Hvad er Nernst -ligningen?
Nernst -ligningen bestemmer hvilepotentialet for cellemembraner i kroppen som en faktor for koncentrationen af ioner inden for og uden for cellen. Celler er den grundlæggende enhed i kroppen, og miljøet inde i cellen adskilles udefra af en cellulær membran. Det intracellulære miljø indeholder en koncentration af ioner, der er forskellig fra det i det ekstracellulære miljø, så en elektrisk ladning udvikler sig, og det kaldes hvilepotentialet. De ioner, der er mest indflydelsesrige til at bestemme hvilepotentialet, er dem, som cellemembranen er mest permeabel: natrium og kalium. Der er en højere koncentration af kalium inde i cellen end uden for cellen, og det modsatte er tilfældet for natriumionen.
For mange af cellerne i kroppen forbliver det hvilende potentiale konstant i varigheden af cellelivet. For spændende celler som nerver og muskler henviser det hvilepotentiale imidlertid simpelthen til membrenANE -potentiale, når cellen ikke bliver ophidset. En spændende celle er en, der genererer en elektrisk impuls, der får cellen til at sammentrække, i tilfælde af en muskelcelle eller skyde et signal i tilfælde af en nervecelle.
excitation resulterer i ændringen af membranens permeabilitet for ioner, hovedsageligt kalium og natrium. Dette muliggør strømmen af ioner fra området med højere koncentration til området med lavere koncentration, og denne strømning forårsager en elektrisk strøm, der vil ændre ladningen over membranen. Derfor er NERNST -ligningen ikke anvendelig i dette tilfælde, fordi NERNST -ligningen kun tager højde for ionkoncentration, når der ikke er nogen permeabilitet på tværs af cellemembranen.
Nernst -ligningsfaktorerne i konstanter såsom Faraday -konstanten, den universelle gaskonstant, den absolutte temperatur i kroppen og valensen af de betragtede ioner. PotaSSium er den mest almindeligt betragtede ion i ligningen. Det er ion af største permeabilitet, så den flyder over membranen mest.
Nernst -ligningen er blevet kritiseret, fordi den antager, at der ikke er nogen nettoflux af ioner over cellemembranen. Realistisk set er der aldrig ingen nettoflux af ioner, fordi ioner undslipper på grund af lækage eller pumpes aktivt af cellen over membranen. I mange tilfælde foretrækkes den mere universelle Goldman -ligning, når man forudsiger membranpotentiale. Goldman-ligningen tager højde for membranens permeabilitet for ioner for en mere nøjagtig vurdering af membranpotentiale, og den kan bruges til spændende og ikke-excitable celler.