Leeuwenhock กับการเคลื่อนที่ของเซลล์

 

ภาพจาก : http://www.ucmp.berkeley.edu/history/leeuwenhoek.html

Antoni van Leeuwenhock เป็นมนุษย์คนแรกที่เห็นจุลินทรีย์ เขาเกิดเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม พ.ศ. 2175 (รัชสมัยพระเจ้าปราสาท ทอง) ที่เมือง Delft ในประเทศเนเธอร์แลนด์ บิดามีอาชีพเป็นช่างสานตะกร้า การมีฐานะยากจนทำให้เลเวนฮุก จบการศึกษาเพียงแค่ชั้น ประถม เมื่อมีอายุได้ 16 ปี ได้เข้าทำงานเป็นเจ้าหน้าที่ฝ่ายการเงินในศาล ในยามว่างสร้างกล้องจุลทรรศน์ด้วยตนเอง เขาได้ออกแบบสร้าง โดยใช้เลนส์นูนความยาวโฟกัสสั้นมากเลนส์เดียว แทนที่จะใช้เลนส์สองเลนส์ดังเช่นคนทั่วไป ถึงแม้จะไม่ได้รับการฝึกฝนในการฝนเลนส์ มาก่อน แต่กล้องจุลทรรศน์ที่เขาสร้างนั้นก็เป็นกล้องที่มีสมรรถภาพสูงสุดในยุคนั้น คือมีกำลังขยายถึง 270 เท่า

การมีสายตาที่แหลมคมและการมีความอยากรู้อยากเห็นได้ทำให้เลเวนฮุกเป็นมนุษย์คนแรกที่เห็นสัตว์เซลล์เดียวในปี พ.ศ. 2217 เขาได้ ทำให้มนุษย์รู้ว่าจักรวาลนี้มีโลกแห่งจุลินทรีย์ด้วย ซึ่งสัตว์เล็กๆ เหล่านี้มีอิทธิพลต่อชีวิต และความตายของมนุษย์มาก และจุลินทรีย์นี้ อาศัยอยู่ในสถานที่ทุกหนแห่ง เช่น ในบ่อ น้ำฝน ปาก ลำไส้ และในอุจจาระ เป็นต้น เลเวนฮุก ยังเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ได้ศึกษา เซลล์เม็ดเลือดแดง โดยได้พบว่ามันมีขนาดเล็กกว่าเมล็ดข้าวราว 25,000 เท่า ได้เห็นเชื้อ gonorrhea ว่ามีหางและมีชีวิตอยู่ราว 2-3 ชั่วโมง เขายังได้ศึกษาอสุจิของผึ้ง เหา นก กบ วัว แมลง โดยได้จดบันทึกและวาดภาพที่เขาเห็นอย่างละเอียดลออ และได้ส่งรายงานที่เขา เรียบเรียงนี้ไปลงพิมพ์ในวารสาร Philosophical Transactions ของ Royal Society ที่ลอนดอน ในประเทศอังกฤษ ซึ่งเป็น สถาบันวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงมากที่สุดในสมัยนั้น ถึงแม้ภาษาที่เขียนจะเป็นภาษาดัตช์ เพราะเลเวนฮุกไม่รู้ภาษาละตินเลย แต่บรรณา ธิการวารสารก็จัดการแปลให้เรียบร้อย ผลงานเหล่านี้ทำให้เขาได้รับเลือกเป็นสมาชิกของ Royal Society ในปี พ.ศ. 2223

ความมีชื่อเสียงของเลเวนฮุกได้ทำให้เขาเป็นที่รู้จักทั่วยุโรป แม้แต่จักรพรรดิ Peter มหาราชแห่งรัสเซีย และสมเด็จพระราชินี Mary แห่งอังกฤษก็ยังเสด็จมาเยี่ยมชมห้องทดลองของเขา เพื่อทอดพระเนตรดูเม็ดเลือดของนก คน ปลา กบ รวมทั้งตัว hydra และ volvox เป็นต้น

เลเวนฮุกสมรส 2 ครั้ง และมีบุตร 6 คน แต่ไม่มีหลานเลย เขาเสียชีวิตที่ Delft เมื่อวันที่ 26 สิงหาคม พ.ศ. 2266 ขณะมีอายุได้ 90 ปี โลกได้พบว่าการค้นพบของเลเวนฮุกมีความสำคัญในอีกสองศตวรรษต่อมา เมื่อ Louis Pasteur ได้ใช้ความรู้ของเลเวนฮุกบุกเบิก วิทยาการด้านจุลชีววิทยา โดยการพบวิธีการฆ่าเชื้อโรค (pasteurization) และสร้างวัคซีน

