likspänning

Likspänning, eller jämviktsspänning, är den elektriska potentialskillnaden över ett biologiskt membran där det elektrokemiska drivet för en viss jon är noll. Vid denna potens upphör nettoflödet av just den jonen över membranet, eftersom den elektrostatiska och kemiska drivkraften balanserar varandra. Likspänningen är därmed helt förenlig med jonens koncentrationsgradient över membranet.

Likspänningen beror på koncentrationsskillnaderna för jonen över membranet och temperaturen. Den kan beräknas med Nernst-ekvationen: E_ion = (RT/zF) ln([ion] utsida / [ion] insida), där z är jonens valens, R är gaskonstanten, T temperaturen i kelvin och F Faradays konstant. Vid kroppstemperatur (cirka 37 °C) för en monovalent jon förenklas det till ungefär E_ion ≈ 61,5 mV log10([ut] / [in]), och talen ändras något vid olika temperaturer eller om jonen är divalent.

I en verklig membran får flera joner passera samtidigt, och den totala membranpotentialen är inte likspänningen för en enskild jon utan ett resultat av den elektrokemiska balansen mellan flera jonarter. Detta beskrivas ofta med Goldman-Hodgkin-Katz-ekvationen, som tar hänsyn till jonernas permeabiliteter och koncentrationer. Likspänningar används därför som referenspunkter för varje jon och som komponenter i förståelsen av vilopotential och förändringar under cellular aktivitet.

Exempel på ungefärliga likspänningar: K+ cirka -90 mV, Na+ cirka +60 mV, Cl- cirka -70 mV, Ca2+ cirka +120 mV. I neuroner ligger vilopotentialen vanligtvis runt -70 mV, främst som ett resultat av stor K+- permeabilitet och de natrium– kalium- och kalciumpumpens gradvisa arbete som upprätthåller jonkoncentrationer och gradienter.