Jämviktspotentialen

Jämviktspotentialen för en jon är den membranpotential vid vilken det inte sker nettoflöde av den jonen över cellmembranet när membranet är permeabelt endast för den jonen. Den innebär att koncentrationsskillnaden över membranet och jonens laddning balanserar den elektriska drivkraften så att inget nettoflöde uppstår.

Jämviktspotentialen kan beräknas med Nernst-ekvationen: E_ion = (RT/zF) ln([ion]_outside/[ion]_inside). Här är R gaskonstanten, T temperaturen i kelvin, F Faradays konstant och z jonens valens. För monovalenta joner vid kroppstemperatur används ofta en förenklad form: E_ion ≈ 61,5 mV × log10([outside]/[inside]). Värden förändras med temperatur och med jonens valens.

Exempel på jämviktspotentialer hos vanliga joner i däggdjurscellers membran är ungefär: K+ cirka -90 mV, Na+ cirka +60 mV, Cl- cirka -70 mV (värdena varierar mellan vävnader och mätförhållanden).

I verkligheten är den faktiska membranpotentialen inte lika med jämviktspotentialen för någon enskild jon. Den bestäms av flera joner och deras permeabiliteter genom membranet. Goldman-Hodgkin-Katz-ekvationen beskriver den sammantagna påverkan av olika joners bidrag och deras relativt genomtränglighet.

Jämviktspotentialen fungerar som en teoretisk referens som förklarar hur koncentrationsskillnader driver jonflöden och hur förändringar i permeabilitet eller koncentrationer påverkar cellens excitabilitet och vilopotential. Begränsningar uppstår eftersom celler ofta har aktiv transport och komplexa jonkanaler som gör att verkliga membranpotentialen avviker från en enskild jämviktspotential.