ในปี พ.ศ. 2218 เลเวนฮุกได้รายงานการเคลื่อนที่ของจุลินทรีย์เล็กๆ ในหยดน้ำฝนว่า มันมีเขาขนาดเล็กและเวลามันเคลื่อนที่มันจะยืดตัว ออกแล้วหดตัวเข้า ซึ่งดูเพลิดเพลิน ณ วันนี้ นักชีววิทยาก็ยังสนใจการเคลื่อนที่ของเซลล์ เพราะรู้ว่าการเคลื่อนที่ของเซลล์นี้เอง ที่เป็นตัว กำหนดรูปร่างของอวัยวะ และเนื้อเยื่อต่างๆ ของตัวอ่อน ในขณะที่ตัวอ่อนกำลังเจริญเติบโต และการเคลื่อนที่นี้ยังเป็นสาเหตุทำให้บาดแผล ในร่างกายหายเป็นปกติ อีกทั้งทำให้เส้นเลือดใหม่ถือกำเนิด และเวลาเซลล์ไม่เคลื่อนที่นั่นหมายถึงภาวะการเป็นโรค ข้ออักเสบและร่างกาย มีความผิดปกติของระบบประสาทในทารกแรกเกิด

การมีเทคโนโลยีระดับสูงก็มีส่วนช่วยให้นักชีววิทยารู้แน่ชัดว่า ปัจจัยใดบ้างที่เป็นตัวกำหนดให้เซลล์เคลื่อนที่ได้ช้าหรือเร็ว การสามารถ เห็นการเคลื่อนที่ของเซลล์ด้วยตา ทำให้นักชีววิทยาทฤษฎีสามารถออกแบบการทดลอง เพื่อทดสอบทฤษฎีการเคลื่อนที่ของเซลล์ได้ และนั่นก็หมายความว่าการศึกษาการเคลื่อนที่ของเซลล์นี้ ต้องการนักวิทยาศาสตร์หลายประเภทเช่น นักเคมี นักฟิสิกส์ นักชีววิทยาและ นักคอมพิวเตอร์ เป็นต้น

ความจริงทฤษฎีการเคลื่อนที่ของเซลล์ได้ถือกำเนิดเมื่อประมาณ 30 ปีมาแล้ว โดย M. Abercrombie แห่งมหาวิทยาลัยลอนดอน ในประเทศอังกฤษ ซึ่งได้ศึกษาการเคลื่อนที่ของเซลล์ไปบนผิวของแข็ง โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ซึ่ง Abercrombie ก็ได้พบว่า เวลาเซลล์เคลื่อนที่มันจะยืดผนังเซลล์ออกไปแตะผิวสัมผัสตรงตำแหน่งใหม่ โดยอาศัยโปรตีนที่เรียกว่า actin จากนั้นมันก็ใช้โปรตีนอื่น เช่น myosin และ integrin ซึ่งประกอบกันเป็นผนังเซลล์ ดึงตัวเซลล์ทั้งตัวให้เคลื่อนไปข้างหน้า

นี่คือภาพและเหตุผลง่ายๆ ที่ใช้อธิบายการเคลื่อนที่ของเซลล์ แต่งานวิจัยเรื่องนี้ต้องการรู้ปัจจัยทุกตัวและบทบาทความสำคัญของปัจจัย แต่ละตัวในการเคลื่อนที่แต่ละครั้ง และในสภาวะแวดล้อมทุกรูปแบบด้วย

เช่น D. Ingber แห่ง Harvard Medical School กำลังศึกษาบทบาทของแรงภายนอกที่มากระทำต่อเซลล์ในการกำหนดทิศการ เคลื่อนที่ของเซลล์ ซึ่งเขาก็ได้ทำผิวของแข็งให้มีปุ่มเล็กๆ ซึ่งมีขนาดเล็กพอๆ กับเซลล์ และปุ่มนี้เป็นรูปวาล์วบ้าง สี่เหลี่ยมจัตุรัสบ้าง เขาได้พบว่าเวลาเซลล์เผชิญปุ่มเซลล์ที่มีรูปร่างกลมจะยืดตัวออกมาเพื่อเคลื่อนที่ในทุกทิศทาง แต่เซลล์ที่มีรูปร่างเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส จะยืดตัวตรงตำแหน่งที่เป็นมุมของมัน เพื่อเคลื่อนไหวข้างหน้า

