Vad är Nernst-ekvationen?
Nernst-ekvationen bestämmer vilopotentialen för cellmembran i kroppen som en faktor för koncentrationen av joner inuti och utanför cellen. Celler är basenheten i kroppen, och miljön inuti cellen separeras från utsidan av ett cellulärt membran. Den intracellulära miljön innehåller en koncentration av joner som skiljer sig från den för den extracellulära miljön, så en elektrisk laddning utvecklas, och den kallas vilopotentialen. De joner som är mest inflytelserika för att bestämma vilopotentialen är de som cellmembranet är mest genomträngligt för: natrium och kalium. Det finns en högre koncentration av kalium i cellen än utanför cellen, och det motsatta är sant för natriumjonen.
För många av cellerna i kroppen förblir vilopotentialen konstant under cellens livslängd. För exciterbara celler såsom nervsystem och muskler hänvisar vilopotentialen helt enkelt till membranpotentialen när cellen inte upphetsas. En exciterbar cell är en som genererar en elektrisk impuls som får cellen att sammandras, i fallet med en muskelcell, eller avfyra en signal, i fallet med en nervcell.
Excitation resulterar i förändring av membranets permeabilitet för joner, främst kalium och natrium. Detta möjliggör flödet av joner från området med högre koncentration till området med lägre koncentration, och detta flöde orsakar en elektrisk ström som kommer att ändra laddningen över membranet. Därför är Nernst-ekvationen inte tillämplig i detta fall, eftersom Nernst-ekvationen endast tar hänsyn till jonkoncentration när det inte finns någon permeabilitet över cellmembranet.
Nernst-ekvationsfaktorerna i konstanter som Faraday-konstanten, den universella gaskonstanten, kroppens absoluta temperatur och valensen hos de betraktade jonerna. Kalium är den vanligaste jon i ekvationen. Det är jonen med största permeabilitet, så det flyter mest över membranet.
Nernst-ekvationen har kritiserats eftersom den antar att det inte finns något nettoflöde av joner över cellmembranet. Realistiskt finns det aldrig något nettoflöde av joner, eftersom joner slipper ut på grund av läckage eller pumpas aktivt av cellen över membranet. I många fall är den mer universella Goldman-ekvationen att föredra när man förutsäger membranpotential. Goldman-ekvationen tar hänsyn till membranets permeabilitet för joner för en mer exakt utvärdering av membranpotentialen, och den kan användas för exciterbara och icke-exciterbara celler.