวา endotherm

  • October 30, 2007

    การควบคุมอุณหภูมิรางกายของสัตว

    อาศัยการปรับทั้งทางสรีระ และพฤติกรรม1. ปรับอัตราการแลกเปลี่ยนความรอนระหวางสัตวกับสิ่งแวดลอม

    - ใชระบบไหลเวียนเลอืดมาชวย

    - Vasodilation (ระบายความรอน)- Vasoconstriction (เก็บกักความรอน)- Counter current heat exchange: ใชการถายเท ความรอนระหวางหลอดเลอืด

  • October 30, 2007

  • October 30, 2007

    2. ใหความรอนระเหยออกไปกับน้ํา (evaporative heat loss)– ปลอยน้ําออกมาในลมหายใจ หรอืผิวหนัง– ใหน้ําพาเอาความรอนออกไป– เรงไดโดยการหอบ, เหงื่อออก, อาบน้ํา

    3. การตอบสนองทางพฤติกรรม– การเคลื่อนทีย่ายไปยังทีร่อน หรอืเยน็

    4. ปรับอัตราเมแทบอลิซึม– มีความรอนเกดิขึ้นพรอมกับเมแทบอลิซมึ– สามารถปรับเอาความรอนนี้มาใชประโยชนได

    การควบคุมอุณหภูมิรางกายของสัตว

  • October 30, 2007

    รูปแบบการควบคุมอุณหภูมิในสัตวชนิดตาง ๆ

    • แมลง: สวนใหญเปน ectotherm

    • ยกเวน– ผีเสื้อกลางคืน: ใชการหดตัวของกลามเนื้อสําหรับบินเพือ่เพิ่มความรอน– ผึ้ง: ใชการหดตัวของกลามเนือ้ รวมกับการปรับพฤติกรรมของผึ้งในรัง

  • October 30, 2007

    รูปแบบการควบคุมอุณหภูมิในสัตวชนิดตาง ๆ

    ปลา– สวนใหญมีอุณหภูมิรางกายใกลเคยีงกับสิ่งแวดลอม– มีบางชนิดที่มีกลไกควบคุมอุณหภูมิในรางกายเอง

    อุณหภมูิของกลามเนือ้ในปลาทูนา

    counter current heat exchange ในปลาฉลาม

  • October 30, 2007

    รูปแบบการควบคุมอุณหภูมิในสัตวชนิดตาง ๆ

    สัตวสะเทินน้ําสะเทินบกและสัตวเลื้อยคลาน– สวนใหญเปน ectotherm อาศยัความรอนจากสิ่งแวดลอม– มีอัตราเมแทบอลิซึมต่ํา สรางความรอนเองไดนอย– อาศยัการปรับพฤติกรรม เชน การอาบแดด (basking) หรอืเคลือ่นยายไป

    ยังพืน้ทีท่ี่มีอณุหภูมเิหมาะสม– บางชนดิสามารถปรับเปน endotherm ไดชัว่คราว เชน งูเหลือมสามารถ

    สรางความรอนเพือ่ใชในการกกไขได

  • October 30, 2007

    รูปแบบการควบคุมอุณหภูมิในสัตวชนิดตาง ๆ

    นกและสัตวเลี้ยงลูกดวยนม– เปน endotherm มีอุณหภูมริางกาย

    คอนขางคงที่– รักษาอณุหภูมริางกาย โดยอาศยัสิง่ปก

    คลุม (ขน) หรอืไขมันใตผิวหนัง– สามารถเพิ่มอณุหภูมริางกายไดโดย• เพิ่มการหดตัวของกลามเนื้อ

    (shivering)• ใชฮอรโมนเพิม่อัตราการเกดิความรอนจากการเมแทบอลิซึม (Non-shivering thermogenesis)

  • October 30, 2007

    Feedback mechanism

  • October 30, 2007

    Feedback mechanism

  • October 30, 2007

    อาการเปนไข (Fever, Pyrexia)

    • กระตุนโดย pyrogen (เชน lipopolysaccharide จาก cell wall ของ bacteria)

    • ทําใหมีการเพิ่ม set point ของอุณหภูมิรางกาย• ชวงไขขึ้น: รางกายตอบสนองเหมือนชวงที่อุณหภูมิรางกายต่ําเกินไป (shivering, vasoconstriction)• ชวงไขลง: รางกายตอบสนองเหมือนชวงทีอุ่ณหภูมิรางกายสูงเกินไป (sweating, vasodilation)

  • October 30, 2007

  • October 30, 2007

    อาการเปนไข (Fever, Pyrexia)