ส่วน B. Geiger แห่ง Weizmann Institute of Science ในอิสราเอล ก็กำลังศึกษาแรงยึดเหนี่ยวระหว่างเซลล์กับผิว ขณะที่เซลล์ กำลังเคลื่อนที่โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน และเขาได้พบว่า เวลาเขาให้สารเคมีแก่เซลล์เพื่อยับยั้งไม่ให้เซลล์หดตัว แรงยึดระหว่าง เซลล์กับผิวที่มันจะเคลื่อนที่ไปจะลดลงอย่างทันทีทันใด ซึ่งนั่นก็แสดงว่า โมเลกุลต่างๆ ในโปรตีน actin ได้ถูกสารเคมีจัดเรียงตัวมันใหม่ พลังในการเคลื่อนที่จึงหดหายไปด้วย

นักชีววิทยานั้น ตามปกติไม่สนใจคณิตศาสตร์ แต่ขณะนี้นักคณิตศาสตร์กำลังมีบทบาทมากในการสร้างทฤษฎีทางชีววิทยา โดยการสร้าง แบบจำลองทางคณิตศาสตร์อธิบายและตอบคำถามว่า เซลล์ใช้ actin ในการผลักดันผนังเซลล์ไปข้างหน้าได้อย่างไร และความแตกต่าง ระหว่างความเข้มข้นของสารเคมีภายในและนอกเซลล์มีส่วนในการกำหนดความเร็วของการเคลื่อนที่อย่างไร

แต่ทุกคนก็ยอมรับว่า ในการที่จะมีทฤษฎีการเคลื่อนที่ของเซลล์นี้ ทฤษฎีและการทดลองจะต้องตรวจสอบซึ่งกันและกัน แต่เมื่อนักชีววิทยา มักไม่ใช้คณิตศาสตร์ในการอธิบายปรากฏการณ์ทางชีววิทยา ดังนั้น การทำงานร่วมกันระหว่างนักชีววิทยากับนักคณิตศาสตร์ในการแก้ ปัญหาเดียวกัน จึงไม่ใช่เรื่องง่าย

ถึงกระนั้นก็ตาม ณ วันนี้ นักคอมพิวเตอร์ เช่น L. Loew แห่งมหาวิทยาลัย Connecticut ในสหรัฐอเมริกา ก็ได้สร้างโปรแกรมคอม พิวเตอร์ที่เรียกว่า Virtual Cell เพื่อศึกษาเรื่องนี้เช่นว่า รูปร่าง (กลม, สี่เหลี่ยม, วงรี) ความเข้มข้นของอิออนในเซลล์ และการปลดปล่อย พลังงานในเซลล์มีอิทธิพลต่อการเคลื่อนที่ของเซลล์เพียงไร ซึ่ง Loew ก็ได้ยอมรับว่า ยังมีปัจจัยอื่นๆ อีกมากที่เรายังไม่รู้ แต่นี่ก็เป็นเพียง แบบจำลองง่ายๆ และเมื่อเรารู้มากยิ่งขึ้น แบบจำลองที่ลึกซึ้งและละเอียดมากขึ้น ก็เป็นเรื่องที่นักวิจัยจะทำต่อไปได้ไม่ยากนัก

การผสมผสานความรู้สาขาต่างๆ ทั้งฟิสิกส์ เคมี นักชีววิทยา และคณิตศาสตร์ เพื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของเซลล์ในครั้งนี้ จึงเปรียบเสมือน การขุดอุโมงค์จากสองด้านของภูเขา และเมื่อใดที่ผู้ขุดอุโมงค์ทั้งสองฝ่ายพบกัน เราก็จะรู้ว่า เราเข้าใจการเคลื่อนที่ของเซลล์ทันที


March 26, 2002

ศัพท์วิทยาศาสตร์ ฉบับราชบัณฑิตสถาน

A  B  D  F  G  H  I  J  K  L  M  N  O  Q  R  S  T  U  V  W  X  Y 

                        ถ          

                            อ   

นักวิทยาศาสตร    หน่วย      ศัพท์แผ่นดินไหวตัวอักษรจาก A-M   จาก N-Z

 

