L’equazione di Nernst

Cosa significa l’equazione di Nernst

L’equazione di Nernst traduce in un valore preciso, espresso in millivolt, l’equilibrio tra forza di diffusione e forza elettrica che agisce su uno ione. Conoscendo la carica elettrica dello ione e la differenza di concentrazione ai due lati della membrana, l’equazione permette di stabilire se l’interno della cellula si trovi a un potenziale maggiore o minore di quello di equilibrio.

Nella sua forma piu usata, il potenziale di equilibrio dipende da tre elementi: la temperatura assoluta, la valenza dello ione (cioe il numero e il segno delle sue cariche) e il logaritmo del rapporto tra concentrazione esterna e concentrazione interna. A temperatura corporea e per uno ione monovalente positivo, l’equazione si semplifica in una forma comoda che usa il logaritmo in base dieci di quel rapporto di concentrazioni.

L’equazione di Nernst in pratica

Lo strumento serve a calcolare, uno ione alla volta, il valore verso cui quello ione tenderebbe a portare il potenziale di membrana. Applicando l’equazione alle concentrazioni note di potassio, sodio, calcio o cloro si ottengono i rispettivi potenziali di equilibrio, che orientano la lettura del comportamento elettrico del neurone.

L’equazione di Nernst, pero, descrive un solo ione per volta. Quando piu ioni attraversano contemporaneamente la membrana con permeabilita diverse, per ottenere il potenziale di membrana complessivo si ricorre a una formulazione piu estesa che pesa il contributo di ciascuno. Resta comunque il punto di partenza indispensabile per quantificare gli equilibri ionici.

Termini correlati

L’equazione di Nernst calcola il potenziale di equilibrio di ogni ione ed e quindi inseparabile da quel concetto. Si collega al potenziale di riposo, che dai singoli equilibri ionici emerge come valore complessivo. La distribuzione di ioni attraverso la membrana fornisce le concentrazioni che l’equazione utilizza, mentre la permeabilita della membrana a riposo stabilisce quali equilibri pesano davvero.