La differenza chiave tra il potenziale di Nernst e il potenziale di membrana è che il potenziale di Nernst è il potenziale attraverso una membrana cellulare che si oppone alla diffusione netta di un particolare ione attraverso la membrana, mentre il potenziale di membrana è la differenza tra il potenziale elettrico del interno e il potenziale elettrico dell'esterno di una cellula biologica.
Il potenziale di Nernst e il potenziale di membrana sono termini importanti in biochimica. Spesso le persone usano questi termini in modo intercambiabile, anche se presentano una leggera differenza.
Cos'è il potenziale di Nernst?
Il potenziale di Nernst (chiamato anche potenziale di inversione) è il potenziale attraverso una membrana cellulare che si oppone alla diffusione netta di un particolare ione attraverso la membrana. Questo termine ha le sue principali applicazioni in biochimica. Per determinare il potenziale di Nernst, possiamo utilizzare il rapporto tra le concentrazioni di quello specifico ione (che sta cercando di passare attraverso la membrana cellulare) all'interno della cellula e all'esterno della cellula. Inoltre, questo termine è utile anche nell'elettrochimica per quanto riguarda le celle elettrochimiche. L'equazione che usiamo per determinare il potenziale di Nernst è l'equazione di Nernst.
L'equazione di Nernst è un'espressione matematica che ci mostra la relazione tra il potenziale di riduzione e il potenziale di riduzione standard di una cella elettrochimica. Questa equazione prende il nome dallo scienziato W alther Nernst. Inoltre, l'equazione di Nernst dipende dagli altri fattori che influenzano le reazioni di ossidazione e riduzione elettrochimica, come la temperatura e l'attività chimica delle specie chimiche che subiscono ossidazione e riduzione.
Nel derivare l'equazione di Nernst, dobbiamo considerare i cambiamenti standard nell'energia libera di Gibbs associati alle trasformazioni elettrochimiche che avvengono nella cellula. La reazione di riduzione di una cella elettrochimica può essere data come segue:
Ox + z e– ⟶ Rosso
In termodinamica, l'effettiva variazione di energia libera della reazione è, E=Ereduzione – Eossidazione
Possiamo mettere in relazione l'energia libera di Gibbs (ΔG) con il MI (differenza potenziale) come segue:
ΔG=-nFA
Dove n è il numero di elettroni trasferiti tra specie chimiche quando la reazione sta progredendo, F è la costante di Faraday. Se consideriamo le condizioni standard, l'equazione è la seguente:
ΔG0=-nFE0
Possiamo mettere in relazione l'energia libera di Gibbs di condizioni non standard con l'energia di Gibbs di condizioni standard tramite la seguente equazione.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Quindi, possiamo sostituire le equazioni precedenti in questa equazione standard per ottenere l'equazione di Nernst come segue:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Allora l'equazione di Nernst è la seguente:
MI=MI0 – (RTlnQ/nFA)
Che cos'è il potenziale di membrana?
Il potenziale di membrana (noto anche come potenziale transmembrana o tensione di membrana) è la differenza tra il potenziale elettrico dell'interno e il potenziale elettrico dell'esterno di una cellula biologica. Tra questi, il potenziale elettrico esterno di una cella è solitamente espresso nell'unità di millivolt (mV) e il valore varia da -40 mV a -80 mV.
In biologia, tutte le cellule animali hanno una membrana circostante costituita da un doppio strato lipidico contenente proteine che sono incorporate nel doppio strato. Questa membrana può fungere da isolante e da barriera alla diffusione che trattiene il movimento degli ioni. Esistono proteine transmembrana che agiscono come trasportatori di ioni o pompe ioniche. Possono spingere attivamente gli ioni attraverso la membrana, stabilendo un gradiente di concentrazione attraverso la membrana. Queste pompe ioniche e canali ionici sono elettricamente equivalenti a un set di batterie e resistori. Pertanto, questi componenti possono creare una tensione tra i due lati della membrana.
Quasi tutte le membrane plasmatiche hanno un potenziale elettrico attraverso la membrana, avendo una carica negativa all'interno e una carica positiva all'esterno. Ci sono due funzioni di base di questo potenziale elettrico: consentire a una cellula di funzionare come una batteria e la trasmissione di segnali tra le diverse parti di una cellula.
Qual è la differenza tra il potenziale di Nernst e il potenziale di membrana?
Il potenziale di Nernst e il potenziale di membrana sono termini importanti in biochimica. Spesso le persone li usano in modo intercambiabile, anche se hanno una leggera differenza. Il differenza fondamentale tra il potenziale di Nernst e il potenziale di membrana è quello il potenziale di Nernst è il potenziale attraverso una membrana cellulare che si oppone alla diffusione netta di un particolare ione attraverso la membrana, mentre il potenziale di membrana è la differenza tra il potenziale elettrico dell'interno e quello elettrico potenziale dell'esterno di una cellula biologica.
Riepilogo – Potenziale di Nernst vs Potenziale di membrana
Il potenziale di Nernst e il potenziale di membrana sono termini importanti in biochimica. Il differenza fondamentale tra il potenziale di Nernst e il potenziale di membrana è quello il potenziale di Nernst è il potenziale attraverso una membrana cellulare che si oppone alla diffusione netta di un particolare ione attraverso la membrana, mentre il potenziale di membrana è la differenza tra il potenziale elettrico dell'interno e quello elettrico potenziale dell'esterno di una cellula biologica.