    • เริ่มพบในพวก endotherm• ในภายหลังมีรายงานวา ectotherm มี behavioral fever

    (เพิ่มอุณหภูมิรางกายโดยการใชพฤติกรรม)• ทดลองในหองปฏิบัติการ โดยควบคุมปจจัยที่จะชวยในการปรับอุณหภูมิ พบวากลุมที่มีอาการไขมีอัตราการอยูรอด ดีกวากลุมที่ไมมีอาการไข• ววิัฒนาการเพื่อปองกันอนัตรายจากเชื้อโรค

  • October 30, 2007

    การปรับตัวตอการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ• การปรบัในระดับเซลล– การสราง stress-induced protein (heat-shock proteins)– เปน molecular chaperone– ชวยใหโปรตีนอืน่ที่ denature กลับมามีโครงสรางที่เหมาะสม (โดยใช

    พลังงาน)• การปรบัชวงอุณหภูมทิีร่างกายทนได– Acclimatization (เกิดในชวงระยะเวลาเปนวัน หรอืสัปดาห)

    • การปรบัลดกิจกรรมในกรณีที่สิ่งแวดลอมเปลี่ยนรนุแรง– Torpor: ลดกิจกรรมใหเชือ่งชาลง– Hibernation: การจําศีลในฤดูหนาว– Estivation: การจําศลีในฤดรูอน

  • October 30, 2007

    การปรับของ ectothermในที่อุณหภมูิต่ํา

    • กลุมที่ไมทนความเย็น (Freezing-intolerant)– หลีกเลี่ยงสถานการณที่เจอกับความเย็น (avoidance)– สรางสารที่มีสมบัติตานการเปนน้ําแขง็ (antifreeze)• Polyhydric alcohols (glycerol, sorbitol) เพิ่มความเขมขน• Polypeptide, glycopeptide ปองกันการสรางผลึกน้ําแข็ง

    – Supercooling• กลุมที่ทนความเย็น (Freezing tolerant)

  • October 30, 2007

    การควบคุมสมดุลน้ํา (Osmoregulation)

    • สิ่งแวดลอมภายในรางกาย = ของเหลวอยูลอมรอบเซลล– สัตวไมมีกระดูกสันหลัง: hemolymph– สัตวมีกระดูกสันหลัง: เลอืด และ interstitial fluid

    • เซลลมีของเสียที่ตองกาํจัด• รางกายของสิ่งมีชีวิตตองสัมผัสกับสิ่งแวดลอมภายนอก ซึ่งมีน้ําอยูมากนอยตางกนัไป

  • October 30, 2007

    การควบคุมสมดุลน้ํา (osmoregulation)

    • Osmosis: การแพรของน้ําผานเยื่อเลอืกผานจากดานทีม่ีความเขมขนน้ํามากไปดานทีม่ีความเขมขนน้ํานอยเนือ่งจาก osmotic pressure

    • Osmolarity: ความเขมขนของสารละลาย (mole/liter)• Hyperosmotic solution: สารละลายที่มีความเขมขนมากกวา• Hypoosmotic solution: สารละลายที่มีความเขมขนนอยกวา• Isoosmotic solution: สารละลายที่มีความเขมขนเทากัน

    Salt: 15% Salt: 80%

    Water: 85% Water: 20%

    A B

  • October 30, 2007

    รูปแบบการควบคุมสมดุลน้าํ• Osmoconformer– สัตวที่มีความเขมขนของเหลวในรางกายใกลกับสิ่งแวดลอม

    (isoosmotic) จึงไมจําเปนตองอาศยักลไกการควบคุมเปนพเิศษ– เชน สัตวทะเลหลายชนิด

    • Osmoregulator– สัตวที่มีความเขมขนของเหลวในรางกายตางจากสิ่งแวดลอม และ

    ตองการกลไกในการควบคุมสมดุลน้ําในรางกาย

  • October 30, 2007

    การควบคุมสมดุลน้ําของปลาที่อาศัยในน้ําจืด

    • น้ําจืดเปน hypoosmotic environment• น้ํา osmosis เขาตัวปลาตลอดเวลา• ขับปสสาวะที่เจือจาง ปริมาณมาก• ปสสาวะเปน hypoosmotic urine• ขณะที่ปลากินอาหารเพื่อชดเชย

    เกลือแรที่ออกไปกับปสสาวะจะไดรับน้ําเขาไปดวย

    • อาศัย chloride cells ที่เหงือก ดึงเอาเกลือ (Na+, Cl-) เขาสูรางกาย

  • October 30, 2007

    การควบคุมสมดุลน้ําของปลาที่อาศัยในทะเล

    • น้ําทะเลเปน hyperosmotic environment• น้ํา osmosis ออกจากตัวปลาตลอดเวลา• ปลาจะดื่มน้ําทะเลและกินอาหารเพื่อให

