Ključna razlika između Nernstova potencijala i membranskog potencijala je u tome što je Nernstov potencijal potencijal preko stanične membrane koji se suprotstavlja neto difuziji određenog iona kroz membranu, dok je membranski potencijal razlika između električnog potencijala unutrašnjost i električni potencijal izvana biološke stanice.
Nernstov potencijal i membranski potencijal važni su pojmovi u biokemiji. Ljudi često koriste ove izraze naizmjenično, iako se malo razlikuju.
Što je Nernstov potencijal?
Nernstov potencijal (također nazvan reverznim potencijalom) je potencijal preko stanične membrane koji se suprotstavlja neto difuziji određenog iona kroz membranu. Ovaj izraz ima svoje glavne primjene u biokemiji. Za određivanje Nernstova potencijala možemo koristiti omjer koncentracija tog specifičnog iona (koji pokušava proći kroz staničnu membranu) unutar i izvan stanice. Osim toga, ovaj izraz je također koristan u elektrokemiji u vezi s elektrokemijskim ćelijama. Jednadžba koju koristimo za određivanje Nernstova potencijala je Nernstova jednadžba.
Nernstova jednadžba je matematički izraz koji nam pokazuje odnos između redukcijskog potencijala i standardnog redukcijskog potencijala elektrokemijske ćelije. Ova jednadžba je dobila ime po znanstveniku W altheru Nernstu. Štoviše, Nernstova jednadžba ovisi o drugim čimbenicima koji utječu na reakcije elektrokemijske oksidacije i redukcije, kao što su temperatura i kemijska aktivnost kemijskih vrsta koje prolaze kroz oksidaciju i redukciju.
Kada izvodimo Nernstovu jednadžbu, moramo uzeti u obzir standardne promjene Gibbsove slobodne energije koja je povezana s elektrokemijskim transformacijama koje se događaju u stanici. Reakcija redukcije elektrokemijske ćelije može se dati na sljedeći način:
Ox + z e– ⟶ Crveno
U termodinamici, stvarna promjena slobodne energije reakcije je, E=Eredukcija – Eoksidacija
Možemo povezati Gibbsovu slobodnu energiju (ΔG) s E (razlikom potencijala) na sljedeći način:
ΔG=-nF
Gdje je n broj elektrona koji se prenose između kemijskih vrsta dok reakcija napreduje, F je Faradayeva konstanta. Ako uzmemo u obzir standardne uvjete, onda je jednadžba sljedeća:
ΔG0=-nFE0
Možemo povezati Gibbsovu slobodnu energiju nestandardnih uvjeta s Gibbsovom energijom standardnih uvjeta pomoću sljedeće jednadžbe.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Tada možemo zamijeniti gornje jednadžbe u ovu standardnu jednadžbu kako bismo dobili Nernstovu jednadžbu na sljedeći način:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Tada je Nernstova jednadžba sljedeća:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Što je membranski potencijal?
Membranski potencijal (također poznat kao transmembranski potencijal ili membranski napon) je razlika između električnog potencijala unutarnje i električnog potencijala vanjske strane biološke stanice. Među njima, vanjski električni potencijal ćelije obično se daje u jedinici milivolta (mV), a vrijednost se kreće od -40 mV do -80 mV.
U biologiji, sve životinjske stanice imaju okolnu membranu koja se sastoji od lipidnog dvosloja koji sadrži proteine koji su ugrađeni u dvosloj. Ova membrana može djelovati kao izolator i kao difuzijska barijera koja zadržava kretanje iona. Postoje transmembranski proteini koji djeluju kao ionski prijenosnici ili ionske pumpe. Oni mogu aktivno gurati ione kroz membranu, uspostavljajući koncentracijski gradijent kroz membranu. Ove ionske pumpe i ionski kanali električni su ekvivalenti skupu baterija i otpornika. Stoga ove komponente mogu stvoriti napon između dviju strana membrane.
Gotovo sve plazma membrane imaju električni potencijal preko membrane, s negativnim nabojem iznutra i pozitivnim nabojem izvana. Dvije su osnovne funkcije ovog električnog potencijala: omogućavanje ćeliji da funkcionira kao baterija i prijenos signala između različitih dijelova ćelije.
Koja je razlika između Nernstovog potencijala i membranskog potencijala?
Nernstov potencijal i membranski potencijal važni su pojmovi u biokemiji. Često ih ljudi koriste naizmjenično, iako imaju malu razliku. Ključna razlika između Nernstova potencijala i membranskog potencijala je u tome što je Nernstov potencijal potencijal preko stanične membrane koji se suprotstavlja neto difuziji određenog iona kroz membranu, dok je membranski potencijal razlika između električnog potencijala unutrašnjosti i električnog potencijala potencijal vanjštine biološke stanice.
Sažetak – Nernstov potencijal u odnosu na membranski potencijal
Nernstov potencijal i membranski potencijal važni su pojmovi u biokemiji. Ključna razlika između Nernstova potencijala i membranskog potencijala je u tome što je Nernstov potencijal potencijal preko stanične membrane koji se suprotstavlja neto difuziji određenog iona kroz membranu, dok je membranski potencijal razlika između električnog potencijala unutrašnjosti i električnog potencijala potencijal vanjštine biološke stanice.
