การรักษาสมดุลของร่างกาย (Homeostasis)

การรักษาสมดุลของร่างกาย (Homeostasis)

สิ่งมีชีวิตจะดำรงอยู่ได้อย่างต่อเนื่อง ในสภาพแวดล้อมลักษณะต่างๆได้นั้น จะต้องขึ้นอยู่กับกลไกหลายประการที่เกิดขึ้นในร่างกาย สัตว์ชั้นสูงจะต้องเกิดการขับถ่ายของเสียเพื่อขจัดสิ่งที่เป็นพิษหรือสิ่งที่ร่างกายไม่ต้องการออกสู่ภายนอก จะต้องมีการควบคุมอุณหภูมิในร่างกายให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม ต้องมีการสร้างภูมิคุ้มกัน เพื่อต่อต้านเชื้อโรคที่ผ่านเข้าสู่ร่างกาย ด้วยเหตุนี้ร่างกายจะ ต้องมีการควบคุมสิ่งต่อไปนี้ให้อยู่ในสภาพสมดุล คือ น้ำ ของเสีย เกลือแร่ กรด ด่าง ไอออนสาร อุณหภูมิและภูมิคุ้มกันสิ่งแปลกปลอม

                ภาวะธำรงดุล (Homeostasis) หมายถึง ความพยายามที่จะทำให้เกิดความสมดุลของสิ่งต่างๆในร่างกาย เพื่อให้ร่างกายอยู่ในสภาพปกติ ซึ่งจะเกิดขึ้นได้จะต้องอาศัยกลไกต่างๆในร่างกายควบคุมดังเช่น เมื่อเลือดมียูเรียเพิ่มขึ้นจะเป็นกลไกกระตุ้นให้ไตกรองยูเรียออกมากับปัสสาวะเพิ่มขึ้น เป็นต้น

1. การขับถ่ายของเสีย (Excretion)

                เป็นกระบวนการขจัดสารออกมาจากเลือดโดย อาศัยการคัดเลือก และต้องใช้พลังงานเคมีในร่างกาย เพื่อรักษาสภาวะสมดุลสำหรับการดำรงชีวิต เช่น สมดุลเคมี สมดุลน้ำ เป็นต้น

                1.1 สมดุลเคมี (chemical balance) การควบคุมสมดุลของสภาพแวดล้อมทางเคมีในร่างกายของสิ่งมีชีวิตนั้น สามารถทำได้ 3 ทาง คือ การขจัดของเสียที่เกิดจากเมแทบอลิซึม (metabolism waste) รักษาความเข้มข้นของไอออนและสารเคมี และรักษาระดับสมดุลของน้ำ ทั้งสามทางนี้มีความสัมพันธ์กันโดยตลอด

                        1.1.1 การขจัดของเสียที่เกิดจากเมแทบอลิซึม ซึ่ง ได้ แก่คาร์บอนไดออกไซด์และสารประกอบไนโตรเจน ส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของแอมโมเนียที่เกิดจากการสลายตัวของกรดอะมิโนในร่างกายสัตว์ ส่วนคาร์บอนไดออกไซด์ถูกขับ ออก ทางปอดหรืออวัยวะหายใจอื่นๆ บางชนิดแผ่ผ่านผิวหนังออกสู่น้ำภายนอกร่างกาย สัตว์น้ำจะขับของเสียซึ่งเป็นสารประกอบของไนโตรเจนในรูปของแอมโมเนีย นกและสัตว์เลื้อยคลานที่อยู่บนบก และแมลงจะขับของเสียออกมาในรูปของกรดยูริกหรือเกลือยูเรต โดยถ่ายปนออกมากับมูล นกถ่ายมูลออกมาในลักษณะครึ่งแข็งครึ่งเหลว มูลนกเป็นปุ๋ยธรรมชาติที่มีค่าทางเกษตรกรรมมาก นกทะเลจะถ่ายมูลสะสมไว้ตามเกาะ เรียกว่า กัวโน (guano) มนุษย์จะไปขุดมาใช้เป็นปุ๋ย สัตว์เลี้ยง ลูก ด้วยน้ำนม จะขับของเสียในรูปของยูเรีย ซึ่งเปลี่ยนแปลงมาจากแอมโมเนียโดยตับยูเรียสามารถละลายอยู่ในพลาสมาโดยไม่เป็นอันตราย เมื่อผ่านไต ยูเรียจะถูกกรองออกมาปนอยู่ในปัสสาวะ
                        1.1.2 การควบคุมระดับความเข้มข้นของไอออนและสารเคมี ไตเป็นอวัยวะที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมสมดุลสาร ไตมีความสามารถในการคัดเลือกสารที่จะขับถ่ายออกนอกร่างกาย เช่น สามารถขจัดยูเรียออกมาได้ประมาณ ร้อยละ 50 แต่จะไม่ยอมให้ร่างกายสูญเสียกรดอะมิโนและกลูโคส ( ยกเว้นผู้ที่เป็นโรคที่มีสารเหล่านี้สูงมากเกินขีดความสามารถของไต ) ไตยังทำหน้าที่รักษา ระดับ ความเข้มข้นของไอออนสารที่สำคัญเช่น K⁺ , Na ⁺ , H⁺ , Mg⁺ , Ca₂⁺ , Cl^- และ HCO₃^- ไอออนเหล่านี้มีความสำคัญเฉพาะในกระบวนการทางชีวเคมี ของ ร่างกาย เช่น การคงรูป โครงสร้างของโปรตีน คุณสมบัติของเยื่อหุ้มเซลล์การ นำ กระแสความรู้สึกของประสาท การทำงานของกล้ามเนื้อ ฯลฯ นอกจากนี้ ไอออนบางชนิดยังมีบทบาทในการควบคุมระดับ pH ในเลือด เช่น H⁺ และ HCO₃^-
                        1.1.3 การรักษาสมดุลของน้ำ ระบบขับถ่ายมีหน้าที่สำคัญประการแรก คือ การควบคุมการสูญเสียน้ำ ความเข้มข้นของสารใดสารหนึ่งภายในร่างกายนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณของสาร และปริมาณน้ำที่สารนั้นละลายอยู่อย่างเพียงพอ ปัญหาการรักษาสมดุลของน้ำจึงเป็นปัญหาสำคัญต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