    ไดน้ําและเกลือแรมาชดเชย• ขับเกลือ (Na+, Cl-) ออกทางเหงือก โดย

    อาศัย chloride cells• ขับเกลือแรอื่น ๆ ที่มากเกินออกมาทาง

    ปสสาวะ โดยขับปสสาวะปริมาณนอย • ปสสาวะ เปน isoosmotic urine

  • หนังสืออิเล็กทรอนิกส

    ฟสิกส 1(ภาคกลศาสตร( ฟสิกส 1 (ความรอน)

    ฟสิกส 2 กลศาสตรเวกเตอรโลหะวิทยาฟสิกส เอกสารคําสอนฟสิกส 1ฟสิกส 2 (บรรยาย( แกปญหาฟสิกสดวยภาษา c ฟสิกสพิศวง สอนฟสิกสผานทางอินเตอรเน็ตทดสอบออนไลน วีดีโอการเรียนการสอน หนาแรกในอดีต แผนใสการเรียนการสอน

    เอกสารการสอน PDF กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตรแบบฝกหัดออนไลน สุดยอดสิ่งประดิษฐ

    การทดลองเสมือน

    บทความพิเศษ ตารางธาตุ)ไทย1) 2 (Eng)

    พจนานุกรมฟสิกส ลับสมองกับปญหาฟสิกส

    ธรรมชาติมหัศจรรย สูตรพื้นฐานฟสิกส

    การทดลองมหัศจรรย ดาราศาสตรราชมงคล แบบฝกหัดกลาง

    แบบฝกหัดโลหะวิทยา แบบทดสอบ

    ความรูรอบตัวท่ัวไป อะไรเอย ?

    ทดสอบ)เกมเศรษฐี( คดีปริศนา

    ขอสอบเอนทรานซ เฉลยกลศาสตรเวกเตอร

    คําศัพทประจําสัปดาห ความรูรอบตัว

    การประดิษฐแของโลก ผูไดรับโนเบลสาขาฟสิกสนักวิทยาศาสตรเทศ นักวิทยาศาสตรไทยดาราศาสตรพิศวง การทํางานของอุปกรณทางฟสิกสการทํางานของอุปกรณตางๆ

    http://www.rmutphysics.com/charud/scibook/index/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics1/My%20Webs/content/content.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics1/My%20Webs/content/content.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics1/My%20Webs/content/content.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics1/physic1heat/index/content1.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics1/physic1heat/index/content1.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics1/physic1heat/index/content1.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics2/Physics2_Web/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics2/Physics2_Web/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/vector/content1/index.htmlhttp://www.rmutphysics.com/metal/metal.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics1-1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics1-1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/physics2-1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/physics2-1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/physics2-1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/physics2-1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/wach/c-language/C4Physics_Web/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/wach/c-language/C4Physics_Web/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/scibook/mythphysics/indexmythphysic/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/scibook/mythphysics/indexmythphysic/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/physic-for-internet/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/testonline/indextest.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/video/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/video/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/oldpage/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/transparency/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/PDF-learning/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/PDF-learning/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/science-work/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/exercise-online/http://www.rmutphysics.com/charud/invention/http://www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/index.htmlhttp://www.rmutphysics.com/charud/specialnews/index.htmlhttp://www.rmutphysics.com/charud/periodic1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/periodic1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/periodic/Periodic_Table_2_Save.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/periodic/pereodic.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/dictionary/dicphysics/pic1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/brainphysic/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/naturemystery/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/formular1/index.htmlhttp://www.rmutphysics.com/charud/experiment/index.htmhttp://203.158.100.140/astronomy-rmuthttp://www.rmutphysics.com/charud/exercise/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/exercise/metal/1-4-45/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/exercise/metal/1-4-45/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/test/index.htmlhttp://www.rmutphysics.com/charud/knowledge/index.htmlhttp://www.rmutphysics.com/charud/question/index.htmlhttp://www.rmutphysics.com/charud/question/index.htmlhttp://www.rmutphysics.com/charud/millionium/index.htmlhttp://www.rmutphysics.com/charud/crime/crimepic1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/entrance/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/vectorsol/VECTOR.HTMhttp://www.rmutphysics.com/charud/weekdic/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/knowledge1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/nobelandinvention/invention.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/nobelandinvention/nobelphysics.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/scientist/index2.htmlhttp://www.rmutphysics.com/charud/scientist/index1.htmlhttp://www.rmutphysics.com/charud/astronomy/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/astronomy/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/virtualexperiment/physics2000/ritphysics/applets_ELthai.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/howstuffwork/index.htm

