1. การรักษาดุลยภาพของน้ำในพืช “ พืช” เป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องการน้ำเพื่อใช้ประโยชน์ต่างๆ เช่น การนำน้ำมาเป็นวัตถุดิบสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ดังนั้นพืชจึงต้องมีกลไกในการรักษาดุลยภาพของน้ำ ซึ่งได้แก่ ... 1. การดูดน้ำของรากพืช ( Root Absorption ) 2. การคายน้ำของพืช ( Transpiration )

2. การดูดน้ำของรากพืช ( Root Absorption ) - น้ำที่เข้าสู่พืชมาจากน้ำที่แทรกระหว่างเม็ดดิน ซึ่ง พืชจะใช้เซลล์ขนราก ( Root hair cell ) ดูดน้ำจากแหล่งนั้นเข้ามา - หลักการสำคัญ คือ สารละลายในดินจะต้องมีความเข้มข้นน้อยกว่าสารละลายภายในเซลล์ขนราก น้ำจึงจะออสโมซิสจากดินเข้าเซลล์ขนรากมากกว่าน้ำที่ออสโมซิสจากเซลล์ขนรากออกสู่ดิน

3. การคายน้ำของพืช ( Transpiration ) - น้ำส่วนมากจะออกจากพืชด้วย กระบวนการคายน้ำที่รูปากใบในรูปของไอน้ำ โดยการเปิดรูปากใบจะต้องอาศัย การสะสมของโพแทสเซียมไอออน ( K + ) ในเซลล์คุมที่ปากใบ และ การได้รับแสงสีน้ำเงิน - อัตราการคายน้ำของพืชจะ แปรผกผันกับความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ แต่จะ แปรผันตรงกับอุณหภูมิที่ระดับหนึ่งเท่านั้น

4. - หากพืชอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม เช่น ดินมีปริมาณน้ำมากกว่าน้ำในรากเล็กน้อย , ความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศต่ำพอสมควร และอุณหภูมิสูงพอเหมาะ ก็จะทำให้ พืชสามารถลำเลียงน้ำได้โดยไม่ขาดสาย - เว้นแต่ ภายในเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำ ( Xylem ) ในพืชมีฟองอากาศอยู่

5. การรักษาดุลยภาพของน้ำและสารต่างๆในร่างกายมนุษย์ “ มนุษย์” เป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องการน้ำเพื่อใช้ประโยชน์ต่างๆ เช่น การนำน้ำไปใช้ในปฏิกิริยาการย่อยสารอาหารประเภทต่างๆ ฯลฯ ซึ่งในแต่ละวันมนุษย์จะได้รับน้ำเหล่านี้ การรับประทานอาหาร , การดื่มน้ำ รวมทั้งการสลายสารอาหารเพื่อให้พลังงานแบบใช้ก๊าซออกซิเจน แต่น้ำก็ มีการสูญเสียจากร่างกายผ่านการขับถ่ายอุจจาระ , ปัสสาวะ , เหงื่อ และการหายใจออกในปริมาณที่เท่ากับน้ำที่ร่างกายได้รับในแต่ละวัน ดังนั้นมนุษย์จึงต้องมีการรักษาดุลยภาพของน้ำให้เป็นเช่นนี้อยู่ตลอด

7. ไต ( Kidney ) - เป็นอวัยวะลักษณะคล้ายเมล็ดถั่วแดงซึ่งสำคัญการรักษาดุลยภาพของน้ำและสารต่างๆในร่างกายมนุษย์ โดยรักษาดุลยภาพจาก ความเข้มข้นของโลหิตภายในหลอดเลือดอาร์เทอรี่ ( นำโลหิตออกจากหัวใจ )

8. - ไตแต่ละข้างของมนุษย์จะประกอบด้วย “หน่วยไต” ( Nephron ) มากมายเกือบราว 1 ล้านหน่วย หน่วยไตแต่ละหน่วยจะประกอบด้วย “หลอดเลือดของหน่วยไต” ( สีแดงและสีน้ำเงินในภาพ ) และ “ท่อของหน่วยไต” ( สีเหลืองในภาพ )

9. - โลหิตในหลอดเลือดอาร์เทอรี่ก็จะถูกลำเลียงเข้าสู่หลอดเลือดในหน่วยไต ที่บางบริเวณเป็นหลอดเลือดฝอยที่ผนังมีรูพรุนมาก เรียกว่า “หลอดเลือดโกลเมอรูลัส” ( Glomerulus ) ซึ่งจะเกิดการกรองสารจากโลหิตเข้าสู่ท่อของหน่วยไตขึ้น - แต่สารบางอย่าง เช่น เซลล์เม็ดเลือด , โปรตีนขนาดโมเลกุลใหญ่ เช่น อัลบูมิน จะไม่สามารถผ่านรูของผนังหลอดเลือดโกลเมอรูลัสได้

10. - สารที่ผ่านการกรองจากหลอดเลือดโกลเมอรูลัสบางส่วนจะ ถูกดูดกลับคืน เช่น กลูโคส , กรดอะมิโน , แร่ธาตุบางส่วนที่มีปริมาณน้อยกว่าที่ร่างกายต้องการ - แต่บางส่วนจะ ขับถ่ายทิ้ง เช่น ยูเรีย , สารพิษในร่างกาย , แร่ธาตุบางส่วนที่มีปริมาณมากเกินกว่าที่ร่างกายต้องการ

