A Nernst- és Goldmann-Hodgkin-Katz egyenletben mi határozza meg, hogy a külső vagy belső koncentráció kerül az egyenletben felülre és mi alulra?

A Nernst-egyenlet és a Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet a membránpotenciál számításában játszanak szerepet, és a membránon áthaladó ionok egyensúlyi potenciálját írják le. A két egyenletben a külső és belső koncentrációk helye az egyenletekben nem véletlenszerű, hanem az adott ion tulajdonságaitól függ.

A Nernst-egyenlet az egyik ionra vonatkozóan adja meg az egyensúlyi potenciált a membránpotenciállal kapcsolatban:

E = (RT/zF) * ln([ion]külső/[ion]belső)

Ahol:

E: Egyensúlyi potenciál

R: Univerzális gázállandó

T: Abszolút hőmérséklet

z: Ion töltése

F: Faraday állandó

[ion]külső: Az ion külső oldali koncentrációja

[ion]belső: Az ion belső oldali koncentrációja

Az egyenletben a külső és belső koncentrációk a törtben szerepelnek, és az ionok koncentrációarányát jelölik. Az egyensúlyi potenciál meghatározásához a koncentrációk hányadosa alatt kell lennie az egyenletben.

A Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet a membránpotenciál számítására szolgál, amikor több ion áthalad a membránon. Ez az egyenlet kiterjeszti a Nernst-egyenletet a több ionra vonatkozóan:

E = (RT/F) * ln((P1[ion1]külső + P2[ion2]külső + ...) / (P1[ion1]belső + P2[ion2]belső + ...))

Ahol a P értékek az ionok permeabilitását jelölik.

Az egyenletben a koncentrációk és permeabilitások szummázva vannak a törtben, és a membrán több ionjának egyensúlyi potenciáljait számolják ki. A koncentrációk és permeabilitások kombinációja határozza meg, hogy melyik koncentráció kerül felülre és melyik alulra az egyenletben.

A pontos koncentrációk és permeabilitások értékeit az adott rendszer, a membrán tulajdonságai és az ionok jellemzői határozzák meg.