A B C D E F G H I J K L M N

O P Q R S T U V W X Y Z

คำศัพท์คณิตศาสตร์ที่น่าสนใจ

หมวด : | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

    ศัพท์เคมี    ศัพท์คณิตศาสตร์   ศัพท์ฟิสิกส์   

  บทความวิทยาศาสตร์      ศัพท์ชีววิทยา      สื่อการสอนฟิสิกส์      ศัพท์วิทยาศาสตร์

พจนานุกรมเสียง 1   แมว    วัว 1    วัว 2    วัว 3   

เหมียว   แกะ     พจนานุกรมภาพการ์ตูน

พจนานุกรมภาพเคลื่อนไหว   ดนตรี  Bullets แบบ JEWEL 

พจนานุกรมภาพต่างๆ  ภาพเคลื่อนไหวของสัตว์ต่างๆ  โลกและอวกาศ

อุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ

 

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์

 

 

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ฟิสิกส์ 1 หนังสือฟิสิกส์ 1 ภาคกลศาสตร์ หนังสือฟิสิกส์ 1  ภาค ของไหล ความร้อนและคลื่น

 

  หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 

ฟิสิกส์ 1(ภาคกลศาสตร์) 

 ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2  กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์ เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์  2 (บรรยาย) แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c  
ฟิสิกส์พิศวง สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์ วีดีโอการเรียนการสอน
หน้าแรกในอดีต แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF

สุดยอดสิ่งประดิษฐ์

   การทดลองเสมือน 

บทความพิเศษ  ตารางธาตุ(ไทย1)   2  (Eng)
พจนานุกรมฟิสิกส์ 

 ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์

ธรรมชาติมหัศจรรย์ 

 สูตรพื้นฐานฟิสิกส์

การทดลองมหัศจรรย์  ดาราศาสตร์ราชมงคล

  แบบฝึกหัดกลาง 

แบบฝึกหัดโลหะวิทยา  

 แบบทดสอบ

ความรู้รอบตัวทั่วไป 

 อะไรเอ่ย ?

ทดสอบ(เกมเศรษฐี) 

คดีปริศนา

ข้อสอบเอนทรานซ์ เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
คำศัพท์ประจำสัปดาห์  

  ความรู้รอบตัว

การประดิษฐ์แของโลก ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง  การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ  

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร์
3.  การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ 4.  การเคลื่อนที่บนระนาบ
5.  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
7.  งานและพลังงาน  8.  การดลและโมเมนตัม
9.  การหมุน   10.  สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
11. การเคลื่อนที่แบบคาบ 12. ความยืดหยุ่น
13. กลศาสตร์ของไหล   14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน
15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก  16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
17.  คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง

   การเรียนการสอนฟิสิกส์ 2  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต  

1. ไฟฟ้าสถิต 2.  สนามไฟฟ้า
3. ความกว้างของสายฟ้า  4.  ตัวเก็บประจุและการต่อตัวต้านทาน 
5. ศักย์ไฟฟ้า 6. กระแสไฟฟ้า 
7. สนามแม่เหล็ก  8.การเหนี่ยวนำ
9. ไฟฟ้ากระแสสลับ  10. ทรานซิสเตอร์ 
11. สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเสาอากาศ 

12. แสงและการมองเห็น

13. ทฤษฎีสัมพัทธภาพ 14. กลศาสตร์ควอนตัม
15. โครงสร้างของอะตอม 16. นิวเคลียร์ 

   การเรียนการสอนฟิสิกส์ทั่วไป  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. จลศาสตร์ ( kinematic)

   2. จลพลศาสตร์ (kinetics) 

3. งานและโมเมนตัม 4. ซิมเปิลฮาร์โมนิก คลื่น และเสียง
5.  ของไหลกับความร้อน 6.ไฟฟ้าสถิตกับกระแสไฟฟ้า 
7. แม่เหล็กไฟฟ้า  8.    คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับแสง
9.  ทฤษฎีสัมพัทธภาพ อะตอม และนิวเคลียร์   

 

    

กลับหน้าสารบัญประวัตินักวิทยาศาสตร์

 

กลับสู่หน้าแรกของโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

 

 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

ประวัตินักวิทยาศาสตร์