主な違い – 緊張状態と弛緩状態
細胞膜を通して水分子が出入りする仕組みは浸透圧と呼ばれる。
浸透圧には、エンド・コスモシスとエキソ・スモシスの2種類があります。
エンド・コスモシスとは、水が細胞内に入ることである。
一方、エキソモーシスは、水が細胞の外に出ていく動きです。
細胞質および周囲の溶液の張力によって、水の移動方向が決定される。
張力とは、2つの溶液の水ポテンシャルによって定義される有効浸透圧勾配です。
高張性、等張性、低張性の3種類の溶液があり、それぞれ異なる強張性を引き起こす。
張力に応じて生じる状態として、膨張と弛緩があります。
緊張と弛緩の主な違いは、低張液に入れるとエンドースモーシスにより細胞内に水が移動して緊張が生じるのに対し、等張液に入れるとエンドースモーシスとエキソモーシスの両方により細胞外に水が移動して弛緩が生じることである。
タージディティとは
細胞内の水分が多く、膨張している状態のことです。
細胞は膨張した状態にある。
細胞質より溶質の濃度が低い低張液に細胞を入れると、破裂が起こる。
このとき、細胞内にはエンドースモーシスによって水が入り込む。
この水圧により、細胞膜を細胞壁に押し付けるツルギ圧が発生する。
植物細胞にとって、トロミは重要な要素です。
気孔の開閉は、ガード細胞の緊張度によって決定される。
ガードセルが緊張状態にあるとき、気孔は開く。
図1に、ガード細胞の張力によって維持される気孔の開閉の様子を示す。
図1：気孔の開閉状態
開いた気孔（左） 閉じた気孔（右）
細胞は膨張するため、噴煙の中で大きくなる。
胞子や種子の飛散も、胞子嚢や果実の細胞の硬直によって起こる。
水生植物の多くは、細胞の緊張によって剛性を得ている。
したがって、緊張は植物に機械的な支持を与えている。
発芽もまた、胚の細胞の緊張によって起こる。
このように、胚は種子から出てくるので、発芽がおぼつきません。
栄養溶液は、細胞から別の細胞へ移動する際にも、この張力によって移動する。
従って、植物の枯死を防ぐには、この緊張が重要なのです。
フラクシディティとは
弛緩状態とは、細胞膜が細胞壁に押し付けられていない、緊張と形質転換の中間の状態を指す。
等張液中に緊張状態の細胞を置くと、このような状態になる。
細胞内の水ポテンシャルは周囲の溶液よりも高いため、細胞質から水分子が外浸透によって細胞外に移動する。
これにより、ある程度までターゴル圧が低下する。
この水の移動は、細胞膜の両側の水ポテンシャルが等しくなるまで続けられる。
したがって、細胞が弛緩している状態では、細胞膜を介した水の純移動はない。
エンドースモーシスとエキソスモーシスはどちらも同じ速度で起こる。
図2に、植物細胞の扁平状態、弛緩状態、緊張状態を示す。
図2：植物細胞の扁平状態、弛緩状態、破瓜状態
弛緩状態とは、高張力溶液中に細胞を置くと、細胞質から水分子が持続的に放出される状態のことで、より極端な塑性変形と呼ばれる。
TurgidityとFlaccidityの類似性
- 緊張状態と弛緩状態は、どちらも緊張状態によって生じる細胞の状態です。
- 水分子の移動が細胞膜を越えて起こるため、緊張状態と弛緩状態の両方が発生する。
- 細胞内への水の移動は、緊張と弛緩の両方で起こります。
TurgidityとFlaccidityの違い
定義
Turgidity（膨張性）。
細胞内の水分が多いため、膨張している状態を指す。
弛緩性。
細胞膜が細胞壁に押し付けられていない、緊張と形質転換の中間の状態を指す。
ソリューションの種類
Turgidity（膨張）。
低張力溶液に細胞を入れると破裂する。
弛緩性。
等張液に入れたときに弛緩する。
浸透圧の種類
膨潤。
エンドースモーシスによって起こる。
弛緩性。
エンドースモーシスとエキソスモーシスの両方によって起こる。
水の動き
緊張状態。
水分が細胞内に移動することにより、緊張が生じる。
弛緩。
弛緩：細胞内の水分が細胞外へ移動することによって起こる。
水の純移動量
緊張状態。
細胞内にはもう水は入ってこない。
弛緩状態。
弛緩状態では、水の純移動は起こらない。
エンドースモーシスとエキソスモーシスの速度は等しい。
水ポテンシャル
Turgidity。
Turgidity：細胞内で発生しうる最も高い水分ポテンシャルを持つ。
弛緩性。
弛緩性は、緊張性よりも低い水ポテンシャルを持つ。
プラズマ膜
緊張状態。
細胞膜が細胞壁に押されている状態。
弛緩性。
弛緩性：細胞膜が細胞壁に強く押しつけられることはない。
結論
緊張と弛緩は、細胞膜を介した細胞質と周囲の溶液との間の水分子の差動によって引き起こされる細胞の2つの状態です。
細胞が低張力溶液に置かれると、エンドースモーシスによって緊張が生じる。
一方、等張性溶液に入れると弛緩が起こる。
弛緩状態では、細胞質の水ポテンシャルが周囲の溶液の水ポテンシャルと等しくなる。
従って、水の純移動は起こらない。
緊張状態と弛緩状態の主な違いは、細胞質内の水ポテンシャルです。
