Vilomembranpotential

Den membranpotential som normalt föreligger för en cell i vila kallas vilomembranpotentialen och brukar ligga i intervallet -60mV till -70mV. Vilomembranpotentialen uppstår som till följd av att olika joner är ojämnt fördelade mellan membranets in och utsida, vilket beror på att ett jämviktsläge uppnåtts mellan kemiska och elektriska krafter verkande på enskilda joner. Den kemiska drivkraften verkar genom osmotiskt tryck i koncentrationsgradientens motsatta riktning för samtliga joner. Då K $^\textrm{+}$-joner är positivt laddade och finns i överskott på cellmembranets insida kommer detta att innebära att denna laddas negativt då koncentrationsgradienten söker utjämnas. Den elektriska drivkraften verkar således i motsatt riktning i förhållande till den kemiska för K $^\textrm{+}$-joner då dessa attraheras mot den negativt laddade insidan av membranet. Ett jämviktsläge uppträder därmed då laddningen blivit tillräckligt stor. Potentialen som råder vid detta jämviktsläge med avseende på en enskild jon kan räknas fram med följande ekvation, Nernst-ekvationen:

$$E = E^{0'} + \frac{0.0591}{n} \log\frac{[\mbox{jon utanför cell}]}{[\mbox{jon inuti cell}]}$$

där $E$ är elektrodpotentialen $E^{0'}$ är den formella elektronpotentialen och $n$ antalet elektroner som överförs i halvreaktionen. Nernst-ekvationen ger att jämviktspotentialen för K $^\textrm{+}$ är ca -75mV medan den för Na $^\textrm{+}$ är +55mV och för Cl $^\textrm{-}$ -60mV. Om man tar hänsyn till att de olika jonerna har olika koncentration och konduktans och därmed olika jämviktslägen kan man räkna ut den egentliga vilomembranpotentialen med Goldmanekvationen för m a p Kalium-, Natrium- och kloridjoner:

$$E_{m} = \frac{RT}{F} \ln{ \left( \frac{ P_{Na^{+}}[Na^{+}]_{ut} +... ...}}[Na^{+}]_{in} + P_{K^{+}}[K^{+}]_{in} + P_{Cl^{-}}[Cl^{-}]_{ut} } \right) }$$

där $R$ är gaskonstatnen, T temperaturen i $\deg$ K, F är Faradays konstant och $P_{X}$ är permeabiliteten för en viss typ av jon.