¿Qué es la ecuación de Nernst?

La ecuación de Nernst determina el potencial de reposo de las membranas celulares en el cuerpo como factor de la concentración de iones dentro y fuera de la célula. Las células son la unidad básica del cuerpo, y el ambiente dentro de la célula está separado del exterior por una membrana celular. El entorno intracelular contiene una concentración de iones que es diferente de la del entorno extracelular, por lo que se desarrolla una carga eléctrica, que se denomina potencial de reposo. Los iones que son más influyentes en la determinación del potencial de reposo son aquellos a los que la membrana celular es más permeable: sodio y potasio. Hay una mayor concentración de potasio dentro de la célula que fuera de la célula, y lo opuesto es cierto para el ion sodio.

Para muchas de las células del cuerpo, el potencial de reposo se mantiene constante durante la vida útil de la célula. Sin embargo, para las células excitables como las de los nervios y los músculos, el potencial de reposo simplemente se refiere al potencial de membrana cuando la célula no está siendo excitada. Una célula excitable es aquella que genera un impulso eléctrico que hace que la célula se contraiga, en el caso de una célula muscular, o dispare una señal, en el caso de una célula nerviosa.

La excitación da como resultado el cambio de la permeabilidad de la membrana a los iones, principalmente potasio y sodio. Esto permite el flujo de iones desde el área de mayor concentración al área de menor concentración, y este flujo provoca una corriente eléctrica que cambiará la carga a través de la membrana. Por lo tanto, la ecuación de Nernst no es aplicable en este caso, porque la ecuación de Nernst solo tiene en cuenta la concentración de iones cuando no hay permeabilidad a través de la membrana celular.

La ecuación de Nernst tiene en cuenta constantes como la constante de Faraday, la constante de gas universal, la temperatura absoluta del cuerpo y la valencia de los iones considerados. El potasio es el ion más comúnmente considerado en la ecuación. Es el ion de mayor permeabilidad, por lo que fluye más a través de la membrana.

La ecuación de Nernst ha sido criticada porque supone que no hay flujo neto de iones a través de la membrana celular. Siendo realistas, nunca hay un flujo neto de iones, porque los iones escapan debido a la fuga o son activamente bombeados por la célula a través de la membrana. En muchos casos, se prefiere la ecuación de Goldman más universal al predecir el potencial de membrana. La ecuación de Goldman tiene en cuenta la permeabilidad de la membrana a los iones para una evaluación más precisa del potencial de membrana, y puede usarse para células excitables y no excitables.