  • การเรียนการสอนฟสิกส 1 ผานทางอินเตอรเน็ต

    1. การวัด 2. เวกเตอร3. การเคลื่อนท่ีแบบหนึ่งมิต ิ 4. การเคลื่อนท่ีบนระนาบ5. กฎการเคลื่อนท่ีของนิวตัน 6. การประยุกตกฎการเคลื่อนท่ีของนิวตัน7. งานและพลังงาน 8. การดลและโมเมนตัม9. การหมุน 10. สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง11. การเคลื่อนท่ีแบบคาบ 12. ความยืดหยุน13. กลศาสตรของไหล 14. ปริมาณความรอน และ กลไกการถายโอนความรอน15. กฎขอท่ีหน่ึงและสองของเทอรโมไดนามิก 16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร17. คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง

    การเรียนการสอนฟสิกส 2 ผานทางอินเตอรเน็ต

    1. ไฟฟาสถิต 2. สนามไฟฟา3. ความกวางของสายฟา 4. ตัวเก็บประจุและการตอตัวตานทาน 5. ศักยไฟฟา 6. กระแสไฟฟา 7. สนามแมเหล็ก 8.การเหนี่ยวนํา9. ไฟฟากระแสสลับ 10. ทรานซิสเตอร 11. สนามแมเหล็กไฟฟาและเสาอากาศ 12. แสงและการมองเห็น13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตรควอนตัม 15. โครงสรางของอะตอม 16. นิวเคลียร

    การเรียนการสอนฟสิกสท่ัวไป ผานทางอินเตอรเน็ต

    1. จลศาสตร )kinematic) 2. จลพลศาสตร (kinetics) 3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปลฮารโมนิก คลื่น และเสียง5. ของไหลกับความรอน 6.ไฟฟาสถิตกับกระแสไฟฟา 7. แมเหล็กไฟฟา 8. คลื่นแมเหล็กไฟฟากับแสง9. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร

    ฟสิกสราชมงคล

    http://www.rmutphysics.com/http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/71/mesurment.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/72/vector.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/73/one-dimension-motion.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/74/projectile.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/75/newton1.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/76/newton2.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/77/energy.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/78/momentum.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/79/rotation.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/80/balance.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/81/harmonic.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/83/elastic.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/84/fluid.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/85/heat.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/85/heat.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/85/heat.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/85/heat.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/85/heat.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/86/thermodynamic.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/87/gas.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/88/wave.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/89/sound.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/89/sound.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/89/sound.htmlhttp://www.rmutphysics.com/charud/knowledge1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/51/index51%20static%20electric.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/52/electric%20field.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/53/Laser-CD.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/54/capacitor.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/potential/potential.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/55/electric%20current.htmlhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/56/magnetic%20field.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/57/inductor%20faraday.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/58/inductor-faraday2.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/58/inductor-faraday2.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/60/transistor.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/61/electromagnetic-antenna.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/62/light1.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/64/relativity.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/quantum/quantum.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/quantum/quantum.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/electron-structure/electron-structure.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/65/nuclear.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/knowledge1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/knowledge1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/knowledge1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/charud/knowledge1/index.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/93/kinematics.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/93/kinematics.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/93/kinematics.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/93/kinetics.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/93/kinetics.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/93/kinetics.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/94/work-momentum.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/94/work-momentum.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/95/harmonic-sound.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/95/harmonic-sound.htmhttp://www.rmutphysics.com/PHYSICS/oldfront/96/fluid-heat.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/97/static-electic2.htmhttp://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/97/static-electic2.htmhttp://www.rmutphysics.com/PHYSICS/oldfront/98/magnetic.htmhttp://www.rmutphysics.com/PHYSICS/oldfront/98/magnetic.htmhttp://www.rmutphysics.com/PHYSICS/oldfront/98/magnetic.htmhttp://www.rmutphysics.com/PHYSICS/oldfront/100/electromagnetic-wave2.htmhttp://www.rmutphysics.com/PHYSICS/oldfront/102/nuclear.htmhttp://www.rmutphysics.com/PHYSICS/oldfront/102/nuclear.htmhttp://www.rmutphysics.com/PHYSICS/oldfront/102/nuclear.htmhttp://www.rmutphysics.com/

    1 Introduction.pdf2-3 Thermo- osmoregulation.pdf