안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
기공의 개폐는 공변세포 내부의 이온 농도 변화에 따른 삼투압과 팽압 조절로 일어납니다. 빛은 수소 이온 펌프를 활성화하여 칼륨 이온 유입을 유도해 기공을 열고, 아브시스산 호르몬은 세포질 내 칼슘이온 농도를 높여 칼륨 이온 유출을 유도함으로써 기공을 닫습니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.
기공이 열릴 때는 빛 자극에 의해 공변세포 세포막의 수소 이온) 펌프가 활성화되어 수소이온을 세포 밖으로 배출함에 따른 막전위 변화로 칼륨 이온이 세포 안으로 대량 유입되며, 전하 균형을 위해 음이온도 함께 축적됩니다. 세포 내부의 용질 농도가 높아져 삼투압이 상승하면 주변 표피세포에서 공변세포로 물이 들어옵니다. 그 결과 팽압이 증가하면서 안쪽 세포벽이 두꺼운 공변세포가 바깥쪽으로 휘어져 기공이 열립니다.
반대로 건조 스트레스 시 아브시스산 호르몬이 분비되면 기공이 닫힙니다. 아브시스산이 수용체에 결합하면 세포질 내 칼슘 이온 농도가 급증하여 2차 신호 전달자로 작용합니다. 칼슘 이온은 수소 이온 펌프를 억제하고 유출형 통로를 열어 칼륨 이온과 음이온의 대량 배출을 유도합니다. 이온 유출로 삼투압이 하락하면 삼투 현상에 의해 물이 세포 밖으로 빠져나가고, 팽압을 잃은 공변세포가 수축하면서 기공이 닫히게 됩니다.