Nøkkelforskjellen mellom Nernst-potensial og membranpotensial er at Nernst-potensialet er potensialet over en cellemembran som motsetter nettodiffusjonen av et bestemt ion gjennom membranen, mens membranpotensialet er forskjellen mellom det elektriske potensialet til indre og det elektriske potensialet til utsiden av en biologisk celle.
Nernst-potensial og membranpotensial er viktige begreper i biokjemi. Ofte bruker folk disse begrepene om hverandre, selv om de har en liten forskjell.
Hva er Nernst-potensialet?
Nernst-potensial (også k alt reverseringspotensial) er potensialet over en cellemembran som motsetter nettodiffusjonen av et bestemt ion gjennom membranen. Dette begrepet har sine viktigste anvendelser innen biokjemi. For å bestemme Nernst-potensialet kan vi bruke forholdet mellom konsentrasjonene til det spesifikke ionet (som prøver å passere gjennom cellemembranen) inne i cellen og utenfor cellen. I tillegg er dette begrepet også nyttig i elektrokjemi angående elektrokjemiske celler. Ligningen vi bruker for å bestemme Nernst-potensialet er Nernst-ligningen.
Nernst-ligningen er et matematisk uttrykk som viser oss forholdet mellom reduksjonspotensialet og standard reduksjonspotensialet til en elektrokjemisk celle. Denne ligningen ble oppk alt etter vitenskapsmannen W alther Nernst. Dessuten avhenger Nernst-ligningen av de andre faktorene som påvirker elektrokjemiske oksidasjons- og reduksjonsreaksjoner, slik som temperatur og kjemisk aktivitet til de kjemiske artene som gjennomgår oksidasjon og reduksjon.
Når vi utleder Nernst-ligningen, må vi vurdere standardendringene i Gibbs frie energi som er assosiert med elektrokjemiske transformasjoner som skjer i cellen. Reduksjonsreaksjonen til en elektrokjemisk celle kan gis som følger:
Ox + z e– ⟶ Rød
I termodynamikk er den faktiske frie energiendringen i reaksjonen
E=Ereduksjon – Eoxidation
Vi kan relatere Gibbs frie energi(ΔG) til E (potensialforskjell) som følger:
ΔG=-nF
Hvor n er antallet elektroner som overføres mellom kjemiske arter når reaksjonen skrider frem, er F Faraday-konstanten. Hvis vi vurderer standardbetingelsene, er ligningen som følger:
ΔG0=-nFE0
Vi kan relatere Gibbs frie energi for ikke-standardtilstander med Gibbs-energien for standardbetingelser via følgende ligning.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Deretter kan vi erstatte ligningene ovenfor i denne standardligningen for å få Nernst-ligningen som følger:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Da er Nernst-ligningen som følger:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Hva er membranpotensial?
Membranpotensial (også kjent som transmembranpotensial eller membranspenning) er forskjellen mellom det elektriske potensialet til det indre og det elektriske potensialet til det ytre av en biologisk celle. Blant dem er det ytre elektriske potensialet til en celle vanligvis gitt i enheten millivolt (mV), og verdien varierer fra -40 mV til -80 mV.
I biologi har alle dyreceller en omgivende membran som består av et lipid-dobbeltlag som inneholder proteiner som er innebygd i dobbeltlaget. Denne membranen kan fungere som en isolator og som en diffusjonsbarriere som holder ionenes bevegelse. Det er transmembrane proteiner som fungerer som ionetransportere eller ionepumper. De kan aktivt skyve ioner over membranen, og etablere en konsentrasjonsgradient over membranen. Disse ionepumpene og ionekanalene er elektrisk ekvivalente med et sett med batterier og motstander. Derfor kan disse komponentene skape en spenning mellom de to sidene av membranen.
Nesten alle plasmamembraner har et elektrisk potensial over membranen, med en negativ ladning på innsiden og en positiv ladning på utsiden. Det er to grunnleggende funksjoner for dette elektriske potensialet: å la en celle fungere som et batteri og overføring av signaler mellom ulike deler av en celle.
Hva er forskjellen mellom Nernst-potensial og membranpotensial?
Nernst-potensial og membranpotensial er viktige begreper i biokjemi. Ofte bruker folk dem om hverandre, selv om de har en liten forskjell. Nøkkelforskjellen mellom Nernst-potensialet og membranpotensialet er at Nernst-potensialet er potensialet over en cellemembran som motsetter nettodiffusjonen av et bestemt ion gjennom membranen, mens membranpotensialet er forskjellen mellom det elektriske potensialet til det indre og det elektriske. potensialet til utsiden av en biologisk celle.
Sammendrag – Nernst Potential vs Membrane Potential
Nernst-potensial og membranpotensial er viktige begreper i biokjemi. Nøkkelforskjellen mellom Nernst-potensialet og membranpotensialet er at Nernst-potensialet er potensialet over en cellemembran som motsetter nettodiffusjonen av et bestemt ion gjennom membranen, mens membranpotensialet er forskjellen mellom det elektriske potensialet til det indre og det elektriske. potensialet til det ytre av en biologisk celle.
