ちびっこ　様

Q&Aコーナーにご質問いただきありがとうございました。気孔開閉の研究の第一人者である山口大学の武宮淳史准教授にお願いして回答文を作成していただきました。
ご質問にもあるように、細胞内のイオン動態については、個々のイオンの濃度に加えて膜電位なども考慮する必要があり、その全体像を把握することはなかなか難しいところがあります。回答がちびっこ様の理解を深めるお役に立てば幸いです。

【武宮先生の回答】
閉口時の塩化物イオンの排出について：
孔辺細胞内の塩化物イオンの濃度は、アポプラストよりも高くなっています。気孔開口時に K⁺が孔辺細胞内に取り込まれることは広く知られていますが、この時、別の輸送体を介して塩化物イオンも取り込まれます。これは K⁺の対イオンとしてはたらき、過分極の維持に寄与すると考えられています。

開口時の K⁺イオンの排出について：
暗所下ではプロトンポンプが活性化しないため、細胞膜の過分極形成は抑制されます。また、乾燥ストレスによって合成されるアブシシン酸は、孔辺細胞の陰イオンチャネルを活性化することで陰イオンを細胞外に排出し、膜電位を積極的に脱分極させます。孔辺細胞の細胞膜には過分極に応答して K⁺を取り込む内向き整流性の K⁺チャネルに加えて、脱分極に応答して K⁺を排出する別の外向き整流性 K⁺チャネルが存在します。これによって気孔閉鎖時には K⁺が排出され、細胞内の K⁺濃度は低くなっており、光照射下では再び K⁺が流入することで気孔が開口します。

開口時の水素イオンの排出について：
プロトンポンプが活性化・不活性化することで、細胞内外のpHも変動します。これにより、様々な輸送体の活性も影響を受けます。