Was ist die Nernst-Gleichung?

Die nernst-Gleichung stellt das stillstehende Potenzial der Zellenmembranen im Körper als Faktor der Konzentration der Ionen Innere und Außenseite von der Zelle fest. Zellen sind die grundlegende Maßeinheit des Körpers, und die Umwelt innerhalb der Zelle wird von der Außenseite durch eine zellulare Membrane getrennt. Die intrazelluläre Umwelt enthält eine Konzentration der Ionen, die zu der der extrazellularen Umwelt unterschiedlich ist, also entwickelt sich eine elektrische Gebühr, und sie gekennzeichnet als das stillstehende Potenzial. Die Ionen, die am einflussreichsten sind, wenn sie das stillstehende Potenzial feststellen, sind die, zu denen die Zellenmembrane am durchlässigsten ist: Natrium und Kalium. Es gibt eine höhere Konzentration des Kaliums innerhalb der Zelle als außerhalb der Zelle, und das Entgegengesetzte ist für das Natriumion zutreffend.

Für viele der Zellen im Körper, die stillstehenden Potenzialaufenthalte konstant während der Dauer des Zellenlebens. Für erregbare Zellen wie die der Nerven und der Muskeln jedoch bezieht sich das stillstehende Potenzial einfach auf das Membranenpotential, wenn die Zelle nicht aufgeregt ist. Eine erregbare Zelle ist eine, die einen elektrischen Antrieb, der die Zelle veranlaßt, im Falle einer Muskelzelle Vertrag abzuschließen oder ein Signal abfeuert, im Falle einer Nervenzelle erzeugt.

Erregung ergibt das Ändern der Membrandurchlässigkeit zu den Ionen, zum hauptsächlich Kalium und zum Natrium. Dieses lässt den Fluss der Ionen vom Bereich der höheren Konzentration zum Bereich der niedrigeren Konzentration und die Ursachen dieses Flusses ein elektrischer Strom zu, der die Gebühr durch die Membrane ändert. Folglich ist die Nernst-Gleichung nicht in diesem Fall anwendbar, weil die Nernst-Gleichung nur Ionenkonzentration berücksichtigt, wenn es keine Permeabilität durch die Zellenmembrane gibt.

Die nernst-Gleichung stellt in den Konstanten wie der Faraday-Konstante, der Universalgaskonstante, der absoluten Temperatur des Körpers und der Wertigkeit der betrachteten Ionen Faktor dar. Kalium ist das am allgemeinsten betrachtete Ion in der Gleichung. Es ist das Ion der größten Permeabilität, also fließt es durch die Membrane am meisten.

Die nernst-Gleichung ist kritisiert worden, weil sie annimmt, dass es keinen Nettofluß der Ionen durch die Zellenmembrane gibt. Realistisch gibt es nie keinen Nettofluß der Ionen, weil Ionen wegen des Durchsickerns entgehen oder aktiv durch die Zelle durch die Membrane gepumpt werden. In vielen Fällen ist die allgemeinhinGoldman Gleichung bevorzugt, wenn sie Membranenpotential voraussagt. Die Goldman Gleichung berücksichtigt die Membrandurchlässigkeit zu den Ionen für eine genauere Einschätzung des Membranenpotentials, und sie kann für die erregbaren und nicht-erregbaren Zellen verwendet werden.