¿Por qué la ecuación de Nernst predice que el potencial de reposo de K + es negativo?

Tienes razón [K +] adentro> [K +] afuera. Ahora recordemos la Ecuación de Nernst para que podamos ver por qué predice un potencial de membrana negativo.

(1) E = -2.3 (RT / zF) log ([Ci] / [Co])

donde E = potencial de equilibrio
z = carga de ion
Ci = concentración dentro
Co = concentración fuera
R = constante de gas universal
T = temperatura
F = constante de Faraday

Entonces, solo créanme que -2.3 * RT / zF = -60 mV cuando z = +1, y R y T tienen sus valores biológicos de estado estacionario.

Ahora, si sustituimos K + por Ci y K + por C, podemos ver que

mientras que lo siguiente es verdadero:

[K + i]> [K + o]

entonces también es cierto que:

[K + i] / [K + o]> 1

Lo que significa que:

log ([K + i] / [K + o])> 0, es decir, algo positivo

entonces considerando E una vez más

E = -60 mV * algo positivo = algo negativo

Pero la pregunta que probablemente debería hacerse ahora es: ¿por qué K + terminé en el numerador y K + o terminé en el denominador? Si los cambiamos, ¿no sería positivo el potencial de membrana en reposo?

La respuesta a eso es sí. Pero por convención arbitraria, K + i está en el numerador. Entonces, la respuesta a por qué la ecuación de Nernst predice un potencial de membrana en reposo negativo, en lugar de positivo, se reduce a una convención arbitraria. Lo que es importante recordar es que el K + es diferente del Na +, cuyas concentraciones intracelulares son más bajas que las concentraciones extracelulares. Es por esta razón que en los sistemas biológicos, cuando las membranas se vuelven permeables al sodio, es decir, se abren los canales, el potencial de membrana se dispara en la dirección positiva, lo que refleja la contribución del ion de sodio al potencial de membrana global.

La ecuación de nerst está diseñada para trabajar con diferentes concentraciones de reactivos / productos en un sistema. Entonces, un problema de práctica le pediría que encuentre valores de e para diferentes concentraciones. Y la ecuación nerst debe tener un valor e que no creo que tenga un solo ion. La ecuación de nerst también incorpora q que no se puede encontrar con un tipo de ion.