Der Hauptunterschied zwischen Nernst-Potential und Membranpotential besteht darin, dass das Nernst-Potential das Potential über eine Zellmembran ist, das der Nettodiffusion eines bestimmten Ions durch die Membran entgegenwirkt, während das Membranpotential die Differenz zwischen dem elektrischen Potential der ist Inneres und das elektrische Potential des Äußeren einer biologischen Zelle.
Nernstpotential und Membranpotential sind wichtige Begriffe der Biochemie. Oft werden diese Begriffe synonym verwendet, obwohl sie einen kleinen Unterschied haben.
Was ist das Nernstpotential?
Nernst-Potential (auch als Umkehrpotential bezeichnet) ist das Potential über einer Zellmembran, das der Nettodiffusion eines bestimmten Ions durch die Membran entgegenwirkt. Dieser Begriff hat seine Hauptanwendungen in der Biochemie. Um das Nernst-Potential zu bestimmen, können wir das Verhältnis der Konzentrationen dieses spezifischen Ions (das versucht, die Zellmembran zu passieren) innerhalb der Zelle und außerhalb der Zelle verwenden. Darüber hinaus ist dieser Begriff auch in der Elektrochemie in Bezug auf elektrochemische Zellen nützlich. Die Gleichung, mit der wir das Nernst-Potential bestimmen, ist die Nernst-Gleichung.
Nernst-Gleichung ist ein mathematischer Ausdruck, der uns die Beziehung zwischen dem Reduktionspotential und dem Standard-Reduktionspotential einer elektrochemischen Zelle zeigt. Diese Gleichung wurde nach dem Wissenschaftler W alther Nernst benannt. Darüber hinaus hängt die Nernst-Gleichung von anderen Faktoren ab, die elektrochemische Oxidations- und Reduktionsreaktionen beeinflussen, wie z. B. Temperatur und chemische Aktivität der chemischen Spezies, die einer Oxidation und Reduktion unterliegen.
Bei der Ableitung der Nernst-Gleichung müssen wir die Standardänderungen der freien Energie von Gibbs berücksichtigen, die mit elektrochemischen Umwandlungen verbunden sind, die in der Zelle stattfinden. Die Reduktionsreaktion einer elektrochemischen Zelle kann wie folgt angegeben werden:
Ox + z e– ⟶ Rot
In der Thermodynamik ist die tatsächliche Änderung der freien Energie der Reaktion
E=Erektion – Eoxidation
Wir können die freie Gibbs-Energie (ΔG) wie folgt mit E (Potentialdifferenz) in Beziehung setzen:
ΔG=-nF
Wobei n die Anzahl der Elektronen ist, die zwischen chemischen Spezies übertragen werden, wenn die Reaktion fortschreitet, F die Faraday-Konstante ist. Betrachten wir die Standardbedingungen, dann lautet die Gleichung:
ΔG0=-nFE0
Wir können die freie Gibbs-Energie von Nicht-Standardbedingungen mit der Gibbs-Energie von Standardbedingungen über die folgende Gleichung in Beziehung setzen.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Dann können wir die obigen Gleichungen in diese Standardgleichung einsetzen, um die Nernst-Gleichung wie folgt zu erh alten:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Dann lautet die Nernst-Gleichung wie folgt:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Was ist Membranpotential?
Das Membranpotential (auch bekannt als Transmembranpotential oder Membranspannung) ist die Differenz zwischen dem elektrischen Potential des Inneren und dem elektrischen Potential des Äußeren einer biologischen Zelle. Darunter wird das äußere elektrische Potential einer Zelle normalerweise in der Einheit Millivolt (mV) angegeben, und der Wert reicht von -40 mV bis -80 mV.
In der Biologie haben alle tierischen Zellen eine umgebende Membran, die aus einer Lipiddoppelschicht besteht, die Proteine enthält, die in die Doppelschicht eingebettet sind. Diese Membran kann als Isolator und als Diffusionsbarriere wirken, die die Bewegung von Ionen aufhält. Es gibt Transmembranproteine, die als Ionentransporter oder Ionenpumpen fungieren. Sie können Ionen aktiv durch die Membran schieben und so einen Konzentrationsgradienten über die Membran aufbauen. Diese Ionenpumpen und Ionenkanäle sind elektrisch äquivalent zu einer Reihe von Batterien und Widerständen. Daher können diese Komponenten eine Spannung zwischen den beiden Seiten der Membran erzeugen.
Fast alle Plasmamembranen haben ein elektrisches Potential über die Membran, mit einer negativen Ladung auf der Innenseite und einer positiven Ladung auf der Außenseite. Es gibt zwei grundlegende Funktionen dieses elektrischen Potenzials: Es ermöglicht einer Zelle, als Batterie zu fungieren, und die Übertragung von Signalen zwischen verschiedenen Teilen einer Zelle.
Was ist der Unterschied zwischen Nernstpotential und Membranpotential?
Nernstpotential und Membranpotential sind wichtige Begriffe der Biochemie. Oft werden sie synonym verwendet, obwohl sie einen kleinen Unterschied haben. Der Hauptunterschied zwischen Nernst-Potential und Membranpotential besteht darin, dass das Nernst-Potential das Potential über eine Zellmembran ist, das der Nettodiffusion eines bestimmten Ions durch die Membran entgegenwirkt, während das Membranpotential die Differenz zwischen dem elektrischen Potential des Inneren und dem elektrischen ist Potential des Äußeren einer biologischen Zelle.
Zusammenfassung – Nernstpotential vs. Membranpotential
Nernstpotential und Membranpotential sind wichtige Begriffe der Biochemie. Der Hauptunterschied zwischen Nernst-Potential und Membranpotential besteht darin, dass das Nernst-Potential das Potential über eine Zellmembran ist, das der Nettodiffusion eines bestimmten Ions durch die Membran entgegenwirkt, während das Membranpotential die Differenz zwischen dem elektrischen Potential des Inneren und dem elektrischen ist Potenzial des Äußeren einer biologischen Zelle.
