Co je Nernstova rovnice?

Nernstova rovnice určuje klidový potenciál buněčných membrán v těle jako faktor koncentrace iontů uvnitř i vně buňky. Buňky jsou základní jednotkou těla a prostředí uvnitř buňky je odděleno od vnějšku buněčnou membránou. Intracelulární prostředí obsahuje koncentraci iontů, které se liší od koncentrace extracelulárního prostředí, takže se vyvíjí elektrický náboj a označuje se jako klidový potenciál. Ionty, které mají nejvlivnější při určování klidového potenciálu, jsou i ty, ke kterým je buněčná membrána nejvíce propustná: sodík a draslík. Uvnitř buňky je vyšší koncentrace draslíku než mimo buňku a opak platí pro ion sodný.

Pro mnoho buněk v těle zůstává klidový potenciál po celou dobu trvání buněčného života konstantní. U vzrušujících buněk, jako jsou buňky nervů a svalů, však klidový potenciál jednoduše odkazuje na membrANE potenciál, když buňka není vzrušena. Excitovatelná buňka je buňka, která generuje elektrický impuls, který způsobuje, že se buňka stane v případě svalové buňky nebo vystřelí signál v případě nervové buňky.

Excitace má za následek změnu propustnosti membrány na ionty, zejména draslík a sodík. To umožňuje tok iontů z oblasti vyšší koncentrace do oblasti nižší koncentrace a tento tok způsobuje elektrický proud, který změní náboj přes membránu. V tomto případě se proto Nernstova rovnice nevztahuje, protože Nernstova rovnice bere v úvahu pouze koncentraci iontů, pokud v buněčné membráně není propustnost.

Faktory rovnice Nernst v konstantách, jako je Faradayská konstanta, univerzální plynová konstanta, absolutní teplota těla a valence uvažovaných iontů. PotaSsium je nejčastěji uvažovaným iontem v rovnici. Je to ion největší propustnosti, takže nejvíce teče přes membránu.

Nernstova rovnice byla kritizována, protože předpokládá, že přes buněčnou membránu neexistuje žádný čistý tok iontů. Realisticky neexistuje nikdy žádný čistý tok iontů, protože ionty uniknou v důsledku úniku nebo jsou aktivně čerpány buňkou přes membránu. V mnoha případech je při předpovídání membránového potenciálu preferována univerzálnější Goldmanova rovnice. Goldmanova rovnice bere v úvahu propustnost membrány vůči iontům pro přesnější posouzení membránového potenciálu a může být použita pro vzrušující a neexcitativní buňky.