                1.2 สมดุลของน้ำ (Water balance)
                        1.2.1 วิวัฒนาการของการรักษาสมดุลของน้ำในสัตว์ เชื่อกันว่าสิ่งมีชีวิตพวกแรกที่เกิดขึ้นบนโลกอาศัยอยู่ในน้ำทะเล ร่างกายมีส่วนประกอบของเกลือแร่ และสารภายในร่างกายคล้ายคลึงกับส่วนประกอบของสิ่งแวดล้อมรอบๆสิ่งมีชีวิตมากและอาจมีระดับความเข้มข้นของเกลือแร่เป็นไอโซทอนิก (isotonic) กับน้ำทะเลได้ ช่วยทำให้ร่างกายไม่สูญเสียน้ำหรือนำน้ำเข้าโดยวิธีออสโมซิส เมื่อสิ่งมีชีวิตสามารถปรับตัวเข้ามาอาศัยอยู่ในน้ำจืด ซึ่งมีสภาพเป็นไฮโพทอนิก (hypotonic) กับความเข้มข้น ของสารละลายในร่างกายสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นก็จะสร้างระบบที่สามารถขับน้ำส่วนที่เกินออกจากร่างกาย เพื่อคงระดับความเข้มข้นของเกลือแร่ได้ ระบบเช่นนี้ จะพบในพารามีเซียมและอมีบา ซึ่งเป็นโพรทิสเซลล์เดียวที่หากินอิสระอยู่ในน้ำจืด
                        ปลาน้ำเค็มที่วิวัฒนาการเข้าไปอยู่ในแหล่งน้ำจืด จะต้องมีไตทำหน้าที่หลักในการขับถ่ายน้ำออกจากร่างกาย พร้อมๆกับสงวนเกลือแร่ และสารละลายที่จำเป็น เช่น กลูโคสเอาไว้ ดังนั้นไตของปลาในยุคปัจจุบัน จึง ต้องทำหน้าที่หลัก คือเป็นแหล่งกรองและดูดกลับสารที่ร่างกายต้องการ ปัสสาวะปลาน้ำจืดจึงเป็น ไฮโพทอนิก ( มีความเข้มข้นของสารที่ละลายน้อยกว่าที่มีในเลือดปลา )
                        ปลาน้ำเค็มหลีกเลี่ยงการสูญเสียน้ำโดยวิธีออสโมซิส โดยรักษาระดับความเข้มข้นของของเหลวในร่างกายให้อยู่ในสภาพที่เป็นไอโซทอนิกกับน้ำทะเล ปลากระดูกอ่อน เช่น ปลาแฮกฟีชสามารถรักษาความเข้มข้นของของเหลวในเลือดให้เป็นไอโซทอนิกกับน้ำทะเลได้โดยไม่มีการสูญเสียน้ำออกสู่ภายนอกโดยวิธีออสโมซิส ปลาฉลามมีวิธี การ ทำให้เลือดเป็นไอโซทอนิกกับน้ำทะเลแตกต่างกัน เพราะปลาฉลามได้พัฒนาให้มียูเรียสะสมอยู่ในเลือดในปริมาณที่สูงเป็นพิเศษ จึงไม่จำเป็นต้องขับน้ำออก าก ร่างกายตลอดเวลาเหมือนปลาชนิดอื่นๆ
                        ปลากระดูกแข็งที่วิวัฒนาการมาจากปลาน้ำจืดเข้าไปอยู่ในทะเลหลังปลากระดูกอ่อน เช่น ปลาโลเพียส (lopius) ความเข้มข้นของของเหลวในเลือดมีเพียง 1/3 ของน้ำทะเลทำให้เลือดเป็นไฮโพทอนิกต่อน้ำทะเล หากมีการสูญเสียน้ำออกจากร่างกายก็จะเป็นอันตราย เพราะจะทำให้พลาสมาเข้มข้นมากเกินไปจนเซลล์และเนื้อเยื่อไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ สัตว์พวกนี้จึงชดเชยการสูญเสียน้ำโดยการดื่มน้ำทะเลเพื่อช่วยรักษาระดับของน้ำไว ้แต่จะมีปัญหาตามมาก็คือต้องกำจัดเกลือมากเกินพอออกไปจากร่างกาย ปลาพวกนี้จะมีเหงือที่มีคุณสมบัติพิเศษสามารถขจัดเกลือส่วนที่เกินออกไป จึงทำให้ปลากระดูกแข็งพวกนี้ดำรงชีวิตอยู่ในทะเลได้ทั้งที่เลือดเป็นไฮโพทอนิกกับน้ำทะเล ลักษณะเช่นนี้แตกต่างจากปลาน้ำจืดทั่วไป เพราะเหงือกปลาน้ำจืดจะมีกลุ่มเซลล์ที่ช่วยทำหน้าที่ดูดเกลือแร่เข้าสู่ร่างกาย
                        1.2.2 แหล่งที่ได้รับและสูญเสียน้ำของสัตว์บก สัตว์บกมีวิธีควบคุมสมดุลของน้ำในร่างกาย โดยวิธีอื่นที่แตกต่างไปจากสัตว์น้ำ สัตว์บกได้รับน้ำจากการกินน้ำโดยตรงและจากอาหารที่กินซึ่งมีน้ำอยู่ด้วย เช่น ผัก ผลไม้ เนื้อสัตว์ นอกจากนั้นยังได้รับน้ำเพิ่มขึ้นจากกระบวนการเมแทบอลิซึม จากการออกซิไดส์กลูโคส 1 กรัม จะได้ น้ำ ปริมาณ 0.6 กรัม โปรตีน 1 กรัม ได้น้ำ 0.3 กรัม ไขมัน 1 กรัม ได้น้ำถึง 1.1 กรัม (ไขมันมีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบอยู่มากกว่าโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต)
                        หนูแกงการู ( kangaroo rat ) ซึ่งเป็นสัตว์ทะเลทรายแถบรัฐอะริโซน่า ในสหรัฐอเมริกา ได้รับน้ำจากออกซิเดชันของอาหารเพียงอย่างเดียว สัตว์ชนิดนี้ชอบกินเมล็ดพืชที่มีไขมันสูง
                        มนุษย์ต้องการน้ำวันละ 2 – 3 ลิตร โดยได้จากน้ำดื่มและอาหาร น้ำส่วนที่ได้เพิ่มจากออกซิเดชันของอาหาร ประมาณ วันละ 200 ลูกบาศก์เซนติเมตร
                        ร่างกายมนุษย์สูญเสียน้ำออกมากับ ลมหายใจ อุจจาระ และปัสสาวะโดยเสียกับการปัสสาวะมากที่สุดชายโตเต็มวัยจะถ่ายปัสสาวะวันละ 500 - 2,300 ลูกบาศก์เซนติเมตรหรือเฉลี่ยวันละประมาณ 1,500 ลูกบาศก์เซนติเมตร การถ่ายปัสสาวะจะช่วยขจัดสารพิษออกจากร่างกาย
                        1.2.3 น้ำในร่างกาย น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกลไกการทำงานต่างๆของร่างกาย เช่น ช่วยในการขนส่งสารเข้าและออกจากเซลล์ ช่วยส่งเสริมปฏิกิริยาทางเคมีให้เกิดขึ้น และช่วยรักษาสารเคมีของร่างกายซึ่งมีความจำเป็นต่อการทำงานของเซลล์ให้ปกติคงที่อยู่เสมอ
                        น้ำประกอบอยู่ในร่างกาย ประมาณ 3/4 หรือ 75 % ของน้ำหนักร่างกายทั้งหมด เช่น ในผู้ชายน้ำหนัก 70 กิโลกรัม จะมีจำนวนน้ำอยู่ในร่างกายประมาณ 40 ลิตร น้ำในเซลล์จะมีปริมาณ 25 ลิตร (intracellular fluid) ที่เหลือเป็นน้ำที่อยู่นอกเซลล์ (extracellular fluid) ประกอบด้วย 11.5 ลิตร ของน้ำในเนื้อเยื่อ (tissue fluid) และน้ำเลือด (blood plasma) 3.5 ลิตร น้ำในเนื้อเยื่อจะแยกออกจากน้ำในเซลล์ โดยมีผนังของเซลล์ที่กั้นอยู่และน้ำเลือดออกจากน้ำในเนื้อเยื่อ โดยมีผนังของเส้นเลือดฝอยกั้นไว้ส่วนประกอบของน้ำในเนื้อเยื่อ จะแตกต่างจากน้ำในเซลล์โดยขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของผนังเซลล์ที่กันอยู่จะยอมให้สารชนิดใดชนิดหนึ่งสามารถซึมผ่านได้มากหรือน้อย
                        น้ำในเนื้อเยื่อจะสมดุลกับน้ำเลือด โดยมีการผ่านไปมาของสารระหว่างผนังของเส้นเลือดฝอย ดังนั้นสารเคมีของทั้งสองด้านจะมีจำนวนเท่าๆกัน นอกจากโปรตีนในน้ำเลือดเท่านั้นมีค่ามากกว่าจะมีการแลกเปลี่ยนน้ำและสารเคมีอยู่ตลอดเวลาระหว่างน้ำในเนื้อเยื่อและน้ำเลือด ทำให้เนื้อเยื่อจะมีการถ่ายเทใหม่ (Renewed) อยู่ทุก 4 - 5 นาที ในอวัยวะที่ทำงานมาก (active organ) เส้นเลือดฝอยจะขยายและการหมุนเวียนของน้ำในเนื้อเยื่อจะมีอัตราเร็วมาก
                        ก. การสร้างน้ำในเนื้อเยื่อ (Formation of tissue fluid)
                        เมล็ดเลือดแดงจะเข้ามาทางเส้นเลือดฝอยเล็กๆ ซึ่งมีผนังที่เป็นรูพรุนด้วย ความดันประมาณ 30 – 35 มิลลิเมตรปรอท น้ำและสารทุกขนาดที่เล็กกว่าโมเลกุลของโปรตีนจะถูกขับออกทางผนังของเส้นเลือดฝอยเข้าไปสู่ช่องว่างระหว่างเซลล์ ความดันออสโมติกหรือแรงดึงของพลาสมาโปรตีนประมาณ 26 มิลลิเมตรปรอท ดังนั้นจึงมีแรงดันน้ำออกอยู่ประมาณ 5 – 10 มิลลิเมตรปรอท ที่บริเวณเส้นเลือดฝอยบริเวณปลายเส้นเลือดดำ ความดัน เลือด จะตกลงเหลือประมาณ 15 มิลลิเมตรปรอท แต่ความดันออสโมติกของพลาสมาโปรตีน จะทำให้มีแรงดันน้ำประมาณ 5 – 10 มิลลิเมตรปรอท ซึ่งจะดึงน้ำในเนื้อเยื่อ กลับ เข้าสู่เส้นเลือดฝอยไว้ได้ ในภาวะปกติการไหลออกของน้ำทางปลายของอาร์เทอริโอล ของเส้นเลือดฝอยจะสมดุลกับน้ำที่ไหลเข้าบริเวณปลายของเส้นเลือดดำ ซึ่งจะทำให้เกิดความสมดุลของน้ำในเส้นเลือด และ น้ำในช่องว่างระหว่างเนื้อเยื่อ คือ มีจำนวนคงที่อยู่เสมอ จะมีการไหลของน้ำจากปลายของเส้นเลือดแดงของเส้นเลือดฝอยเข้าไปในช่องว่างระหว่างเซลล์และไหลกลับเข้าทางเส้นเลือดดำอยู่ตลอดเวลา ประมาณครึ่งหนึ่งของน้ำเลือดจะมีการไหลเวียนช่องว่างระหว่างเนื้อเยื่อจะมีการระบายที่ดีคือ ระบบท่อน้ำเหลืองซึ่งทำหน้าที่ในการระบายสารที่มีโมเลกุลใหญ่เกินกว่าที่จะผ่านไปทางผนังเส้นเลือดฝอยได้ ท่อน้ำเหลืองมี 2 ท่อที่ไหลไปรวมกันเป็นท่อใหญ่ ท่อน้ำเหลืองทางแขนและศีรษะ ด้าน ขวาจะเทลงไปสู่เส้นเลือดเวน บริเวณต้นคอ ส่วนท่อน้ำเหลืองที่เหลือจะเทเข้าไปสู่ภายในจูกูลาร์ (jugular) และ ซับคลาเวียน เวน (subclavein vein) ทางด้านซ้าย ทุกๆท่อของน้ำเหลืองต้องผ่านต่อมน้ำเหลือง ซึ่งจะกรองเอาสารและสิ่งแปลกปลอม เช่น เชื้อโรค หรือ สี ออกไปก่อนไหลเข้าสู่ระบบการไหลเวียนของเลือด
                        มีโปรตีนบ้างจำนวนเล็กน้อยที่ผ่านเข้าไปยังช่องว่างของเนื้อเยื่อ และระบบท่อน้ำเหลืองนี้จะป้องกันไม่ให้มีการเพิ่มของจำนวนโปรตีนในน้ำนอกเซลล์มากเกินไป ถ้าไม่มีท่อน้ำเหลืองความดันออสโมติกของน้ำระหว่างเนื้อเยื่อจะค่อยๆสูงขึ้นเรื่อยๆแล้ว จะทำให้การไหลเวียนของเลือดดำไปยังเส้นเลือดฝอยจะหยุดลงทันที และเนื้อเยื่อต่างๆก็จะมีการคั่งน้ำ ซึ่งพบได้ในรายที่มีการอุดตันของท่อน้ำเหลือง ทำให้มีการบวมทั้งร่างกาย (Lymphatic edema)
                        ข. ประโยชน์ของน้ำในร่างกาย
                        1. การควบคุมอุณหภูมิทางร่างกาย โดยอาศัยคุณสมบัติของน้ำมีความจุความร้อนสูงจึงทำให้อุณหภูมิของร่างกายเปลี่ยนแปลงได้ช้าและไม่เปลี่ยนแปลงมาก ทั้งๆที่อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมอาจสูงหรือมีความร้อนจากกระบวนการเมแทบอลิซึมมาก เมื่อลองเปรียบเทียบการเพิ่มของอุณหภูมิขณะต้มน้ำกับเผาเหล็ก อาจจะพบว่าเหล็กนั้นร้อนได้เร็วและอุณภูมิเปลี่ยนแปลงได้มากกว่า ทั้งๆที่ให้ความร้อนในปริมาณและเวลาเท่ากัน นอกจากนี้การระเหยของน้ำจากเหงื่อก็ช่วยลดอุณหภูมิของร่างกายด้วย เพราะการระเหยของน้ำต้องใช้ความร้อนแฝงของการเป็นไอ ซึ่งกรณีนี้จะดูดเอาความร้อนจากผิวหนังของร่างกายไป
                        2. เป็นตัวทำละลายที่ดี โดยทำให้สารที่มีโมเลกุลใหญ่กลายเป็นสารที่มีโมเลกุลเล็ก ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการดูดซึมและแพร่กระจายของสารนั้นๆได้ เช่น การละลายยาฉีดก่อนนำไปฉีดให้ผู้ป่วย และการย่อยอาหารในระบบทางเดินอาหารเป็นต้น
                        3. เป็นตัวกลางในการนำสารต่างๆไปยังระบบที่เหมาะสม เช่น การนำออกซิเจนไปยังเซลล์และการนำของเสียออกจากเซลล์
                        4. เป็นตัวร่วมในปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญในร่างกายโดยเฉพาะอย่างยิ่งปฏิกิริยาการแยกสลายด้วยน้ำ (hydrolysis) ต่างๆ เช่น การสลาย ATP เพื่อให้ได้พลังงาน ดังสมการ

