A legfontosabb különbség a Nernst-potenciál és a membránpotenciál között az, hogy a Nernst-potenciál az a potenciál a sejtmembránon keresztül, amely ellenzi egy adott ion nettó diffúzióját a membránon keresztül, míg a membránpotenciál a sejtmembrán elektromos potenciálja közötti különbség. egy biológiai sejt belső és külső elektromos potenciálja.
Nernst potenciál és membránpotenciál fontos fogalmak a biokémiában. Az emberek gyakran felcserélhetően használják ezeket a kifejezéseket, bár van köztük egy kis különbség.
Mi az a Nernst-potenciál?
Nernst-potenciál (más néven fordított potenciál) az a potenciál a sejtmembránon keresztül, amely ellenzi egy adott ion nettó diffúzióját a membránon keresztül. Ennek a kifejezésnek a fő alkalmazásai a biokémiában vannak. A Nernst-potenciál meghatározásához felhasználhatjuk az adott ion (amely a sejtmembránon próbál átjutni) sejten belüli és sejten kívüli koncentrációinak arányát. Ezenkívül ez a kifejezés az elektrokémiai cellákra vonatkozó elektrokémiában is hasznos. Az egyenlet, amelyet a Nernst-potenciál meghatározására használunk, a Nernst-egyenlet.
A Nernst-egyenlet egy matematikai kifejezés, amely megmutatja a kapcsolatot egy elektrokémiai cella redukciós potenciálja és standard redukciós potenciálja között. Ezt az egyenletet W alther Nernst tudósról nevezték el. Ezenkívül a Nernst-egyenlet az elektrokémiai oxidációs és redukciós reakciókat befolyásoló egyéb tényezőktől is függ, például a hőmérséklettől és az oxidáción és redukción átmenő kémiai anyagok kémiai aktivitásától.
A Nernst-egyenlet levezetésénél figyelembe kell vennünk a Gibbs-szabadenergia standard változásait, amelyek a cellában előforduló elektrokémiai átalakulásokhoz kapcsolódnak. Egy elektrokémiai cella redukciós reakciója a következőképpen adható meg:
Ox + z e– ⟶ Piros
A termodinamikában a reakció tényleges szabadenergia-változása
E=Eredukáció – Eoxidáció
A Gibbs szabad energiát (ΔG) az E-hez (potenciális különbség) a következőképpen viszonyíthatjuk:
ΔG=-nF
Ahol n a reakció előrehaladtával a kémiai fajok között átvitt elektronok száma, F a Faraday-állandó. Ha figyelembe vesszük a standard feltételeket, akkor az egyenlet a következő:
ΔG0=-nFE0
A nem szabványos feltételek Gibbs-szabad energiáját a standard feltételek Gibbs-energiájával tudjuk összefüggésbe hozni a következő egyenlet segítségével.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Ezután a fenti egyenleteket behelyettesíthetjük ebbe a standard egyenletbe, hogy megkapjuk a Nernst-egyenletet a következőképpen:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Akkor a Nernst-egyenlet a következő:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Mi az a membránpotenciál?
A membránpotenciál (más néven transzmembránpotenciál vagy membránfeszültség) a biológiai sejt belsejében lévő elektromos potenciál és a külső elektromos potenciál közötti különbség. Ezek közül egy cella külső elektromos potenciálját általában millivoltban (mV) adják meg, és az értéke -40 mV és -80 mV között van.
A biológiában minden állati sejtnek van egy membránja, amely a kettős rétegbe ágyazott fehérjéket tartalmazó lipid kettős rétegből áll. Ez a membrán szigetelőként és diffúziós gátként működhet, amely megtartja az ionok mozgását. Vannak transzmembrán fehérjék, amelyek iontranszporterként vagy ionpumpaként működnek. Aktívan képesek átnyomni az ionokat a membránon, így koncentrációgradiens alakul ki a membránon. Ezek az ionszivattyúk és ioncsatornák elektromosan egyenértékűek egy sor akkumulátorral és ellenállással. Ezért ezek az alkatrészek feszültséget hozhatnak létre a membrán két oldala között.
Majdnem minden plazmamembrán elektromos potenciállal rendelkezik a membránon keresztül, belül negatív töltéssel, kívül pedig pozitív töltéssel. Ennek az elektromos potenciálnak két alapvető funkciója van: lehetővé teszi, hogy a cella akkumulátorként működjön, és a jelek továbbítása a cella különböző részei között.
Mi a különbség a Nernst-potenciál és a membránpotenciál között?
Nernst potenciál és membránpotenciál fontos fogalmak a biokémiában. Az emberek gyakran felcserélhetően használják őket, bár van egy kis különbség. A legfontosabb különbség a Nernst-potenciál és a membránpotenciál között az, hogy a Nernst-potenciál a sejtmembránon átívelő potenciál, amely ellenzi egy adott ion nettó diffúzióját a membránon keresztül, míg a membránpotenciál a belső elektromos potenciál és az elektromos potenciál közötti különbség. egy biológiai sejt külső potenciálja.
Összefoglaló – Nernst-potenciál vs membránpotenciál
Nernst potenciál és membránpotenciál fontos fogalmak a biokémiában. A legfontosabb különbség a Nernst-potenciál és a membránpotenciál között az, hogy a Nernst-potenciál a sejtmembránon átívelő potenciál, amely ellenzi egy adott ion nettó diffúzióját a membránon keresztül, míg a membránpotenciál a belső elektromos potenciál és az elektromos potenciál közötti különbség. egy biológiai sejt külső potenciálja.
