Ecuación de Nerst

Fisiología General

Walther Nernst (1864-1941)

Físico y químico alemán. Obtuvo en 1920 el Premio

Nobel de Química, por sus estudios sobre termodinámica.

Si la membrana es permeable a un unico ion, el potencial de equilibrio de este es el potencial de reposo de la membrana

Sirve para calcular el potencial de equilibrio de un ion que está distribuido desigualmente a través de una membrana, siendo ésta permeable a dicho ión.

E= 2,3 RT log [C1]ZF [C2]

Donde, E= potencial de equilibrio (mV) R= constante de los gases T= temperatura absoluta (Kelvin) Z= carga del ión F= consante de Faraday [C1] y [C2] son las concentraciones del ión a cada lado de la membrana

la ecuación de NERST convierte la diferencia de concentración de un ión en voltaje.

Potencial de equilibrio

La diferencia de potencial que alcanzaría la membrana si se deja que un ion se difunda a favor de su gradiente químico, hasta llegar un momento en que la diferencia de carga creada equilibraría el mismo

Tal como se vio anteriormente, la ecuación de Nerst solo calcula el potencial de difusión para un ion en particular, es decir, se asume que en el medio externo sólo existe un tipo de iones (por ejemplo: Na+ )

Se sabe que tanto en los medios intra y extra celular existen múltiples iones tales como: Na+, K+, Cl-, Mg2+, entre otros, por lo tanto es necesario disponer de una fórmula que calcule dicho potencial para todos los iones presentes en el líquido extracelular.

Se sabe que la membrana celular es permeable a múltiples iones diferentes, por lo tanto al momento en que dichos iones difunden se genera un potencial de membrana que depende de tres factores:

1. La polaridad de la carga de cada uno de los iones a difundir.

2. La permeabilidad de la membrana a cada uno de los iones.

3. Las concentraciones de los mismos tanto en el exterior como en el interior de la membrana.

La Ecuación de Goldman (también llamada de Goldman - Hodgkin - Katz) calcula el Potencial de la membrana en el interior de la célula cuando participan dos iones positivos univalentes (K+ y Na+) y un ion negativo también univalente (Cl-).

donde:- C = Concentración del ion- P = Permeabilidad de la membrana al ion

Aclaraciones:

los iones sodio, potasio y cloruro son los iones más importantes que participan en la generación del potencial de membrana en las fibras nerviosas y musculares. El gradiente de concentración de cada uno de los iones a través de la membrana ayuda a determinar el voltaje del potencial de membrana.