ATP ----------> ADP + P ₁ + พลังงาน
นอกจากนี้น้ำยังช่วยในการแตกตัวของสารอิเล็กโทรไลต์ต่างๆ

                        5. ช่วยลดการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารในแต่ละส่วนของร่างกายทั้งนี้เพราะน้ำมีโมเลกุลเล็กสามารถเข้า – ออกเซลล์ได้ดี ดังนั้นถ้าเกิดการเปลี่ยนแปลงปริมาณสารในส่วนหนึ่งของร่างกาย น้ำจากอีกส่วนหนึ่งสามารถเคลื่อนที่มาแทนหรือออกไปยังส่วนอื่นตามความแตกต่างของแรงดันออสโมซิส ทำให้ความเข้มข้นของส่วนนั้นเปลี่ยนแปลงไปไม่มาก

2. การควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย (regulation of body temperature )

                สิ่งมีชีวิตกระจัดกระจายอยู่ตามแหล่งที่มีอุณหภูมิแตกต่างกัน แต่อุณหภูมิภายในร่างกายของสัตว์แตกต่างกันน้อยมาก เนื่องจากภายในร่างกายมีปฏิกิริยา ชีวเคมีคอยปรับให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสมที่จะดำรงชีวิตอยู่ได้อย่างปกติสุข

                ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดในสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นในตัวกลาง ที่เป็น น้ำ น้ำในร่างกายมีฤทธิ์เป็นเกลืออ่อนๆ มีจุดเยือกแข็ง -1.0 องศาเซลเซียส หากน้ำมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งแล้วโมเลกุลต่างๆในน้ำจะเคลื่อนที่ไม่ได้ เพราะจะตกผลึกเป็นน้ำแข็ง หากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นการเคลื่อนที่ของโมเลกุลต่างๆจะเพิ่มมากขึ้น อัตราการเกิดปฏิกิริยาชีวะเคมีจะเพิ่มขึ้น อัตราของปฏิกิริยาเคมีจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น 10 องศาเซลเซียส ขีดสูงสุดของอุณหภูมิในร่างกายที่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้จะอยู่ที่จุดที่โปรตีนเริ่มสูญเสียคุณสมบัติทางกายภาพ หากโปรตีนเสียคุณสมบัติไปแล้วเอนไซม์ต่างๆ ฮอร์โมนและอินทรียสารในร่างกายที่เป็นโปรตีนจะไม่ทำงาน ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจึงต้องอาศัยอยู่ในสิ่งแวดล้อมที่มีอุณหภูมิพอเหมาะ คือ อยู่ในช่วงสูงกว่าจุดเยือกแข็ง และไม่เกิน 45-50 องศาเซลเซียส หรือมิฉะนั้นจะต้องปรับสภาพภายในร่างกายให้พอเหมาะ แต่ไซแอโนแบคทีเรียยังสามารถอยู่ในน้ำพุร้อนถึง 85 องศาเซลเซียสได้

                2.1 หลักการถ่ายเทความร้อน การถ่ายเทความร้อน 4 ทาง คือ การนำ การพา การแผ่รังสี และการระเหย
                การถ่ายเทความร้อน มีผลต่อการรักษาอุณหภูมิของร่างกาย อุณหภูมิของร่างกายจะลดลง เมื่อเกิดการถ่ายเทความร้อนไปสู่ที่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า โดยการนำความร้อน น้ำนำความร้อนได้ดีกว่าอากาศ อากาศและไขมันเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี จึงเป็นฉนวน สัตว์ที่ต้องการรักษาอุณภูมิของร่างกายไม่ให้สูญเสียออกสู่ภายนอกมากเกินไป จึงต้องมีแผ่นไขมันเป็นฉนวน การระเหยเป็นการถ่ายเทความร้อนอีกวิธีหนึ่ง น้ำทุกๆ 1 กรัม เมื่อเปลี่ยนสภาพจากของเหลวเป็นแก๊สจะสูญเสียความร้อนประมาณ 500 แคลอรี สิ่งมีชีวิตหลายชนิดรวมทั้งมนุษย์ได้ใช้ประโยชน์ของคุณสมบัติสำคัญของน้ำ ในการช่วยปรับสภาพสมดุลความร้อนในร่างกายได้อย่างรวดเร็ว รูปแบบของการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่าง ภายนอกและภายในร่างกายที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ
                นักชีววิทยาแบ่งสัตว์ตามลักษณะการปรับอุณหภูมิของร่างกายออกเป็นพวก คือ สัตว์เลือดเย็น (poikilothermes) และสัตว์เลือดอุ่น (homeotherms)

