Тургор тканей

Слово «тургор» образовано от позднелат. turgor («вздутие, наполнение»), которое ведёт своё происхождение от латинского turgere («быть набухшим, наполненным»).

Тургорное давление — внутреннее давление, которое развивается в растительной клетке, когда в неё в результате осмоса входит вода, и цитоплазма прижимается к клеточной стенке; это давление препятствует дальнейшему проникновению воды в клетку.

Тургор обуславливается тремя факторами: внутренним осмотическим давлением клетки, которое вызывает напряжение клеточной оболочки, внешним осмотическим давлением, а также упругостью клеточной оболочки.

Тургор животных клеток, за редким исключением, невысок. Разница между внутренним и внешним давлением не превышает 1 атмосферы. Тургор клеток у растений и грибов существенно выше; обычно внутреннее давление составляет от 5 до 10 атмосфер, живые ткани по этой причине обладают упругостью и существенной конструктивной прочностью. У некоторых растений, растущих на засолённых почвах (галофитов), а также у грибов разница между внутренним и внешним давлением клеток может достигать 50 и даже 100 атмосфер.

Тургор — показатель оводнённости и состояния водного режима живых организмов. Снижением тургора сопровождаются процессы автолиза (распада), увядания и старения клеток.

Тургор — напряжённое состояние клеточной оболочки и тканей растений, возникающее при поступлении воды внутрь клеток и повышении внутреннего давления. Когда вода входит в вакуоль путём осмоса через полупроницаемую плазматическую мембрану, объём вакуоли увеличивается. Вакуоль давит на цитоплазму, а та — на клеточную оболочку. Поскольку клеточная оболочка прочна и упруга, она не разрывается, а слегка растягивается; возникающее внутреннее давление называют тургором или тургорным давлением^[2].

• Тургор обеспечивается осмотическим поглощением воды клеткой за счёт разницы концентраций растворённых веществ между цитоплазмой (внутри клетки) и внешней средой.
• Тургорное давление поддерживает форму и упругость тканей, способствует поддержанию вертикального положения травянистых стеблей и ориентации листьев к свету.
• Регуляция тургора — важный механизм адаптации к изменению водного режима: закрытие устьиц, накопление или расход осмотически активных веществ (соли, сахара, ионы) изменяют осмотическое давление клетки и тем самым тургор.
• Поддержание тургора связано не только с поступлением воды в клетку, но и с состоянием внутриклеточной воды. Связанная вода удерживается структурными компонентами клетки прочнее и способствует повышению устойчивости тканей к стрессу, тогда как свободная вода легче перемещается и обеспечивает протекание осмотических процессов, определяющих величину тургорного давления^[1].

Обозначим осмотическое давление как π, гидростатическое (тургорное) давление как P.

В покоящемся состоянии для клетки справедливо равновесие между осмотическим и тургорным давлением: вода движется до тех пор, пока не установится баланс между стремлением воды войти (π) и давлением, препятствующим входу (P): то есть чем больше разница концентраций (π), тем сильнее поступление воды и выше тургор (P).

• Плазмолиз — отхождение цитоплазмы от клеточной оболочки при потере воды клеткой (находясь в гипертоническом растворе). В лаборатории это наблюдается при помещении растительной ткани в концентрированный раствор соли или сахара.
• Деплазмолиз — восстановление объёма цитоплазмы и тургора при помещении клетки в гипотонический раствор (например, дистиллированную воду).

Эти процессы демонстрируют динамический характер тургора и его зависимость от внешнего водного режима.^[2]

Степень восстановления тургора после обезвоживания служит важным показателем жизнеспособности растительных тканей. При умеренной потере воды клетки способны практически полностью вернуть исходное состояние после повторного насыщения влагой, тогда как при сильном обезвоживании восстановление тургора становится неполным^[1].

• Поддержание тургора — залог механической устойчивости мягкотелых органов (лист, стебель, цветок).
• Быстрая смена тургора используется растениями для движений (например, закрытие листьев у мимозы, завядание и восстановление листьев).
• Длительная потеря тургора ведёт к увяданию, снижению фотосинтеза и может привести к гибели растения при затяжной засухе.
• Усиление водного дефицита сопровождается ухудшением физиологического состояния растения: снижается интенсивность фотосинтеза, замедляется дыхание и уменьшается активность ферментных систем. Напротив, высокая способность тканей удерживать воду помогает дольше сохранять тургор и повышает устойчивость растения к неблагоприятным условиям среды^[1].
• В исследованиях водного режима растений установлено, что высокая водоудерживающая способность тканей позволяет дольше поддерживать тургор даже при ограниченном поступлении воды. Благодаря этому такие растения обычно проявляют более высокую устойчивость к засушливым условиям^[3]