Toonisuus (sanasta τόνος - "jännite" ) on osmoottisen painegradientin mitta , eli kahden puoliläpäisevän kalvon erottaman liuoksen vesipotentiaalin ero . Tätä käsitettä sovelletaan yleensä soluja ympäröiviin ratkaisuihin . Osmoottiseen paineeseen ja toonisuuteen voivat vaikuttaa vain sellaisten aineiden liuokset, jotka eivät läpäise kalvoa ( elektrolyytti , proteiini jne.). Kalvon läpi tunkeutuvilla liuoksilla on sama pitoisuus kalvon molemmilla puolilla, eivätkä ne siksi muuta toonisuutta.
Toonisuutta on kolme muunnelmaa: yksi ratkaisu suhteessa toiseen voi olla isotoninen, hypertoninen ja hypotoninen.
Isotonia on osmoottisen paineen tasa-arvo nestemäisissä väliaineissa ja kehon kudoksissa, mikä varmistetaan ylläpitämällä niiden sisältämien aineiden osmoottisesti vastaavia pitoisuuksia. Isotonia on yksi tärkeimmistä kehon fysiologisista vakioista, jonka itsesäätelymekanismit tarjoavat . Isotoninen liuos on liuos, jonka osmoottinen paine on yhtä suuri kuin solunsisäinen. Isotooniseen liuokseen upotettu solu on tasapainotilassa - vesimolekyylejä diffundoituu solukalvon läpi yhtä suurena määränä sisäänpäin ja ulospäin keräämättä tai menettämättä solua . Osmoottisen paineen poikkeama normaalista fysiologisesta tasosta johtaa veren, kudosnesteen ja kehon solujen välisten aineenvaihduntaprosessien rikkomiseen. Voimakas poikkeama voi häiritä solukalvojen rakennetta ja eheyttä.
Hypertoninen liuos on liuos, jossa on korkeampi aineen pitoisuus verrattuna solunsisäiseen veteen. Kun solu upotetaan hypertoniseen liuokseen, sen kuivuminen tapahtuu - solunsisäinen vesi tulee ulos, mikä johtaa solun kuivumiseen ja rypistymiseen. Hypertonisia liuoksia käytetään osmoterapiassa aivojen sisäisen verenvuodon hoitoon .
Hypotoninen liuos on liuos, jolla on pienempi osmoottinen paine suhteessa toiseen, eli siinä on pienempi aineen pitoisuus, joka ei tunkeudu kalvon läpi. Kun solu upotetaan hypotoniseen liuokseen, tapahtuu veden osmoottinen tunkeutuminen soluun, jolloin kehittyy sen hyperhydraatio - turvotus, jota seuraa sytolyysi . Tässä tilanteessa kasvisolut eivät aina ole vaurioituneet; kun solu upotetaan hypotoniseen liuokseen, se lisää turgoripainetta ja palaa normaaliin toimintaansa.
Tradescantian epidermaaliset solut ovat normaaleja ja plasmolyysissä.
Eläinsoluissa hypertoninen ympäristö saa veden karkaamaan solusta, mikä aiheuttaa solujen kutistumista (crenation). Kasvisoluissa hypertonisten liuosten vaikutukset ovat dramaattisempia. Joustava solukalvo ulottuu soluseinästä , mutta pysyy kiinnittyneenä siihen plasmodesmatassa . Plasmolyysi kehittyy - solut saavat "neulallisen" ulkonäön, plasmodesmata lakkaa käytännössä toimimasta supistumisen vuoksi.
Joillakin organismeilla on erityisiä mekanismeja ympäristön hypertonisuuden voittamiseksi. Esimerkiksi hypertonisessa suolaliuoksessa elävät kalat ylläpitävät solunsisäistä osmoottista painetta erittämällä aktiivisesti juomansa ylimääräistä suolaa. Tätä prosessia kutsutaan osmoregulaatioksi.
Hypotonisessa ympäristössä eläinsolut turpoavat repeämään asti ( sytolyysi ). Ylimääräisen veden poistamiseksi makean veden kaloista virtsaaminen on jatkuvaa. Kasvisolut kestävät hyvin hypotonisten liuosten vaikutuksia, koska niiden vahva soluseinä tarjoaa tehokkaan osmolaarisuuden tai osmolaalisuuden .
Jotkut lihaksensisäiseen käyttöön tarkoitetut lääkkeet annetaan edullisesti lievästi hypotonisena liuoksena, mikä mahdollistaa niiden paremman imeytymisen kudoksiin.