                2.2 สัตว์เลือดเย็น ได้แก่สัตว์น้ำทุกชนิด ปลา สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก สัตว์เลื้อยคลาน และแมลง ยกเว้นปลาวาฬ ปลาโลมา เงือก ฯลฯ สัตว์พวกนี้อุณหภูมิภายในร่างกายจะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิของน้ำ แม้ว่าสัตว์เหล่านี้จะมีกระบวนการเมแทบอลิซึมให้ความร้อนออกมาได้ แต่ความร้อนจะมีการสูญเสียไป อย่างรวดเร็วโดยการนำความร้อน โดยสูญเสียความร้อนออกจากร่างกายทางกระแสเลือด โดยการนำความร้อนบริเวณที่มีการสูญเสียความร้อนไปจากร่างกายมากที่สุด คือ เหงือก เหงือกเป็นอวัยวะที่มีเลือดมาหล่อเลี้ยงมากเพื่อแลกเปลี่ยนแก๊ส O₂ และ CO₂ กับน้ำ ปลา ส่วนใหญ่จะมีอุณหภูมิของร่างกายสูงกว่าน้ำรอบตัวเพียงเล็กน้อย
                น้ำที่สัตว์น้ำอาศัยอยู่ อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงน้อยมาก เพราะปริมาตรมหาศาลเมื่อเทียบกับขนาดของสัตว์ จะไม่พบบริเวณใดของมหาสมุทรที่เป็นทะเลเปิดมีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไปมากกว่า 10 องศาเซลเซียสในแต่ละปี น้ำมีคุณสมบัติขยายตัวเพื่อเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นของแข็ง จึงทำให้น้ำแข็งลอยตัวขึ้นมาอยู่บนผิวน้ำทำหน้าที่เป็นฉนวนให้กับน้ำที่อยู่ข้างล่าง ทำให้น้ำข้างล่างไม่แข็งตัว จึงยังมีชีวิตอาศัยอยู่ได้บริเวณน้ำตื้นอุณหภูมิน้ำเปลี่ยนแปลงมากกว่าบริเวณน้ำลึก ปลาน้ำลึกจะแสวงหาแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีอุณหภูมิเหมาะสมกับร่างกาย ปลาน้ำลึกไม่มีกลไกพิเศษในการปรับปรุงอุณหภูมิของร่างกายให้เหมาะกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น ปลาจะตายเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว
                กลุ่มสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก จะมีความแตกต่างจากสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆในด้านการปรับอุณหภูมิ ปกติพวกสัตว์มีกระดูกสันหลังจะขาดความทนต่ออุณหภูมิที่สูง สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกผิวหนังจะมีความสามารถเคลื่อนย้ายน้ำ ถ้าสัตว์พวกนี้อยู่บนบก ผิวหนังจะสูญเสียน้ำไปอย่างรวดเร็ว ถึงแม้ว่าร่างกายของพวกนี้จะมีความอดทนที่จะอยู่บนบกได้ โดยอาศัยความทนทานของร่างกายและความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม สัตว์พวกนี้จึงเป็นกลุ่มสัตว์ที่มีมากที่อาศัยอยู่บนพื้นดิน โดยเฉพาะในเขตอากาศร้อนชื้น
                ปกติสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก มีอัตราเมแทบอลิซึมต่ำ และอยู่ได้เป็นเวลานานโดยไม่ต้องกินอาหาร และอยู่ในที่มีอุณหภูมิสูงและน้ำขาดแคลน พวกที่ขุดรูอยู่ก็อยู่ได้ในสภาพหลับจำศีลใต้ดินอาจอยู่นานถึง 2 ปี หรือมากกว่านั้น (Wilson, 1972:651-652)
                สัตว์เลื้อยคลานที่อยู่บนบกเช่น งู ตุ๊กแก จิ้งจก กิ้งก่า แย้ ตะกวด ฯลฯ เป็นสัตว์พวกสัตว์เลือดเย็น แต่สามารถปรับอุณหภูมิของร่างกายในช่วงที่มีกิจกรรมที่ต้องใช้พลังงานมากให้สูงขึ้นกว่าขณะนอนพัก สัตว์เลื้อยคลานเหล่านี้ต้องการแสงอาทิตย์ไปกระตุ้นให้อุณหภูมิของร่างกายสูงเพียงพอที่จะเกิดกิจกรรมประจำวัน เมื่อร่างกายได้รับแสงอาทิตย์ อุณหภูมิร่างกายจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ไม่ว่าจะอยู่ในทะเลทรายหรือบนภูเขาสูงๆ หรือขั้วโลก เมื่อร่างกายมีอุณหภูมิสูงขึ้นในระดับที่พอเหมาะสม สัตว์เลื้อยคลานจึงจะเคลื่อนไหวให้ร่างกายรับแสงอาทิตย์น้อยลง หรือหลบเข้าที่ร่ม ดังนั้นกิ้งก่า จิ้งเหลนจึงรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วงที่แคบมาก กลางคืนอุณหภูมิลดลง สัตว์เหล่านี้จะเคลื่อนไหวน้อย หลบเข้าไปอยู่ในที่ปลอดภัย และหยุดการเคลื่อนไหว อุณหภูมิของร่างกายจะลดต่ำจนใกล้เคียงกับสิ่งแวดล้อมที่มันอาศัย
                พวกแมลง เช่น ผึ้ง มีการปรับอุณหภูมิ เช่นบริเวณรวงตัวอ่อนมีอุณหภูมิพอเหมาะระหว่าง 33 องศาเซลเซียสถึง 35 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิทั่วไปภายในรัง 29 องศาเซลเซียส ในฤดูร้อนผึ้งจะกระจายตัวกันอยู่และมีการทำให้เย็นได้โดยยืนอยู่หน้ารังและกระพือปีก (fanning) พัดน้ำที่หามาให้ระเหยเหมือนระบบพัดลมปรับอากาศ ในฤดูหนาวเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 14 องศาเซลเซียสและผึ้งจะแข็งตายที่อุณหภูมิ -1.9 องศาเซลเซียส เพื่อการอยู่รอดในรังไม่ควรมีอุณหภูมิต่ำกว่า 7 องศาเซลเซียส ในกรณีที่อุณหภูมิลดลงผึ้งจะเกาะกลุ่มกันแน่นภายในรังเพื่อเพิ่มความร้อนขึ้น
                การรักษาอุณหภูมิภายในรังผึ้งนั้นสำคัญมาก เพราะผึ้งเป็นแมลงประเภทสัตว์เลือดเย็น ร่างกายไม่สามารถปรับอุณหภูมิภายในได้อย่างรวดเร็วเหมือนสัตว์เลือดอุ่น ดังนั้นวิธีปรับอุณหภูมิภายในรังจึงเป็นพฤติกรรมอย่างหนึ่งของผึ้งงาน (สิริวัฒน์ วงษ์ศิริ .2532:68)

