1) От общей концентрации всех растворенных в воде частиц по обе стороны мембраны; 2) от давления, создаваемого каждым раствором.

При прочих равных условиях вода стремится переходить через избирательно проницаемую мембрану от менее концентрированного раствора к раствору с более высокой концентрацией всех растворенных частиц. Однако при этом в какой-то момент вода, поступившая в более концентрированный раствор, может развить такое давление, что оно будет вытеснять ее наружу с такой же скоростью, с какой она поступает внутрь.

Не обладая способностью насасывать или откачивать воду непосредственно, клетки регулируют приток и отток воды, изменяя концентрацию находящихся в них растворенных веществ. Чтобы поглотить больше воды, клетка поглощает больше ионов различных солей, молекул глюкозы или других растворимых соединений. В результате в клетке повышается концентрация растворенных частиц. Вода, по законам осмоса, начинает поступать в клетку, стремясь к выравниванию своей собственной концентрации по обе стороны мембраны.

Так работает эта система до тех пор, пока концентрация растворенных веществ вне клетки и в клетке примерно одинакова. Если же в среде концентрация растворенных веществ выше, чем в самой клетке, или если средой для клетки служит практически сухой воздух, то клетка теряет воду и сморщивается. С оттоком воды содержимое клетки сжимается и отходит от клеточных стенок, растение увядает. Если же увядшие растения поместить в воду, то вода вновь поступает в клетки. Они становятся тургесцентными, т. е. набухают от воды и снова прижимаются к клеточным стенкам, подчиняясь тургурному давлению, направленному изнутри наружу. Клеточные стенки способны растягиваться лишь до известного предела, после которого они начинают оказывать противодавление, вытесняющее воду из клеток с такой же скоростью, с какой она в них поступает.

Таким способом клеточные стенки защищают клетки, не дают им лопнуть под напором избытка воды.

По мере поступления воды осмотическое давление Р клеточного сока и сосущая сила S уменьшаются, а тургурное давление возрастает до тех пор, пока они не уравновесят друг друга. После этого поглощение воды прекращается. Эта зависимость выражается следующим уравнением:

S = P — T

При полном плазмолизе тургор равен нулю, а сосущая сила клетки — величине ее осмотического давления. В случае полного насыщения клетки водой тургурное давление равно осмотическому (Р = Т), вследствие чего сосущая сила будет равна нулю, и поступление воды в клетку прекратится. Многие животные клетки, если поместить их в чистую воду или в очень разбавленный раствор, лопаются потому, что у них нет клеточных стенок. Животные клетки обладают приспособлениями, которые не дают им возможности поглощать очень много воды. Когда мы пьем воду, она всасывается и распределяется постепенно; именно поэтому клетки в нашем организме не лопаются.

Клеточная мембрана может поглощать или выводить наружу не только отдельные молекулы или ионы, но также и крупные молекулы или частицы, составленные из многих молекул. Эта способность мембраны зависит от ее жидкостной природы.

Макромолекулы (например, белки, полинуклеотиды или полисахариды) проникают внутрь клетки путем эндоцитоза (эндо — внутри; цито — клетка). Различают два типа эндоцитоза: фагоцитоз (поглощение твердых частиц) и пиноцитоз (поглощение жидкостей). При фагоцитозе выросты цитоплазмы захватывают капельки жидкости с плотными частицами, например бактериями, и втягивают их в толщу цитоплазмы, где происходит их ферментативное расщепление до таких фрагментов, которые могут быть усвоены клеткой. Благодаря способности к пиноцитозу, клетки могут поглощать пузырьки жидкости. Процесс поглощения жидкости сходен с фагоцитозом. В месте соприкосновения капли с клеткой плазматическая мембрана образует втягивание в виде канальца. Этот каналец наполняется жидкостью. Затем он отшнуровывается и попадает в цитоплазму, где его мембранные стенки перевариваются, и содержимое высвобождается.

Путем фаго- и пиноцитоза осуществляются питание простейших, защитные реакции высших организмов (лейкоциты поглощают чужеродные частицы), транспорт (клетки почечных канальцев всасывают белки из первичной мочи).

Процесс, обратный эндоцитозу, — экзоцитоз — приводит к выделению содержимого пузырька во внешнюю среду. Например, клетки, продуцирующие гормон инсулин, упаковываются с плазматической мембраной и открываются, высвобождая при этом инсулин. Попав внутрь клетки, малые молекулы, такие, как жирные кислоты, аминокислоты, кислород или сахара, растворяются в цитоплазме и могут теперь поступать в различные клеточные органеллы. Когда частица пищи оказывается внутри цитоплазмы в мембранном пузырьке, эта пищеварительная вакуоль сливается с другим мембранным мешочком — с органеллой, содержащей пищеварительные ферменты, которая носит название лизосомы. Ферменты переваривают пищу, расщепляя питательные вещества до малых молекул, которые затем проходят через мембрану и попадают в цитоплазму. Иногда лизосомы переваривают отслужившие или поврежденные органеллы, а в некоторых случаях и сами клетки.