โครงสร้างของเหงือกปลา

By -

อวัยวะหลักที่สำคัญในการทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซของปลาคือ เหงือก ซึ่งประกอบไปด้วย

-กระดูกเหงือก จะมีกระดูกอ่อนหรือกระดูกแข็งเป็นแกนให้เส้นเหงือกยึดเกาะ มีติ่งเนื้อเยื่อบางๆ ขนาดเล็กที่เส้นเหงือกแต่ละเส้นมากมาย เรียกว่า ลาเมลลา หรือกิลลาเมลลา จะทำหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนก๊าซ ลักษณะของกระดูกเหงือกจะงอโค้ง ส่วนหน้าหันเว้ารับกับช่องปาก กระดูกเหงือกในปลาโดยปกติจะมี 4 คู่

-เส้นเหงือก มีลักษณะเป็นเส้นเล็กๆ ละเอียด สีแดงสด หล่อเลี้ยงด้วยสีของเม็ดเลือดในเส้นเลือดฝอยอยู่ในเยื่อหุ้มที่บาง และมีเส้นฝอยๆ ที่แตกออกมาจากเส้นเหงือกแต่ละเส้น ยื่นออกมาที่เส้นเหงือกแต่ละด้าน เรียกว่า กิลล์ลาเมลลา หรือ เซคันดารี กิลล์ลาเมลลา ทำหน้าที่เพิ่มพื้นที่ในการแลกเปลี่ยนก๊าซ

-ซี่กรอง ในปลาที่กินแพลงตอนจะมีซี่กรองเหงือกยาวกว่าปลาที่กินเนื้อ ซี่กรองจะทำหน้าที่เป็นตะแกรงกรองอาหาร คอยกั้นเศษผงที่ติดมากับน้ำไม่ให้เข้าไปรบกวนการแลกเปลี่ยนก๊าซของเหงือก และยังช่วยกั้นเพื่อให้นำอาหารไปยังคอหอยและระบบย่อยอาหารต่อไปได้สะดวก

เลือดที่ไหลผ่านมายังเหงือกทั้งหมด จะไม่ไหลผ่านไปที่ลาเมลลาโดยตรง แต่จะไปตกค้างอยู่แอ่งหรือช่องที่ไม่ได้มีหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนก๊าซ ได้มีการค้นพบว่า ปริมาณของเลือดจากเหงือกปลาจะผ่านไปแลกเปลี่ยนก๊าซที่กิลล์ลาเมลลาเพียง 58% เท่านั้นในขณะที่กำลังพักผ่อน แต่ในปลาเทราต์ จะมีปริมาณเลือดจากเหงือกส่งไปแลกเปลี่ยนก๊าซที่กิลล์ลาเมลลาถึง 70% ถ้าอยู่ในน้ำที่มีปริมาณออกซิเจนต่ำ หรือถูกฉีดด้วยสารอิพิเนฟรินเพื่อให้เกิดความตื่นตัว แต่ถ้าฉีดด้วยสารอะเซธิลโคลีน ที่ทำให้เฉื่อยช้า จะทำให้เลือดจากเหงือกที่ส่งไปยังลาเมลลาลดเหลือเพียง 43% เท่านั้น เหงือกของปลากระดูกอ่อนและปลากระดูกแข็งจะมาจากพื้นฐานเดียวกัน แม้จะมีความแตกต่างกันไปบ้างก็ตาม ปลาฉลาม เป็นปลากระดูกอ่อนที่มีแผ่นเยื่อกั้นช่องเหงือกแต่ละคู่อยู่ ฉลามหลายชนิดมีสไปราเคิลที่จัดเป็นเหงือกคู่แรก ที่มีทางเข้าของน้ำแตกต่างจากเหงือกคู่อื่น โดยน้ำจะเข้าทางด้านบนและไหลออกทางด้านท้อง และปลาฉลาม กระเบน ก็ยังมีเหงือกปกติอีก 4 คู่ กระดูกเหงือกของปลากระดูกแข็ง จะอยู่ภายในช่องว่างตรงส่วนหัว 4 คู่ เรียกว่า ช่องเหงือก จะคอยทำหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนก๊าซ ส่วนในปลาที่หายใจได้ในอากาศ จะมีจำนวนกระดูกเหงือกลดลง เช่น ในปลาหมอไทย และจะมีกระดูกเหงือก 5 คู่ ในปลากระดูกอ่อนและปลากลุ่มคอนโดรสเตียนส์ คู่ที่มีขนาดเล็กกว่าคู่อื่นจะเป็นคู่สุดท้าย เรียกว่า เฮมิบรานช์(hemibranch) และจะมีกระดูกเหงือกถึง 7 คู่ในปลาฉลามสกุล Heptranchias

