ნერნსტის პოტენციალსა და მემბრანულ პოტენციალს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ნერნსტის პოტენციალი არის პოტენციალი უჯრედის მემბრანაზე, რომელიც ეწინააღმდეგება მემბრანის მეშვეობით კონკრეტული იონის წმინდა დიფუზიას, მაშინ როდესაც მემბრანის პოტენციალი არის განსხვავება ელექტრულ პოტენციალს შორის. ბიოლოგიური უჯრედის ინტერიერი და ელექტრული პოტენციალი.
Nernst პოტენციალი და მემბრანის პოტენციალი მნიშვნელოვანი ტერმინებია ბიოქიმიაში. ხშირად ადამიანები იყენებენ ამ ტერმინებს ურთიერთშეცვლით, თუმცა მათ აქვთ მცირე განსხვავება.
რა არის ნერნსტ პოტენციალი?
Nernst პოტენციალი (ასევე სახელწოდებით შებრუნების პოტენციალი) არის პოტენციალი უჯრედის მემბრანაზე, რომელიც ეწინააღმდეგება მემბრანის მეშვეობით კონკრეტული იონის წმინდა დიფუზიას.ამ ტერმინს აქვს თავისი ძირითადი გამოყენება ბიოქიმიაში. ნერნსტის პოტენციალის დასადგენად, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ იმ სპეციფიკური იონის კონცენტრაციების თანაფარდობა (რომელიც ცდილობს უჯრედის მემბრანაში გავლას) უჯრედის შიგნით და უჯრედის გარეთ. გარდა ამისა, ეს ტერმინი ასევე სასარგებლოა ელექტროქიმიაში ელექტროქიმიურ უჯრედებთან დაკავშირებით. განტოლება, რომელსაც ვიყენებთ ნერნსტის პოტენციალის დასადგენად, არის ნერნსტის განტოლება.
ნერნსტის განტოლება არის მათემატიკური გამოხატულება, რომელიც გვიჩვენებს კავშირი ელექტროქიმიური უჯრედის შემცირების პოტენციალსა და სტანდარტულ შემცირების პოტენციალს შორის. ამ განტოლებას ეწოდა მეცნიერი ვალტერ ნერნსტის სახელი. გარდა ამისა, ნერნსტის განტოლება დამოკიდებულია სხვა ფაქტორებზე, რომლებიც გავლენას ახდენენ ელექტროქიმიურ დაჟანგვისა და შემცირების რეაქციებზე, როგორიცაა ტემპერატურა და ქიმიური სახეობების ქიმიური აქტივობა, რომლებიც განიცდიან დაჟანგვას და რედუქციას.
ნერნსტის განტოლების გამოყვანისას, ჩვენ უნდა გავითვალისწინოთ გიბსის თავისუფალი ენერგიის სტანდარტული ცვლილებები, რაც დაკავშირებულია უჯრედში მომხდარ ელექტროქიმიურ გარდაქმნებთან. ელექტროქიმიური უჯრედის შემცირების რეაქცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:
Ox + z e– ⟶ წითელი
თერმოდინამიკაში რეაქციის ფაქტობრივი თავისუფალი ენერგიის ცვლილება არის, E=ერედუქცია - ეჟანგით
გიბსის თავისუფალი ენერგია (ΔG) შეგვიძლია დავაკავშიროთ E-სთან (პოტენციური სხვაობა) შემდეგნაირად:
ΔG=-nF
სადაც n არის ქიმიურ სახეობებს შორის გადატანილი ელექტრონების რაოდენობა, როდესაც რეაქცია პროგრესირებს, F არის ფარადეის მუდმივა. თუ გავითვალისწინებთ სტანდარტულ პირობებს, მაშინ განტოლება ასეთია:
ΔG0=-nFE0
ჩვენ შეგვიძლია დავაკავშიროთ არასტანდარტული პირობების გიბსის თავისუფალი ენერგია სტანდარტული პირობების გიბსის ენერგიასთან შემდეგი განტოლების მეშვეობით.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
შემდეგ, ჩვენ შეგვიძლია ჩავანაცვლოთ ზემოაღნიშნული განტოლებები ამ სტანდარტულ განტოლებაში, რათა მივიღოთ ნერნსტის განტოლება შემდეგნაირად:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
მაშინ ნერნსტის განტოლება ასეთია:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
რა არის მემბრანის პოტენციალი?
