Was ist die Nernst -Gleichung?
Die Nernst -Gleichung bestimmt das Ruhepotential von Zellmembranen im Körper als Faktor der Ionenkonzentration innerhalb und außerhalb der Zelle. Zellen sind die Grundeinheit des Körpers, und die Umgebung innerhalb der Zelle wird durch eine zelluläre Membran von außen getrennt. Die intrazelluläre Umgebung enthält eine Konzentration von Ionen, die sich von der der extrazellulären Umgebung unterscheidet, sodass sich eine elektrische Ladung entwickelt und sie als Ruhepotential bezeichnet wird. Die Ionen, die am meisten einflussreich sind, um das Ruhepotential zu bestimmen, sind diejenigen, denen die Zellmembran am durchlässigsten ist: Natrium und Kalium. In der Zelle gibt es eine höhere Kaliumkonzentration als außerhalb der Zelle, und das Gegenteil gilt für das Natriumion.
Für viele Zellen im Körper bleibt das Ruhepotential für die Dauer der Zellleben konstant. Für aufregende Zellen wie die der Nerven und Muskeln bezieht sich das Ruhepotential jedoch einfach auf das MembrANE -Potenzial, wenn die Zelle nicht angeregt wird. Eine aufregende Zelle ist eine, die einen elektrischen Impuls erzeugt, der sich bei einer Muskelzelle im Falle einer Nervenzelle zusammenzieht oder ein Signal abfeuert.
Anregung führt zur Änderung der Durchlässigkeit der Membran gegenüber Ionen, hauptsächlich Kalium und Natrium. Dies ermöglicht den Fluss von Ionen von der Fläche mit höherer Konzentration bis zur Fläche niedrigerer Konzentration, und dieser Durchfluss führt zu einem elektrischen Strom, der die Ladung über die Membran ändert. Daher ist die Nernst -Gleichung in diesem Fall nicht anwendbar, da die Nernst -Gleichung nur die Ionenkonzentration berücksichtigt, wenn keine Permeabilität über die Zellmembran vorliegt.
Die Nernst -Gleichungsfaktoren in Konstanten wie der Faraday -Konstante, der universellen Gaskonstante, der absoluten Temperatur des Körpers und der Valenz der betrachteten Ionen. PotaSSIUM ist das am häufigsten angesehene Ion in der Gleichung. Es ist das Ion der größten Durchlässigkeit, so dass es am meisten über die Membran fließt.
Die Nernst -Gleichung wurde kritisiert, weil sie davon ausgeht, dass es keinen Nettofluss von Ionen über die Zellmembran gibt. Realistisch gesehen gibt es nie keinen Nettofluss von Ionen, da Ionen aufgrund von Leckagen entkommen oder von der Zelle über die Membran aktiv gepumpt werden. In vielen Fällen wird die universellere Goldman -Gleichung bei der Vorhersage des Membranpotentials bevorzugt. Die Goldman-Gleichung berücksichtigt die Durchlässigkeit der Membran für Ionen für eine genauere Bewertung des Membranpotentials und kann für aufgeregte und nicht nachweisbare Zellen verwendet werden.