Goldmanova-Hodgkinova-Katzova rovnice proudu (nebo GHK rovnice proudu) popisuje proud nesený iontovou látkou přes buněčnou membránu jako funkci transmembránového potenciálu a koncentrací iontu uvnitř a vně buňky. Vzhledem k tomu, že pohyb iontů ovlivňují jak gradienty napětí, tak koncentrace, nazývá se tento proces elektrodifúze.
Eponyma rovnice
Tuto rovnici odvodili Američan David E. Goldman z Kolumbijské univerzity a angličtí nositelé Nobelovy ceny Alan Lloyd Hodgkin a Bernard Katz.
Předpoklady platnosti rovnice
Při odvozování GHK proudové rovnice se vychází z několika předpokladů:
Rovnice proudu GHK pro iont S:
Rektifikace a GHK proudová rovnice
Protože jedním z předpokladů rovnice proudu GHK je, že se ionty pohybují nezávisle na sobě, celkový tok iontů přes membránu se jednoduše rovná součtu dvou proti sobě směrovaných toků. Každý tok (nebo proud) se blíží asymptotické hodnotě, protože membránový potenciál se odchyluje od nuly. Tyto asymptoty jsou
kde dolní indexy ‚i‘ a ‚o‘ označují intra- a extracelulární kompartmenty, resp. Při zachování všech výrazů kromě Vm konstantních, rovnice dává rovnou čáru při vynesení IS proti Vm. Je zřejmé, že poměr mezi oběma asymptoty je pouze poměr mezi dvěma koncentracemi S, [S]i a [S]o. Pokud jsou tedy obě koncentrace identické, směrnice bude identická (a konstantní) v celém rozsahu napětí (odpovídá Ohmovu zákonu). Jak se poměr mezi oběma koncentracemi zvyšuje, tak se zvyšuje i rozdíl mezi oběma směry, což znamená, že proud je větší v jednom směru než ve druhém, při stejné hnací síle opačných znamének. To je v rozporu s výsledkem získaným při použití Ohmova zákona, a efekt se nazývá rektifikace.
Elektrofyziologové používají rovnici GHK proudu většinou tehdy, když je poměr mezi [S]i a [S]o velký a/nebo když se jedna nebo obě koncentrace během akčního potenciálu výrazně změní. Nejčastějším příkladem je pravděpodobně intracelulární vápník, [Ca2+]i, který se během cyklu srdečního akčního potenciálu může změnit 100krát i více, a poměr mezi [Ca2+]o a [Ca2+]i může dosáhnout 20 000 i více.