Guard cell หรือเซลล์คุม เป็นชื่อเรียกเซลล์ที่พบในพืช เป็นเซลล์เนื้อเยื่อผิว (epidermis) ที่เปลี่ยนแปลงมาทำหน้าที่เฉพาะ… สำหรับการควบคุมการแลกเปลี่ยนแก๊สและการระเหยของน้ำ เมื่อศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์ จะเห็นได้ว่าเซลล์คุมมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างทำให้เกิดเป็นช่องเปิดตรงกลาง ได้ เรียกว่า Stoma (หรือ รูเปิดของปากใบ – pl. หรือพหูพจน์ จะเรียกว่า stomata) ในขณะที่อากาศร้อนและพืชอยู่ในสภาวะที่มีการสูญเสียน้ำไปมากๆ (ไม่ว่าจะด้วยสาเหตุใดๆ ก็ตาม) เซลล์คุมจะปิด เพื่อป้องกันการระเหยของน้ำออกจากใบ เป็นการพยายามรักษาปริมาณน้ำเอาไว้ (อ่านได้ในชีววิทยา เล่ม 4 หน้า 27 หน้าปกรูปใบหูกวางเปลี่ยนสี)
                   เมื่อพูดถึงเซลล์คุม ก็ต้องนึกถึง stoma การตั้งชื่อ “stoma ว่า ปากใบ” ก็เพราะว่าพบได้ง่ายที่ผิวใบ แล้วก็มีรูเปิด ลักษณะเสมือนว่า อ้าปากอยู่ (ถ้าเป็นคนก็คงมีริมฝีปากหนามากๆ) และเนื่องจากเซลล์คุมมีคลอโรฟิลล์ก็เลยทำหน้าที่ในการสร้างอาหารให้แก่ต้น พืชไปด้วยในตัว จริงๆ แล้วก็มีรายงานการค้นพบเซลล์คุม และปากใบในส่วนอื่นๆ ของพืชนอกเหนือจากที่ใบด้วยเช่นกัน มีงานวิจัยเผยแพร่ใน Annals of Botany 89: 23-29, 2002 เรื่อง Structure and Development of Stomata on the Primary Root of Ceratonia siliqua L. จาก Department of Botany, University of Athens, ประเทศ Greece ที่ศึกษา stoma ในรากของต้นไม้ชนิดหนึ่ง งานวิจัยนี้ได้กล่าวในเบื้องต้นว่า “ถึงแม้ว่า การที่เราพบว่ามีเซลล์คุม หรือ guard cell ในรากเป็นสิ่งที่น่าสนใจและเป็นปรากฏการณ์ใหม่ แต่เราก็ยังไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของเซลล์คุมที่รากมากนัก รวมไปถึงข้อมูลในเรื่องของการเจริญและพัฒนา และหน้าที่ของเซลล์คุมที่รากว่ามีไว้เพื่ออะไร”
                   จะ ช่วยสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างอาหารหรือ รากก็ไม่โดนแสงสักหน่อย มีข้อสันนิษฐานเบื้องต้นเกี่ยวกับปากใบที่พบในราก ก็คือ จากงานวิจัยพบว่า ปากใบในรากจะเปิดตลอดเวลา และมีช่องเปิดกว้างทำให้เนื้อเยื่อภายในของรากสามารถสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม ภายนอกได้โดยตรง ช่วยเพิ่มความสามารถในการแลกเปลี่ยนแก๊ส ระหว่างรากและสิ่งแวดล้อมภายนอก และน่าจะมีส่วนช่วยในการนำเอาน้ำและแร่ธาตุต่างๆ เข้าสู่รากเพื่อนำไปใช้ในลำต้นพืชด้วยเช่นกัน
                   นอก จากนี้งานวิจัยในครั้งนี้ยังสามารถยืนยันให้เราเห็นได้ชัดเจนว่า การเกิดปากใบ (stoma) นั้นเกิดขึ้นตั้งแต่ในระยะของการเกิดเอมบริโอเลยทีเดียว (ดูได้จากภาพประกอบที่ 5 ของงานวิจัย เอกสารอ่านเพิ่มเติมที่ 8) จากข้อมูลดังกล่าว…เป็นข้อยืนยันให้เห็นกันชัดๆ ว่า เซลล์คลุมและปากใบพบกระจายอยู่ทั่วไปในต้นพืช แต่จะพบได้ปริมาณมากน้อยแตกต่างกันไป

                   รูป ร่างของเซลล์คุมอาจจะมองเห็นว่ามีรูปร่างเหมือนเมล็ดถั่ว หรือ เหมือนไส้กรอก (sausage-shaped guard cell) ก็แล้วแต่จะเทียบเคียงกันไป ส่วนเรื่องของ…การเปิด-ปิดของรูเปิดปากใบ (stoma) จะเกี่ยวข้องกับปัจจัยทางสิ่งแวดล้อม 3 ปัจจัย ก็คือ ปริมาณแสงหรือความเข้มของแสง ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และปริมาณน้ำ

                  เมื่อเซลล์คุมถูกกระตุ้น (ซึ่งกลไกการกระตุ้นนั้นนักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามศึกษากันอยู่) โพแทสเซียมปั๊ม (เป็นช่องของโปรตีนที่เยื่อหุ้มเซลล์ที่ยอมให้ไอออนแพร่ผ่าน – อ่านได้ในชีววิทยา เล่ม 1 หน้า 97 หน้าปกรูปไอ้มดแดงแรงฤทธิ์) จะปั๊มนำเอา โพแทสเซียมไอออนเข้าสู่เซลล์คุม ทำให้ในเซลล์คุมมีความเข้มข้นของโพแทสเซียมไอออนสูงขึ้น ก็จะส่งผลทำให้น้ำแพร่เข้าสู่เซลล์คุมด้วยวิธีการที่เรียกว่า “ออสโมซิส” เมื่อน้ำเข้ามาเซลล์ก็จะเกิดแรงดันภายใน ที่เรียกว่าแรงดันเต่ง หรือ “turgor pressure” ซึ่งเป็นสาเหตุ… ทำให้เซลล์คุมมีรูปร่างเปลี่ยนไป – บวม…แต่ทำไมเมื่อบวมแล้วไม่บวมแบบการเป่าลูกโป่ง คือทำไมเซลล์ไม่ขยายตัวไปทุกทิศทุกทางเท่าๆ กัน คำตอบ…ก็เพราะว่าผนังเซลล์ของเซลล์คุมด้านในหรือด้านที่ติดกันมีความหนา มากกว่าด้านนอก เลยทำให้เซลล์คุมขยายออกทางด้านนอกมากกว่าด้านใน (ด้านใน คือด้านที่ติดกับ รูเปิดปากใบ)

                      http://biology.ipst.ac.th/?p=802