人們在早期研究保衛細胞運動時，發現淀粉一糖的相互轉化在調節氣孔開度變化中發揮重要作用，隨后證實氣孔開放時保衛細胞K 含量發生顯著改變，因此研究者將注意力集中到K 含量變化與氣孔啟閉的關系上，后來發現，除了K 調節氣孔開放和關閉外，保衛細胞中碳水化合物含量的變化也顯著影響細胞膨壓的變化，這些碳水化合物主要是糖類（主要是蔗糖）和蘋果酸。保衛細胞中糖類和蘋果酸的多少主要取決于以下因素：
①保衛細胞通過光合作用或其他代謝產生的量，其中糖類主要通過光合作用碳還原途徑產生的蘋果酸主要通過PEPC途徑產生；
②由保衛細胞周圍的薄壁細胞產生后轉運到保衛細胞的量；
③這些物質在保衛細胞中不斷轉化和降解消耗的量。氣孔運動過程中K 和Cl一的吸收和運輸、蘋果酸根離子的合成以及糖類的積累等都需要消耗能量，因此，儲存能量的光合作用和釋放能量的呼吸作用在保衛細胞滲透物質積累和運輸調節中起很重要的作用。保衛細胞代謝是高度可變的，代謝主要依賴于保衛細胞的能量狀態和環境條件。