                2.3 สัตว์เลือดอุ่น เป็นสัตว์บก เช่น นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม สัตว์พวกนี้สามารถรักษาระดับอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ได้ แม้อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมจะเปลี่ยนไปส่วนใหญ่แล้วอุณหภูมิภายในร่างกายจะสูงกว่าสิ่งแวดล้อม สัตว์พวกสัตว์เลือดอุ่น สร้างความร้อนออกมาจากภายในร่างกายโดยออกซิไดส์โมเลกุลของกลูโคสและสารที่ให้พลังงานอื่นๆ ได้สัตว์พวกนี้ต้องใช้พลังงานสูงอัตราเมแทบอลิซึมมีค่าเป็น 2 เท่าของพวกสัตว์เลือดเย็นที่มีขนาดเท่ากันในที่ที่มีอุณหภูมิเท่ากัน สัตว์เลือดอุ่นต้องใช้พลังงานสูงมากขึ้น เพราะสัตว์ขนาดเล็กมีอัตราส่วนระหว่างพื้นผิวและปริมาตรสูงกว่าสัตว์ขนาดใหญ่
                ความร้อนของสัตว์พวกสัตว์เลือดอุ่น เกิดขึ้นภายในร่างกาย ดังนั้นภายในจึงมีอุณหภูมิสูงกว่าส่วนที่อยู่ผิวนอก เช่นอุณหภูมิของผิวหนังจะต่ำกว่า 30 องศาเซลเซียส ความร้อนจากภายในร่างกาย จะถูกนำออกมาที่บริเวณผิวหนังโดยกระแสเลือด กลไกควบคุมอุณหภูมิของร่างกายจะเกี่ยวข้องกับการเพิ่มหรือการลดการสร้างความร้อนภายในซึ่งสัมพันธ์กับการสูญเสียความร้อนออกไปจากร่างกาย
                การควบคุมอุณหภูมิภายในร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมนั้นจะมีระบบประสาทอัตโนวัติ ที่มีศูนย์ควบคุมอยู่ในไฮโพทาลามัส ทำหน้าที่เสมือนตัวควบคุมอุณหภูมิที่ใช้กับระบบเครื่องทำความเย็น หรือตู้อบ ไฮโพทาลามัสจะได้ข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิ เพื่อมาเปรียบเทียบกับระดับที่ตั้งเอาไว้ เพื่อสั่งงานที่เหมาะสมไปตามระบบประสาทอัตโนวัติ ให้ทำงานตอบสนองต่อข้อมูลที่ได้รับต่อไป แต่ ไฮโพทาลามัสมีลักษณะแตกต่างกับตัวควบคุมอุณหภูมิ คือการรับข้อมูล รวม ที่มาจากตัวรับของอุณหภูมิซึ่งกระจายอยู่ทั่วร่างกาย
                ในภาวะปกติตัวรับเกี่ยวกับความร้อนและความเย็นที่ผิวหนัง จะเป็นแหล่งสำคัญที่สุด ในการให้ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิภายนอกร่างกายและที่ไฮโพทาลามัสเองจะมีตัวรับที่จะรับรู้อุณหภูมิของเลือดที่ไหลผ่าน
                การที่อุณหภูมิร่างกายสูงขณะเป็นไข้มิได้เกิดจากไฮโพทาลามัสทำงานบกพร่องแต่เป็นผลมาจากการปรับระดับของตัวควบคุมอุณหภูมิ ขณะมีอาการไข้ คนไข้จะรู้สึกหนาวสั่นทั้งๆที่อุณหภูมิร่างกายสูงขึ้นแต่ก็ยังต่ำกว่าระดับที่ปรับใหม่ขณะที่เป็นไข้ พบว่าสารที่มีผลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระดับของตัวควบคุมอุณหภูมิ เป็นโปรตีนที่หลั่งออกมาจากเซลล์เม็ดเลือดขาว ซึ่งตอบสนองต่อเชื้อโรค ประโยชน์ของการปรับระดับของตัวควบคุมอุณหภูมิยังไม่ทราบแน่ชัด แต่มีข้อสันนิษฐานที่ว่าการเปลี่ยนระดับอาจช่วยให้สภาพแวดล้อมไม่เหมาะสมต่อการเจริญของเชื้อโรค หรือมิฉะนั้นอาจมีส่วนไปกระตุ้นร่างกายให้หลั่งสารที่จำเป็นในกระบวนการสร้างภูมิคุ้มกันออกมาต่อต้าน
                เมื่อใดที่อุณหภูมิร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมเพิ่มสูงเหนือระดับตัวควบคุมอุณหภูมิที่กำหนดไว้ เส้นเลือดที่อยู่ใกล้บริเวณผิวหนังจะขยายตัวเพิ่มปริมาณเลือดไปเลี้ยงผิวหนังมากขึ้น เมื่ออากาศเย็นกว่าที่ผิวหนังก็จะมีการถ่ายเทความร้อนให้กับอากาศ นอกจากนั้นความร้อนอาจสูญเสียไปในการระเหยออกมากับน้ำลายและเหงื่อ ในสุนัขจึงใช้ปากช่วยหายใจ แมวจะมีอากาศผ่านบริเวณปากและลิ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้ความร้อนระเหยผ่านออกมาทางน้ำลายได้ จึงช่วยลดอุณหภูมิของร่างกาย มนุษย์และม้าจึงระบายความร้อนส่วน เกินออกมาทางต่อมเหงื่อซึ่งกระจายอยู่ทั่วร่างกาย การขับเหงื่อเป็นการระบายความร้อนออกจากร่างกาย ซึ่งทำให้เกิดการสูญเสียน้ำและเกลือแร่มาก จะมีผลไปกระตุ้นศูนย์ในไฮโพทาลามัส ทำให้เกิดการกระหายน้ำและมีการหลั่งฮอร์โมน ADH จากไฮโพทาลามัสเพื่อให้หน่วยไตดูดน้ำกลับเพื่อประหยัดน้ำ
                ขณะที่อุณหภูมิในเลือดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมและสัตว์ปีกลดต่ำกว่าระดับที่ตั้งไว้ จะมีผลทำให้เส้นเลือดบริเวณผิวหนังหดตัว เพื่อจำกัดความร้อนที่สูญเสียออกสู่ภายนอกพร้อมกับเพิ่มอัตราเมแทบอลิซึ่มในร่างกายและเพิ่มกิจกรรมของระบบประสาทและกล้ามเนื้อ
                สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมส่วนใหญ่จะมีชั้นไขมันหนาอยู่ใต้ผิวหนังทำหน้าที่เป็นฉนวนความร้อน นอกจากนั้นยังมีขน (hair) พวกนกจะมีขน (feather) เป็นฉนวนความร้อนให้กับร่างกายเพิ่มขึ้นด้วย
                การที่จะรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่อยู่ได้จะต้องใช้พลังงานกายสูงมาก นกแม้จะมีขนาดเล็ก แต่ต้องรักษาอุณหภูมิในร่างกายให้อยู่ประมาณ 40 - 42 องศาเซลซียส ซึ่งสูงกว่าของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมทุกชนิด ดังนั้นนกจึงต้องกินอาหารอยู่ตลอดเวลาอาหารที่กินจะต้องมีโปรตีนสูง เช่น แมลง เมล็ดพืช นกต้องกินอาหารประมาณร้อยละ 30 ของน้ำหนักตัว
                นกฮัมมิ่ง (humming bird) มีการจัดตัวควบคุมอุณหภูมิที่ต่างกันระหว่างกลางวันและกลางคืน โดยมีอัตราการกินสูงมากในตอนกลางวัน ตกเย็นอุณหภูมิ ของร่างกายจะลดลงหยุดกินและ พักผ่อนและอัตราของเมแทบอลิซึ่มในร่างกายจะลดต่ำลงด้วย
                ไฮเบอร์เนชั่น (hibernation) เป็นการจำศีลหน้าหนาวของสัตว์ สัตว์จะมีการปรับระดับตัวควบคุมอุณหภูมิให้ต่ำลงในช่วงจำศีล สัตว์ที่จำศีลในหน้าหนาวจะเป็นสัตว์ขนาดเล็ก เช่น สัตว์กินแมลง แฮมสเตอร์ กระรอกดิน ค้างคาวบางชนิด และนกขนาดเล็กบางชนิด ในช่วงจำศีลร่างกายจะตั้งตัวควบคุมอุณหภูมิไว้ค่อนข้างต่ำมาก จนเกือบใกล้เคียงกับอุณหภูมิภายนอกร่างกายคือ เกือบ 0 องศาเซลเซียส อัตราการเต้นของหัวใจจะต่ำลง ในกระรอกดินขณะไม่จำศีล หัวใจจะเต้นเร็วราว 200 - 400 ครั้งต่อนาที แต่ในยามจำศีลจะลดลงเหลือเพียง 7 - 10 ครั้งต่อนาทีเท่านั้น ที่น่าสนใจประการหนึ่ง คือ สัตว์จำศีลหน้าหนาวจะไม่แก่ง่ายและมีอายุยืนยาวกว่าพวกที่ไม่ได้จำศีล สมาธิในการจำศีลหน้าหนาวอาจถูกรบกวนจากสภาพแวดล้อมภายนอกได้เช่น CO₂ เพิ่มมาก ขึ้นทำให้สัตว์ต้องหายใจถี่ขึ้นจึงอาจตื่นจากการจำศีล อุณหภูมิในบริเวณที่จำศีลหากเพิ่มสูงกว่า 0 องศาเซลเซียส เมื่อได้ยินเสียงรบกวนหรือถูกแตะตัวเบา ๆ ก็จะตื่นจากการจำศีลได้ก่อนถึงเวลา จำศีลสัตว์มักกินอาหารมากเพื่อสะสมไขมันไว้ในฤดูจำศีล
                สัตว์มีวิธีอนุรักษ์ความร้อนแบบต่าง ๆ กันไป เช่นกระรอกในเขตหนาวขณะจำศีลหน้าหนาวจะม้วนงอตัวเพื่อลดอัตราส่วนของพื้น ผิวกับปริมาตรที่สัมผัสกับอากาศที่หนาวเย็น ส่วนลูกนกเพนกวินจะเบียดตัวอยู่ชิดกันเป็นกลุ่มใหญ่ๆ เพื่อความอบอุ่นและลดอัตราส่วนของพื้นที่ผิว กับปริมาตร 2.4 กลไกการปรับสภาพร่างกายให้เข้ากับสภาพเย็นจัดและร้อนจัด