มีเส้นเลือดมากมายในบริเวณกิลล์ลาเมลลา หรือกิลล์ลาเมลลาทุติยภูมิ ที่ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซ ด้านนอกของกิลล์ลาเมลลาจะประกอบไปด้วยเยื่อบุอีพิธีเลียมบางๆ และมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันประกอบอยู่ภายใน ทำหน้าที่ปล่อยเลือดให้ผ่านไปยังด้านใน แล้วออกซิเจนในน้ำก็จะค่อยๆ ผ่านไปยังเยื่ออีพิธีเลียม ไปจับกับฮีโมโกลบินในกิลล์ลาเมลลา ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็จะค่อยๆ ออกมาจากเหงือกในขณะเดียวกัน ทิศทางการไหลของน้ำกับทิศทางการไหลเวียนของเลือดก็จะเป็นไปในทางตรงกันข้าม เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนก๊าซขึ้น

ในปลาแต่ละชนิดก็จะมีจำนวนของกิลล์ลาเมลลาแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับอุปนิสัยของปลาชนิดนั้น ปลาที่มีน้ำหนักประมาณ 1 กิโลกรัม โดยปกติจะมีเนื้อที่ของกิลล์ลาเมลลาทุติยภูมิถึง 18,000 ตารางเซนติเมตร ส่วนปลาทูน่าที่มีความว่องไว จะมีเนื้อที่ของกิลล์ลาเมลลาทุติยภูมิมากกว่า 5 ล้านตารางเซนติเมตร เพราะในน้ำจะมีปริมาณของออกซิเจนน้อย และในเนื้อสัตว์ก็มีการแพร่ออกซิเจนได้ช้ามาก เลือดจากกิลล์ลาเมลลาทุติยภูมิก็จะไหลผ่านเข้าไปในแอ่งไซนัสแล้วเข้าไปในเส้นเลือดฝอย ออกซิเจนในน้ำจะผ่านเยื่อบุกิลล์ลาเมลลาเข้าไปในเส้นเลือดฝอย และนำเลือดที่มีออกซิเจนไปสู่ส่วนต่างๆ ของร่างกายต่อไป

จะทำให้เกิดแรงดันเพิ่มขึ้นเมื่อมีการปั๊มน้ำผ่านเข้าทางปากแล้วส่งไปยังเหงือก ในระหว่างการปั๊มแต่ละครั้งอาจเกิดการหยุดชะงักของการหายใจได้เป็นช่วงสั้นๆ ปลาที่หากินตามผิวน้ำไม่จำเป็นต้องปั๊มน้ำเข้าปาก เช่นในปลาทู ปลาลัง ปลาฉลาม ปลาทูน่า และปลากระโทงแทง เพราะการอ้าปากขณะที่ว่ายน้ำก็จะเกิดการหายใจขึ้น วิธีนี้เรียกว่า แรมเวนทิเลชัน(ram ventilation) เมื่อว่ายน้ำปลาหลายชนิดจะใช้วิธีนี้ในการหายใจ แต่จะใช้วิธีปั๊มน้ำเข้าทางปากในขณะที่หยุดพัก

ปลากระดูกแข็งจะมีเส้นเลือดสองชนิดอยู่ที่เส้นเหงือก คือ แอฟเฟอเรนท์ อาร์เตอรี(afferent artery) และ เอฟเฟอเรนท์ อาร์เตอรี(efferent artery) แอฟเฟอเรนท์ อาร์เตอรี จะทำหน้าที่รับเลือดจากกระดูกเหงือกส่งไปยังเส้นเหงือก ส่วนเอฟเฟอเรนท์ อาร์เตอรี จะรับออกซิเจนจากเส้นเหงือกส่งไปยังกระดูกเหงือก ที่กิลล์ลาเมลลาของเส้นเหงือกจะเป็นบริเวณที่เลือดจากแอฟเฟอเรนท์ อาร์เตอรี กับเอฟเฟอเรนท์ อาร์เตอรีติดต่อกัน การไหลของเลือดกับการไหลของน้ำที่ผ่านมายังเหงือกจะมีทิศทางที่ตรงข้ามกัน ออกซิเจนจะสามารถแพร่ผ่านไปยังกิลล์ลาเมลลาได้มากที่สุดจากการเรียงตัวของเส้นเหงือกนี้ และเนื้อที่แลกเปลี่ยนก๊าซในปลาผิวน้ำ เช่น ปลาทูน่า จะใหญ่กว่าปลาที่หากินตามหน้าดิน

ที่มา: จากหนังสือเรื่อง มีนวิทยา
เรียบเรียงโดย: สุภาพร สุกสีเหลือง
ภาควิชาชีววิทยา
มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