მემბრანის პოტენციალი (ასევე ცნობილია როგორც ტრანსმემბრანული პოტენციალი ან მემბრანული ძაბვა) არის განსხვავება ინტერიერის ელექტრულ პოტენციალსა და ბიოლოგიური უჯრედის ექსტერიერის ელექტრულ პოტენციალს შორის. მათ შორის, უჯრედის გარე ელექტრული პოტენციალი, როგორც წესი, მოცემულია მილივოლტების ერთეულში (mV) და მნიშვნელობა მერყეობს -40 mV-დან -80 mV-მდე.
ბიოლოგიაში, ყველა ცხოველურ უჯრედს აქვს მიმდებარე მემბრანა, რომელიც შედგება ლიპიდური ორშრისგან, რომელიც შეიცავს ორ შრეში ჩადგმულ ცილებს. ამ მემბრანას შეუძლია იმოქმედოს როგორც იზოლატორი და როგორც დიფუზიური ბარიერი, რომელიც აკავებს იონების მოძრაობას. არსებობს ტრანსმემბრანული ცილები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც იონური გადამტანები ან იონური ტუმბოები. მათ შეუძლიათ იონების მემბრანაზე აქტიური გადაადგილება, მემბრანის გასწვრივ კონცენტრაციის გრადიენტის დამყარება.ეს იონური ტუმბოები და იონური არხები ელექტრულად ექვივალენტურია ბატარეებისა და რეზისტორების ნაკრების. ამრიგად, ამ კომპონენტებს შეუძლიათ შექმნან ძაბვა მემბრანის ორ მხარეს შორის.
თითქმის ყველა პლაზმურ მემბრანას აქვს ელექტრული პოტენციალი მემბრანის გასწვრივ, აქვს უარყოფითი მუხტი შიგნით და დადებითი მუხტი გარედან. ამ ელექტრული პოტენციალის ორი ძირითადი ფუნქციაა: უჯრედის ბატარეის ფუნქციას და სიგნალების გადაცემა უჯრედის სხვადასხვა ნაწილს შორის.
რა განსხვავებაა Nernst პოტენციალსა და მემბრანულ პოტენციალს შორის?
Nernst პოტენციალი და მემბრანის პოტენციალი მნიშვნელოვანი ტერმინებია ბიოქიმიაში. ხშირად, ადამიანები იყენებენ მათ ურთიერთშემცვლელად, თუმცა მათ აქვთ მცირე განსხვავება. ნერნსტის პოტენციალსა და მემბრანულ პოტენციალს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ნერნსტის პოტენციალი არის პოტენციალი უჯრედის მემბრანაზე, რომელიც ეწინააღმდეგება მემბრანის მეშვეობით კონკრეტული იონის წმინდა დიფუზიას, ხოლო მემბრანის პოტენციალი არის განსხვავება ინტერიერისა და ელექტრულ პოტენციალს შორის. ბიოლოგიური უჯრედის ექსტერიერის პოტენციალი.
რეზიუმე – Nernst Potential vs Membrane Potential
Nernst პოტენციალი და მემბრანის პოტენციალი მნიშვნელოვანი ტერმინებია ბიოქიმიაში. ნერნსტის პოტენციალსა და მემბრანის პოტენციალს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ნერნსტის პოტენციალი არის პოტენციალი უჯრედის მემბრანაზე, რომელიც ეწინააღმდეგება კონკრეტული იონის წმინდა დიფუზიას მემბრანის მეშვეობით, ხოლო მემბრანის პოტენციალი არის განსხვავება ინტერიერისა და ელექტრულ პოტენციალს შორის. ბიოლოგიური უჯრედის ექსტერიერის პოტენციალი.