                2.4 กลไกการปรับสภาพร่างกายให้เข้ากับสภาพเย็นจัดและร้อนจัด
                        2.4.1 การปรับสภาพร่างกายให้เข้ากับความเย็นจัด สัตว์ส่วนใหญ่ใช้วิธีเพิ่มปริมาณฉนวนกันความร้อน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมในเขตอาร์กติก จะมีขนหนา (fur) ส่วนมากจะมีขนหนาสามารถอุ้มอากาศไว้เป็นฉนวน ปลาวาฬ แมวน้ำ วอลลัสและนกเพนกวิน จะมีแผ่นไขมัน เป็นฉนวนที่มีประสิทธิภาพดีกว่าขน อัตราการสูญเสียความร้อนขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวที่ติดต่อกับภายนอกและผลต่างของอุณหภูมิระหว่างผิวกับรอบ ๆ ตัว สัตว์ทะเลสามารถจะรอดชีวิตอยู่ได้ใน น้ำทะเลที่เย็นจัด ทั้ง ๆ ที่อุณหภูมิผิวหนังลดลงมากมายจนกระทั่งวัดได้สูงกว่าน้ำทะเลรอบตัวเพียง 1 องศาเซลเซียสเท่านั้น การที่อุณหภูมิผิวหนังลดต่ำลงจะช่วยให้ยังคงรักษาระดับอุณหภูมิของร่างกายไว้ได้ มนุษย์จะสูญเสียความร้อนผ่านไขมันใต้ผิวหนังออกสู่ภายนอกได้น้อยมาก
                        สัตว์บางชนิดยินยอมให้ปริมาณปลายแขน ปลายขา และหางมีอุณหภูมิลดลงได้บ้างเพื่อสงวนความร้อนให้กับร่างกายเช่นสุนัขจิ้งจอกขั้วโลกมีไขมันในเท้าที่มี ลักษณะแตกต่างไปจากไขมันที่ส่วนอื่นของร่างกายทำให้อุ้งเท้ามีลักษณะนุ่มเป็นพิเศษสามารถทำงานได้ในอุณหภูมิต่ำถึง - 50 องศาเซลเซียส และนกทะเลบริเวณขั้วโลกจะมีอุ้งเท้าอุ่น เท่ากับอุณหภูมิของร่างกายจึงออกหากินในฤดูหนาวได้ สัตว์ในเขตอาร์กติกบางชนิดมีเส้นเลือดเวนและอาร์เทอรี่ไปเลี้ยงแขน ขา ครีบ หรือหางติดต่อถึงกันทำให้เลือดที่เย็นจัดที่นำกลับมาจากอวัยวะเหล่านี้ทางเส้นเวนได้รับความร้อนจากเส้นเลือดอาร์เทอรี่ที่นำเลือดเข้าสู่อวัยวะเหล่านี้ได้ ทั้งเวนและอาร์เทอรี่จะอยู่ชิดกันจนทำให้มีโอกาสถ่ายเทความร้อนถึงกันได้มากที่สุด นั่นคือความร้อนที่ถูกนำมาโดยเส้นเลือดจะไม่สูญเปล่าไปกับอากาศเย็นจัดภายนอก แต่จะช่วยอุ่นเลือดที่เย็นจัดก่อนจะนำกลับเข้าสู่ภายในร่างกาย กลไกนี้ช่วยให้รักษาความร้อนภายในร่างกายให้คงที่โดยวิธีการถ่ายเทความร้อนแบบทวนกระแส (countercurrentexchange)
                        2.4.2 การปรับสภาพร่างกายให้เข้ากับสภาพร้อนจัด มนุษย์เป็นสัตว์เลือดอุ่นที่สามารถ ทนทานอยู่ในอุณหภูมิที่สูงได้เป็นเวลานานพอสมควร มนุษย์จะต้องถ่ายเทความร้อนสูง ๆ ออกจากร่างกายได้ จะต้องหลั่งเหงื่อออกมามากมายและจะต้องดื่มน้ำทดแทนในปริมาณที่มากด้วย
                        อูฐสามารถทน ต่อ ความร้อนที่อยู่ในทะเลทรายได้ เนื่องจากอูฐมีข้อได้เปรียบมนุษย์อยู่หลายประการ ดัง เช่น ปัสสาวะอูฐเข้ม ข้น กว่าของมนุษย์มากจึงทำให้ไม่สูญเสียน้ำเกินความจำเป็น อูฐ สามารถทนทานต่อสภาพการสูญเสียน้ำจากการระเหยได้ดีกว่ามนุษย์มาก คนสามารถทนต่อสภาพการสูญเสียน้ำได้ไ ม่ เกินร้อยละ 10 ของน้ำหนักตัว หากสูญเสียเกินร้อยละ 12 จะไม่สามารถช่วยตัวเองได้ หากไม่ได้รับน้ำเข้าไปทดแทนจะเสียชีวิตได้ หนู (rat) สามารถทนต่อการสูญเสียน้ำได้ร้อยละ 12 - 14 ของน้ำหนักตัวแต่อูฐสามารถสูญเสียน้ำได้ถึงร้อยละ 25 โดยไม่เกิดอันตรายใด ๆ อูฐสามารถเดินทางในทะเลทรายในช่วงฤดูร้อน ได้ เป็นสัปดาห์โดยไม่ต้องดื่มน้ำเลย ในช่วงฤดูหนาวจะเดินทางได้มากเป็น 3 เท่าโดยไม่ต้องดื่มน้ำ ประการสำคัญที่สุด คือ อูฐ คงทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิร่างกายถึง 5-6 องศาเซลเซียส โดยไม่เป็นอันตราย ร่างกายอูฐสามารถสะสมความร้อนเอาไว้ตอนกลางวันในระดับที่สูงมาก จนตัวควบคุมอุณหภูมิของร่างกายคนทำเช่นนั้นไม่ได้ แล้วอูฐจะระบายความร้อนออกจากร่างกายภายในตอนกลางคืน เมื่อเริ่มวันใหม่ในหมู่อูฐจะมีระดับอุณหภูมิปกติการที่ร่างกายอูฐจะปล่อยให้ มีอุณหภูมิสูงโดยไม่ระบายความร้อนออกในตอนกลางวันจะช่วยให้อูฐประหยัดการสูญเสียน้ำออกจากร่างกายได้วันละประมาณ 5 ลิตร
                        หนอก (hump) บนหลังอูฐเป็นแหล่งสะสมก้อนไขมัน ดังนั้นไขมันจะมาจับกลุ่มรวมกันอยู่ที่หนอกมากกว่าแหล่งอื่น ๆ หนอกที่มีไขมันสะสมอยู่จะทำหน้าที่เป็นฉนวนความร้อนป้องกันไม่ให้ความร้อนจากภายนอกถ่ายเทเข้าสู่ร่างกายได้ง่ายการมีไขมันกระจายปก คลุมทั่วร่างกายเป็นลักษณะที่เหมาะสมสำหรับสัตว์ในเขตหนาว เช่นบริเวณขั้วโลกเท่านั้น
                        สัตว์ทะเลทรายขนาดเล็กมีการปรับตัวให้เข้ากับสภาพร้อนจัดในทะเลทรายได้ โดยหลีกเลี่ยงกับความร้อนในตอนกลางวัน จึงออกหากินในตอนกลางคืน กลางวันจะหมอบอยู่ในรูหรือที่กำบัง วิธีนี้ช่วยให้ร่างกายไม่สูญเสียความร้อนและน้ำ

3. การก่อภูมิคุ้มกัน (immunity)

                เป็นกลไกทางสรีรวิทยา ที่ทำให้ร่างกายรู้จักสิ่งแปลกปลอมเพื่อจะได้สามารถกำจัดสิ่งแปลกปลอมนั้นได้ 

                ความหมายของการก่อภูมิคุ้มกัน จึงหมายถึงความต้านทานของร่างกายต่อสิ่งแปลกปลอมนานาชนิด ในปัจจุบันนี้เราทราบว่าระบบภูมิคุ้มกันมีหน้าที่มากกว่านี้ คือยังทำหน้าที่กำจัดเซลล์ของร่างกายตนเองที่ตายแล้วทำลายเซลล์ที่ชำรุด เซลล์ที่มีลักษณะผิดปกติ เช่น เซลล์ที่ผ่าเหล่า ซึ่งเป็นเซลล์มะเร็ง เป็นต้น
                เมื่อมีสิ่งแปลกปลอมภายนอกเข้าสู่ร่างกายทางผิวหนัง ระบบหายใจ ระบบย่อยอาหาร ระบบหมุนเวียนของเลือด ระบบสืบพันธุ์ ร่างกายจะมีกลไก และกรรมวิธีที่จะหยุดยั้งและกำจัดสิ่งแปลกปลอม เช่น มีขนจมูก น้ำเมือก ซิเลีย คอยดักจับไว้ มีการไอจามหรืออาเจียน เมื่อกำจัดสิ่งแปลกปลอมออกจากร่างกาย หากยังไม่สามารถยับยั้งสิ่งแปลกปลอมได้ ร่างกายจะมีกลไกขั้นต่อไปโดยใช้เซลล์พิเศษที่เรียกว่า ฟาโกไซต์ซึ่งอยู่ในกระแสเลือดหรืออวัยวะบางแห่งเข้ามาทำลายสิ่งแปลกปลอมโดยกระบวนการฟาโกไซโทซิส หากสิ่งแปลกปลอมมีปริมาณมาก หรือมีคุณสมบัติพิเศษเกินความสามารถที่จะกำจัดโดยกลไก 2 ประการที่กล่าวมาแล้ว ร่างกายจะใช้กลไกขั้นสุดท้าย ซึ่งมีความซับซ้อนมากแต่มีประสิทธิภาพสูง นั่นคือการตอบสนองต่อสิ่งเร้าแบบการก่อภูมิคุ้มกัน มนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมอื่นๆ จะมีการวิวัฒนาระบบการก่อภูมิคุ้มกัน (immune system) ขึ้นมา ระบบนี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีระหว่างโมเลกุลของสารประกอบจำเพาะที่ร่างกายสร้างขึ้น ที่เรียกว่าแอนติบอดีกับสาร เคมีแปลกปลอมจากภายนอกร่างกายที่เรียกว่าแอนติเจนหรือสารที่มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับแอนติเจน การศึกษาเกี่ยวกับธรรมชาติและกลไกของการก่อภูมิคุ้มกันเรียกว่า วิทยาภูมิคุ้มกัน (immunology)

ตารางที่ 6.3 เซลล์ทำหน้าที่ในระบบการก่อภูมิคุ้มกัน

ชนิดของเซลล์และรูปร่าง	จำนวนคิดเป็นร้อยละ	ตำแหน่งที่สร้าง	หน้าที่
1. นิวโทรฟิล	50 - 70	ไขกระดูก	ฟาโกไซโทซิสผลิตสารที่ทำให้เกิดการอักเสบ เช่น คีโมแทกซิน
2. อิโอสิโนฟิล	1 - 4	ไขกระดูก	ทำลายพยาธิชนิดต่างๆ
3.เบโซฟิล	0.1	ไขกระดูก	หลั่งสารฮิสทามินเปลี่ยนแปลงเป็นสาร มาสต์เซลล์ได้
4. ลิมโฟไซต์	20 - 40	ไขกระดูก, ต่อมไทมัส, ต่อมน้ำเหลือง	ชนิดบีเซลล์ผลิตสารแอนติบอดี (หลังจากที่เปลี่ยนเป็นสารพลาสมาเซลล์)
		ม้าม	ชนิดทีเซลล์ทำหน้าที่ กระตุ้นให้บีเซลล์สร้างแอนติบอดี
5. มอโนไซต์	2 - 8	ไขกระดูก	เปลี่ยนเป็นแมโครเฟจี
6. พลาสมาเซลล์	-	ได้จากลิมโฟไซต์ชนิด บีเซลล์ในต่อมน้ำเหลือง, ม้าม	ผลิตแอนติบอด
7. แมโครเฟจ	-	ส่วนใหญ่เปลี่ยนแปลงมาจาก มอโนไซต์	ฟาโกไทโทซิสช่วยในการสร้างแอนติบอดี ผลิตสารที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบ ควบคุมลิมโพไซต์และ ร่างกายให้ตอบสนองต่อการติดเชื้อ

(ที่มา : ดัดแปลงมาจาก Vander, Sherman and Luciano . 1985: 601)     

                ระบบภูมิคุ้มกันประกอบด้วยเซลล์จากระบบเลือดและระบบน้ำเหลืองซึ่งได้แก่เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดต่างๆ และอวัยวะในระบบต่อมน้ำเหลืองซึ่งเป็นแหล่ง ผลิตเม็ดเลือดขาวและเซลล์บางชนิด อวัยวะในระบบน้ำเหลืองได้แก่ ต่อมน้ำเหลือง ม้าม ต่อมไทมัส ไขกระดูก เป็นต้น

