Hoppa till innehållet

Goldmans ekvation

Från GuldWiki
Version från den 24 februari 2013 kl. 04.42 av Dan Olsson (diskussion | bidrag) (1 version)
(skillnad) ← Äldre version | Nuvarande version (skillnad) | Nyare version → (skillnad)

Goldmans ekvation används inom cellmembranfysiologin för att bestämma jämviktspotentialen över ett cellmembran som ges av de joner för vilka membranet är permeabelt.

Ekvation för envärda joner

Goldmans ekvation för <math>N</math> stycken envärda positiva joner och <math>M</math> negativa:

<math>E_{m} = \frac{RT}{F} \ln{ \left( \frac{ \sum_{i}^{N} P_{M^{+}_{i}}[M^{+}_{i}]_\mathrm{out} + \sum_{j}^{M} P_{A^{-}_{j}}[A^{-}_{j}]_\mathrm{in}}{ \sum_{i}^{N} P_{M^{+}_{i}}[M^{+}_{i}]_\mathrm{in} + \sum_{j}^{M} P_{A^{-}_{j}}[A^{-}_{j}]_\mathrm{out}} \right) }</math>

Detta resulterar i följande om vi utgår från ett membran som separerar två <math>\mathrm{K}_{x}\mathrm{Na}_{1-x}\mathrm{Cl}</math>-lösningar:

<math>E_{m, \mathrm{K}_{x}\mathrm{Na}_{1-x}\mathrm{Cl} } = \frac{RT}{F} \ln{ \left( \frac{ P_{Na^{+}}[Na^{+}]_\mathrm{out} + P_{K^{+}}[K^{+}]_\mathrm{out} + P_{Cl^{-}}[Cl^{-}]_\mathrm{in} }{ P_{Na^{+}}[Na^{+}]_\mathrm{in} + P_{K^{+}}[K^{+}]_{\mathrm{in}} + P_{Cl^{-}}[Cl^{-}]_\mathrm{out} } \right) }</math>

Ekvationen liknar Nernsts ekvation men har en term för varje jon. Nernsts ekvation kan ses som ett specialfall av Goldmans ekvation då enbart en jontyp finns:

<math>E_{m,Na} = \frac{RT}{F} \ln{ \left( \frac{ P_{Na^{+}}[Na^{+}]_\mathrm{out}}{ P_{Na^{+}}[Na^{+}]_\mathrm{in}} \right) }=\frac{RT}{F} \ln{ \left( \frac{ [Na^{+}]_\mathrm{out}}{ [Na^{+}]_\mathrm{in}} \right) }</math>
  • <math>E_{m}</math> = membranpotential (i volt, ekvivalent med joule/coulomb)
  • <math>P_\mathrm{ion}</math> = permeabilitet för jonen (m/s)
  • <math>[ion]_\mathrm{out}</math> = extracellulär jonkoncentration (mol/m3)
  • <math>[ion]_\mathrm{in}</math> = intracellulär koncentration (som ovan)
  • <math>R</math> = ideala gaskonstanten (joule per kelvin per mol)
  • <math>T</math> = temperatur i kelvin
  • <math>F</math> = Faradays konstant (coulomb/mol)

Första termen innan parentesen kan avrundas till 61,5mV (37°C kroppstemperatur).

<math>E_{X} = 61,5 \ \mathrm{mV} \log{ \left( \frac{ [X^{+}]_\mathrm{out}}{ [X^{+}]_\mathrm{in}} \right) } = -61,5 \ \mathrm{mV} \log{ \left( \frac{ [X^{-}]_\mathrm{out}}{ [X^{-}]_\mathrm{in}} \right) }</math>

Obs! Jonladdning avgör tecknet för membranpotentialens bidrag.

Ekvationen tillåter uträkning av membranpotential i de fall permeabiliteten hos jonerna är kända.

ar:معادلة غولدمان de:Goldman-Gleichung en:Goldman equation fr:Équation de Goldman-Hodgkin-Katz en tension pl:Równanie Goldmana ro:Ecuația Goldman zh:戈德曼方程