Co je Nernstova rovnice?
Nernstova rovnice určuje klidový potenciál buněčných membrán v těle jako faktor koncentrace iontů uvnitř a vně buňky. Buňky jsou základní jednotkou těla a prostředí uvnitř buňky je odděleno od vnějšku buněčnou membránou. Intracelulární prostředí obsahuje koncentraci iontů, která se liší od koncentrace extracelulárního prostředí, takže se vyvíjí elektrický náboj a nazývá se klidový potenciál. Ionty, které mají největší vliv na stanovení klidového potenciálu, jsou ionty, pro které je buněčná membrána nejpropustnější: sodík a draslík. V buňce je vyšší koncentrace draslíku než vně buňky a opak je pravdou pro iont sodný.
Pro mnoho buněk v těle zůstává klidový potenciál po celou dobu buněčného života konstantní. U excitovatelných buněk, jako jsou buňky nervů a svalů, však klidový potenciál jednoduše odkazuje na membránový potenciál, když není buňka vzrušená. Excitabilní buňka je buňka, která generuje elektrický impuls, který způsobí, že se buňka smrští, v případě svalové buňky, nebo vypálí signál, v případě nervové buňky.
Excitace vede ke změně propustnosti membrány pro ionty, zejména draslík a sodík. Toto umožňuje tok iontů z oblasti vyšší koncentrace do oblasti nižší koncentrace a tento tok způsobuje elektrický proud, který změní náboj přes membránu. Proto Nernstova rovnice není v tomto případě použitelná, protože Nernstova rovnice bere v úvahu pouze koncentraci iontů, když nedochází k propustnosti přes buněčnou membránu.
Faktory Nernstovy rovnice v konstantách, jako je Faradayova konstanta, univerzální plynová konstanta, absolutní teplota těla a valence uvažovaných iontů. Draslík je nejčastěji považovaným iontem v rovnici. Je to ion s největší propustností, takže nejvíce protéká membránou.
Nernstova rovnice byla kritizována, protože předpokládá, že přes buněčnou membránu neexistuje žádný čistý tok iontů. Realisticky nikdy neexistuje žádný čistý tok iontů, protože ionty unikají v důsledku úniku nebo jsou aktivně čerpány buňkou přes membránu. V mnoha případech je při predikci membránového potenciálu preferována univerzálnější Goldmanova rovnice. Goldmanova rovnice bere v úvahu propustnost membrány pro ionty pro přesnější hodnocení membránového potenciálu a může být použita pro excitovatelné a neexcitabilní buňky.