                3.1 เซลล์จากระบบน้ำเหลือง ( lymphoid cells )

                เม็ดเลือดขาวชนิดลิมโฟไซ ต์ และมอโนไซต์เป็นเซลล์ที่สำคัญในการต่อต้าน และทำลายสิ่งแปลกปลอมที่เข้าสู่กระแสเลือด เม็ดเลือดขาวดังกล่าวมีกำเนิดมาจากไขกระดูกและนำไปสร้างเป็นเซลล์จะแปรสภาพไปเป็นแมโครเฟจ ซึ่งทำหน้าที่โอบกลืนและทำลายสิ่งแปลกปลอมหรือแอนติเจน โดยเฉพาะจุลินทรีย์ เชื่อกันว่าเป็นปฏิกิริยาเคมีที่สลับซับซ้อนของแอนติเจนกับโมเลกุลอาร์เอ็นเอ เกิดขึ้นภายในเซลล์แมโครเฟจ แอนติบอดีที่ถูกทำให้หมดฤทธิ์ หรือสมบัติในการทำลายไปนี้จะเป็นตัวการสำคัญที่กระตุ้นทำให้เกิดเซลล์ลิมโฟไซต์ชนิดพิเศษที่มีขนาดเล็กจำนวนมากมาย ซึ่งจัดเป็นกลุ่มสำคัญได้ 3 กลุ่ม คือ กลุ่มทีเซลล์ (T-cell) มีอยู่ร้อยละ 65 กลุ่มบีเซลล์ (B-cell) มีอยู่ร้อยละ 20 ที่เหลืออีกร้อยละ 15 นั้น จะเป็นเซลล์ชนิดอื่นที่สามารถทำหน้าที่ต่อต้านสิ่งแปลกปลอมจากภายนอกได้
                ลิมโฟไซต์ชนิดทีเซลล์ มีขนาดเล็กอาจมีชื่ออีกอย่างหนึ่งว่า ไทมอไซต์ (thymocyte) เพราะมีแหล่งสร้างจากต่อมไทมัส (thymus gland) โดยมีต้นกำเนิดมาจากไขกระดูก เช่นเดียวกับพวกที่สร้างที่ม้าม
                ลิมโฟไซต์ชนิดทีเซลล์มีหน้าที่สำคัญในการสร้างภูมิคุ้มกันร่างกาย อาการแพ้ต่อการต่อสู้กับเชื้อโรคชนิดต่างๆ แม้เซลล์มะเร็ง และการที่ร่างกายไม่ยอมรับเนื้อเยื่อจากบุคคลอื่น บางครั้งจึงเรียกกลไกภูมิคุ้มกันนี้ว่าระบบทีเซลล์ (t-cell system)
                ทีเซลล์แบ่งตามหน้าที่ได้ 2 ประเภท คือ ทีเซลล์ผู้ช่วย (helper T-cell) ซึ่งทำหน้าที่กระตุ้นบีเซลล์ให้สร้างแอนติบอดีจำเพาะขึ้นมาต่อต้าน กับ สิ่งแปลกปลอมจากภายนอกอีกชนิดหนึ่งคือทีเซลล์ผู้ยับยั้ง (suppressor T-cell) ทำหน้าที่กดการทำงานของลิมโฟไซต์ชนิดอื่นๆ ซึ่งกลไกในการควบคุมการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันร่วมกับแอนติบอดีและสารอื่นๆ ในสภาพร่างกายปกติควรมีอัตราส่วนระหว่างทีเซลล์ผู้ช่วยกับทีเซลล์ผู้ยับยั้ง ประมาณ 1:2:2 หากอัตราส่วนผิดไปจากนี้ แสดงว่ามีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นในระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายยังมีทีเซลล์อื่นๆอีกเช่นทีเซลล์ผู้ฆ่า (killer T-cell) และทีเซลล์ความจำ (memory T-cell)
                ลิมโฟไซต์ จะกลายเป็นเซลล์ขนาดใหญ่ขึ้นเรียกว่า พลาสมาเซลล์ (plasma cell) ทำหน้าที่ในการสร้างแอนติบอดี เมื่อได้รับการกระตุ้นจากแอนติเจน พลาสมาเซลล์มีอายุเพียง 2 – 3 วันเท่านั้น มีเซลล์บางเซลล์แปรสภาพไปเป็นเซลล์ที่มีขนาดเล็กอีกชนิดหนึ่งเรียกว่า เซลล์ความจำ มีอยู่จำนวนน้อยแต่มีอายุยาวนานในกระแสเลือดเซลล์ความจำมีหน้าที่เป็นยามคอยจับตาดูแอนติเจนจำเพาะที่ยังเหลืออยู่หรือเล็ดลอดเข้าสู่ร่างกายอีก เซลล์ความจำจะจำได้อย่างแม่นยำ และสร้างแอนติบอดีจำเพาะขึ้นมาต่อต้าน และทำลายแอนติเจนอย่างรวดเร็ว
                บีเซลล์ในระบบน้ำเหลืองมีต้นกำเนิดมาจากม้าม จะมีบทบาทสำคัญในการต่อต้านสิ่งแปลกปลอมจากภายนอก จึงเรียกระบบการป้องกันร่างกายแบบนี้ว่าระบบบีเซลล์ (B - cell system)

รูปที่ 6.6 : การเกิดเซลล์ที่มีหน้าที่สำคัญในระบบภูมิคุ้มกัน และหน้าที่เกี่ยวกับการตอบสนองภูมิคุ้มกัน (ที่มา : Audesirk and Audesirk. 1989 : 494)

                จากรูป 6.6 จะพบทีเซลล์ชนิดพิเศษอีก 2 ชนิด คือ ทีเซลล์ผู้ฆ่า ทำหน้าที่ทำลายเซลล์มะเร็งและเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัส อีกชนิดหนึ่ง คือทีเซลล์ความจำเป็นพวกที่มีอายุยืนยาวนานมีหน้าที่จัดเตรียมการก่อภูมิคุ้มกันไว้ใช้ในอนาคต
                ในสภาพปกติลิมโฟไซต์ชนิดต่างๆ จะทำหน้าที่ป้องกันร่างกายด้วยการทำงานเสริมและประสานกันตลอดเวลาโดยมีกลไกซับซ้อน แต่มีประสิทธิภาพยิ่ง ดังเช่น เมื่อมีเชื้อโรคผ่านเข้าสู่ร่างกาย และหมุนเวียนเข้าไปในกระแสเลือด เซลล์แมโครเฟจจะทำหน้าที่เป็นด่านตรวจสอบชนิดหรือประเภทของเชื้อโรค และส่งสัญญาณให้กับลิมโฟไซต์ ชนิดทีเซลล์ทราบทันที ทีเซลล์ เมื่อได้รับสัญญาณก็จะทำหน้าที่เพิ่มจำนวนอย่างมากมาย ขณะเดียวกัน ลิมโฟไซต์ชนิดทีเซลล์ผู้ช่วยก็จะส่งสัญญาณไปกระตุ้นบีเซลล์ ให้สร้างแอนติบอดีจำเพาะขึ้นมาต่อต้าน และทำลายเชื้อ โรคอย่างฉับไว ก่อนที่เชื้อโรคจะทำลายร่างกายได้
                โรคเอดส์ (AIDS = aquired immune deficiency syndrome) เป็นโรคที่เกี่ยวข้องกับความบกพร่องของระบบภูมิคุ้มกันร่างกาย แพทย์ค้นพบโรคเอดส์รายแรกในสหรัฐอเมริกา เมื่อ พ . ศ . 2524 ในคนไข้ซึ่งป่วยเป็นโรคปอดบวมอย่างรุนแรงจากการติดเชื้อ pneumocystic carini pneumonia ผู้ป่วยมีระดับภูมิคุ้มกันร่างกายต่ำมากมีพฤติกรรมเป็นพวกรักร่วมเพศ ต่อมาพบใน คนไข้ที่ใช้ยาเสพติดชนิดฉีด

