Das K⁺-Gleichgewichtspotenzial

Mit dieser Gleichung kann man das sogenannte K⁺-Gleichgewichtspotenzial berechnen. Also die Membranspannung, die sich bildet, wenn ausschließlich Kalium-Ionen von innen nach außen diffundieren und dabei ein elektrisches Potenzial aufbauen, das dem Diffusionspotenzial entgegengerichtet ist. Sobald beide Potenziale gleich groß sind, herrscht elektrochemisches Gleichgewicht, und mit der Gleichung kann man die Membranspannung U berechnen, die man in diesem Gleichgewichtszustand messen kann.

Dazu muss man die genauen Konzentrationen der Kalium-Ionen auf der Außenseite sowie auf der Innenseite kennen.

Beim Riesenaxon bestimmter Tintenfischarten beträgt der Wert von c(K⁺)_innen 400 mmol/L. In Meerwasser liegt der Wert von c(K⁺)_außen normalerweise bei 10 mmol/L. Damit vereinfacht sich die NERNSTsche Gleichung (so nennt man die Gleichung) zu

U = 58 * log(1/40)

Daraus ergibt sich für U ein Wert von -92,9 mV.

Das tatsächliche Ruhepotenzial der meisten Zellen liegt allerdings über diesem Wert, weil ja nicht nur K⁺-Ionen bei der Bildung des Ruhepotenzials eine Rolle spielen. Auch Natrium- und Chlorid-Ionen spielen eine - wenn auch untergeordnete - Rolle. Diese beiden Ionensorten sorgen dafür, dass das Ruhepotenzial positiver ist als das K⁺-Gleichgewichtspotenzial.