Qual è l'equazione di Nernst?
L'equazione di Nernst determina il potenziale di riposo delle membrane cellulari nel corpo come fattore della concentrazione di ioni all'interno e all'esterno della cellula. Le cellule sono l'unità base del corpo e l'ambiente all'interno della cellula è separato dall'esterno da una membrana cellulare. L'ambiente intracellulare contiene una concentrazione di ioni diversa da quella dell'ambiente extracellulare, pertanto si sviluppa una carica elettrica, che viene definita potenziale di riposo. Gli ioni che sono più influenti nel determinare il potenziale di riposo sono quelli a cui la membrana cellulare è più permeabile: sodio e potassio. C'è una maggiore concentrazione di potassio all'interno della cellula rispetto a quella esterna, e il contrario è vero per lo ione sodio.
Per molte delle cellule del corpo, il potenziale di riposo rimane costante per la durata della vita cellulare. Per le cellule eccitabili come quelle dei nervi e dei muscoli, tuttavia, il potenziale di riposo si riferisce semplicemente al potenziale di membrana quando la cellula non viene eccitata. Una cellula eccitabile è una cellula che genera un impulso elettrico che provoca la contrazione della cellula, nel caso di una cellula muscolare, o un segnale, nel caso di una cellula nervosa.
L'eccitazione provoca il cambiamento della permeabilità della membrana agli ioni, principalmente potassio e sodio. Ciò consente il flusso di ioni dall'area di maggiore concentrazione all'area di minore concentrazione, e questo flusso provoca una corrente elettrica che cambierà la carica attraverso la membrana. Pertanto, l'equazione di Nernst non è applicabile in questo caso, poiché l'equazione di Nernst prende in considerazione solo la concentrazione di ioni quando non vi è permeabilità attraverso la membrana cellulare.
L'equazione di Nernst fattori in costanti come la costante di Faraday, la costante di gas universale, la temperatura assoluta del corpo e la valenza degli ioni considerati. Il potassio è lo ione più comunemente considerato nell'equazione. È lo ione di massima permeabilità, quindi scorre più attraverso la membrana.
L'equazione di Nernst è stata criticata perché presume che non vi sia flusso netto di ioni attraverso la membrana cellulare. Realisticamente, non c'è mai flusso netto di ioni, perché gli ioni fuoriescono a causa di perdite o vengono attivamente pompati dalla cellula attraverso la membrana. In molti casi, quando si predice il potenziale di membrana si preferisce l'equazione di Goldman più universale. L'equazione di Goldman tiene conto della permeabilità della membrana agli ioni per una valutazione più accurata del potenziale della membrana e può essere utilizzata per cellule eccitabili e non eccitabili.