L’osmorégulation

La présence de la paroi pectocellulosique autour du protoplaste et sa grande rigidité (e élevé) permet le développement de la pression de turgescence et fait que les cellules végétales peuvent vivre dans un milieu hypotonique en maintenant un potentiel hydrique équilibré avec le milieu extérieur. P « neutralise » le gradient osmotique qui tendrait à faire entrer l’eau dans la cellule par osmose.

Lors d’un déficit hydrique (une sécheresse), le potentiel hydrique du sol diminue. S’il devenait plus négatif que celui des cellules des racines de la plante, le flux d’eau s’inverserait, allant de la plante vers le sol (le flux d’eau va toujours du potentiel hydrique le moins négatif vers le plus négatif). Si la plante est le plus souvent en mesure d’absorber l’eau du sol, c’est parce que le potentiel hydrique de ses racines est plus faible (plus négatif) que celui du sol. Ceci est directement sous la dépendance du potentiel hydrique de la vapeur d’eau dans l’air qui, sauf lorsque l’atmosphère est totalement saturée (c’est le cas du brouillard), se caractérise par des valeurs très négatives ; il se crée dans la toute la plante une chute (une cascade) de son potentiel hydrique (voir chapitre II.6), négatif dans les racines de la plante.

Pour qu’une cellule ne se déshydrate pas, son potentiel hydrique doit rester plus négatif ou égal à celui de son milieu. L’osmorégulation – ou ajustement osmotique – est un abaissement de la pression osmotique P, et donc du Y des cellules (ce qui conduira à abaisser le potentiel hydrique de l’organe), par l’accumulation active de solutés au sein de la cellule sans baisse du volume cellulaire. Ce processus contribue ainsi à maintenir la pression de turgescence. En matière de tolérance au stress hydrique, ce processus est important car, en maintenant le taux d’hydratation de la cellule et sa pression de turgescence, il permet de maintenir la croissance mais aussi l’ouverture stomatique et donc l’assimilation photosynthétique, et l’intégrité structurale de la cellule. L’augmentation de P est cependant assez limitée, en général inférieure à 1 MPa, mais permet de retarder les effets de la réduction/perte de turgescence.

L’ajustement osmotique est dû à l’accumulation de sucres, acides organiques, acides aminés et ions inorganiques. Ces solutés sont inégalement répartis dans les différents compartiments de la cellule. En effet, les enzymes peuvent être inhibées par les fortes concentrations en ions, qui sont confinés au sein de la vacuole (K⁺, Na⁺, Cl^-). Au sein du cytoplasme, les solutés, dits « compatibles » sont très solubles et non ionisés au pH physiologique. Les plus communs sont des acides aminés (proline, glutamine, asparagine, …), des sucres (saccharose, glucose, fructose, pinitol, sorbitol, …), des acides organiques (citrate, malate, salicilate, …),  des amines ou polyamines. protéine de 1kDa pèse 1000 g.