11. - น้ำที่ผ่านการกรองจากหลอดเลือดโกลเมอรูลัสที่ไหลอยู่ในท่อของหน่วยไต จะเปลี่ยนแปลงปริมาณได้ด้วยการดูดกลับออกจากท่อของหน่วยไต หรือการหลั่งเพิ่มเข้าไป - สารที่ผ่านออกจากหน่วยไตทั้งหมด เรียกว่า “น้ำปัสสาวะ” ( Urine )

12. กระเพาะปัสสาวะ ( Urinary bladder ) - เป็นอวัยวะลักษณะคล้ายกระเปาะที่รับเอาน้ำปัสสาวะจากไตมาเก็บไว้ จนกระทั่งมีปริมาตรของน้ำปัสสาวะอย่างน้อย 250 ลูกบาศก์เซนติเมตร จึง ขับปัสสาวะออกสู่ภายนอกร่างกาย

13. กลไกการควบคุมการรักษาดุลยภาพของน้ำและสารต่างๆ - เมื่อ ความเข้มข้นของสารละลายในโลหิตเพิ่มขึ้น ก็จะไปกระตุ้นให้ “สมองส่วนไฮโปทาลามัส” ( Hypothalamus ) หลั่งสาร “ ADH ” ( Anti-Diuretic Hormone )

14. - สาร ADH จะกระตุ้นให้ท่อของหน่วยไตเพิ่มอัตราการดูดน้ำกลับคืนสู่ร่างกาย ( โลหิต ) - สมองส่วนไฮโปทาลามัสยัง กระตุ้นให้เกิดอาการกระหายน้ำ ทำให้ต้องดื่มน้ำเข้าไป ทั้งหมดนี้จะ ทำให้ความเข้มข้นของสารละลายในโลหิตลดลงจนเข้าสู่ภาวะปกติ

15. การรักษาดุลยภาพของกรด - เบสในร่างกายมนุษย์ “ ภาวะความเป็นกรด - เบสของสารละลาย” หมายถึง ความเข้มข้นของ “โปรตอน” หรือไฮโดรเจนไอออน ( H + ) ที่ละลายอยู่ในสารละลาย โดยมี “ค่า pH ” เป็นค่าแสดงถึงความเป็นกรด - เบสของสารละลายใดๆ - ค่า pH จะมีค่า ตั้งแต่ 0 จนถึง 14 โดยใช้ค่า pH ที่ระดับ 7 เป็นเกณฑ์ในการแบ่ง หากสารละลายใด มีค่า pH ต่ำกว่า 7 ถือเป็นสารละลายที่มีภาวะเป็นกรด ส่วนสารละลายใด มีค่า pH สูงกว่า 7 ถือเป็นสารละลายที่มีภาวะเป็นเบส

16. - ในร่างกายมนุษย์ถือว่า ภาวะความเป็นกรด - เบสของร่างกายจะสามารถเทียบเคียงได้จาก “ภาวะความเป็นกรด - เบสในโลหิต” - ภาวะความเป็นกรด - เบสของร่างกาย จะมีผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของเอนไซม์ต่างๆ เช่น เอนไซม์อะไมเลส

17. - ความเป็นกรดในโลหิตเกิดจาก การละลายของผลิตภัณฑ์ของการสลายสารอาหารเพื่อให้ได้พลังงานของเซลล์ต่างๆในร่างกาย คือ “ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์” ในโลหิต ดังสมการ ... คาร์บอนไดออกไซด์ ( CO 2 ) + น้ำในโลหิต ( H 2 O ) กรดคาร์บอนิก ( H 2 CO 3 ) ไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออน ( HCO 3 - ) + โปรตอน ( H + )

18. - หากเซลล์ต่างๆมีอัตราการสลายสารอาหารเพื่อให้ได้พลังงานที่สูง ก็จะทำให้โลหิตมีความเป็นกรดมากซึ่ง เป็นอันตรายต่อเซลล์และการทำงานของเอนไซม์ต่างๆในร่างกาย

19. - ดังนั้นร่างกายมนุษย์จึงต้องลดความเป็นกรดของโลหิตลงโดย นำโลหิตที่มี “ไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออนและโปรตอน” ละลายอยู่มากไปที่หลอดเลือดฝอยในปอด จากนั้นก็ทำปฏิกิริยาต่อกันจนกลายเป็น “ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ” ดังสมการ ... คาร์บอนไดออกไซด์ ( CO 2 ) + น้ำในโลหิต ( H 2 O ) กรดคาร์บอนิก ( H 2 CO 3 ) ไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออน ( HCO 3 - ) + โปรตอน ( H + )

20. - ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้จะ แพร่เข้าสู่ถุงลมในปอดและออกมาสู่ภายนอกร่างกายพร้อมกับลมหายใจออก

21. - นอกจากนี้ ไตก็สามารถที่ขับเอาโปรตอนที่มากเกินไปออกจากร่างกายผ่านทางปัสสาวะได้ แล้วดูดกลับโซเดียมไอออนหรือไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออน เพื่อให้ความเข้มข้นของสารละลายในร่างกายอยู่ในสภาพสมดุลมากที่สุด