能斯特方程

能斯特方程是一个简单的公式，它只回答关于某一种带电粒子（一种离子，比如钠或钾）的一个明确问题：已知它在细胞内和细胞外各有多少，那么跨越细胞那层薄薄外皮（细胞膜）的电压要达到多大，才能让这种离子平均而言停止净移动？想象一群人挤在一个房间里、隔壁房间几乎空着，两个房间之间有扇门。拥挤的那群人自然会朝空房间涌去。但如果这些人带着电荷，你就可以在门口布置一个电的拉力，往回拉，刚好抵消由拥挤产生的推力。能够恰好平衡这两股相反力量的电压——一股是浓度差带来的化学拉力，另一股是电荷差带来的电拉力——就叫作这种离子的平衡电位，而能斯特方程就是用来计算它的工具。

它常见的形式是 E =（RT / zF）× ln（膜外[离子] / 膜内[离子]）。这里 E 就是你要求的平衡电压；R 是固定的气体常数，T 是温度，所以 RT 衡量的是粒子因受热而四处碰撞的剧烈程度；F 是一个把电荷量换算过来的固定数值；z 是离子所带的电荷（例如钠或钾为 +1，钙为 +2，氯为 −1）；ln 是自然对数，一种把内外两个浓度之比换算成一个数字的方法。整个公式表达的意思是：细胞内外的不平衡越大，要把这种离子稳住所需的电压就越大——而电荷的正负则决定电压指向哪个方向。这个针对单一离子得到的答案，是理解神经元静息电压、以及承载其信号的那些迅速电压跳变的基本砖块。