Nyckelskillnaden mellan Nernst-potential och membranpotential är att Nernst-potentialen är potentialen över ett cellmembran som motverkar nettodiffusionen av en viss jon genom membranet, medan membranpotentialen är skillnaden mellan den elektriska potentialen för inre och den elektriska potentialen hos utsidan av en biologisk cell.
Nernst-potential och membranpotential är viktiga termer inom biokemi. Ofta använder människor dessa termer omväxlande, även om de har en liten skillnad.
Vad är Nernst Potential?
Nernst-potential (även kallad reverseringspotential) är potentialen över ett cellmembran som motverkar nettodiffusionen av en viss jon genom membranet. Denna term har sina huvudsakliga tillämpningar inom biokemi. För att bestämma Nernst-potentialen kan vi använda förhållandet mellan koncentrationerna av den specifika jonen (som försöker passera genom cellmembranet) inuti cellen och utanför cellen. Dessutom är denna term också användbar inom elektrokemi när det gäller elektrokemiska celler. Ekvationen som vi använder för att bestämma Nernst-potentialen är Nernst-ekvationen.
Nernsts ekvation är ett matematiskt uttryck som visar oss sambandet mellan reduktionspotentialen och standardreduktionspotentialen för en elektrokemisk cell. Denna ekvation har fått sitt namn efter vetenskapsmannen W alther Nernst. Dessutom beror Nernst-ekvationen på andra faktorer som påverkar elektrokemiska oxidations- och reduktionsreaktioner, såsom temperatur och kemisk aktivitet hos de kemiska arter som genomgår oxidation och reduktion.
När vi härleder Nernst-ekvationen måste vi beakta standardförändringarna i Gibbs fria energi som är associerad med elektrokemiska transformationer som sker i cellen. Reduktionsreaktionen för en elektrokemisk cell kan ges enligt följande:
Ox + z e– ⟶ Röd
Inom termodynamik är den faktiska fria energiförändringen av reaktionen
E=Ereduktion – Eoxidation
Vi kan relatera Gibbs fria energi(ΔG) till E (potentiell skillnad) enligt följande:
ΔG=-nF
Där n är antalet elektroner som överförs mellan kemiska arter när reaktionen fortskrider, F är Faraday-konstanten. Om vi betraktar standardvillkoren är ekvationen följande:
ΔG0=-nFE0
Vi kan relatera Gibbs fria energi från icke-standardiserade tillstånd med Gibbs energi för standardförhållanden via följande ekvation.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Då kan vi ersätta ovanstående ekvationer i denna standardekvation för att få Nernst-ekvationen enligt följande:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Då är Nernst-ekvationen som följer:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Vad är membranpotential?
Membranpotential (även känd som transmembranpotential eller membranspänning) är skillnaden mellan den elektriska potentialen i det inre och den elektriska potentialen för utsidan av en biologisk cell. Bland dem är den yttre elektriska potentialen för en cell vanligen angiven i enheten millivolt (mV), och värdet sträcker sig från -40 mV till -80 mV.
Inom biologin har alla djurceller ett omgivande membran som består av ett lipiddubbelskikt som innehåller proteiner som är inbäddade i dubbelskiktet. Detta membran kan fungera som en isolator och som en diffusionsbarriär som håller kvar jonernas rörelse. Det finns transmembranproteiner som fungerar som jontransportörer eller jonpumpar. De kan aktivt driva joner över membranet, vilket skapar en koncentrationsgradient över membranet. Dessa jonpumpar och jonkanaler är elektriskt likvärdiga med en uppsättning batterier och motstånd. Därför kan dessa komponenter skapa en spänning mellan de två sidorna av membranet.
Nästan alla plasmamembran har en elektrisk potential över membranet, med en negativ laddning på insidan och en positiv laddning på utsidan. Det finns två grundläggande funktioner för denna elektriska potential: att låta en cell fungera som ett batteri och överföring av signaler mellan olika delar av en cell.
Vad är skillnaden mellan Nernst-potential och membranpotential?
Nernst-potential och membranpotential är viktiga termer inom biokemi. Ofta använder människor dem omväxlande, även om de har en liten skillnad. Den viktigaste skillnaden mellan Nernst-potential och membranpotential är att Nernst-potentialen är potentialen över ett cellmembran som motsätter sig nettodiffusionen av en viss jon genom membranet, medan membranpotentialen är skillnaden mellan den elektriska potentialen i det inre och den elektriska potentialen hos utsidan av en biologisk cell.
Sammanfattning – Nernst Potential vs Membrane Potential
Nernst-potential och membranpotential är viktiga termer inom biokemi. Den viktigaste skillnaden mellan Nernst-potential och membranpotential är att Nernst-potentialen är potentialen över ett cellmembran som motsätter sig nettodiffusionen av en viss jon genom membranet, medan membranpotentialen är skillnaden mellan den elektriska potentialen i det inre och den elektriska potentialen hos utsidan av en biologisk cell.