                ปัจจุบันทราบว่าไวรัสที่ทำให้เกิดโรคเอดส์ เป็นไวรัสชนิดรีโทรไวรัส (retro virus) ไวรัสโรคเอดส์นี้มีสารพันธุกรรมเป็นอาร์เอ็นเอ เมื่อเข้าสู่ร่างกายก็จะบุกรุกจู่โจม ลิมโฟไซต์ ชนิดทีเซลล์ทันที โดยที่แมโครเฟจไม่สามารถตรวจสอบไวรัสชนิดนี้ได้เพราะไม่มีสัญญาณส่งไปยังทีเซลล์ ทำให้ทีเซลล์ผู้ช่วยถูกโจมตีจนไม่สามารถปฏิบัติหน้าที่เกี่ยวกับการสร้างภูมิคุ้มกันได้ ยิ่งไปกว่านั้นทีเซลล์ผู้ช่วยที่ถูกไวรัสโจมตี กลับกลายเป็นแหล่งขยายพันธุ์ของไวรัสโรคเอดส์ ต่อไปยังทีเซลล์อื่น ๆ อย่างไม่หยุดยั้ง และกระจายไปทั่วร่างกายอันเป็นผลทำให้ร่างกายตกอยู่ในสภาพภูมิคุ้มกันบกพร่อง ร่างกายจึงอ่อนแอจนไม่สามารถต่อสู้ต้านทานต่อเชื้อโรคอื่น ๆ ได้อีกต่อไป ในบางกรณีไวรัสโรคเอดส์อาจเข้าโจมตีทีเซลล์ผู้ช่วยโดยปล่อยสารพันธุกรรมอาร์เอ็นเอเข้าสู่ทีเซลล์ผู้ช่วย และแปลงสภาพเข้าแฝงตัวอยู่กับ ดีเอ็นเอในโครโมโซม ของทีเซลล์เหล่านั้น เป็นเวลานานก่อนที่จะแสดงฤทธิ์ออกมาในภายหลัง เมื่อสารพันธุกรรมมากขึ้น จนทำให้ทีเซลล์ถูกทำลายไป เช่นเดียวกับที่ได้กล่าวมาแล้ว
                การติดเชื้อเอดส์ เช่นเดียวกับการติ ดเชื้อไวรัสตับอักเสบบี (hepatitis B) คือ จากการร่วมเพศ จากเลือด (โดยใช้เข็มฉีดยาร่วมกัน) และจากการถ่ายเลือด ดังนั้นการมั่วเพศ มั่วเข็ม จึงเป็นสาเหตุของการติดเชื้อไวรัส ดังกล่าว วิธีป้องกันคือไม่มั่วเพศ มั่วเข็มก็จะปลอดภัยได้
                ยารักษาโรคเอดส์ในปัจจุบันยังไม่มี แต่มียาบางชนิดที่อาจใช้ชะลอให้เชื้อไวรัสรุกรานช้าลง เพื่อช่วยให้มีอายุยืนขึ้นเล็กน้อย แต่ในที่สุดก็จะตายเช่นเดียวกัน

บทสรุป

                การรักษาสมดุลของร่างกาย เพื่อให้ร่างกายอยู่ในสภาพปกติซึ่งจะเกิดขึ้นได้ต้องอาศัยกลไกต่าง ๆ ภายในร่างกายควบคุม เช่นการขับถ่ายของเสียซึ่งเป็นกระบวนการขจัดสารออกจากเลือด โดยอาศัยการคัดเลือกและต้องใช้พลังงานเคมีในร่างกายเพื่อรักษาสภาวะสมดุลสำหรับการดำรงชีวิต เช่น สมดุลเคมี สมดุลน้ำ
                น้ำในร่างกาย น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกลไกการทำงานต่าง ๆ ของร่างกาย ช่วยในการขนส่งสารเข้าและออกจากเซลล์ ช่วยส่งเสริมปฏิกิริยาทางเคมีให้เกิดขึ้น และช่วยรักษาสรีระเคมีของร่างกาย ซึ่งมีความจำเป็นต่อการทำงานของเซลล์ให้ปกติคงที่อยู่เสมอ
                ประโยชน์ของน้ำในร่างกาย
                   1.  ควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย
                   2.  เป็นตัวทำละลายที่ดี
                   3.  เป็นตัวกลาง
                   4.  เป็นตัวร่วมในปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญในร่างกาย
                   5.  ช่วยลดการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารในแต่และส่วนของร่างกาย ส่วนประกอบของอิเล็กโทรไลต์ในร่างกายได้แก่ โซเดียม แคลเซียม โพแทสเซียม
                การควบคุมความสมดุลของกรด – ด่าง สภาวะกรด – ด่าง เป็นสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ ภายในร่างกาย ร่างกายต้องการความเป็นกรด - ด่างที่คงตัวอยู่เสมอ การเปลี่ยนแปลงของภาวะกรด - ด่างนี้มีกลไกทางสรีระวิทยาอยู่ 3 ประการ คือ
                1. การควบคุมภาวะกรด - ด่าง ด้วยวิธีทางเคมี
                2. การควบคุมภาวะสมดุลกรด - ด่างโดย กา รหายใจ
                3. การควบคุมโดยไต
                อวัยวะขับถ่ายของสัตว์บกที่ไม่มีกระดูกสันหลัง
                เนฟริเดียม เป็นอวัยวะขับถ่ายของเสียของพวกสัตว์แอนเนลิด
                มัลพิเจียนทิวบูล เป็นอวัยวะขับถ่ายของแมลง
                ต่อมเขียว เป็นอวัยวะขับถ่ายของเสียของสัตว์พวกครัสเตเซียน
                ไต เป็นอวัยวะขับถ่ายของเสียของสัตว์มีกระดูกสันหลัง
                การหลั่งเหงื่อ ร่างกายระบายความร้อนโดยอาศัยการระเหยของเหงื่อ เมื่อร่างกายระบายความร้อนโดยการนำ การพา และการแผ่รังสีไม่ได้ดี
                การควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย อุณหภูมิภายในร่างกายของสัตว์แตกต่างกันน้อยมาก เนื่องจากภายในร่างกายมีปฏิกิริยาชีวเคมีคอยปรับให้อยู่ในช่วงที่พอเหมาะที่จะดำรง ชีวิตอยู่ได้อย่าง ปกติสุข
                การถ่ายเทความร้อน การถ่ายเทความร้อนมี 4 ทาง คือ การนำ การพาการแผ่รังสี และการระเหย การถ่ายเทความร้อนมีผลต่อการรักษาอุณหภูมิของร่างกาย น้ำ นำความร้อนได้ดี อากาศและไขมันเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดีจึงเป็นฉนวน
                สัตว์เลือดเย็น สัตว์พวกนี้อุณหภูมิภายในร่างกายจะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิของน้ำ ได้แก่สัตว์น้ำทุกชนิด ยกเว้น ปลาวาฬ ปลาโลมา เงือก เป็นต้น
                สัตว์เลือดอุ่น สัตว์พวกนี้สามารถรักษาระดับอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ได้ แม้อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมจะเปลี่ยนแปลงไป ได้แก่ นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม
                การก่อภูมิคุ้มกัน หมายถึง ความต้านทานของร่างกายต่อสิ่งแปลกปลอมนานาชนิด
                เซลล์จากระบบน้ำเหลือง เม็ดเลือดขาวชนิดลิมโฟไซต์ และมอโนไซต์เป็นเซลล์ที่สำคัญในการต่อต้านและทำลายสิ่งแปลกปลอมที่เข้าสู่กระแสเลือด ในสภาพปกติลิมโฟไซต์ชนิดต่าง ๆ จะทำหน้าที่ป้องกันร่างกาย ด้วยการทำงานเสริมและประสานกันตลอดเวลา โดยมีกลไกซับซ้อน แต่มีประสิทธิภาพยิ่ง
                การตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน เมื่อเราเป็นหัด คางทูม อีสุกอีใส หรือไข้ทรพิษเมื่อเป็นแล้วครั้งหนึ่งจะไม่เป็นโรคเหล่านี้อีกตลอดชีวิต ถึงแม้ว่าจะได้รับเชื้อเหล่านี้ซ้ำอีกแสดงว่าเกิดภูมิคุ้มกันโรคนั้นขึ้นในร่างกาย คือ สามารถสร้างภูมิคุ้มกันขึ้นมาใช้ในอนาคตต่อไปได้
                ภูมิแพ้ เป็นโรคซึ่งเกิดจากร่างกายได้รับสารจากภายนอกร่างกาย แล้วทำให้เกิดอาการแพ้ เช่น คัดจมูก จาม ไอ หายใจไม่สะดวก เกิด ลม พิษ เป็นต้น
                โรคภูมิคุ้มกันต่อต้านตนเอง ในบางคนเกิดความผิดปกติ คือภูมิคุ้มกันกลับมาทำลายเซลล์ หรือเนื้อเยื่อของตน แสดงว่ามีความผิดปกติเกิดขึ้นกับระบบภูมิคุ้มกัน
                โรคมะเร็ง เซลล์มะเร็งเป็นเซลล์ธรรมดา แต่อยู่นอกการควบคุมของร่างกายดังนั้นเซลล์มะเร็งจึงเพิ่มจำนวนได้อย่างรวดเร็ว เรียกได้ว่าเซลล์มะเร็งนั้นเป็นเซลล์ผ่าเหล่าการก่อภูมิคุ้มกันด้วยตนเอง เป็นการสร้างภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้นเมื่อร่างกายถูกกระตุ้นโดยตรงจากแอนติเจนหรือสิ่งแปลกปลอมภายนอกร่างกายได้แก่วัคซีน วิธีนี้ร่างกายจะถูกกระตุ้นด้วยเชื้อโรคดังกล่าว แต่อ่อนกำลังแล้ว หลังจากนั้น จะสร้างแอนติบอดีขึ้นไว้ทำลายเชื้อโรคที่จะเข้าสู่ร่างกายซ้ำอีก
                อินเตอร์เฟอรอน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมที่ติดเชื้อไวรัสชนิดหนึ่งในครั้งแรกเซลล์ร่างกายที่ติดเชื้อไวรัสนั้นจะตอบสนองต่อการกระตุ้นของเชื้อไวรัส ให้มีการสังเคราะห์สารประกอบโปรตีนที่เรียกว่า อินเตอร์เฟอรอนขึ้น สารชนิดนี้มีคุณสมบัติสามารถผ่านเข้าสู่เซลล์ข้างเคียงที่ยังไม่ติดเชื้อไวรัสได้ จึงไปกระตุ้นเซลล์ข้างเคียงให้สร้างโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นตัวต่อต้านไวรัส ซึ่งจะช่วยป้องกันเซลล์ข้างเคียงเหล่านั้นไม่ให้ติดเชื้อไวรัส